7. Начала химической термодинамики.

7.1. Химические процессы на микро- и макроуровнях. Важнейшие признаки химических превращений.

7.1.1. Понятие о химических превращениях в необычных условиях: плазмохимия, звуко- и механохимия, криохимия, лазерная химия.

7.2. Основные понятия химической термодинамики: система, параметры состояния, работа, энергия, теплота.

7.2.1. Внутренняя энергия и ее изменение при химических и фазовых превращениях.

7.3. Первое начало термодинамики. Энтальпия образования химических соединений. Стандартное состояние. Стандартные энтальпии образования.

7.3.1. Тепловые эффекты химических реакций. Термохимические расчеты, основанные на законе Гесса.

7.3.2. Термохимические циклы. Теплоемкость. Температурная зависимость теплоемкости и энтальпии.

7.3.3. Уравнение Кирхгофа. Энергия химической связи.

7.3.4. Понятие об использовании химических и фазовых превращений в неорганических системах для регенерирования, хранения и транспортировки энергии. Водородная энергетика.

7.4. Второй закон термодинамики.

7.4.1. Энтропия. Зависимость энтропии от температуры. Стандартная энтропия. Изменение энтропии при фазовых переходах и химических реакциях.

7.4.2. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца.

7.4.3. Критерии самопроизвольного протекания процессов. Химический потенциал, зависимость химического потенциала от концентрации, давления реагентов.

7.4.4. Условия химического равновесия. Изотерма химической реакции.

7.5. Константа химического равновесия как мера глубины протекания процессов.

7.5.1. Использование значений стандартной энтальпии и энтропии для расчета констант равновесия химических реакций.

7.5.2. Факторы, влияющие на величину константы равновесия.

7.5.3. Смещение химического равновесия, принцип Ле Шателье.

8. Кинетика и механизм химических реакций.

8.1. Скорость химической реакции, факоры, влияющие на скорость реакции.

8.1.1. Порядок и молекулярность реакции. Кинетика реакций в гомогенных системах.

8.1.2. Понятие о теории активных соударений, активированном комплексе в теории абсолютных скоростей реакции.

8.1.3. Цепные (Н.Н. Семенов) и колебательные (Б.П. Белоусов, А.М. Жаботинский) реакции. Гомогенный и гетерогенный катализ.

8.1.4. Аутокатализ.

8.2. Формальная кинетика, кинетические уравнения для односторонних реакций I и II порядка. Методы определения порядка реакции и константы скорости.

8.3. Зависимость скорости реакции от температуры.

8.3.1. Уравнение Аррениуса.

8.3.2. Энергия активации (действительная и кажущаяся), методы ее определения.

8.4. Особенности кинетики гетерогенных реакций.

9. Растворы.

9.1. Растворы жидкие (водные и неводные), твердые и газообразные.

9.1.1. Способы выражения концентрации растворов: массовая доля, молярность, нормальность, моляльность, молярная доля.

9.1.2. Растворы насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные, концентрированные и разбавленные. Зависимость растворимости от температуры.

9.1.3. Растворы идеальные и реальные.

9.2. Раствор как фаза переменного состава. 9.2.1.Понятие о фазовых диаграммах, компонентах, фазах, степенях свободы.

9.2.2. Правило фаз Гиббса.

9.2.3. Фазовые диаграммы однокомпонентных систем на примере диаграммы состояний воды.

9.2.4. Основные типы фазовых диаграмм двухкомпонентных систем: системы с неограниченной растворимостью, эвтектические системы, системы, включающие конгруэнтно и инконгруэнтно плавящиеся химические соединения.

9.2.5. Понятие о коллоидных растворах.

9.3. Коллигативные свойства растворов неэлектролитов и электролитов.

9.3.1. Давление пара бинарных растворов.

9.3.2. Законы Рауля. Криоскопия и эбулиоскопия как методы определения молярных масс.

9.3.3.Осмос и осмотическое давление в неорганических и биологических системах.

9.3.4. Законы Рауля и Вант-Гоффа для растворов неэлектролитов и электролитов.

9.3.5. Изотонический коэффициент.

9.3.6. Процесс замерзания воды и водных растворов. Криогидрат и криогидратная точка. Выветривание кристаллогидратов солей. Расплывание обезвоженных солей во влажной атмосфере.

9.4. Электролитическая диссоциация (С. Аррениус).

9.4.1. Сильные и слабые электролиты.

9.4.2. Степень и константа диссоциации. Факторы, влияющие на степень электролитической диссоциации. Кажущаяся степень диссоциации сильных электролитов.

9.4.3. Диссоциация слабых электролитов. Закон разведения Оствальда.

9.5. Вода как важнейший растворитель.

9.5.1. Константа диссоциации воды.

9.5.2. Ионное произведение воды.

9.5.3. Водородный показатель.

9.6. Современные теории кислот и оснований. Основные положения протолитической теории Бренстеда-Лоури.

9.6.1. Сопряженные кислоты и основания.

9.6.2. Константа протолитического равновесия как характеристика силы кислоты и основания. Кислоты и основания Льюиса. Концепция «мягких» и «жестких» кислот и оснований.

9.6.3. Гидролиз и сольволиз солей.

9.6.4. Константа равновесия реакции гидролиза.

9.6.5. Факторы, влияющие на равновесие реакций гидролиза.

9.7. Буферные системы, механизм их действия.

9.8. Произведение растворимости плохорастворимых сильных электролитов.

9.8.1. Условия осаждения и растворения осадков, влияние одноименных и посторонних ионов на растворимость

10. Электрохимические свойства растворов.

10.1. Сопряженные окислительно-восстановительные пары.

10.1.1. Понятие о двойном электрическом слое. Электроды, гальваническая ячейка.

10.1.2. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал.

10.1.3. Ряд напряжений.

10.2. Определение направления окислительно-восстановительных реакций.

10.2.1. Уравнение Нернста.

10.2.2. Диаграммы Латимера. Понятие о диаграммах окислительных состояний (диаграммы “вольт-эквивалент  степень окисления”).

10.2.3. Зависимость электродного потенциала от рН среды.

10.3. Электролиз, электрохимические источники энергии, коррозия как электрохимический процесс.