Оксиды. Получение и свойства.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Раздел 1. Атомно-молекулярное учение (2 час.)
Тема1. Основные понятия и законы химии (2 час.)
Основные положения атомно-молекулярного учения. Основные стехиометрические и газовые законы. Понятие эквивалента. Закон эквивалентов и его практическое использование.
Раздел 2. Уровни организации вещества (3 час.)
Тема 1. Строение атома и периодический закон Д.И. Менделеева (2 час.)
Квантово-механическая модель строения атома. Квантовые числа и типы электронных орбиталей. Электронные конфигурации атомов.
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева.
Тема 2. Химическая связь (1 час)
Виды и характеристики химической связи. Свойства соединений различных типов связей. Межмолекулярное взаимодействие. Химическая связь и структура твердых тел.
Раздел 3. Закономерности протекания процессов. (5 час.)
Тема 1. Химическая термодинамика, энергетика процесса (2 час.)
Основные понятия и определения химической термодинамики. Первое начало термодинамики и его применение к химическим системам. Энтальпия, термохимические законы и термохимические расчеты. Законы Гесса и Ломоносова-Лавуазье-Лапласа. Второе начало термодинамики. Энтропия и третье начало термодинамики. Энергия Гиббса и критерии самопроизвольного протекания процессов.
Тема 2. Скорость химических процессов и химическое равновесие (3 час.)
Понятие о скорости и механизме химической реакции. Закон действующих масс. Порядок и молекулярность реакции. Кинетические уравнения реакций с целочисленными кинетическими порядками. Влияние температуры на скорость реакции. Энергия активации. Катализ и каталитические реакции.
Химическое равновесие. Термодинамическое и кинетическое условия равновесия. Способы выражения констант химического равновесия и взаимосвязь между ними. Факторы, влияющие на сдвиг химического равновесия. Термодинамическое обоснование принципа Ле-Шателье.
Раздел 4. Химические системы (5 час.)
Тема 1. Общие свойства растворов (1 час)
Основные понятия и определения. Гомогенные и гетерогенные системы.
Жидкие системы. Термодинамика процесса растворения. Способы выражения количественного состава растворов. Коллигативные свойства растворов.
Тема 2. Основные виды равновесий в водных растворах электролитов (4 час.)
Протолитическое равновесие в водных растворах слабых электролитов. Сильные и слабые электролиты, степень и константа диссоциации, их взаимосвязь. Ионное произведение воды, водородный и гидроксильный показатели. Совмещенные протолитические равновесия.
Гетерогенное равновесие в водных растворах малорастворимых электролитов. Понятие растворимости и константа растворимости их количественное соотношение. Условия образования и растворения осадка. Совмещенные гетерогенные равновесия.
Лигандо-обменное равновесие в водных растворах, содержащих комплексные ионы. Константы устойчивости и нестойкости комплексных ионов. Факторы, влияющие на прочность и состав комплексных соединений.
Окислительно-восстановительные равновесия.
Совмещенные равновесия разных типов. Константа совмещенного равновесия.
Раздел 5. Электрохимические процессы (3 час.)
Тема 1. Электродные процессы и электродвижущие силы. Химические источники электрической энергии. Процессы электролиза, их характеристики (2 час.)
Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимические процессы. Электродный потенциал и уравнение Нернста. Химические источники тока, гальванические элементы. Процессы электролиза растворов и расплавов,последовательность электродных реакций.
Тема 2. Металлы, коррозия и способы защиты металлов от разрушений. (1 час)
Общие свойства металлов. Коррозия, виды коррозионных разрушений и основные характеристики коррозионных процессов. Химическая коррозия. Электрохимическая коррозия, её особенности. Способы защиты металлов от коррозии.
СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Лабораторные работы (18 час.)
Занятия 1.Классы неорганических соединений (2 час.)
Занятие 2.Определение молярной массы эквивалента металла (2 час.)
Занятие 3.Определение теплового эффекта химической реакции (2 час.)
Занятие 4.Химическая кинетика. (2 час.)
Занятие 5. Химическое равновесие (2 час.)
Занятие 6 Гидролиз солей. (2 час.)
Занятие 7.Коллоидные системы. (2 час.)
Занятие 8. Электрохимические процессы (2 час.)
Занятие 9. Коррозия металлов (2 час.)
Практические занятия (9 час.)
Занятие 1. Строение атома и периодический закон Д.И. Менделеева (2 час.)
1.Основные положения квантовой механики, принципы квантования энергии. Порядок распределения электронов в многоэлектронных атомах.
2.Взаимосвязь между строением атома элемента, положением его в Периодической системе Д.И. Менделеева и свойствами элемента.
3.Межмолекулярные взаимодействия.
Занятие 2. Закономерности протекания процессов (2 час.)
1.Основные законы термодинамики: формулировки, математические выражения, применение к различным системам. Критерии самопроизвольного протекания процессов в различных системах.
2.Средняя и истинная скорости химической реакции. Факторы, влияющие на скорость гомогенных и гетерогенных химических реакций.
3.Химическое равновесие. Термодинамическое и кинетическое условия равновесия. Термодинамический и кинетический методы оценки возможности, направления и условий протекания химических процессов.
Занятие3. Равновесия в растворах электролитов (2 час.)
1.Классификация растворов. Способы выражения состава растворов.
2.Коллигативные свойства растворов неэлектролитов и электролитов.
3.Основные виды равновесий в водных растворах электролитов.
4.Совмещенные равновесия разных типов. Константы совмещенных равновесий.
Занятие 4. Электрохимические процессы (3 час.)
1.Электрохимия как наука, изучающая взаимопревращения химической и электрической энергии. Основное уравнение взаимосвязи химической и электрической энергии. Принципиальное устройство электрохимических систем.
2.Химические источники тока, устройство, принцип действия, ЭДС. Процесс электролиза, последовательность электродных реакций.
3.Коррозия металлов. Виды коррозионных разрушений, виды коррозионных сред и типы коррозионных процессов. Термодинамика и кинетика процессов химической и электрохимической коррозии. Скорость коррозионного разрушения и факторы, влияющие на нее. Способы защиты металлов от коррозии.
Основная литература
1. Глинка, Н.Л. Общая химия: учебное пособие для нехимических специальностей вузов/ Н.Л. Глинка. – М.: КноРус, 2012. – 749с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:667020&theme=FEFU
2. Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учебное пособие для нехимических специальностей вузов/ Н.Л. Глинка; под ред. В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной. – М.: КноРус, 2014. – 240с. https://lib.dvfu.ru:8443/lib/item?id=chamo:729121&theme=FEFU
3. Общая химия. Теория и задачи / Н.В. Коровин, Н.В. Кулешов, О.Н. Гончарук, В.К. Камышова. — СПб.: Лань, 2014.— 491 с. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=51723
4. Гельфман, М.И. Химия / М.И. Гельфман, В.П. Юстратов. — СПб.: Лань, 2008.— 472 с. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=4030
5. Вольхин, В.В. Общая химия. Основной курс: учебное пособие для вузов в области техники и технологии/ В.В. Вольхин. – СПб.: Лань, 2008. – 464с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:281662&theme=FEFU
6. Суворов А.В. Общая химия [Электронный ресурс] : Учебник для вузов / А.В. Суворов, А.Б. Никольский. - 5-е изд., исправл. - СПб.: Химиздат, 2007. - http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN5938081297.html
Дополнительная литература
1. Угай, Я.А. Общая и неорганическая химия: учебник для вузов/ Я.А. Угай. - М.: Высшая школа, 2007. – 527 с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:353896&theme=FEFU
2. Вольхин, В.В. Общая химия. Специальный курс: учебное пособие для вузов в области техники и технологии/ В.В. Вольхин. – СПб.: Лань, 2008. – 440с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:281661&theme=FEFU
3. Вольхин, В.В. Общая химия. Избранные главы: учебное пособие для вузов в области техники и технологии/ В.В. Вольхин. – СПб.: Лань, 2008. – 378с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:281664&theme=FEFU
4. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С. Ахметов. — СПб.: Лань, 2014.— 744 с. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=50684
5. Краткий справочник физико-химических величин /Под ред. Равделя А.А. и Пономаревой А.М. – СПб.: Специальная литература,1999. – 232с. https://lib.dvfu.ru:8443/lib/item?id=chamo:363942&theme=FEFU
6. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье. – М.: Химия, 1989. – 448 с. https://lib.dvfu.ru:8443/lib/item?id=chamo:720634&theme=FEFU
7. Лидин, Р.А. Справочник по общей и неорганической химии [Электронный ресурс] / Р.А. Лидин. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : КолосС, 2008. - http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785953204651.html
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»
1. http://e.lanbook.com/
2. http://www.studentlibrary.ru/
3. http://znanium.com/
4. http://www.nelbook.ru/
Лабораторные работы
(18 часов, в том числе 18 часов с использованием методов активного обучения)
Лабораторная работа № 1. Классы неорганических соединений (2 часа)
Цель работы: познакомить студентов с правилами работы в химической лаборатории, мерами предосторожности при работе с агрессивными веществами, средствами противопожарной безопасности, правилами оформления лабораторного отчета. Исследование химических свойств основных классов неорганических соединений.
Следует уметь: составлять ионно-молекулярные уравнения реакций обмена; составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций; объяснять, какую информацию несет уравнение химической реакции.
Контрольные вопросы и задания:
1. Напишите формулы оксидов, соответствующих гидроксидам: H2SiO3, Cu(OH)2, H3AsO4, HMnO4, Al(OH)3.
2. Для оксидов CrO, Cr2O3, CrO3 приведите формулы соответствующих гидроксидов.
3. Охарактеризуйте свойства (основные, кислотные, амфотерные) следующих соединений: ZnO, Cr(OH)3, Ba(OH)2, CO2.
4. Какие кислоты могут быть получены непосредственным взаимодействием с водой следующих оксидов: SO2, SO3, N2O5, NO2?
5. Какие из перечисленных кислот образуют кислые соли: HBr, H2S, H3AsO4?
6. Какие из приведенных оснований образуют основные соли: Cu(OH)2, NaOH, Al(OH)3?
7. Составьте формулы средних и основных солей для гидроксида железа (III) и гидроксида цинка.
8. Составьте уравнения реакций, приводящих к образованию солей: KHSO3, K2SO3, CuOHCl, CuCl2.
9. Приведите графические формулы следующих соединений: Mn(OH)2, KMnO4, H2SeO4, K2HPO4, SO3.
Экспериментальная часть
Оксиды. Получение и свойства.