m¢-ионның ерітіндідегі, m¢¢-ионның металлдағы химиялық потенциалы

Қысым мен тепператураның тұрақты жағдайында металлда: m¢¢+ = m⁰+ =соnst (3)

Ерітіндіде: m¢+ =m⁰¢+ +RTln a + (4)

Мұнда m⁰+ және m⁰¢+ ионның металдағы және ерітіндідегі стандартты химиялық потенциалдары, олар тұрақты темп. тұрақты шамалар: a + ионның активтігі. Сонда:

DG=m¢¢+ (-m¢+) + (-RTln a +) (5)

Жоғарыдағы (1) және (2) теңдеудері бойынша электродтық потенциал

e = (m⁰+ - m⁰¢+)/ nF+(RT/ nF) ln a + (6)

Теңдеудің оң жағындағы қосылғыштардың бірінші тұрақты қысым мен тұрақты темп.да тұрақты шама, оны e° деп белгілесек

e = e°+(RT/ nF) ln a + (7)

Сұйылтылған ерітінділер үшін активтіліктің орнына концентрацияны алуға болады, сонда молялдық конц.я үшін

e = e°+(RT/ nF) lnm+ (8)

Мұнда e° стандарттық электродтық потенциал д.а.

Стандарттық электродтық потенциал деп ерітіндінің активтігі бірге тең болған кездегі электродтық патенциялын айтамыз айтамыз. Демек ол тек темп.ға тәуелді.

Алынған (7) мен (8) теңдіктер электродтық патенциялдың Нернст теңдеуі деп аталады. Нернст теңдеуі электродтық патенциялдың темп.ға және конц.яға тәуерділігін сипаттайды.

Электрохимиялық элементтер химиялық гальваникалық және концентрациялық гальваникалық элементтер деп бөлінеді. Бұлардың бір бірінен айырмашылығы оларда жалпы реак.ның өтуі не өтпеуінде болады. Жеке реаакциялар жағдайында айырмашылыға жоқ. Онымен қоса электрохим.элементтер ион тасымалданатын және ион тасымалданбайтын элементтер болып та екіге бөлінеді. Элементте электролит ерітінділері арасында диффузия құбылысы болып, соның нәтижесінде диффузиялық потенциял туатын болса, ондай элементтер ион тасмалданатын элемент болады. Ал егер ерітінділер арасында диффузиялық потенциал болмайтын элементтер ион тасмалданбайтын болып саналады.

Химиялық гальваникалық элдементте электродтардың әрқайсысында әртүрі реакция жүреді. Бұл реакциялардың қосындысы элементтегі жалпы реакцияны беріп, жалпы реакцияның химиялық энергиясы электр энергиясына (э.қ.к.) айналады.

Химиялық гальваникалық элдементте болатын реакцияны: алдымен элемент электродтарының полюстерін салыстырады, ол үшін стаандартты патенциял пайдаланылады. Мысалы мырыш пен күміс:

(-)Zn|Zn²⁺||Ag+|Ag(+) стандартты патенциалдары: e° Zn²⁺| Zn=-0.763 және e° Ag+|Ag+=0,799В

Электрохимиялық элементтердің жіктелуі.

Электрохимиялық элементтер гальваникалық не концентрациялық деп екіге бөлінеді.Элеметтердің бұл түрлерінің бір бірінен айырмашылығы жоқ.Егер электорндарда өтетін реакциялардың өту не өтпеуіне байланысты.Жеке реакциялар жағынан олардың айырмашылығы жоқ.Егер электродтарында өтетін реакциялардың қосындысы элементтің жалпы реакциясын беретін болса,ондай элемент химиялық гальваникалық элементке жатады;жалпы реакцияның энергиясы электр энергиясына айналады.Ал электродтарында өтетін реакциялардың қосындысы нольге тең болатын болса,ондай элемент концентрациялық гальваникалық элементке жатады.Концентрациялық элементтің электрқозғаушы күші электродтарда электолит ерітіндісінің концентрациясы не метальдың амальгамадағы активтігі не газдың қысымы әр түрлі болуымен байланысты. Электрохимиялық элементтер ион тасмалданатын және ион тасмалданбайтын элементтер болып бөлінеді.элементте электролит ерітінділері арасында диффузия құбылысы болып, соның нәтижесінде диффузиялық потенциял туатын болса,ондай химиялық не концентрациялық элемент ион тасмалданатын элемент болады.Ерітінділері арасында диффузиялық потенциял болмайтын элементтер ион тасмалданбайтын элементке жатады.

№		Блок
	Термодинамиканың негізгі түсініктері мен анықтамалары.
	Термодинамиканың 1-ші заңы, оның анықтамалары мен аналитикалық өрнектері.
	Гесс заңы, оның термодинамикалық негізделуі. Ішкі энергия және энтальпия, олардың өзара байланысы
	Гесс заңының салдары бойынша химиялық реакция жылу эффектісін есептеу.
	Заттың жылусыйымдылығы, Меншікті және нақты жылусыйымдылықтар, Орташа және нақты жылусыйымдылықтар олардың өзара байланысы
	Тұрақты қысым және тұрақты көлем кезіндегі жылусыйымдылықтар, олардың өзара байланысы. Заттардың жылусыйымдылығының температураға тәуелділігі.
	Жеке таза заттың энтальписының (ішкі энергиясының) температураға тәуелділігі.
	Химиялық процестің жылу эффектісінің температураға тәуелділігі. Химиялық процестің жылу эффектісінің температуралық коэффициенті, оның таңбасы және физикалық мағынасы.
	Әр түрлі температурада химиялық процестің және фазалық ауысулардың жылу эффектілерін есептеу жолдары.
	Идеал газдар қатысымен өтетін әр түрлі процестер үшін термодинамиканың 1-ші заңы.
	Термодинамиканың екінші заңы, оның анықтамалары және математикалық өрнектері. Қайтымды және қайтымсыз процестердің энтропиясының өзгерісі.
	Карно циклі, оның пайдалы әсер коэффициенті. Карно теоремасы. Энтропия, оның физикалық мағынасы.
	Энтропияны процесс бағытының критериі (белгісі) ретінде қолдану. Планк постулаты. Заттың абсолютті энтропиясының температураға тәуелділігі
	Химиялық реакция және фазалық ауысулар энтропиясының өзгерісін есептеу. Идеал газдар қатысымен өтетін әр түрлі процестер энтропиясының өзгерісін есептеу жолдары.
	Термодинамикалық потенциалдар, оларды процесс бағытының критериі ретінде қолдану. Сипаттамалық функциялар. Табиғи айнымалылар.
	Химиялық потенциал, оның термодинамикалық функциялармен байланысы. Идеал және реал жүйелердегі компоненттің химиялық потенциалы. Активтілік, активтілік коэффициенті.
	Химиялық реакцияның изотерма теңдеуі және процесс бағыты. Стандартты изобаралық потенциал, оның тепе-теңдік константасымен байланысы.
	Тепе-теңдік константасының температураға тәуелділігі. Вант-Гоффтың изобара теңдеуі. Химиялық реакцияның тепе-теңдік константасының температуралық коэффициенті, оның таңбасы.
	Тепе-теңдік күйдегі жүйенің құрамын әр түрлі әдіспен өрнектеуге байланысты 2HCl = H2 + Cl2 реакциясының тепе-теңдік константалары, олардың өзара байланысы
	3H2+N2 2NH3 реакциясы мысалында Ле-Шателье-Браун принципінің термодинамикалық тұрғыдан негізделуі.
	2HCl = H2 + Cl2 реакциясы мысалында Ле-Шателье-Браун принципінің термодинамикалық тұрғыдан негізделуі.
	PCl5 PCl3 + Cl2 реакциясы мысалында Ле-Шателье-Браун принципінің термодинамикалық тұрғыдан негізделуі	.
	PCl3 + Cl2 PCl5 реакциясы мысалында Ле-Шателье-Браун принципінің термодинамикалық тұрғыдан негізделуі
	Фаза, жүйені құраушы заттар, компоненттер, еркіндік дәреже саны. Гиббтің фазалар ережесі. 1-ші текті фазалық ауысулар. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. Судың күй диаграммасы.
	Физико-химиялық анализ әдісі, оның принциптері. Термиялық анализ.Балқу диаграммалары.
	Рауль заңы. Рауль заңынан ауытқулар. Ерітінділердің коллигативтік қасиеттері
	Химиялық кинетиканың негізгі түсініктері: жылдамдық константасы, реті, молекулалығы. Әр түрлі ретті қайтымсыз реакциялардың кинетикасы
	Химиялық реакция жылдамдығының темпеатураға тәуелділігі. Активтену энергиясы, оның физикалық мағанасы және оны есептеу жолдары
	Электродтық потенциал. Нернст теңдеуі. Электродтардың жіктелуі. Электрохимиялық элементтердің жіктелуі.
	СH3CНO(г) + H2= C2H5OH(сұй) реакциясының тұрақты қысым және тұрақты көлем кезіндегі жылу эффектілерінің айырмасын (Дж) 298 К-де есептеңіз.
	Мg(ОН)2=МgО+ H2O(г) реакциясы 400 К және 101,3 кПа жағдайында ашық ыдыста өткенде 89,03 кДж жылу сіңіріледі. Егер реакция осы температурада, бірақ жабық ыдыста жүргізілсе, оның жылу эффектісі қандай болады?
	Ашық ыдыста 1000 К-де өтетін СаСО3=СаО+ CO2 реакциясының стандартты энтальпиясы 169,0 кДж./моль. Реакция осы температурада, бірақ жабық ыдыста жүргізілсе, оның жылу эффектісі қандай мәнге ие болады?
	H2+ O2=H2O(сұй) (298 К) реакциясы үшін қысым 1,0133×105 Па болған жағдайдағы айырымын есептеңіз.
	Cграф +2H2=CH4 (1073 К) реакциясы үшін қысым 1,0133×105 Па болған жағдайдағы айырымын есептеңіз.
	N2+ H2=NH3 (673 К) реакциясы үшін қысым 1,0133×105 Па болған жағдайдағы айырымын есептеңіз.
	298 К және стандартты қысым кезінде Fe2O3-тің жай заттардан түзілу жылуы -821,32 кДж/моль, ал Al2O3-тікі -1675,60 кДж/моль. Металдық алюминиймен 1 моль Fe2O3-ті тотықсыздандыру реакциясының жылу эффектісін еептеңіз.
	Тұрақты 98340 Па қысым кезінде 2 м3 оттекті қыздырғанда көлемі 7 м3-ке дейін артты. Газ өндірген жұмысты есептеңіз.
	Тұрақты қысым кезінде 12 кг сутектің температурасын 120 С-ге жоғарлатса қандай жұмыс жасалады?
	Изотермиялық жағдайда 51 г аммиактың көлемі 75 л-ге дейін ұлғайды. Осы кезде қандай жұмыс өндіріледі, егер газдың бастапқы температурасы 250 С, көлемі 25 л?
	170 С-де 110 г көміртек диоксидінің көлемі 50-ден 175 л-ге дейін ұлғайды. Жасалған жұмысты есептеңіз.
	Изотермиялық сығылу нәтижесінде идеал газдың көлемі 24 л-ден 3 л-ге дейін азайды. Осы кезде қанша жылу бөлінді, егер газдың бастапқы температурасы 170 С, қысым 1,454×105 Па?
	200 С және 97280 Па кезінде 15 л идеал газды көлемі 3 есе азайғанша изотермиялық сығылуға ұшыратқанда қанша жылу бөлінеді?
	Изотермиялық процесс кезінде қысымы 4,182×106 Па 500 л азотқа 2514 кДж жылу берілді. Азоттың соңғы көлемі мен қысымын есептеңіз.
	00 С-де изотермиялық сығылу нәтижесінде 100 г көміртек диоксидінің көлемі 50 л-ден 10 л-ге дейін азайды. Бөлінген жылу мөлшерін есептеңіз.
	Изохоралық жағдайда қысымы 1,0133×105 Па, температурасы 273 К 15 л криптонды 873-ге дейін қыздыру үшін қанша жылу жұмсау керек? Газдың соңғы қысымы қандай?
	100 г мыстан жасалған сымды 200С-ден 500 С-ге дейін қыздыру үшін метанның қандай көлемін (қ.ж.) жағу керек, егер мыстың меншікті жылусыйымдылығы 0,38 кДж/(кг С).
	Тұрақты қысым кезінде (101,3 к Па) 126 Дж жылу сіңіру нәтижесінде идеал газ көлемі 10 л-ден 16 л-ге дейін ұлғайды. Газдың ішкі энергиясының өзгерісін есептеңіз.
	Қалыпты атмосфералық қысымда оттектің (идеал газ) көлемі 80 л-ден 200 л-ге дейін ұлғайды. Оттектің энтальпиясынның өзгерісін есептеңіз.
	16 кг О2-ні 273 К-нен 373 К-ге дейін қыздырғанда энтропияның өзгерісін: 1) тұрақты көлем; 2) тұрақты қысым жағдайында есептеңіз. Оттегін идеал газ деп ұйғарыңыз.
	Бромбензол 429,8 К-де қайнайды. Оның осы температурада булану жылуы 241,9×103 Дж/кг. 10 кг бромбензол буланғанда энтропияның өзгерісі қандай болады?
	813 К-де МgCO3-тің диссоциациялану қысымы 9,959×103 Па, ал 843 К-де-17,865×104 Па. МgCO3=Мg+CO2 реакциясының жылу эффектісін есептеңіз.
	Бірінші ретті қайтымсыз реакцияның жылдамдық константасы 393 К-де 4,02×10-4 с-1, ал 413 К-де 1,98×10-3 с-1. Осы реакция үшін активтену энергиясын есептеңіз.
	Радийдің ыдырауының жылдамдық константасы 3,79×10-3 с-1. Осы процестің жартылай ыдырау периодын және 90%-ға ыдырау уақытын есептеңіз.
	Ыдыста 0,025 г радон бар. Оның жартылай ыдырау периоды 3,82 күн. 14 күннен кейін ыдыста радонның қандай мөлшері қалатынын (масс. %) есептеңіз.
	Ыдыста 0,017 г радий бар. 2 сағаттан кейін ыдыста радийдің қандай мөлшері қалатынын (масс. %) есептеңіз, оның жартылай ыдырау периоды 26,8 мин
	H2+J2=2HJ реакциясының жылдамдық константасы 683 К-де 0,0659 л×моль-1×мин-1, ал 716 К-де 0,375 л×моль-1×мин-1. 700 К-де осы реакцияның активтену энергиясы және жылдамдық константасы қандай мәнге ие болады?
	Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O реакциясы үшін Нернст теңдеуін жазыңыз. Осы электродық реакция потенциалының рН-қа тәуелділігін өрнектейін теңдеуді келтіріңіз.
	ClO3-+6H++6e=Cl-+3H2O реакциясы үшін Нернст теңдеуін жазыңыз. Осы электродық реакция потенциалының рН-қа тәуелділігін өрнектейін теңдеуді келтіріңіз.
	NO3-+10H++8e=NH4+3H2O реакциясы үшін Нернст теңдеуін жазыңыз. Осы электродық реакция потенциалының рН-қа тәуелділігін өрнектейін теңдеуді келтіріңіз.