Міністерством освіти і науки України
як навчальний посібник для студентів
вищих навчальних закладів
Харків 2006
УДК 54(075)
П-69
Гриф надано Науково-методичним центром вищої освіти Міністерства освіти і науки України
Рецензенти:
І.М.В’юнік, докт. хім. наук, професор,
зав. кафедрою неорганічної хімії ХНУ ім.. В.Н.Каразіна
Н.Ф. Клещев, доктор техн. наук, професор,
зав. каф. біотехнології та аналітичної хімії ХНТУ “ХПІ”
| П-69 | Р.А.Яковлєва, Т.І.Курова, В.І.Григор’єва, Н.І.Мальцева, Р.І.Назарова, Т.М.Обіженко, Ю.В.Попов, Л.С.Сухорукова, Л.П.Снагощенко. Практикум з хімії для студентів денної та заочної форм навчання вищих навчальних закладів: Навчальний посібник.- Х.: ХДТУБА, 2006.- 276с. |
У посібнику наведено робочу програму, контрольні завдання та лабораторні роботи з основних розділів хімії за програмою нехімічних спеціальностей вищих навчальних закладів України.
Кожному розділу посібника передує стислий теоретичний вступ і приклади з детальним розглядом типових задач.
Для студентів денної заочної форм навчання технічних вузів.
Рис. 6. Табл.9. Бібліограф. 13 назв.
© Р.А.Яковлєва, Т.І.Курова, В.І.Григор’єва,
Н.І.Мальцева, Р.І.Назарова, Т.М.Обіженко,
Ю.В.Попов, Л.С.Сухорукова,
Л.П.Снагощенко, 2006
ПЕРЕДМОВА
Посібник призначений для надання допомоги студентам-заочникам в оволодінні науково-теоретичними та практичними знаннями з хімії та для організації самостійної роботи студентів денної форми навчання.
Хімія, як одна з фундаментальних природничих наук, вивчає матеріальний світ, закони його розвитку, хімічну форму руху матерії. У процесі вивчення хімії виробляється науковий погляд на світ в цілому. У будь-якій галузі людської діяльності, пов’язаній з якимись проявами матеріального світу неминуче доводиться стикатися з фундаментальними властивостями різних речовин – їхньою стійкістю, здатністю взаємодіяти з іншими речовинами, а також з їхніми змінами за певних умов. Знання хімії дозволяє одержати сучасне наукове уявлення про матерію, форми її руху, речовину, як один із видів матерії, що рухається, про механізм перетворення сполук, властивості технічних матеріалів і застосування хімічних процесів у сучасній техніці. Необхідно засвоїти основні закони, оволодіти технікою хімічних розрахунків, виробити навички самостійного виконання хімічних експериментів і узагальнення фактів.
Розуміння хімічних законів допомагає інженеру у розв’язанні екологічних проблем..
Знання хімії необхідне для подальшого успішного вивчення загальнонаукових і спеціальних дисциплін. Крім того, являючись фундаментальною наукою, що тісно пов’язана майже з усяким проявом наших контактів з матеріальним світом, хімія є невід’ємною частиною загальнолюдської культури.
Основний вид учбових занять студентів-заочників – самостійна робота над матеріалом. У курсі хімії вона складається з таких елементів: відвідування установчих лекцій, вивчення дисципліни за підручниками та учбовими посібниками; виконання контрольних завдань і лабораторного практикуму; консультації (індивідуальні протягом учбового року та групові перед іспитом); складання іспиту з усього курсу.
Посібник вміщує загальні методичні вказівки до вивчення курсу хімії, робочу програму, приклади розв’язання задач різних типів, методичні вказівки до виконання контрольних завдань і лабораторних робіт.
Загальні методичні вказівки
Лекції. Студенти-заочники слухають лекції в період установчих або лабораторно-екзаменаційних сесій. На установчих лекціях розглядаються лише найважливіші розділи, поняття і закономірності, що складають теоретичний фундамент курсу хімії. На лекціях даються також методичні рекомендації для самостійного вивчення студентами решти курсу.
Робота над підручником. Вивчати курс рекомендується по темах, попередньо ознайомившись зі змістом кожної з них за робочою програмою. При цьому треба мати на увазі, що послідовність розподілу матеріалу в робочій програмі і в підручниках не завжди збігається.
Щоб краще запам’ятати та засвоїти матеріал, треба обов’язково мати робочий зошит і заносити до нього формулювання законів і основні поняття хімії, незнайомі терміни і назви, формули та рівняння реакцій, математичні залежності та їх виведення.
Вивчаючи курс, звертайтесь до предметного покажчика в кінці книги. Поки той чи інший розділ не засвоєний, переходити до вивчення нових розділів не слід.
Вивчення курсу повинно обов’язково супроводжуватися виконанням вправ і розв’язанням задач. Це – один з найкращих методів міцного засвоєння, перевірки і закріплення теоретичного матеріалу.
Контрольні завдання. У процесі вивчення курсу хімії студент повинен виконати дві контрольні роботи ( студенти прискореної форми навчання виконують одну контрольну роботу).
Письмове контрольне завдання виконується студентом самостійно відповідно до спеціальності і надсилається в університет у термін, визначений учбовим графіком. Правильно оформлене контрольне завдання повинно вміщувати: номер варіанта (вибирається за двома останніми цифрами номера залікової книжки); умови і розв’язання задач; короткі відповіді на теоретичні запитання; список використаної літератури; особистий підпис і дату відправки завдання в університет.
Розв’язання задач і відповіді на теоретичні запитання повинні бути коротко, але чітко обґрунтовані. Необхідно наводити весь хід розв’язування задач з усіма математичними перетвореннями.
Контрольна робота повинна бути акуратно оформлена; для зауважень рецензента треба залишати широкі поля; писати чітко і ясно; номери та умови задач переписувати в тому порядку, в якому вони вказані в завданні.
Після перевірки викладачем контрольного завдання студент допускається до співбесіди, або робота повертається для внесення виправлень.
Зарахування контрольного завдання (і виправлень) проводиться після співбесіди з викладачем у термін, установлений учбовою частиною університету.
Таблиця варіантів контрольних завдань наведена в кінці посібника. Контрольна робота, виконана не за своїм варіантом, викладачем не рецензується і не зараховується.
Лабораторні заняття. Для глибокого вивчення хімії як науки, заснованої на експерименті, необхідно виконати лабораторний практикум, який є однією з найважливіших складових частин курсу хімії.
Він допомагає закріпленню лекційного матеріалу, сприяє розвиненню навичок наукового експериментування, дослідницького підходу до вивчення хімії, логічного хімічного мислення. Виконання лабораторних робіт здійснюється в період установчої або лабораторно-екзаменаційної сесії.
РОБОЧА ПРОГРАМА
Робоча програма складена на основі освітньо-професійної програми вищої школи за професійними напрямами “Будівництво”, “Водні ресурси”, “Інженерна механіка” від 2002 р.
ВСТУП
Предмет хімії та її зв’язок з іншими науками. Основні проблеми сучасної хімії. Значення хімії у формуванні світогляду, у вивченні природи і розвитку техніки. Хімія і охорона навколишнього середовища.
1. ОСНОВНІ ЗАКОНИ І ПОНЯТТЯ ХІМІЇ
Основні положення атомно-молекулярної теорії. Агрегатні стани речовин. Основні закони хімії. Стехіометричні розрахунки. Закони газового стану. Класифікація та номенклатура хімічних сполук. Основні класи неорганічних сполук.
2. ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ПЕРЕБІГУ ХІМІЧНИХ
РЕАКЦІЙ
2.1.Енергетика хімічних процесів
Основні поняття термодинаміки. Внутрішня енергія та ентальпія. Теплові ефекти хімічних реакцій. Теплоти утворення та згоряння хімічних сполук. Закони термохімії. Термохімічні розрахунки.
2.2 . Напрямленість перебігу хімічних реакцій
Ентропія та ії зміна при хімічних процесах і фазових перетвореннях. Енергія Гіббса і енергія Гельмгольца. Критерій можливості і напрямленості хімічних процесів. Термодинамічні умови хімічної рівноваги.
2.3. Хімічна кінетика
Швидкість хімічних реакцій та фактори, що на неї впливають. Закон діючих мас. Залежність швидкості реакції від температури. Енергія активації хімічної реакції.
2.4. Хімічна рівновага
Оборотні і необоротні реакції. Кінетичні уявлення про хімічну рівновагу. Константа рівноваги. Зміщення хімічної рівноваги. Принцип Ле Шательє.
3. РОЗЧИНИ. ДИСПЕРСНІ СИСТЕМИ
3.1. Розчини неелектролітів
Характеристика розчинів та способи вираження їхнього складу. Колігативні властивості розчинів.
3.2. Розчини електролітів
Електролітична дисоціація. Ступінь і константа дисоціації. Реакції в розчинах електролітів. Електролітична дисоціація води. Іонний добуток води. Водневий показник. Поняття про індикатори. Гідроліз солей.
3.3. Гетерогенні дисперсні системи
Класифікація дисперсних систем. Стан речовини на межі поділу фаз. Адсорбція. Емульсії, суспензії, колоїдні розчини. Кінетична та агрегативна стійкість дисперсних систем. Коагуляція. Гелі.
4. БУДОВА АТОМІВ І ВИДИ ХІМІЧНОГО ЗВ’ЯЗКУ
4.1. Будова атома і систематика хімічних елементів
Квантово-механічна модель атома. Будова багатоелектронних атомів. Періодичний закон та періодична система елементів Д.І.Менделєєва.
4.2. Хімічний зв’язок і будова молекул
Основні види та характеристики хімічного зв’язку. Ковалентний та іонний зв’язки. Будова молекул. Міжмолекулярний зв’язок.
5. ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОХІМІЇ
5.1. Окисно-відновні реакції
Окисно-відновні реакції, їхня класифікація. Найважливіші окисники та відновники. Методи складання рівнянь окисно-відновних реакцій.
5.2. Електрохімічні процеси
Поняття про електродні потенціали. Стандартний водневий електрод і воднева шкала потенціалів.
Гальванічні елементи. Електрорушійна сила гальванічного елемента. Електроліз. Послідовність електродних процесів. Закони Фарадея.
5.3. Корозія металів
Основні види корозії. Хімічна корозія. Електрохімічна корозія. Методи захисту металів від корозії.
6. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛІВ І НЕМЕТАЛІВ
6.1. Загальна характеристика неметалів
Залежність властивостей неметалів від їхнього положення в періодичній системі елементів Д.І.Менделєєва. Неметали як прості речовини. Хімічні властивості неметалів. Неорганічні сполуки вуглецю.
6.2. Загальна характеристика металів
Залежність властивостей металів від їхнього положення в періодичній системі елементів Д.І.Менделєєва. Метали як прості речовини. Хімічні властивості металів. Сплави. Поширення в природі й одержання металів.