ФГБОУ ВПО «САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю. А.»

«УТВЕРЖДАЮ»

Первый проректор

___________

«___» __________2015 г.

ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ

ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

НАПРАВЛЕНИЕ – 04.06.01 Химические науки

(02.00.04 – Физическая химия; 02.00.05 – Электрохимия)

Саратов, 2015

ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ

ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

02.00.04 – Физическая химия

1. Строение вещества

1.  Основные положения классической теории химического строения. Структурная формула молекулы. Конформации молекул. Связь строения и свойств молекул.

2.  Механическая модель молекулы. Методы молекулярной механики и молекулярной динамики при анализе строения молекул.

3.  Общие принципы квантово-механического описания молекулярных систем. Стационарное уравнение Шредингера для свободной молекулы. Адиабатическое приближение. Электронное волновое уравнение.

4.  Электронное строение атомов и молекул. Одноэлектронное приближение.

5.  Оптические спектры молекул. Вероятности переходов и правила отбора при переходах между различными квантовыми состояниями молекул. Связь спектров молекул с их строением.

6. Основные составляющие межмолекулярных взаимодействий.
Молекулярные комплексы. Ван-дер-ваальсовы молекулы. Кластеры атомов и
молекул. Водородная связь. Супермолекулы и супрамолекулярная химия.

7.  Полимеры и биополимеры.

8.  Строение конденсированных фаз. Жидкости. Мгновенная и колебательно-усредненная структура жидкости. Ассоциаты и кластеры в жидкостях.

9.  Структура простых жидкостей. Структура воды и водных растворов.

10. Мицеллообразование и строение мицелл.

11. Поверхность конденсированных фаз. Особенности строения поверхности жидкостей, структура границы раздела конденсированных фаз.

2.Химическая термодинамика

12.  Основные понятия и законы термодинамики. Основные понятия термодинамики: изолированные и открытые системы, равновесные и неравновесные системы, термодинамические переменные, температура, Уравнения состояния.

13.  Первый закон термодинамики. Теплота, работа, внутренняя энергия, энтальпия, теплоемкость.

14.  Второй закон термодинамики. Энтропия и ее изменения в обратимых и необратимых процессах. Теорема Карно - Клаузиуса.

15.  Элементы статистической термодинамики. Микро - и макросостояния химических систем. Термодинамическая вероятность и ее связь с энтропией. Распределение Максвелла - Больцмана.

16. Растворы. Фазовые равновесия. Гетерогенные системы. Понятия
компонента, фазы, степени свободы.

17. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды. Фазовые
переходы первого рода. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса.
Двухкомпонентные системы. Различные диаграммы состояния
двухкомпонентных систем. Равновесие жидкость - пар в двухкомпонентных
системах.

Фазовые переходы второго рода.

18. Адсорбция и поверхностные явления

Адсорбция. Адсорбент, адсорбат. Структура поверхности и пористость адсорбента. Изотермы и изобары адсорбции. Уравнение Генри.

3.Кинетика химических реакций

19. Химическая кинетика. Простые и сложные реакции скорость простой реакции. Основной постулат химической кинетики. Способы определения скорости реакции. Кинетические кривые. Кинетические уравнения. Константа скорости.

20. Феноменологическая кинетика сложных химических реакций. Принцип независимости элементарных стадий. Кинетические уравнения для обратимых, параллельных и последовательных реакций. Квазистационарное приближение.

21.  Кинетика гомогенных каталитических и ферментативных реакций.

22.  Макрокинетика. Роль диффузии в кинетике гетерогенных реакций. Кинетика гетерогенных каталитических реакций.

23.  Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации и способы ее определения.

24.  Элементарные акты химических реакций и физический смысл энергии активации. Термический и нетермические пути активации молекул. Обмен энергией (поступательной, вращательной и колебательной) при столкновениях молекул. Время релаксации в молекулярных системах.

25.  Электрохимические реакции. Двойной электрический слой. Модельные представления о структуре двойного электрического слоя. Теория Гуи - Чапмена - Грэма.

Литература

1.  , Пентин методы исследования в химии. М.: Изд-во МГУ. Ч. 1: 1987. Ч. 2: 1989.

2.  , , Миняев строения молекул. Ростов-на-Дону: Феникс, 1997.

3.  Степанов механика и квантовая химия. М.: Мир, Изд-во МГУ, 2001.

4.  Квантовая химия. М.: Мир, 1985.

5.  Полторак в физической химии. М.: Высш. шк., 1991.

6. Современная термодинамика. От
тепловых двигателей до диссипативных структур. М.: Мир, 2002.

7. Смирнова статистической термодинамики в физической
химии. М.: Высш. шк., 1982.

8.  , Петрий в электрохимическую кинетику. М.: Высш. шк., 1983.

9.  , , Лихтенштейн кинетика. М.: Химия, 2000.

10., Кнорре химической кинетики. М.: Высш. шк., 1984.

11. Эткинс П, де Паула Дж. Физическая химия. В 3 частях. М.:Мир, 2007.

12. Горшков В, Основы физической химии. М.: Бином. 2012.

13. Харитонов химия. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013.

14. , Семченко химия. М.: Высшая школа. 2009.

15.  , Бондарева химия. М.: Юрайт. 2013.

ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ

ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

02.00.05 – Электрохимия

Вопросы

1.  Электрохимические системы. Классификация электродов и электродных реакций. Уравнение Нернста.

2.  Термодинамическая и кинетическая картина возникновения скачка потенциала на границе раздела фаз. Плотность тока обмена.

3.  Поверхностный и объемный заряды, их влияние на межфазный скачок потенциала.

4.  Гальвани - и Вольта - потенциалы. Потенциал нулевого заряда.

5.  Мембранное равновесие и мембранный потенциал. Ион селективные электроды. Биосенсоры. Газовые сенсоры.

6.  Диаграммы Пурбе потенциал –рН; область устойчивости металлов в водных средах.

7.  Теория электролитической диссоциации и межионного взаимодействия.

8.  Неравновесные явления в растворах электролитов: диффузия, миграция ионов, числа переноса. Законы Фика.

9.  Электропроводность. Влияние концентрации природы электролита и растворителя, температуры; взаимосвязь с вязкостью и плотностью.

10.  Двойной электрический слой: модели, уравнения для расчета емкости, заряда поверхности, пограничного натяжения, толщины д. э.с.

11.  Методы исследования двойного электрического слоя.

12.  Электрокапиллярные явления на межфазной границе. Смачиваемость. Влияние состава, концентрации и температуры раствора.

13.  Потенциал нулевого заряда, методы его определения.

14.  Электродная поляризация и перенапряжение. Лимитирующая стадия электрохимического процесса. Особенности поляризации полупроводниковых электродов.

15.  Основные закономерности диффузионной кинетики при стационарной нестационарной диффузии. Уравнение Фика-Фарадея.

16.  Предельный ток, критерии распознавания его природы. Методы расчета.

17.  Электрохимическое перенапряжение (перенапряжение стадии переноса заряда). Теории замедленного разряда Фрумкина активации стадии переноса заряда, ее связь с перенапряжением, методы измерения и расчета.

18.  Перенапряжение химической стадии электродной реакции. Гомогенные и гетерогенные химические реакции. Предельный ток химической реакции.

19.  Перенапряжение гетерогенной химической стадии образования и роста зародышей новой фазы при электровыделении металлов, сплавов, газообразного водорода, при анодном оксидировании.

20.  Особенности массопереноса и автоколебательные окислительно-восстановительные процессы в сложных оксидах с каркасной и слоистой структурой.

21.  Переходное время процесса, его связь с поверхностной концентрацией и предельным током диффузии. Методы определения коэффициента диффузии.

22.  Механизм формирования новой кристаллической фазы (образование и рост зародышей).

23.  Кинетические закономерности электроосаждения металлов и сплавов. Влияние состава электролита, рН среды, ПАВ, режима электролиза на скорость процесса и качество покрытия.

24.  Пассивация электродов. Теории перехода металлов в пассивное состояние.

25.  Кинетические закономерности, механизм и термодинамика процесса катодного внедрения.

26.  Метод вращающегося дискового электрода. Основные уравнения для расчета коэффициента диффузии.

27.  Определение кинетических параметров электродной реакции методом хронопотенциометрии.

28.  Определение кинетических параметров электродной реакции методом хроноамперометрии.

29.  Методы измерения рНs в приэлектродном слое раствора.

30.  Методы импедансной спектроскопии.

31.  Метод стационарных поляризационных кривых.

32.  Механизм коррозионного разрушения металлов, влияние факторов коррозионной среды, состава и структуры металлов и сплавов.

33.  Классификация методов защиты от коррозии, противокоррозионные гальванические покрытия.

34.  Электрохимическая защита трубопроводов и подземных сооружений, требования к материалам и конструкции заземлителей. Сравнение эффективности с другими методами.

35.  Электрохимическое оксидирование и полирование.

36.  Основные направление разработки малоотходных электрохимических технологий (показать на конкретных электрохимических процессах).

37.  Условия получения блестящих гальванических покрытий: Ni, Zn, Cd, Cu, Ag и др.

38.  Теоретические основы работы и конструкции основных химических источников тока: литиевые, резервные ХИТ, свинцовые, Ni – Cd, Ni – Fe, Ag – Zn аккумуляторы, топливные элементы. Основные характеристики ХИТ.

Литература

1.  , , Цирлина . – Москва.: Химия, 2001. – 623 с.

2.  , Гамбург -химические основы электрохимии: Учебник. Долгопрудный: Интеллект, 2008. – 424 с.

3.  Ролдугин поверхности: Учебник-монография. Долгопрудный: Интеллект, 2008. – 568 с.

4.  Прикладная электрохимия: Учебник / Под ред. – Изд. 3-е, пер. и доп. – М.: Химия, 1984. – 520 с.

5.  , Тихонов и химические покрытия. Теория и практика. Л.: Химия, 1990. – 288 с.

6.  , Поветкин покрытий. – М.: СП Интермет Инжиниринг, 1999.

7.  , Петрий в электрохимическую кинетику. М.: Высшая школа, 1975. – 416 с.

8.  Теоретическая электрохимия: учебник для образоват. учреждений высш. проф. образования / , , . – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Студент, 2013. – 496 с.: ил.

9.  Н, Электродные процессы. Избранные труды. – М.: Наука, 1987. – 336 с.

10.  Багоцкий электрохимии. М.: Химия, 1988. – 281 с.

11.  Двойной слой и электродная кинетика. – М.: Наука, 1981. – 376 с.

12.  Кинетика сложных электрохимических реакций. – М.: Наука, 1981. – 312 с.

13.  Фазы внедрения в электрохимии и электрохимической технологии. – Саратов: СГТУ, 1993. – 78 с.

14.  Методы исследования кинетики электрохимических процессов. – Саратов: СПИ, 1991. – 64 с.

15.  М. Фольмер Кинетика образования новой фазы. – М.: Наука, 1986. – 208 с.

16.  Электрохимия / Итоги науки и техники. – Т.10. – М.: ВИНИТИ, 1975. – 257 с.

17.  Электрохимия / Итоги науки и техники. – Т.10. – М.: ВИНИТИ, 1975. – 272 с.

18.  Электроосаждение металлов и сплавов / Сб. науч. трудов. – М.: МХТИ, 1991. – 198 с. / под ред. д. х.н., проф. .

19.  , Г. В, Халдеев, Наводораживание металлов и сплавов в электролитах. – М. – Машиностроение, 1993. – 244 с.

20.  Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов. – М. – Янус – К., 1997. – 384 с.

21.  Взаимодействие водорода с металлами / , , и др. – М.: Наука, 1987. – 296 с.

22.  К. Маккей Водородные соединения металлов. – М.: Изд-во «Мир», 1968. – 244 с.

23.  , Ориентированная электрокристаллизаци. – Тюмень: Тюм. гос. нефтегазовый ун-т, 1994. – 288 с.

24.  , Моделирование структуры электроосаждаемых металлов и сплавов – Тюмень: Тюм. ИИ, 1992. – 125 с.

25.  Методы и результаты исследования кислотности в зоне реакции / , , А. Л. РОтинян. – Горький, 1977. – 39 с.

26.  Попова электрохимия. Учебное пособие. Саратов: СГТУ, 2006. – 39 с.

27.  Попова вращающегося дискового электрода. Учебное пособие. Саратов: СГТУ, 2006. – 52 с.

28.  Материалы Междунарродных и Российских конференций по фундаментальным проблемам электрохимии и электрохимической технологии.

29. Химические источники тока: Справочник / под ред. , . – М.: Изд-во МЭИ, 2003. – 740 с.

30. Коровин элементы и энергоустановки. – М.: Изд-во МЭИ, 2005. – 280 с.

Председатель экзаменационной декан ФТФ,

комиссии проф.