3. Принципы классификации и классификация термодинамических процессов.Ответ. Процесс изменения характеристических функций под воздействием термодинамических параметров называют термодинамическим процессом. Используется несколько типов классификации термодинамических процессов: по мониторингу за изменением параметров термодинамические процессы подразделяются на: 1) изотермический (Т = const.); 2) изобарический (Р = const.); 3) изохорический (V = const.); 4) адиабатный (А = const.); 5) неравновесный (ΔР ≠ ΔТ ≠ ΔV ≠ 0); 6) равновесный (ΔР = ΔТ = ΔV = 0). по направлению термодинамического процесса 1) обратимый процесс (допускающий возможность возвращения системы в исходное состояние без того, чтобы в окружающей среде остались какие-либо изменения.); 2) необратимый процесс (идет только в одном направлении). по характеру взаимодействия с окружающей средой: 1) самопроизвольный процесс (совершается под воздействием внутренней энергии системы); 2) вынужденный процесс (совершается под воздействием энергии окружающей среды).12. Вычислить тепловой эффект реакции: СО + NH3(г) = HCN(г) + H2O(г) при 250С, если энтропия образования аммиака, цианистого водорода, водяного пара и оксида углерода (II) соответственно равны: -45,19; -31,2; -241,8; -110,5 кДж/моль.Решение. Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и исходных веществ, умноженных на стехиометрические коэффициенты. Для реакции: СО + NH3(г) = HCN(г) + H2O(г) ∆H298х.р.= ∆H298(Н2О(г.)) + ∆H298(HCN(г.)) - ∆H298(NH3(г)) - ∆H298(СО(г)) = = (-241.8) + (-31,2) - (-45,19) – (-110,5) = -117,31 кДж В данной реакции выделяется 117,31 кДж29. Диаграммы состояния ограниченно растворимых друг в друге жидкостей. Правило рычага.Ответ. При отсутствии в системе твердых фаз диаграмма состояния состоит из области существования одной жидкой фазы (области гомогенности) и области сосуществования двух насыщенных жидких растворов разного состава, образующих несмешивающиеся друг с другом слои. Кривая, разделяющая эти области, называется бинодалью. Так, при температуре Т1 в равновесии находятся раствор компонента В в А (его состав отвечает точке С) и раствор А в В (его состав отвечает точке D). Если однородный раствор 1 охладить до температуры Т1, он распадется на две жидкие фазы. ^ Диаграмма растворимости двойной системы, компоненты которой А и В ограниченно растворимы друг в друге; 1 - область существования однородного раствора, 2 - область сосуществования двух насыщенных растворов; ECKDF - бинодаль, CD - нода, К - верхняя критическая точка растворимости.Обычно при повышении температуры взаимная растворимость жидкостей увеличивается, поэтому по своим свойствам оба насыщенных раствора, составы которых изменяются по отрезкам бинодали ЕК и KF, сближаются. Наконец, при температуре Tк различие между ними исчезает; эта температура называется критической температурой растворимости (смешения), выше нее может существовать лишь одна жидкая фаза. Большинство систем с расслоением растворов характеризуются только одной критической температурой растворимости, чаще всего верхней, т. е. на диаграмме состояния имеют незамкнутую снизу бинодаль. В некоторых системах бинодаль имеет форму замкнутой кривой (овал), т. е. система имеет две температуры смешения верхнюю и нижнюю. В точках, расположенных в гетерогенных областях диаграммы можно определить состав равновесных фаз, а также число молей или массу этих фаз. Это возможно осуществить с помощью правила рычага: соотношение фаз в любой точке отрезка (при любой температуре) определяется плечами горизонтального рычага, проведенного через данную точку.^ 41. Теория возникновения скачка потенциалов на границе раздела фаз металл-раствор. Теория двойного электрического слоя.Ответ. Существует несколько теорий, объясняющих механизм возникновения скачка потенциала на границе раствор - металл. Наиболее современной является сольватационная теория электродного потенциала. Согласно этой теории скачок потенциала обусловлен двумя процессами: 1. Диссоциацией атомов металла на ионы и электроны внутри металла. 2. Сольватацией ионов металла, находящихся на поверхности металла, при соприкосновении их с раствором, содержащим молекулы растворителя. Обе стадии и общая реакция на границе раствор - металл могу быть записаны в следующем виде: Каждая стадия имеет отдельную энергетическую характеристику: для первой - это работа выхода катиона Еm , для второй - энергия сольватации Еs. Соотношение: Еm /Еs определяет начальное направление процесса при контакте металла с раствором, заряд и потенциал, возникающие на границе раздела фаз. Работа выхода катиона и энергия сольватации зависят от природы металла, иона и растворителя. Следовательно соотношение между Еm и Еs для различных металлов и растворителей неодинаково. При Е s>Е m начальный процесс будет заключаться в переходе металла в раствор: с последующей гидратацией ионов В этом случае металл получает отрицательный, а раствор положительный заряды. Если Е s и металл получит положительный заряд, а раствор отрицательный. Процесс разделения зарядов на границе будет происходить до тех пор, пока энергия катионов металла на поверхности не станет равной энергии катионов в растворе. При их равенстве на границе раствор - металл устанавливается равновесиеMe + mH2O M n+mH2O + ne Таким образом, на границе металл - раствор возникает двойной электрический слой. Создается пограничная разность потенциалов, называемая электронным потенциалом. Еm и Еs зависят от природы растворителя. Если жидкая вода - чистая вода, то качественно картина для всех металлов однозначна металл заряжается отрицательно, а прилежащий слой жидкости - положительно. Количественно же концентрация Men+ может очень сильно отличаться для различных металлов. Если погрузить металлический электрод в раствор его соли, то могут реализоваться два механизма образования двойного электрического слоя. Химически активные металлы, такие как Na, Al, Zn и т.п., характеризуются большой разностью Еs > Еm и металл заряжается отрицательно. ^ Образование двойного электрического слоя (металл активный) При погружении благородных (малоактивных) металлов Cu, Ag, Au и т.д. в раствор своей соли Еs ^ Образование двойного электрического слоя (металл малоактивный) Абсолютное значение электродного потенциала измерить невозможно, поскольку введение любых измерительных зондов неизбежно приводит к новой контактной разности потенциалов. В связи с этим измеряют разность потенциалов между данным электродом и электродом сравнения, потенциал которого условно принимают равным нулю. . 54. Адсорбция на твердых адсорбентах. Уравнение Фрейндлиха. Теория адсорбции Ленгмюра и его уравнения. Определение констант уравнения Фрейндлиха и Ленгмюра.Ответ. Адсорбция на твердых адсорбентах вызывается физическими или химическими силами, соответственно различают:^ Физическую адсорбцию – возникает за счет Ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Она характеризуется обратимостью и уменьшением адсорбции при повышении температуры. Например, адсорбция инертных газов на угле.^ Химическую адсорбци