Общие понятия о растворах и дисперсных системах. Классификация дисперсных систем.
Способы выражения состава растворов. Растворимость. Изменение энтальпии и энтропии при растворении. Свойства растворов неэлектролитов. Плотность и давление паров растворов. Законы Рауля и Ван-Гоффа. Фазовые превращения в растворах. Осмотическое давление. Общие вопросы физико-химического анализа.
2. Водные растворы электролитов
Особенности воды как растворителя. Электролитическая диссоциация; степень электролитической диссоциации, константа диссоциации. Свойства растворов электролитов. Сильные и слабые электролиты. Электролитическая диссоциация комплексных соединений.
Ионные реакции и равновесия. Произведение растворимости. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель среды. Гидролиз солей. Индикаторы. Теории кислот и оснований. Амфотерные электролиты.
3. Твердые растворы
Образование твердых растворов. Виды твёрдых растворов. Свойства различных твердых растворов.
4. Гетерогенные дисперсные системы
Агрегативная и кинетическая устойчивость гетерогенных дисперсных систем. Образование гетерогенных дисперсных систем. Грубодисперсные системы – суспензии, эмульсии, пены. Поверхностно-активные вещества и их влияние на свойства дисперсных систем.
Структура и электрический заряд коллоидных частиц. Свойства лиофобных и лиофильных коллоидных систем. Образование и свойства гелей.
5. Электрохимические процессы
Окислительно-восстановительные реакции; составление уравнений окислительно-восстановительные реакций. Гетерогенные окислительно-восстановительные и электрохимические процессы. Законы Фарадея.
Понятие об электродных потенциалах. Гальванические элементы. Электродвижущая сила и ее измерение. Стандартный водородный электрод и водородная шкала потенциалов. Потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов.
Кинетика электродных процессов. Поляризация и перенапряжение. Концентрационная и электрохимическая поляризация.
Первичные гальванические элементы, электродвижущая сила, напряжение и емкость элементов. Топливные элементы. Вторичные источники электрической энергии. Аккумуляторы.
Электролиз. Последовательность электродных процессов. Выход по току. Электролиз с нерастворимыми и растворимыми анодами. Практическое применение электролиза: получение и рафинирование металлов, нанесение гальванических покрытий. Получение водорода, кислорода и других продуктов.
6. Коррозия и защита металлов
Основные виды коррозии. Вред, наносимый коррозией народному хозяйству. Классификация коррозионных процессов. Химическая коррозия металлов. Электрохимическая коррозия металлов.
Борьба с коррозией металлов. Изыскание коррозионно-стойких материалов. Методы защиты металлов от коррозии. Изоляция металлов от агрессивной среды; защитные покрытия. Электрохимические методы защиты (протекторная, катодная и анодная защита). Изменение свойств коррозионной среды; ингибиторы коррозии. Экономическое значение защиты металлов от коррозии.
V. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ХИМИИ
1. Общие свойства металлов и сплавов
Физические свойства металлов. Химические свойства металлов. Взаимодействия различных металлов. Физико-химический анализ металлических сплавов. Интерметаллические соединения и твердые растворы металлов.
2. Получение металлов
Распространение и формы нахождения металлических элементов в природе. Извлечение металлов из руд. Основные методы восстановления металлов. Получение чистых и сверхчистых металлов. Вопросы экономики, связанные с получением металлов.
3. Легкие конструкционные металлы
Проблема легких конструкционных материалов. Магний и бериллий. Алюминий. Титан. Физические и химические свойства. Соединения. Распространение и добыча. Использование в технике. Вопросы экономики, связанные с выделением и применением легких металлов.
4. Металлы групп ванадия, хрома и марганца
Ванадий, ниобий, тантал. Хром, молибден, вольфрам. Марганец, технеций и рений. Физические и химические свойства. Соединения. Распространение и добыча. Использование в технике.
5. Металлы семейства железа и меди
Общая характеристика металлов семейства и их соединений. Железо. Кобальт. Никель. Медь. Физические и химические свойства. Соединения. Распространение и добыча. Использование в технике. Вопросы экономики, связанные с выделением и применением. Благородные металлы.
6. Металлы групп цинка, галлия и германия
Цинк, кадмий, ртуть. Галлий, индий, таллий. Олово и свинец. Физические и химические свойства. Соединения. Распространение и добыча. Использование в технике.
7. Бор, углерод, инструментальные и абразивные материалы
Бор, бориды. Углерод и его аллотропные формы – графит, алмаз, карбин, фуллерен. Карбиды; использование карбидов в технике.
8. Кремний, германий, сурьма, полупроводниковые материалы
Кремний, силициды, силикаты. Германий, германиды. Сурьма и висмут; стибиды.
9. Органические полимерные материалы
Понятие об органических полимерах. Методы синтеза органических полимеров. Особенности внутреннего строения и физико-химические свойства полимеров. Конструкционные полимерные материалы.
10. Химия воды и топлива
Строение молекул и свойства воды. Природные воды. Основные методы очистки воды.
Состав и свойства органического топлива. Теплота сгорания и теплотворная способность топлива. Твердое топливо и продукты его переработки. Жидкое и газообразное топливо. Области применения топлива.
1. Химия конструкционных и электротехнических материалов
Металлы и сплавы; физико-химический анализ. Магний, берилий; свойства, соединения, применение в технике. Алюминий, свойства, соединения, применение в технике. Переходные металлы, их свойства, соединения, применение в энергетике, электротехнике и радиотехнике.
Кремний, германий, олово, свинец, их свойства и применение. Химия полупроводниковых материалов. Химия материалов волоконной оптики. Методы получения материалов высокой чистоты.
2. Полимерные материалы в энергетике и электротехнике
Методы получения полимерных материалов. Зависимость свойств полимеров от состава и структуры. Полимерные конструкционные материалы. Полимерные диэлектрики. Органические полупроводники.
3. Электрохимические процессы в энергетике и электронике
Химические источники тока. Электрохимические генераторы. Электрохимические преобразователи (хемотроны). Электрохимическая анодная обработка металлов и сплавов. Получение и свойства гальванопокрытий. Гальванопластика.
4. Химия воды и топлива
Строение молекул и свойства воды. Природные воды. Основные методы очистки воды.
Состав и свойства органического топлива. Теплота сгорания и теплотворная способность топлива. Твердое топливо и продукты его переработки. Жидкое и газообразное топливо. Области применения топлива.
5. Химия и охрана окружающей среды
Технический прогресс и экологические проблемы. Роль химии в решении экологических проблем. Продукты горения топлива и защита воздушного бассейна от загрязнений. Методы малоотходной технологии. Водородная энергетика. Получение и использование водорода.
Охрана водного бассейна. Характеристика сточных вод. Методы очистки сточных вод. Методы замкнутого водооборота.
6. Ядерная химия. Радиохимия
Состав атомных ядер; изотопы. Радиоактивность. Радиоактивные ряды. Использование радиоактивных изотопов. Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции. Ядерная энергетика. Торий, уран, плутоний и другие радиоактивные элементы и материалы.
1. Химия металлов
Зависимость свойств металлов от их положения в периодической системе Д.И. Менделеева. Сталь, цветные металлы, титан, цирконий. Коррозионная устойчивость автомобильных конструкционных металлов. Внешние и внутренние факторы, влияющие на скорость коррозии.
2. Химия воды. Водоподготовка
Строение молекулы и свойств воды. Диаграмма плавкости систем вода-соль. Химические свойства воды. Природные воды и их состав. Сточные воды и их состав. Жесткость воды. Умягчение и обессоливание воды. Механизм ионообменных процессов на ионитах. Классификация ионообменных смол. Деаэрация воды.
3. Элементы органической химии
Строение, классификация и свойства органических соединений. Углеводороды и их производство. Химия органического топлива. Нефть, групповой состав. Методы нефтепереработки. Крекинг. Жидкое и газообразное топливо. Понятие о физико-химических процессах горения топлива. Смазочные масла. Механизм окисления и полимеризации непредельных составляющих смазочных масел. Нагарообразование. Химия присадок к маслам.
4. Химия и охрана окружающей среды
Продукты горения топлива и защита воздушного бассейна от загрязнений. Методы и средства борьбы с загрязнениями водного и воздушного бассейнов.
1. Химия воды. Водоподготовка
Строение молекулы и свойств воды. Диаграмма плавкости систем вода-соль. Химические свойства воды. Природные воды и их состав. Сточные воды и их состав. Жесткость воды. Умягчение и обессоливание воды. Механизм ионообменных процессов на ионитах. Классификация ионообменных смол. Деаэрация воды.