Рабочая программа по дисциплине в физическая и коллоидная химия

6.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля

1. 
   Основные понятия и определения химической термодинамики.
   
2. 
   Термодинамические функции состояния: внутренняя энергия, энтальпия. Первый закон термодинамики.
   
3. 
   Самопроизвольные процессы. Энтропия. Второй закон термодинамики.
   
4. 
   Энергия Гиббса – критерий самопроизвольности процессов открытых и закрытых системах.
   
5. 
   Термохимия. Закон Гесса и следствия из него.
   
6. 
   Общие представления об обмене веществ и энергии (ассимиляция, диссимиляция, анаболизм, катаболизм).
   
7. 
   Энергетический баланс организма, его основные этапы.
   
8. 
   Промежуточный обмен метаболизм.
   

1. 
   Нагреваются 2 м³ кислорода при постоянном давлении 98340 Па. Определить произведенную газом работу, если объем его достиг 7 м³.
   
2. 
   Газ, расширяясь от 10 до 16 л при постоянном давлении 101,3 кПа, поглощает 126 Дж теплоты. Определите изменение внутренней энергии газа.
   
3. 
   В организме человека в результате метаболизма образуется глицерин (СН₂ОН)₂СНОН, который далее превращается в СО₂ (г) и Н₂О(г). Вычислить ∆G⁰ реакции, если ∆G⁰(глицерин)=-480 кДж/моль.
   
4. 
   Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции 1/2Na₂O(к) + 1/2Н₂О(ж) = NаОН(к). Запишите термохимическое уравнение реакции.
   
5. 
   Определить теплоту сгорания этилена С₂Н₄ + 3О₂ = 2СО₂ + 2Н₂О(ж), исходя из следующих данных:
   

6. 
   Определить теплоту образования сероуглерода, используя следующие данные:
   

7. 
   Установите возможность (или невозможность) самопроизвольного протекания реакции Сu₂О(к) + 1/2О₂(г) = 2СuО(к) при 298 К (ответ подтвердите расчетом).
   
8. 
   Установите возможность (или невозможность) самопроизвольного протекания реакции СО(г) +1/2О₂(г) = СО₂(г) при 298 К (ответ подтвердите расчетом).
   
9. 
   Установите возможность (или невозможность) самопроизвольного протекания реакции Н₂О(ж) + 1/2О₂(г) = Н₂О₂(ж) при 298 К (ответ подтвердите расчетом).
   
10. 
    Установите возможность (или невозможность) самопроизвольного протекания реакции С₂Н₂(г) + Н₂(г) = С₂Н₄(г) при 298 К (ответ подтвердите расчетом).
    
11. 
    Возможно ли самопроизвольное протекание данной химической реакции СаСО₃ = СаО + СО₂ при температуре 298 К.
    
12. 
    Стандартный тепловой эффект реакции Н₂О₂(ж) = Н₂О(ж) + 1/2О₂(г) при 298 К равен -98,8 кДж/моль. Рассчитайте стандартную теплоту образования Н₂О₂(ж).
    
13. 
    Реакция разложения карбоната кальция выражается термохимическим уравнением СаСО₃ = СаО + СО₂ – 160 кДж. Какое количество теплоты поглощается при разложении 5 кг СаСО₃?
    
14. 
    Составьте термохимическое уравнение образования воды из простых веществ, если известно, что при образовании 9 г Н₂О выделяется 143 кДж теплоты.
    
15. 
    Рассчитайте ∆G⁰ реакции СН₂О(г) + Н₂(г) = СН₃ОН(ж).
    
16. 
    Определить теплоту образования хлорида аммония по реакции NH₃ + HCl = NH₄Cl, если теплоты образования аммиака, хлористого водорода и хлорида аммония из простых веществ соответственно равны: 46,09; 92,18; 317,6 кДж/моль.
    

1. 
   Физико-химические основы биохимических реакций.
   
2. 
   Понятие равновесия. Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье.
   
3. 
   Влияние изменения концентрации, температуры и давления на смещение равновесия.
   
4. 
   Закон действующих масс. Константы равновесия К_р и К_с.
   
5. 
   Правило фаз Гиббса.
   
6. 
   Уравнение Аррениуса. Энергия активации.
   
7. 
   Гомогенный катализ.
   
8. 
   Гетерогенный катализ.
   
9. 
   Ферментативный катализ.
   

1. 
   В некоторый момент времени концентрация хлора в сосуде, в котором протекает реакция Н₂ + Сl₂ = 2НСl, была равна 0,06 моль/л. Через 5 секунд концентрация хлора составила 0,02 моль/л. Чему равна средняя скорость данной реакции в указанный промежуток времени?
   
2. 
   В закрытом сосуде объемом 2 л протекает реакция 2NO(г) + О₂(г) = 2NО₂(г). В некоторый момент времени число молей оксида азота (IV) составляло 0,12 моль. Через 8 секунд число молей NО₂ в сосуде стало равно 0,36. Чему равна средняя скорость данной реакции в указанный промежуток времени?
   
3. 
   Как изменится скорость реакции синтеза аммиака из простых веществ при увеличении концентраций реагирующих веществ в 3 раза?
   
4. 
   Рассчитайте изменение константы скорости реакции, имеющей энергию активации 191 кДж/моль, при увеличении температуры от 330 до 400 К.
   
5. 
   Рассчитайте изменение константы скорости реакции при увеличении температуры с 500 до 1000 К, если энергия активации равна 38,2 кДж/моль.
   
6. 
   Во сколько раз изменится константа скорости реакции при увеличении температуры с 500 до 1000 К, если энергия активации равна 95,5 кДж/моль.
   
7. 
   Определите энергию активации реакции, если при изменении температуры от 330 до 400 К константа скорости реакции увеличилась в 10⁵ раз.
   
8. 
   Определите энергию активации реакции, если при изменении температуры от 500 до 1000 К константа скорости реакции увеличилась в 100 раз.
   
9. 
   Во сколько раз изменится скорость химической реакции при увеличении температуры от 300 до 400 К, если температурный коэффициент равен 2? Чему равна энергия активации этой реакции?
   
10. 
    Во сколько раз изменится скорость химической реакции при увеличении температуры от 300 до 400 К, если температурный коэффициент равен 3? Чему равна энергия активации этой реакции?
    
11. 
    Рассчитать константу равновесия химической реакции К_р при 1000 К, если стандартная энергия Гиббса при этой температуре равна ∆G⁰=-191 кДж/моль.
    
12. 
    Рассчитать константу равновесия химической реакции К_р при 300 К, если стандартная энергия Гиббса при этой температуре равна ∆G⁰=-57,3 кДж/моль.
    
13. 
    Определите стандартную энергию Гиббса химической реакции при 1000 К, если константа равновесия К_р=10¹⁰.
    
14. 
    Рассчитать константу равновесия химической реакции К_р при 1000 К, если стандартная энергия Гиббса при этой температуре равна ∆G⁰=-19,1 кДж/моль.
    

1. 
   Вода в живых организмах. Физико-химические свойства воды.
   
2. 
   Концентрация растворов и способы ее выражения.
   
3. 
   Диссоциация воды. Буферное действие водных растворов.
   
4. 
   Коллигативные свойства разбавленных растворов. Закон Рауля.
   
5. 
   Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов.
   
6. 
   Диффузия и осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
   
7. 
   Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах.
   
8. 
   Отклонение свойств разбавленных растворов электролитов от Законов Рауля и Вант-Гоффа. Роль электролитов в процессах жезнедеятельности.
   
9. 
   Теория электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент. Закон разбавления Оствальда.
   
10. 
    Теория сильных электролитов.
    

1. 
   Вычислить давление пара раствора 6,4 г нафталина в 90 г бензола при 20⁰С. Давление паров бензола при данной температуре 9,954 кПа.
   
2. 
   Давление пара чистого ацетона при 20⁰С равно 2,394 кПа. Давление пара раствора камфоры в ацетоне, содержащего 5 г камфоры на 200 г ацетона при той же температуре, равно 2,371 кПа. Определить молекулярный вес камфоры в растворе ацетона.
   
3. 
   Чему равно осмотическое давление 0,5 М раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆ при 25⁰С?
   
4. 
   Вычислить осмотическое давление раствора, содержащего 16 г сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ в 350 г Н₂О при 293 К. Плотность раствора считать равной единице.
   
5. 
   Сколько граммов глюкозы С₆Н₁₂О₆ должно находиться в 0,5 л раствора, чтобы его осмотическое давление (при той же температуре) было таким же, как раствора, в 1 л которого содержится 9,2 г глицерина С₃Н₅(ОН)₃?
   
6. 
   При 25⁰С осмотическое давление некоторого водного раствора равно 1,24 МПа. Вычислить осмотическое давление раствора при 0⁰С.
   
7. 
   При 25⁰С осмотическое давление раствора, содержащего 2,8 г высокомолекулярного соединения в 200 мл раствора, равно 0,70 кПа. Найти молекулярную массу растворенного вещества.
   
8. 
   При какой температуре должен замерзнуть 40%-ный водный раствор этилового спирта?
   
9. 
   Раствор, содержащий 1,7 г хлорида цинка в 250 г воды, замерзает при -0,23⁰С. Определить кажущуюся степень диссоциации хлорида цинка в этом растворе.
   
10. 
    Раствор, содержащий 0,05 моль сульфата алюминия в 100 г воды, замерзает при -4,19⁰С. определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
    
11. 
    При растворении 19,46 г сульфата натрия в 100 г воды температура кипения повысилась на 1,34⁰С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
    
12. 
    Водный раствор, содержащий нелетучее растворимое вещество (неэлектролит), замерзает при -3,5⁰С. Определить температуру кипения раствора.
    

1. 
   Дисперсные системы и их классификация.
   
2. 
   Мицеллобразование. Строение мицеллы.
   
3. 
   Особенности коллоидного состояния.
   
4. 
   Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем: броуновское движение, диффузия. Закон Фика.
   
5. 
   Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем: Осмотическое давление, седиментационное равновесие.
   
6. 
   Оптические свойства дисперсных систем.
   
7. 
   Электрические свойства коллоидных систем.
   
8. 
   Понятие о кинетической и агрегативной устойчивости дисперсных систем.
   
9. 
   Коагуляция золей. Порог коагуляции.
   
10. 
    Пептизация.
    

1. 
   Напишите формулу мицеллы сульфата бария, полученного при сливании одинакового объема сильно разбавленного раствора хлорида бария и менее разбавленного раствора серной кислоты.
   
2. 
   Напишите формулу мицеллы золя бромида серебра, полученного при взаимодействии разбавленного раствора нитрата серебра с избытком бромида натрия. Какой заряд будет иметь гранула?
   
3. 
   Напишите формулу мицеллы золя иодида серебра, полученного при взаимодействии разбавленного раствора иодида калия и избытка нитрата серебра. Какой заряд будет иметь гранула?
   
4. 
   Какое количество раствора Al₂(SO₄)₃ концентрации 0,01 кмоль/м³ требуется для коагуляции 10^-3 м³ золя As₂S₃? Порог коагуляции =9610^-6 кмоль/м³.
   
5. 
   Для коагуляции 1010^-6 м³ золя AgI требуется 0,4510^-6 м³ раствора Ba(NO₃)₂. Концентрация электролита равна 0,05 кмоль/м³. Найти порог коагуляции золя.
   
6. 
   Рассчитайте молекулярную массу полистирола по характеристической вязкости его толуольного раствора []=0,105. Константы уравнения Марка-Гувинка: К=1,710⁵; =0,69.
   
7. 
   Рассчитать молекулярный вес полистирола по величине характеристической вязкости []=0,105. Растворитель – толуол; константы: К=1,710^-5, =0,69.
   
8. 
   Определите коэффициент диффузии и среднеквадратичный сдвиг частицы гидрозоля за время 10 с, если радиус частицы 50 нм, температура опыта 293 К, вязкость среды 110^-3Пас.
   
9. 
   Среднеквадратичное значение проекции сдвига частицы гидрозоля SiO₂ за 3с составляет 8мкм. Определите радиус частицы, если вязкость дисперсионной среды равна 110^-3Пас при 293 К.
   
10. 
    Определите проекцию среднего сдвига для частиц гидрозоля за время 10 с, если радиус частиц 0,05 мкм, температура опыта 293 К, вязкость дисперсионной среды равна 110^-3 Пас.
    
11. 
    Определить коэффициент диффузии и среднеквадратичный сдвиг частицы гидрозоля за время 30 с, если радиус частицы 60 нм, температура опыта 293 К, вязкость дисперсионной среды равна 110^-3Пас.
    
12. 
    Найти средний сдвиг частиц дыма хлористого аммония с радиусом 10^-6м при 273 К за время 5 с. Вязкость воздуха 1,710^-5 Пас.
    

1. 
   Развитие физической и коллоидной химии как науки.
   
2. 
   Основные понятия и определения термодинамики.
   
3. 
   Формы энергии. Теплота и работа. Живые системы.
   
4. 
   Первый закон термодинамики. Стандартные условия в термодинамике.
   
5. 
   Понятие о внутренней энергии. Закон сохранения энергии. Энтальпия.
   
6. 
   Процессы равновесные и неравновесные. Энтропия.
   
7. 
   Второй закон термодинамики.
   
8. 
   Изменение энтропии как критерий направленности и равновесия в изолированной системе.
   
9. 
   Термодинамические потенциалы Гиббса и Гельмгольца. Условия самопроизвольного протекания процессов.
   
10. 
    Закон Гесса и следствия из него.
    
11. 
    Экзергонические и эндергонические реакции. Макроэргические соединения.
    
12. 
    Общие представления об обмене веществ и энергии.
    
13. 
    Энергетический баланс организма, его этапы.
    
14. 
    Биологическое окисление, его значение.
    
15. 
    Окислительное фосфорилирование.
    
16. 
    Метаболизм.
    
17. 
    Вода в живых организмах. Аномальные свойства воды.
    
18. 
    Диссоциация воды. Ионное произведение воды.
    
19. 
    Растворы. Способы выражения концентрации растворов.
    
20. 
    Термодинамика процессов растворения.
    
21. 
    Основные направления в развитии растворов. Физическая и химическая теории растворов.
    
22. 
    Коллигативные свойства разбавленных растворов: давление насыщенного пара растворителя над растворами. Закон Рауля.
    
23. 
    Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения разбавленных растворов.
    
24. 
    Осмос. Диффузия. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
    
25. 
    Понятие о гомеостазисе. Изотонические, гипертонические и гипотонические растворы. Роль осмоса в биологических процессах.
    
26. 
    Отклонения свойств разбавленных растворов электролитов от законов Рауля и Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент.
    
27. 
    Роль электролитов в процессах жизнедеятельности.
    
28. 
    ТЭД. Связь изотонического коэффициента со степенью диссоциации.
    
29. 
    Применение закона действующих масс к электролитам. Закон разбавления Оствальда.
    
30. 
    растворы сильных электролитов. Основные положения теории сильных электролитов.
    
31. 
    Буферное действие водных растворов. Буферные системы живых организмов.
    
32. 
    Физико-химические основы биохимических реакций. Гомогенные и гетерогенные, простые и сложные реакции.
    
33. 
    Скорость химической реакции.
    
34. 
    Порядок и молекулярность реакции.
    
35. 
    Понятие равновесия. Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье.
    
36. 
    Закон действующих масс. Константы равновесия К_р и К_с.
    
37. 
    Гетерогенное равновесие. Правило фаз Гиббса.
    
38. 
    Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Теория переходного состояния. Активированный комплекс.
    
39. 
    Особенности и классификация каталитических процессов.
    
40. 
    Гомогенный катализ. Теория промежуточных продуктов.
    
41. 
    Гетерогенный катализ. Теория активных центров.
    
42. 
    Общая характеристика ферментов. Химическая природа ферментов.
    
43. 
    Ферментативный катализ. Отличие ферментов от других видов катализаторов.
    
44. 
    Температурный оптимум действия ферментов.
    
45. 
    Общие представления о механизме действия ферментов.
    
46. 
    Дисперсные системы и их классификация.
    
47. 
    Особенности коллоидного состояния.
    
48. 
    Методы получения коллоидных систем.
    
49. 
    Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов. Броуновское движение. Уравнение Эйнштейна.
    
50. 
    Диффузия коллоидных растворов. Закон Фика. Коэффициент диффузии.
    
51. 
    Осмотическое давление коллоидных растворов. Формула Вант-Гоффа.
    
52. 
    Седиментационное равновесие. Скорость оседания частиц.
    
53. 
    Оптические свойства коллоидных растворов.
    
54. 
    Электрические свойства коллоидных растворов. Электрофорез. Электроосмос.
    
55. 
    Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных растворов.
    
56. 
    Коагуляция коллоидных растворов. Порог коагуляции.
    
57. 
    Кинетика коагуляции.
    
58. 
    Пептизация.
    
59. 
    Мицеллообразование. Строение мицеллы. Причины образования зарядов коллоидных частиц.
    

1. 
   ЭБС «Znanium.com» Должикова, Н.М. Практикум по коллоидной химии: учебное пособие для вузов / В.Д. Должикова, Н.М. Задымова, Л.И. Лопатина; под ред. В.Г. Куличихина. - М.: Вузовский учебник: Инфра-М, 2012. - 288 с. - Режим доступа: http://znanium.com/
   
2. 
   Физическая и коллоидная химия: учебник для студентов вузов / [А.П. Беляев и др.]; под ред. А.П. Беляева. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 704 с.
   
3. 
   Попова, А.А. Физическая и коллоидная химия: учебное пособие и практикум / [А.А. Попова и др.]. - Майкоп: Магарин О.Г., 2013. - 476 с.
   

1. 
   Мягченков, В.А. Поверхностные явления и дисперсные системы: учеб. пособие/ В.А. Мягченков. – М.: Колос, 2007. – 187 с.
   
2. 
   Поверхностные явления. Адсорбция: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов технологических и инженерных специальностей высших учебных заведений/ [сост. Н.О. Сичко]. - Майкоп: Магарин О.Г., 2012. - 44 с.
   
3. 
   Лабораторный практикум по курсу «Органическая, биологическая и физколлоидная химия»: метод. пособие/[сост. Н.О. Сичко]. – Майкоп: Григоренко А.А., 2010. – 81 с.
   
4. 
   Методические указания и контрольные задания по курсу "Поверхностные явления в дисперсных системах"/ [сост. Сичко Н.О., Голованова Т.Н.]. - Майкоп: МГТУ, 2005. - 22 с.
   

1. 
   http://e-lib.kemtipp.ru/
   
2. 
   http://www.booksmed.com/
   
3. 
   http://www.kbgau.ru/
   
4. 
   http://www.ph4s.ru/
   
5. 
   http://www.isuct.ru/
   
6. 
   http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/
   
7. 
   https://disk.yandex.ru/
   
8. 
   http://bookre.org/