РАЗДЕЛ 1 Строение веществ.

Министерство образования Нижегородской области

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности»

В. Н. Рукавишникова

ХИМИЯ

Курс лекций

г. Княгинино

2016 г.

УДК 544

ББК 24.1

Рецензенты:

Г. В. Рыбакова, доцент

Д. Н. Емельянов, д. х. н., профессор

Р 84 Рукавишникова В. Н.

Химия / Рукавишникова В. Н. – Княгинино, НГИЭУ, 2016. − 308 с.

В издании представлены курс лекций для закрепления теоретического материала по дисциплине «Химия», список терминов и приложения.

Данное издание предназначено для использования при подготовке студентов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки 35.03.06 «Агроинженерия», 43.03.01 «Сервис». Цель – помочь студентам усвоить обширный материал курса, изложенный в различных учебниках.

УДК 544

ББК 24.1

© Рукавишникова В. Н., 2016

© Нижегородский государственный

инженерно-экономический университет, 2016

Содержание

ВВЕДЕНИЕ РАЗДЕЛ 1 Строение веществ. Основные закономерности протекания химических процессов Тема 1. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВ 1.1 Предмет химии и ее связь с другими естественными науками 1.2 Химические системы 1.3 Строение атома 1.4 Периодический закон. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева 1.5 Химическая связь Тема 2. ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ 2.1 Основные понятия химической термодинамики 2.2 Первое начало термодинамики 2.3 Термохимия и термохимические расчеты 2.4 Самопроизвольные и обратимые процессы 2.5 Второе начало термодинамики 2.6 Критерии самопроизвольного протекания процессов Тема 3.ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ И ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ 3.1 Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ 3.2 Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ 3.3 Зависимость скорости реакции от температуры 3.4 Катализ 3.5 Особенности кинетики гетерогенных реакций 3.6 Химическое равновесие 3.7 Фазовое равновесие РАЗДЕЛ 2 Химические системы. Инженерная химия Тема 4 РАСТВОРЫ. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ 4.1 Образование растворов 4.2 Растворение как физико-химический процесс. Термодинамика процесса растворения 4.3 Свойства идеальных растворов 4.4 Растворы электролитов 4.5 Диссоциация воды. Водородный показатель 4.6 Произведение растворимости 4.7 Реакции в растворах электролитов. Ионообменные реакции 4.8 Дисперсные системы Тема 5 ХИМИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ 5.1 Качественный анализ 5.2 Количественный анализ Тема 6 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 6.1 Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) 6.2 Электрохимические устройства и процессы Тема 7 ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЭЛЕКТРОЛИЗ 7.1 Гальванический элемент Даниэля-Якоби 7.2 Концентрационные гальванические элементы 7.3 Направление окислительно-восстановительных реакций 7.4 Электролиз 7.5 Химические источники тока (ХИТ) 7.6 Промышленное применение электролиза Тема 8 КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ 8.1 Классификация видов коррозии 8.2 Защита от коррозии Тема 9 ОСНОВЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 9.1 Металлы 9.2 Неметаллы Тема 10. ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ СПИСОК ТЕРМИНОВ ПРИЛОЖЕНИЯ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Химия − наука, изучающая процессы превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава и структуры, а также взаимные переходы между этими процессами и другими формами движения материи. Превращения, при которых молекулы одного соединения обмениваются атомами с молекулами других соединений, распадаются на молекулы с меньшим числом атомов, а также вступают в реакции с образованием новых веществ, составляют предмет изучения химии.

Целью дисциплины «Химия» является освоение студентами теоретических и практических знаний и приобретение умений и навыков в области химических систем, термодинамики, химической кинетики и реакционной способности, химической идентификации. Цель преподавания химии − сформировать химическое мировоззрение будущего бакалавра на основе знания основных законов химии.

Давно уже замечено – химики-профессионалы отличаются широтой своих взглядов и открытым отношением ко всему происходящему вокруг. Это легко объяснить тем, что все наше современное материальное окружение – продукция промышленного химического синтеза. Химию можно «ненаучно» определить как то, чем занимаются люди, называющие себя химиками. Г.Крото писал: «Химики, по-моему, страдают особой формой «шизофрении». В самом деле, их мышление – это причудливая смесь самых абстрактных и совсем наглядных представлений. Они знают о тонких квантово-механических закономерностях, определяющих свойства молекул, которые, в свою очередь, ответственны за все многообразие окружающего нас мира. Эта взаимосвязь микро- и макромира остается скрытой от ученых других специальностей. Кроме того, никто не сделал так много для улучшения условий жизни людей, как химики, но их заслуги в должной мере не оценены».

Настоящий химик, даже если он не занимается непосредственно синтезом, всегда «чувствует вещество». Это чувство вещества проявляется и в умении отмыть «насмерть» пригоревшую кастрюлю, и в способности найти на свалке всевозможные редкие металлы в невзрачных предметах, и в точном определении способа ремонта пластмассового изделия (сварить или склеить, а если склеить, то чем и как).

Выдающийся духовный писатель и священник XIX века святитель Игнатий Кавказский (Дмитрий Александрович Брянчанинов; 1807-1867) подчеркивал важность изучения самой материальной из наук – химии:

«Кажется, говорил нам красноречивый и умный профессор Соловьев (проф. СПб ун-та Михаил Феодорович Соловьев читал физику и химию в офицерских классах главного Инженерного училища), произнося введение в химию, мы для того и изучаем эту науку, чтоб узнать, что мы ничего не знаем и не можем ничего знать; такое необъятное поприще познаний открывает она пред взорами ума! Так приобретенные нами познания на этом поприще ничтожны! Она с осязательною ясностью доказывает и убеждает, что вещество, хотя оно, как вещество, должно иметь свои границы, не может быть постигнуто и определено человеком и по обширности своей, и по многим другим причинам. Химия следит за постепенным утончением вещества, доводит его до тонкости, едва доступной для чувств человеческих, в этом тонком состоянии вещества еще усматривает сложность и способность к разложению на составные части, более тонкие, хотя самое разложение уже невозможно. Человек не видит конца утончению вещества, так же как и увеличению чисел и меры. Он постигает, что бесконечное должно быть и невещественным; напротив того, все конечное должно по необходимости быть и вещественным. Но это – идея неопределенная; определено ее существование. Затем физика и химия вращаются в одно вещество, расширяют познания об употреблении его для временных, земных нужд человека и человеческого общества».

Данное учебное издание по химии предназначено для сту-дентов высших учебных заведений, осуществляющих обучение на базе полного образования, и составлено на основе Федеральных государ-ственных образовательных стандартов высшего образования по направлениям подготовки: 35.03.06 Агроинженерия и 43.03.01 Сервис.

РАЗДЕЛ 1 Строение веществ.