Лекция 6. Растворы электролитов

1. Растворы электролитов. Типы электролитов. Ассоциированные и неассоциированные электролиты.

2. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Сольватация ионов и молекул.

3. Определение степени диссоциации слабого электролита в растворе на основе измерений электропроводности.

4. Константа диссоциации; закон разбавления Оствальда.

5. Ступенчатая диссоциация слабых электролитов. Влияние одноименных ионов на равновесие диссоциации слабого электролита в растворе.

6. Равновесие в системе, состоящей из насыщенного раствора электролита и его кристаллов. Кривая растворимости.

7. Произведение растворимости; условия осаждения и растворения малорастворимого электролита.

Лекция 7-8. Дисперсные системы. Комплексные соединения.

1. Введение в физикохимию поверхностных явлений. Основные положения термодинамики поверхностных явлений. Признаки объектов коллоидной химии.

 

2. Классификация дисперсных систем. Растворы. Коллоиды. Грубодисперсные системы. Поверхностное натяжение. Полная поверхностная энергия. Уравнение Гиббса—Гельмгольца. Адсорбция. Адгезия, смачивание и растекание.

 

3. Дисперсность и термодинамические свойства тел. Капиллярные явления. Методы получения дисперсных систем: диспергирование и конденсация.

 

4. Коллоидные растворы. Строение мицеллы. Устойчивость коллоидов. Золи и гели.

 

5. Аэрозоли, дымы, туманы. Реакций, описывающих процессы при возникновении химического и фотохимического смога.

6. Химия комплексных соединений. Общие сведения о комплексных соединениях. Комплексообразователь, лиганды, координационное число, внутренняя и внешняя сфера комплексного соединения. Классификация комплексов.

Лекция 9. Окислительно-восстановительные свойства веществ.

9.1. Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстановители. Окислительно-восстановительные свойства элементов и их соединений и периодический закон.

9.2. Классификация реакций окисления-восстановления. Составление уравнений реакций окисления-восстановления.

9.3. Окислительно-восстановительный эквивалент. Понятие об электродных потенциалах. Стандартные электродные потенциалы, э.д.с. окислительно-восстановительной реакции. Электродный потенциал. Ряд напряжений металлов. Уравнение Нерста.

9.4. Электролиз. Вычисление стандартного изменения энергии Гиббса окислительно-восстановительных реакции на основе данных э.д.с.

9.5.Гальванические элементы. Электролиз расплавов и водных растворов и солей. Инертные и активные электроды. Примеры использования олова, цинка и магния для защиты железа от коррозии.

Лекция 10.Теоретические основы аналитической химии.

10.1. Предмет и задачи аналитической химии. Качественный, количественный и структурный анализ. Химический, инструментальный (физический и физико-химический) и биологический методы анализа. Основные этапы химического анализа.

 

10.2. Общая (аналитическая) и активная концентрация, ионная сила и коэффициент активности ионов. Термодинамическая, концентрационная и условная константа равновесия, их показатели (рК). Шкала рН как мера кислотности среды. Расчет рН в растворах сильных и слабых кислот и оснований. Буферные растворы и механизм их действия.

 

10.3. Протолитические равновесия в растворах. Степень и константа гидролиза. Расчет рН гидролизуемых солей. Протолитическая теория кислот и оснований. Константы кислотности и основности.

 

Лекция 11. Качественный анализ катионов и анионов.

 

1. Качественный анализ - дробный и систематический, чувствительность и специфичность реакций.

2. Понятие об аналитическом сигнале как основе анализа.

3. Качественный систематический анализ катионов по кислотно-щелочному методу.

4. Аналитическая классификация катионов при кислотно-основном методе анализа.

5. Кислотно-основная схема проведения анализа смеси катионов.

6. Качественный анализ анионов.

7. Аналитическая классификация анионов.

8. Аналитические реакции анионов I и II аналитической группы.

 

Лекция 12. Количественного анализа.

 

12.1. Гетерогенные равновесия в системе «раствор — осадок».

12.2. Произведение растворимости.

12.3. Вычисления растворимости, произведения растворимости.

12.4. Основы весового анализа (гравиметрия).

12.5. Основы объёмного анализа.

12.6. Понятие о титровании и титре.

12. 7Связь между титром и нормальностью.

12.8. Титриметрические методы анализа: кислотно-основной, окисли­тельно-восстановительный, комплексонометрический.

12. 9. Расчёты в титриметрическом анализе.

 

Лекция 13. Физико-химические (инструментальные) методы анализа.

 

1. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. Электрохимические методы анализа. Потенциометрия. Электроды сравнения и индикаторные, их характеристика.

 

2. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование.

 

3. Полярография. Теоретические основы метода.

 

4. Амперометрическое титрование с одним индикаторным электродом. Область применения метода, преимущества и недостатки.

 

5. Кулонометрия. Теоретические основы метода, законы Фарадея

 

 

6. Кулонометрическое титрование.

 

7. Спектральные методы анализа. Классификация спектральных методов.

 

8. Абсорбционная молекулярная спектроскопия.

 

9. Основы фотометрического качественного и количественного анализа.

 

10. Хроматографические методы анализа. Классификация по механизму сорбции.

 

11. Основные виды хроматографии - в тонком слое, бумажная, осадочная, ионнообменная и газовая.

 

Лекция 14. Основные понятия органической химии. Основные классы органических соединений.

14.1. Классификация органических соединений. Особенности строения атома углерода, основные функциональные группы.

 

14.2. Типы гибридизации атома углерода, возможные степени окисления. Валентность.

 

14.3. Номенклатура органических соединений: историческая, рациональная, ИЮПАК. Основные правила составления названий органических веществ.

 

14.4. Общая классификация углеводородов.

 

14.5. Химические свойства углеводородов:

реакции замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование);

реакции окисления; термические превращения (крекинг, дегидрирование, дегидроциклизация, изомеризация); реакции присоединения Н₂, галогенов + Hal, галогеноводородов + Hal, гидратация + Н₂О; реакции полимеризации.

 

14.7. Кислородсодержащие органические соединения как производные углеводородов, содержащие кислород в функциональных группах. Качественные реакции на функциональные группы

 

14.8. Азотсодержащие органические соединения. Углеводы.

Лекция 15. Высокомолекулярные органические соединения.

15.1. Понятие макромолекулы и полимера. Основные отличия свойств полимеров от свойств низкомолекулярных соединений. Биологически значимые свойства полимеров: способность преобразовывать химическую энергию в механическую работу, способность хранить и передавать информацию.

 

15.2. Понятие о молекулярной массе и степени полимеризации макромолекул.

15.3. Основные методы синтеза полимеров: радикальная и ионная полимеризация (инициирование, рост и обрыв цепи), поликонденсация. Синтез полипептидов, особенности биосинтеза белков.

 

15.4. Химическая классификация полимеров.

 

15.5. Важнейшие представители карбоцепных (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат, полиизопрен, тефлон).

 

15.6. Важнейшие представители гетероцепных (полиамиды и полиэфиры) синтетических полимеров, области их практического применения.

 

15.7. Белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды как важнейшие представители биополимеров.

 

15.8. Заключение. Краткий обзор изложенного материала по теоретическим основам химии; наиболее важные положения курса. Взаимосвязь разделов курса. Успехи современной химии. Перспективы развития теоретических основ химии.