Ръководство по химия. Методически указания към курса Обща химия
Федерална агенция за образование
Държавно висше учебно заведение
"Ростовски държавен строителен университет"
ИНСТРУКЦИИ
по тарифа " обща химия»
Ростов на Дон
2. Структурата на атома. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... единадесет
3. Химическа кинетика и равновесие. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... деветнадесет
4. Решения. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23
5. Електролитна дисоциация. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26
6. Хидролиза на соли. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .29
7. Редокс реакции. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .34
8. Електродни потенциали. Галванични клетки. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .40
9. Корозия на метали. Методи за защита от корозия. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46
10. Стягащи средства. Корозия на бетона. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .52
Основните класове неорганични съединения
Ролята на химията в научно-техническия прогрес е голяма. Много прости и сложни вещества се използват в различни области на строителството, производството и селското стопанство. Сред тях има достатъчен брой неорганични съединения. Най-важните класове неорганични съединения включват оксиди, основи, киселини, соли.Оксиди
Съставът на оксидите
Името на оксида се състои от думата "оксид" и името на елемента. Ако елементът показва променлива валентност, тогава валентността в скоби се поставя до името на оксида:
Na 2 O - натриев оксид;
CaO - калциев оксид;
SO 2 - серен (IV) оксид;
SO 3 - серен оксид (VI);
Mn 2 O 7 - манганов (VII) оксид.
Получаване на оксиди
а) окисление на елементите с кислород
4Al + 3O2 = 2Al2O3;
S + O 2 = SO2;
б) при разлагане на сложни вещества
Ca (OH) 2 → CaO + H 2 O;
2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2O.
Класификация на оксидите
Продуктите от взаимодействието на оксиди с вода се наричат хидроксиди, които могат да бъдат основи (NaOH, Cu (OH) 2), киселини (H 2 SO 4, H 3 PO 4), амфотерни хидроксиди (Zn (OH) 2 = H 2 ZnO 2).
Солеобразуващите оксиди се делят на основното, киселаи амфотерни.
Основнотооксидите, на които съответства основата: CaO → Ca (OH) 2, кисела- на което съответства киселината: CO 2 → H 2 CO 3. Амфотерникакто киселини, така и основи съответстват на оксиди:
Zn (OH) 2 ← ZnO → H 2 ZnO 2.
Основното оксиди образуват метали, кисела - неметали и някои метали от вторични подгрупи, амфотерни - амфотерни метали.
Химични свойстваоксиди
Основните оксиди реагират:
с вода за образуване на основи:
CaO + H2O = Ca (OH) 2;
с киселинни съединения (киселинни оксиди, киселини) с образуване на соли и вода:
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O;
3) със съединения с амфотерна природа:
Li2O + Al2O3 = 2Li AlO2;
3NaOH + Al (OH)3 = Na3AlO3 + 3H2O;
Киселинните оксиди реагират:
1) с вода с образуване на киселини:
SO3 + H2O = H2SO4;
2) със съединения от основно естество (основни оксиди и основи) с образуване на соли и вода:
SO2 + Na2O = Na2S03;
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O;
с амфотерни съединения
CO2 + Zn (OH)2 = ZnCO3 + H2O;
NaCl + H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2;
неразтворим:
сол + алкали
киселина
3.1. Класификация на киселините
Класификация:
а) по основност
Основността на киселината е броят на водородните атоми, които могат да бъдат заменени с метални атоми в киселинна молекула.
По основност киселините се делят на:
Едноосновни, чиито молекули съдържат един водороден атом: НСl, HNO 3, HCN и др .;
Двуосновни, молекулите на които съдържат два водородни атома: H 2 S, H 2 SO 4, H 2 CO 3 и др.;
Триосновни, молекулите на които съдържат три водородни атома: H 3 PO 4, H 3 PO 3, H 3 AsO 4 и др.
Киселини, чиито молекули съдържат два или повече водородни атома, се наричат многоосновни.
Безкислородни, чиито молекули не съдържат кислородни атоми: HCl, HBr, HCN, H 2 S и др.;
v) по сила.
Силните киселини се дисоциират почти напълно във водни разтвори. Силните киселини включват: H 2 SO 4, HNO 3, HClO 4, HCl, HBr, HJ, до слабите - повечето органични киселини, както и H 3 PO 4, H 2 CO 3, H 2 SO 3, H 2 S, HCN et al.
3.2. Номенклатура
Името на аноксиновите киселини се образува от името на елемента с добавка - водород.
Формули и имена на аноксидни киселини и техните соли:
Името на кислород-съдържащите киселини включва името на елемента в киселинния остатък, като се вземе предвид неговата степен на окисление (най-високата степен на окисление - край - ная, ниско ниво на окисление - край - вярно).
Формули и имена на кислородни киселини и техните соли
| H 2 CO 3 | - карбонова киселина | - карбонати; |
| H 2 SiO 3 | - силициева киселина | - силикати; |
| HNO 3 | - Азотна киселина | - нитрати; |
| HNO 2 | - азотна киселина | - нитрити; |
| H 3 PO 4 | - фосфорна киселина | - фосфати; |
| H 3 PO 3 | - фосфорна киселина | - фосфити; |
| H2SO4 | - сярна киселина | - сулфати; |
| H2SO3 | - сярна киселина | - сулфити; |
| H 2 CrO 4 | - хромова киселина | - хромати; |
| H2Cr2O7 | - дихромна киселина | - дихромати; |
| HClO | - хипохлорна киселина | - хипохлорити; |
| HClO 2 | - хлоридна киселина | - хлорити; |
| HClO 3 | - хлорна киселина | - хлорати; |
| HClO 4 | - перхлорна киселина | - перхлорати; |
| H2MnO4 | - манганова киселина | - манганати; |
| HMnO 4 | - манганова киселина | - перманганати; |
| CH3COOH | - оцетна киселина | - ацетати. |
3.3. Химични свойства на киселините
Киселините променят цвета на индикаторите по същия начин: лакмус - червен,
фенолфталеин - безцветен, метилоранжев - червен
Киселините взаимодействат.
НОВОСИБИРСКИ ДЪРЖАВЕН МЕДИЦИНСКИ УНИВЕРСИТЕТ
GBOU VPO МИНИСТЕРСТВО НА ЗДРАВЕТО И СОЦИАЛНОТО РАЗВИТИЕ НА РУСИЯ
Катедра по медицинска химия
Потеряева О.Н., Гимаутдинова О.И., Сичева И.М., Тюрина Е.Е.,
Методическо помагало за курса по обща химия за студенти 1 курс от всички факултети
Новосибирск - 2012г
Потеряева О.Н., Гимаутдинова О.И., Сичева И.М., Тюрина Е.Е. Учебно ръководствопо курса по обща химия за студенти 1 курс от всички факултети.
Новосибирск, 2012.- 87 с.
В това ръководство за обучение основните раздели на общ
и колоидна химия. Целият материал, представен в наръчника, има ясно изразена професионална насоченост. Разгледани са термодинамиката на метаболизма в човешкото тяло, използването на осмотично активни вещества и техните разтвори в медицината, подробно е очертана ролята на буферните системи в човешкото тяло.
Материалът е поднесен на високо професионално ниво и в същото време е достъпен за младши ученици. Наръчникът съдържа всички необходими формули, използвани при решаване на задачи по обща химия, примери за задачи и тестове за всички раздели. Наръчникът представя тематична лабораторна работа, която дава елементарни умения в химическата лабораторна практика. Приблизителна версия на финала тестова работаи приложение, съдържащо необходимите данни за химията в девет таблици, завършва наръчника за обучение.
Рецензент доктор на медицинските науки, професор, гл
Катедра по фармакология Grek O.R.
Приет на заседание на катедра по медицинска химия Протокол № от юни 2012г.
@ Poteryaeva O.N., Gimautdinova O.I., Sycheva I.M., Tyurina E.E.
@ Новосибирски държавен медицински университет
1. Въведение в курса по обща химия. Методи за изразяване на концентрацията на разтворите. Законът на еквивалентите. Титриметричен анализ, метод на неутрализиране ………………………………… 3
2. Термодинамика ………………………………………………………………………………… 11
3. Химическа кинетика ………………………………………………………………… 18
4. Структурата и ролята на водата, pH скала. Неелектролитни разтвори, дисоциация на силни и слаби електролити. Хидролиза на соли… ……………………………………………………… .30
5. Колигативни свойства на разтворите. Осмоза. Неорганични буферни системи ... .45
6. Буферни системи на тялото ……………………………………………………… 57
7. Дисперсни системи. Мицелна структура. Дисперсни системи в телесните тъкани ... 67
8. Пробна работа ………………………………………………………………………………… 80
9. Приложение …………………………………………………………………………………………… 82
Урок номер 1 Тема: Въведение в курса по обща химия. Методи на изразяване
концентрация на разтвори. Законът на еквивалентите. Титриметричен анализ (метод на неутрализиране).
Цел: 1) Да се запознаят с правилата за работа в химическа лаборатория. 2) Придобийте умения за титриметричен анализ и научете как да правите изчисления въз основа на резултатите от титруването.
В края на изучаването на темата студентите трябва да знаят: правила за безопасност, основни закони на химията,
начини за изразяване на концентрацията на разтворите; законът на еквивалентите, последствията от него; основни понятия на титриметричния анализ.
Да умее: да приготвя разтвори с дадена концентрация, да преизчислява концентрациите (Cm в C%, C% в Se); определя се концентрацията на анализирания разтвор по метода на неутрализация и се изчислява масата на аналита.
План за практически урок:
1. Входящ контрол
2. Правила за безопасност
3. Решения: определение, класификация, концентрация
4. Законът на еквивалентите. Основни понятия на титриметричния анализ
5. Лабораторна работа No1
6. Решаване на проблеми
7. Домашна работа:подготвят се за експресен контрол на концентрациите и закона за еквивалентите, решават задачи. Подгответе се на тема "Термодинамика".
Задължително е всеки ученик да се подпише в учебника по туберкулоза. Следователно вие сами носите отговорност за действията си
Извършвайте лабораторни работи при спазване на правилата за безопасност!
Теоретична част
Началото съвременна химияможе да се счита за средата на 18 век, когато Ломоносов М.В. формулира закона за запазване на теглото (масата): „ теглото на всички вещества, които реагират, е равно на теглото на всички реакционни продукти". Освен това, Lavoisier A.L. положи основите на съвременната химическа систематика (концепцията за химичен елемент и сложно съединение). Въз основа на тези идеи е изведен вторият основен закон на химията - законът за постоянство на състава, който гласи, че „ всяко химично съединение има определен и постоянен състав "... След като събра обширен експериментален материал, Далтън Дж. направи заключение за прекъснатата структура на материята и въведе в химията концепцията за „ атомите като най-малките частици, от които се образуват всички вещества"... Благодарение на закона на Авогадро А.: „ равни обеми на всички газове съдържат равен брой молекули„Приета е идеята за молекула като най-малката електрически неутрална частица на вещество, участващо в неговите химични реакции.
Основни химически понятия
1. Количество веществоЕдна бенка е количеството вещество, което съдържа толкова много
определени условни частици, колко атома се съдържат в 12 g въглерод 12 C (числото на Авогадро 6,02 * 1023). Обозначение: n или ν.
Моларната маса M (X) е масата на един мол вещество X. Моларната маса се намира като съотношението на масата m на веществото към неговото количество в молове:
M (X) = [g / mol]
Единицата за моларна маса е g / mol, например M (Na) = 23 g / mol, M (Cl2) = 71 g / mol, M (H2 SO4) = 98 g / mol.
2. Решения Решенията представляват средата, в която всички жизненоважни
важни процеси. Кръвна плазма, лимфа, стомашен сок, слюнка, вътреклетъчна течност (цитоплазма) са разтвори с определена концентрация на разтворени вещества. Компонентът присъства в разтвора в Повече ▼, се нарича разтворител, останалите компоненти са разтворени вещества. Разтворите са твърди (метални сплави), течни (кръв, слюнка) и газообразни (въздух). Разтворите са истински (еднофазни) и колоидни, с хетерогенни фази: гел, зол, емулсия, аерозол. В истинските разтвори средният размер на частиците е 0,1 nm, т.е. от порядъка на размера на молекулите и в колоиден 1-1000 nm.
Класификация на решенията:
По концентрация: ненаситени, наситени, свръхнаситени
По наличието на дисоциация: електролити, неелектролити
По размер на частиците: хомогенни (истински), хетерогенни (колоидни)
В зависимост от естеството на разтворителя: воден, неводен
В зависимост от концентрацията на H + и OH- йони: кисели, неутрални, основни.
Концентрацията на разтвореното вещество може да бъде изразена по няколко начина.
Методи за изразяване на концентрацията на разтворите
Моларна концентрация на разтвора C M е стойност, показваща колко мола от вещество има в 1 литър разтвор. Мерна единица - mol / L Sm = = [mol / L]
n е количеството вещество в молове
M - моларна маса на разтвореното вещество (g / mol) V - обем на разтвора (l)
Ако обемът на разтвора е даден в милилитри (ml), тогава Cm = [mol / l]
Например, Cm = 0,5 mol / l означава, че има 0,5 mol разтворено вещество в 1 литър разтвор.
Моларен концентрационен еквивалент Se е стойност, показваща колко мола еквивалент има в 1 литър разтвор. Мерна единица moleq / l
Ce = = [mol-eq / l]
ne - количеството еквивалент на веществото (mol-eq): ne =
Еквивалентът е определена реална или условна частица, която може да прикрепи или освободи един водороден йон в киселинно-основни реакции или един електрон в редокс реакции.
m - маса на разтвореното вещество (g)
Me - еквивалент на моларна маса (g / mol-eq). Аз = М фе
Коефициент на еквивалентност f e - безразмерна стойност, изчислена за различни класове съединения по следните формули.
За киселини: |
(киселина) = |
|||
Например: |
(H2SO4) =; |
fe (НCl) = 1 |
||
По причини: |
(основи) = |
|||
Например: fe (KOH) = 1; fe = |
||||
За соли: |
||||
Например, fe (K2 SO4) = |
е) | |||