Tematy opisowe 1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? 2. Omów pomiar potencjału na granicy faz elektroda/roztwór elektrolitu. Podaj przykład, omów skale potencjału i elektrody odniesienia. 3. Zasady termodynamiki i ich konsekwencje. 4. Opisz możliwe procesy depopulacji wzbudzonych elektronowo cząsteczek. Z jaką szybkością zachodzą te procesy? 5. Fazy ciekłokrystaliczne. Pojęcie i przykłady zastosowań. 6. Metody badania powierzchni ciał stałych. Podaj dokładny opis przynajmniej jednej z nich. 7. Własności wody co o nich decyduje? 8. Reguły rządzące absorpcją w widmach rotacyjnych, oscylacyjnych, elektronowych i NMR. Pożyteczne stałe: h = 6.626 10-34 J s; R = 8.314 J K -1 mol -1 ; k = 1.38 10-23 J K -1 ; masa elektronu = 9.11 10-31 kg; c = 2,998 10 8 m/s; 1eV = 1,602 10-19 J; F = 96485 C/mol 1
2
3
Zadania: 1. Znajdź warunek tego, by szybkość reakcji enzymatycznej opisywanej mechanizmem Michaelisa-Menten wynosiła połowę swej maksymalnej wartości. Przypomina się, że wg tego mechanizmu szybkość powstawania (v) produktu P (z substratu S) w obecności nie zużywalnego enzymu (katalizatora) E wynosi v = d[p]/dt = k b [S][E] 0 /([S]+K M ), gdzie k b stała szybkości etapu rozpadu kompleksu substrat-enzym do produktu, [S] stężenie substratu, [E] 0 całkowite stężenie enzymu (związanego i nie związanego), K M - stała Michaelisa. 2. Entalpia topnienia rtęci wynosi 2.292 kj mol -1, a jej normalny punkt krzepnięcia przypada na temperaturę 234.3 K. Zmiana molowej objętości podczas topnienia wynosi +0.517 cm 3 mol -1 W jakiej temperaturze zakrzepnie podstawa słupa rtęci o wysokości 10 m? Gęstość rtęci równa jest 13.6 g/cm 3. 4
3. Obliczyć potencjał elektrody wodorowej w roztworze o ph = 7 pod ciśnieniem gazowego wodoru 0.5 atm w temperaturze 95 o C. R = 8.3145 J/K mol; F = 96485 C/mol. 4. Szybkość korozji magnezu w wodzie morskiej, wyrażona ubytkiem masy na jednostkę powierzchni i czasu, wynosi 108.9 g/m 2 doba. Wyraź tę szybkość w jednostkach gęstości prądu korozyjnego (i kor ) przyjmując, że magnez koroduje zgodnie z reakcją Mg Mg 2+ + 2e. M Mg = 24.31 g/mol, F = 96485 C/mol. 5
5. Reakcja substratów A i C do produktu P przebiega wg mechanizmu: 2A B, B + C P, etap w równowadze, ze stałą równowagi K, po którym następuje etap ze stałą szybkości k b Udowodnić, że taki mechanizm prowadzi do trzeciego rzędu reakcji. 6. W punkcie potrójnym wody (273.16 K) termometr gazowy o stałej objętości, wypełniony gazem doskonałym, wykazywał ciśnienie 50.2 Tr. Oblicz: a) jaka zmiana ciśnienia odpowiada zmianie temperatury o 1 K, b) jakie ciśnienie odpowiada temperaturze 100.00 o C, c) jaka zmiana ciśnienia odpowiada zmianie temperatury o 1 K w temperaturze 100 o C. 6
7. Protonowi poruszającemu się z pewną prędkością odpowiada długość fali 1 mm. Jaką długość fali należy przypisać poruszającym się z tą samą prędkością (a) elektronowi; (b) cząsteczce wody (c) cząsteczce amoniaku? (stosunek masy protonu do masy elektronu wynosi 1833). 8. Uporządkuj według wzrastającej energii kwanty promieniowania używanego w spektroskopii: (a) elektronowej; (b) oscylacyjnej; (c) rotacyjnej; (d) NMR (e) fotoelektronowej (XPS). 7
9. Obliczyć energię aktywacji reakcji, jeżeli szybkość jej wzrośnie trzykrotnie w wyniku podniesienia temperatury reakcji od 150 do 175 o C. 10. Jaka jest liczba koordynacyjna i współczynnik wypełnienia przestrzeni w sieci prymitywnej regularnej, w której punkty sieciowe obsadzają naroża sześcianu? 8
11. Uporządkuj według wzrastających wartości energie jonizacji następujących pierwiastków: (a) glin (Al); (b) sód (Na); (c) argon (Ar); (d) siarka (S) 12. Oblicz odległość między sąsiednimi płaszczyznami (123) kryształu rombowego o parametrach komórki: a = 0.82 nm, b = 0.94 nm, c = 0.75 nm. 9
13. Przypisz odpowiednie elementy symetrii odpowiednim cząsteczkom: Elementy symetrii: (1): trzy osie C 2, trzy płaszczyzny zwierciadlane, środek inwersji; (2) oś dwukrotna, dwie płaszczyzny zwierciadlane; (3) oś trójkrotna, trzy płaszczyzny diagonalne Cząsteczki: (a) chlorobenzen; (b) etylen; (c) trójfluorometan 14. Oblicz zmianę entropii molowej bromu gdy pod stałym ciśnieniem 1Atm zostanie przeprowadzony ze stanu krystalicznego w temperaturze topnienia 7,32 o C w parę nasyconą w temperaturze wrzenia 58,80 o C. Średnie ciepło właściwe bromu ciekłego wynosi 0, 447 J/g o C Molowe ciepło topnienia 10,813 kj/mol Molowe ciepło parowania 29,189 kj/mol Ciężar atomowy bromu 79,916 10
15. Podaj przykłady cząsteczek, których drgania (a) będą jednocześnie aktywne w widmach IR i Ramana; (b) tylko w widmie Ramana; (c) albo w IR albo w widmie Ramana 16. Do roztworu soli miedzi (II) wrzucono 10 g talu. Tal rozpuścił się, a masa wydzielonej miedzi wyniosła 1.555 g. Jaki jest ładunek jonów talu w otrzymanym roztworze? M Ta = 204.37 g/mol, M Cu = 63.546 g/mol. 11