دليل الكيمياء. المبادئ التوجيهية لدورة الكيمياء العامة
الوكالة الفيدراليةالتعليم
المؤسسة التعليمية الحكومية للتعليم العالي
"جامعة روستوف الحكومية للبناء"
تعليمات منهجية
بمعدل " كيمياء عامة»
روستوف على نهر الدون
2. هيكل الذرة. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . أحد عشر
3. الحركية الكيميائية والاتزان. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4. الحلول. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 23
5. التفكك كهربائيا. . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . 26
6. التحلل المائي للأملاح. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
7. تفاعلات الأكسدة والاختزال. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
8. إمكانات القطب. العناصر الجلفانية. . . . . . . . . . . . . .40
9. تآكل المعادن. طرق الحماية من التآكل. . . . .. . . . . . . . . . . . 46
10. المجلدات. تآكل الخرسانة. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .52
الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية
دور الكيمياء في التقدم العلمي والتكنولوجي عظيم. وتستخدم العديد من المواد البسيطة والمعقدة في مختلف مجالات البناء والتصنيع والزراعة. من بينها عدد كاف من المركبات غير العضوية. تشمل أهم فئات المركبات غير العضوية الأكاسيد والقواعد والأحماض والأملاح.أكاسيد
تكوين الأكاسيد
يتكون اسم الأكسيد من كلمة "أكسيد" واسم العنصر. إذا أظهر العنصر تكافؤًا متغيرًا، فسيتم وضع التكافؤ بين قوسين بجوار اسم الأكسيد:
نا 2 يا - أكسيد الصوديوم؛
تساو – أكسيد الكالسيوم.
SO 2 - أكسيد الكبريت (IV)؛
SO 3 - أكسيد الكبريت (VI)؛
من 2 يا 7 – أكسيد المنغنيز (السابع).
الحصول على أكاسيد
أ) أكسدة العناصر بالأكسجين
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3؛
S + O 2 = SO 2؛
ب) أثناء تحلل المواد المعقدة
Ca(OH) 2 → CaO + H2O;
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O.
تصنيف الأكاسيد
تسمى منتجات تفاعل الأكاسيد مع الماء هيدروكسيدات، والتي يمكن أن تكون قواعد (NaOH، Cu(OH) 2)، أحماض (H 2 SO 4، H 3 PO 4)، هيدروكسيدات مذبذبة (Zn(OH) 2 = H 2 أكسيد الزنك 2).
وتنقسم أكاسيد تشكيل الملح إلى أساسي, حمضيةو مذبذب.
رئيسيتسمى الأكاسيد التي تتوافق معها القاعدة: CaO → Ca(OH) 2، حمضية– الذي يتوافق معه الحمض: CO 2 → H 2 CO 3 . مذبذبتتوافق الأكاسيد مع كل من الأحماض والقواعد:
Zn(OH) 2 ← ZnO → H 2 ZnO 2 .
أساسي أكاسيد تشكل المعادن، حمضية - اللافلزات وبعض المعادن من المجموعات الفرعية الثانوية، مذبذب - معادن مذبذبة.
الخواص الكيميائيةأكاسيد
تتفاعل الأكاسيد الأساسية:
مع الماء لتشكيل القواعد:
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2;
مع المركبات الحمضية (أكاسيد الأحماض والأحماض) مع تكوين الأملاح والماء:
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O؛
3) مع المركبات ذات الطبيعة المذبذبة:
لي 2 يا + آل 2 يا 3 = 2لي آلو 2؛
3NaOH + Al(OH) 3 = Na 3 AlO 3 + 3H 2 O;
تفاعل الأكاسيد الحمضية:
1) مع الماء لتكوين الأحماض :
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4؛
2) مع المركبات الأساسية (الأكاسيد والقواعد الأساسية) مع تكوين الأملاح والماء:
SO 2 + Na 2 O = Na 2 SO 3؛
CO 2 + 2NaОH = Na 2 CO 3 + H 2 O؛
مع مركبات ذات طبيعة مذبذبة
CO 2 + Zn(OH) 2 = ZnCO 3 + H 2 O؛
كلوريد الصوديوم + H2O → 2NaOH + H2 + Cl2؛
لا يتحلل في الماء:
ملح + قلوي
الأحماض
3.1. تصنيف الأحماض
تصنيف:
أ) بالأساسية
أساس الحمض هو عدد ذرات الهيدروجين التي يمكن استبدالها بذرات معدنية في جزيء الحمض.
تنقسم الأحماض حسب قاعديتها إلى:
أحادي القاعدة، حيث تحتوي جزيئاته على ذرة هيدروجين واحدة: حمض الهيدروكلوريك، HNO 3، HCN، وما إلى ذلك؛
ثنائي القاعدة، تحتوي جزيئاته على ذرتين هيدروجين: H 2 S، H 2 SO 4، H 2 CO 3، إلخ؛
تريباسيك، تحتوي جزيئاته على ثلاث ذرات هيدروجين: H 3 PO 4، H 3 PO 3، H 3 AsO 4، إلخ.
تسمى الأحماض التي تحتوي جزيئاتها على ذرتين أو أكثر من ذرات الهيدروجين متعددة القاعدة.
خالية من الأكسجين، والتي لا تحتوي جزيئاتها على ذرات الأكسجين: حمض الهيدروكلوريك، HBr، HCN، H 2 S، وما إلى ذلك؛
الخامس) بالقوة.
تنفصل الأحماض القوية بشكل شبه كامل في المحاليل المائية. تشمل الأحماض القوية: H2SO4، HNO3، HClO4، HCl، HBr، HJ، وتشمل الأحماض الضعيفة معظم الأحماض العضوية، بالإضافة إلى H3PO4، H2CO3، H2SO3، H2S، إتش سي إن وآخرون.
3.2. التسميات
يتكون اسم الأحماض الخالية من الأكسجين من اسم العنصر مع إضافة الهيدروجين.
صيغ وأسماء الأحماض الخالية من الأكسجين وأملاحها:
يتضمن اسم الأحماض المحتوية على الأكسجين اسم العنصر الموجود في بقايا الحمض مع مراعاة حالة الأكسدة الخاصة به (أعلى حالة أكسدة - النهاية - ناياحالة الأكسدة المنخفضة - تنتهي - مرهق).
صيغ وأسماء الأحماض المحتوية على الأكسجين وأملاحها
| ح2كو3 | - حمض الكربونيك | – الكربونات |
| ح 2 شافي 3 | - حمض السلسيليك | – السيليكات |
| حمض الهيدروكلوريك3 | - حمض النيتريك | – النترات |
| حمض الهيدروكلوريك2 | - حمض النيتروز | – النتريت. |
| H3PO4 | - حمض الفسفوريك | – الفوسفات |
| H3PO3 | – حمض الفوسفور | - الفوسفيت. |
| H2SO4 | - حامض الكبريتيك | – الكبريتات |
| H2SO3 | - حمض السلفوراس | – الكبريتيتات |
| H2CrO4 | - حمض الكروم | – الكرومات |
| H2Cr2O7 | - حمض ثنائي الكروميك | – ثنائي الكرومات |
| حمض الهيدروكلوريك | - حمض تحت الكلور | – هيبوكلوريت. |
| حمض الهيدروكلوريك2 | – حمض الكلوروس | – الكلوريتات |
| حمض الهيدروكلوريك3 | - حمض البيركلوريك | – الكلورات |
| حمض الهيدروكلوريك4 | - حمض البيركلوريك | – البيركلورات |
| H2MnO4 | – حمض البرمنجنوس | – المنجنات |
| HMnO4 | – حمض البرمنجنيك | - برمنجنات |
| CH 3 كوه | - حمض الاسيتيك | - خلات. |
3.3. الخواص الكيميائية للأحماض
تغير الأحماض لون المؤشرات بنفس الطريقة: عباد الشمس - الأحمر،
الفينول فثالين - عديم اللون، ميثيل برتقالي - أحمر
تتفاعل الأحماض.
جامعة نوفوسيبيرسك الطبية الحكومية
GBOU VPO وزارة الصحة والتنمية الاجتماعية في روسيا
قسم الكيمياء الطبية
بوترياييفا أو.إن.، جيموتدينوفا أو.آي.، سيشيفا آي.إم.، تيورينا إي.إي.،
الدليل المنهجي لمقرر الكيمياء العامة لطلاب السنة الأولى بجميع الكليات
نوفوسيبيرسك - 2012
بوترياييفا أو.إن.، جيموتدينوفا أو.آي.، سيشيفا آي.إم.، تيورينا إي.إي. الدليل التربوي والمنهجيفي مقرر الكيمياء العامة لطلاب السنة الأولى بجميع الكليات.
نوفوسيبيرسك، 2012.- 87 ص.
يغطي هذا الدليل التعليمي الأقسام الرئيسية للعامة
و الكيمياء الغروانية. جميع المواد المقدمة في الدليل لها توجه مهني واضح. يتم النظر في الديناميكا الحرارية لعملية التمثيل الغذائي في جسم الإنسان، واستخدام المواد الفعالة تناضحيا ومحاليلها في الطب، ودور أنظمة عازلةفي جسم الإنسان.
يتم تقديم المواد على مستوى احترافي عالٍ وفي نفس الوقت تكون في متناول الطلاب المبتدئين. يحتوي الدليل على جميع الصيغ اللازمة لحل المسائل في الكيمياء العامة وأمثلة للمسائل والاختبارات لجميع الأقسام. يعرض الدليل العمل المختبري الموضوعي الذي يوفر المهارات الأساسية في ممارسة المختبرات الكيميائية. نسخة تقريبية للنهائي عمل اختباريوملحق يحتوي على البيانات الكيميائية اللازمة في تسعة جداول تكمل الأداة التعليمية.
المراجع: دكتوراه في العلوم الطبية، أستاذ، رئيس
قسم الصيدلة جريك O.R.
تمت الموافقة على المحضر رقم بتاريخ يونيو 2012 في اجتماع قسم الكيمياء الطبية.
@ Poteryayeva O.N.، Gimautdinova O.I.، Sycheva I.M.، Tyurina E.E.
@ جامعة نوفوسيبيرسك الطبية الحكومية
1. مقدمة لمقرر الكيمياء العامة. طرق التعبير عن تركيز المحاليل. قانون المعادلات. التحليل العياري، طريقة التعادل..............................3
2. الديناميكا الحرارية ………………………………………………………………………………………………………………………………………….11
3. الحركية الكيميائية ……………………………………………………………………………………………………………………… 18
4. هيكل ودور الماء، مقياس الرقم الهيدروجيني. محاليل اللاإلكتروليتات، تفكك الإلكتروليتات القوية والضعيفة. التحلل المائي للأملاح …………………………………….30
5. الخصائص الجماعية للحلول. التنافذ. أنظمة عازلة غير عضوية….45
6. الأجهزة العازلة في الجسم ........................................... 57
7. أنظمة متفرقة. هيكل المذيلات. أجهزة متفرقة في أنسجة الجسم..67
8. اختبار العمل …………………………………………………………… 80
9. ملحق …………………………………………………………………………………………………… 82
الدرس رقم 1 الموضوع: مقدمة لمقرر الكيمياء العامة. طرق التعبير
تركيزات المحاليل. قانون المعادلين. التحليل العياري (طريقة التحييد).
الغرض: 1) التعرف على قواعد العمل في المختبر الكيميائي. 2) اكتساب المهارات في إجراء تحليل المعايرة وتعلم كيفية إجراء الحسابات بناءً على نتائج المعايرة.
عند الانتهاء من دراسة الموضوع يجب أن يعرف الطلاب: قواعد السلامة، القوانين الأساسية للكيمياء،
طرق التعبير عن تركيزات الحلول. قانون المعادلات، والعواقب منه؛ المفاهيم الأساسية للتحليل المعايرة.
تكون قادرة على: تحضير المحاليل بتركيز معين، وتحويل التركيزات (Cm إلى C%، C% إلى Se)؛ تحديد تركيز المحلول الذي تم تحليله باستخدام طريقة التعادل وحساب كتلة المادة التي تم تحليلها.
خطة الدرس العملي:
1. السيطرة الواردة
2. لوائح السلامة
3. الحلول: التعريف، التصنيف، التركيز
4. قانون المعادلات. المفاهيم الأساسية للتحليل المعايرة
5. العمل المختبري رقم 1
6. حل المشكلات
7. العمل في المنزل:الاستعداد للتحكم السريع باستخدام التركيزات وقانون المعادلات وحل المشكلات. التحضير لموضوع "الديناميكا الحرارية".
يجب على كل طالب التوقيع على سجل ملخص السلامة. أنت مسؤول عن أفعالك بشكل مستقل، لذلك
أداء العمل المختبري بما يتوافق مع لوائح السلامة!
الجزء النظري
البداية الكيمياء الحديثةيمكن اعتبار منتصف القرن الثامن عشر، عندما لومونوسوف م. صاغ قانون حفظ الوزن (الكتلة): " وزن جميع المواد المتفاعلة يساوي وزن جميع منتجات التفاعل" التالي لافوازييه أ.ل. وضع أسس علم اللاهوت الكيميائي الحديث (المفهوم عنصر كيميائيوالاتصال المعقد). وبناء على هذه الأفكار تم استخلاص القانون الأساسي الثاني للكيمياء - قانون ثبات التركيب، والذي ينص على أن " كل مركب كيميائي له تركيب محدد وثابت.". بعد أن جمع مواد تجريبية واسعة النطاق، خلص ج. دالتون إلى البنية المتقطعة للمادة وقدم فكرة في الكيمياء " "الذرات هي أصغر الجزيئات التي تتكون منها جميع المواد". بفضل قانون أفوجادرو: " تحتوي الحجوم المتساوية من جميع الغازات على أعداد متساوية من الجزيئات"، تم قبول فكرة أن الجزيء هو أصغر جسيم متعادل كهربائيا من مادة تشارك في تفاعلاتها الكيميائية.
المفاهيم الكيميائية الأساسية
1. كمية المادةالمول هو كمية المادة التي تحتوي على الكثير
في بعض الجسيمات التقليدية، كم عدد الذرات الموجودة في 12 جم من الكربون 12C (رقم أفوجادرو 6.02 * 1023). التعيين: ن أو ν.
الكتلة المولية M(X) هي كتلة مول واحد من المادة X. يتم العثور على الكتلة المولية كنسبة كتلة المادة إلى كميتها بالشامات:
M(X) = [جم/مول]
وحدة الكتلة المولية هي جم/مول، على سبيل المثال، M(Na) = 23 جم/مول، M(Cl2) = 71 جم/مول، M(H2 SO4) = 98 جم/مول.
2. الحلول تمثل الحلول البيئة التي تجري فيها الحياة كلها
عمليات مهمة. بلازما الدم واللمف وعصارة المعدة واللعاب والسوائل داخل الخلايا (السيتوبلازم) هي محاليل ذات تركيز معين من المواد الذائبة. المكون موجود في الحل أكثر، ويسمى المذيب، والمكونات المتبقية هي المواد المذابة. المحاليل هي الصلبة (السبائك المعدنية) والسائلة (الدم واللعاب) والغازية (الهواء). المحاليل حقيقية (أحادية الطور) وغروية، ولها أطوار غير متجانسة: هلام، محلول ملحي، مستحلب، رذاذ. في الحلول الحقيقية، يكون حجم الجسيمات في المتوسط 0.1 نانومتر، أي. حسب حجم الجزيئات، وفي الغروية 1-1000 نانومتر.
تصنيف الحلول:
بالتركيز: غير مشبعة، مشبعة، مفرطة التشبع
عن طريق وجود التفكك: الشوارد، غير الشوارد
حسب حجم الجسيمات: متجانس (حقيقي)، غير متجانس (غرواني)
حسب طبيعة المذيب: مائي، غير مائي
اعتمادًا على تركيز أيونات H+ و OH-: حمضية، متعادلة، قاعدية.
يمكن التعبير عن تركيز المذاب بعدة طرق.
طرق التعبير عن تركيز المحاليل
التركيز المولي للمحلول C M هي قيمة تشير إلى عدد مولات المادة الموجودة في لتر واحد من المحلول. وحدة القياس - مول/لتر سم = = [مول/لتر]
ن - كمية المادة بالمول
M - الكتلة المولية للمادة المذابة (جم / مول) V - حجم المحلول (لتر)
إذا كان حجم المحلول معطى بالملليلتر (مل)، فإن Cm = [مول/لتر]
على سبيل المثال، Cm = 0.5 مول/لتر يعني أن 1 لتر من المحلول يحتوي على 0.5 مول من المذاب.
ما يعادل التركيز المولي Se هي قيمة توضح عدد الشامات المكافئة الموجودة في 1 لتر من المحلول. وحدة القياس مولك/لتر
سي = = [مول مكافئ / لتر]
ne - كمية المادة المكافئة (mol-equiv): ne =
المكافئ هو بعض الجسيمات الحقيقية أو الشرطية التي يمكنها ربط أو إطلاق أيون هيدروجين واحد في التفاعلات الحمضية القاعدية أو إلكترون واحد في تفاعلات الأكسدة والاختزال.
م – كتلة المذاب (ز)
Me – مكافئ الكتلة المولية (g/mol-equiv). أنا = م في
عامل التكافؤ f e هي كمية بلا أبعاد، ويتم حسابها لفئات مختلفة من المركبات باستخدام الصيغ التالية.
للأحماض: |
(الأحماض) = |
|||
على سبيل المثال: |
(H2 SO4 ) = ; |
الحديد (HCl) = 1 |
||
لأسباب: |
(القواعد) = |
|||
على سبيل المثال: fе (KOH) = 1؛ f = |
||||
بالنسبة للأملاح: |
||||
على سبيل المثال، fе (K2 SO4) = |
الحديد) | |||