Модуль 2. Растворы. Основы электрохимии

Понятие о дисперсных системах. Истинные растворы. Понятия «растворитель», «растворенное вещество», «растворимость». Разбавленные и концентрированные; насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы. Растворение как физико-химический процесс. Причины и механизм образования растворов. Энергетика процесса растворения. Сольватация, гидратация, энергия гидратации. Кристаллогидраты. Растворимость в воде твердых, жидких и газообразных веществ. Зависимость растворимости от природы растворяемого вещества и растворителя, от внешних условий (температуры, давления (закон Генри), присутствия «посторонних» веществ). Кривые растворимости. Способы выражения количественного состава растворов (массовая доля, процентная концентрация, молярность, нормальность, моляльность, мольная доля, коэффициент растворимости).

Коллигативные свойства растворов. Давление пара над растворами, его зависимость от температуры. Замерзание и кипение растворов. Закон Рауля и следствия из него. Явление осмоса, закон Вант-Гоффа для осмотического давления. Применение законов Рауля и Вант-Гоффа к растворам электролитов и неэлектролитов. Границы их применимости. Изотонический коэффициент.

Электролитическая диссоциация. Механизмы диссоциации в растворе молекулярных и ионных веществ. Несовпадение понятий «растворение» и «диссоциация» для молекулярных веществ. Степень электролитической диссоциации. Сильные, слабые электролиты. Уравнения диссоциации кислот, оснований, амфотерных гидроксидов, солей. Ступенчатая диссоциация. Обоснование направления диссоциации в гидроксидах типа (НО)_mЭО_n на основе теории поляризации.

Константа электролитической диссоциации. Факторы, влияющие на степень диссоциации слабых электролитов (природа растворителя и растворенного вещества, температура, давление, разбавление раствора (закон разбавления Оствальда), влияние одноименных ионов). Произведение растворимости. Условие выпадения и растворения осадков труднорастворимых соединений. Направление протекания обменных реакций в растворах электролитов.

Понятие о теории сильных электролитов: кажущаяся степень диссоциации, активность, коэффициент активности.

Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН). Понятие об индикаторах.

Гидролиз солей. Типичные случаи гидролиза солей. Константа гидролиза. Степень гидролиза. Факторы, влияющие на глубину протекания гидролиза (температура, концентрация, разбавление); взаимное усиление гидролиза.

Элементы электрохимии

Природа возникновения скачка потенциала на границе металл-раствор. Устройство и принцип действия гальванического элемента. Водородный электрод, его устройство и назначение. Стандартный электродный потенциал и факторы, влияющие на его величину. Уравнение Нернста.

Электролиз растворов и расплавов. Явление перенапряжения.