З ДИСЦИПЛІНИ ХІМІЯ Модуль 1 Загальні основи аналітичної хімії

Міністерство освіти і науки України

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧУВАННЯ ТА ТОРГІВЛІ

 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ ТА КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

З ДИСЦИПЛІНИ «ХІМІЯ»

Модуль 1 «Загальні основи аналітичної хімії»

 

для студентів 1 курсу товарознавчого факультету

 

 

Харків - 2004

 

Рекомендовано до друку кафедрою хімії,

протокол № 2 від 22.10.2003 р.

 

Схвалено науково-методичною радою товарознавчого факультету

протокол № 3 від 07.11.2003 р.,

 

Рецензент: С.О. Самойленко, доцент, канд. техн. наук

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………………………………………4

1. Програма з розділу “Загальні основи аналітичної хімії”………………………5

Література…………………………………………………………………….….11

2. Приклади рішення типових задач. Питання та задачі до контрольних робіт.12

2.1. Приклади рішення типових задач з теми “Класи неорганічних сполук”….12

2.2. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Класи неорганічних

сполук”………………………………………………………………………...13

2.3. Приклади рішення типових задач з теми “Основні закони хімії”………….15

2.4. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Основні закони хімії”…..16

2.5. Приклади рішення типових задач з теми “Будова атому”………………….18

2.6. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Будова атому”…………..20

2.7. Приклади рішення типових задач з теми “Хімічний зв’язок”………….…..21

2.8. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Хімічний зв’язок”….…...21

2.9. Приклади рішення типових задач з теми “Швидкість хімічних реакцій.

Хімічна рівновага”………………………………………………………….…22

2.10. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Швидкість хімічних реакцій. Хімічна рівновага”…………………………………………………24

2.11. Приклади рішення типових задач з теми “Розчини та теорія електро-

літичної дисоціації”………………………………………………………….27

2.12. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Розчини та теорія

електролітичної дисоціації”…………………………………………...……29

2.13. Приклади рішення типових задач з теми “Рівновага у розчинах солей,

які піддаються гідролізу”….………………………………………………....34

2.14. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Рівновага у розчинах солей, які піддаються гідролізу ”……………….…………………………..35

2.15. Приклади рішення типових задач з теми “Рівновага у розчинах координаційних (комплексних) сполук”…………………………………..36

2.16. Питання та задачі до контрольних робіт з тем “Рівновага у розчинах

координаційних (комплексних) сполук”…………………………………..37

2.17. Приклади рішення типових задач з теми “Рівновага при перебігу

окисно-відновних реакцій (ОВР)”……………………………………….…39

2.18. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Рівновага при

перебігу окисно-відновних реакцій (ОВР)”…………………………….….40

2.19. Приклади рішення типових задач з теми “Систематичний аналіз

катіонів та аніонів”………………………………………………………..…43

2.20. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Систематичний

аналіз катіонів та аніонів”…………..………………………………………44

2.21. Приклади рішення типових задач з теми “Кількісний аналіз”……………45

2.22. Питання та задачі до контрольних робіт з теми “Кількісний аналіз”…….45

3. Варіанти контрольних робіт……………………………………………………49

ВСТУП

Дисципліна “Хімія та методи дослідження сировини та матеріалів” є першою дисципліною в хімічній підготовці студентів товарознавчого факультету. Контрольні роботи - одна з форм контролю самостійного закріплення матеріалу після відвідування лекцій та виконання лабораторних робіт.

Методичні вказівки до самостійної роботи та контрольні завдання складено відповідно до програми курсу “Хімія та методи дослідження сировини та матеріалів” (розділ “Загальні основи аналітичної хімії”) товарознавчого факультету Харківського державного університету харчування та торгівлі.

У процесі підготовки даних методичних вказівок та при складанні контрольних робіт було використано багаторічний досвід методичної роботи викладачів кафедри хімії та враховано специфіку товарознавчого факультету.

Методичні вказівки містять програму з розділу “Загальні основи аналітичної хімії”, список основної та додаткової літератури. До розділу “Загальні основи аналітичної хімії” входить 11 тем. Кожна тема починається з прикладів розв’язання типових задач з детальними поясненнями. Потім наводяться питання та задачі до контрольних робіт з певної теми. Контрольні роботи треба виконувати в окремому зошиті у відповідності з варіантом, який надано викладачем. Варіанти контрольних робіт приводяться у кінці посібника.

У посібнику використана нова номенклатура неорганічних речовин, нова термінологія для хімічних елементів і простих речовин, затверджені Держстандартом України, які відповідають міжнародним стандартам ISO та IUPAC.

1 ПРОГРАМА З РОЗДІЛУ «ЗАГАЛЬНІ ОСНОВИ АНАЛІТИЧНОЇ ХІМІЇ»

Тема 1. 1 Предмет загальної, неорганічної та аналітичної хімії. Значення дисципліни для підготовки товарознавця. Найважливіші поняття та закони загальної хімії, які потрібні для вивчення курсу

 

Предмет загальної, неорганічної та аналітичної хімії. Значення дисципліни для підготовки товарознавця. Зародження хімії та її розвиток.

Найважливіші поняття та закони загальної хімії, що необхідні для вивчення курсу. Атомно-молекулярне вчення. Поняття атому, молекули, молекулярної та надмолекулярної структури. Закони збереження маси, постійності складу, простих вагових та об'ємних співвідношень. Закон Авогадро. Густина пари по повітрю, по іншому газу. Кристалогідрати. Структурна формула речовини. Встановлення хімічних формул речовин.

Сучасне поняття моля та еквівалента. Закон еквівалентів. Використання закону еквівалентів в хімії.

 

Тема1.2 Періодичний закон та періодична система елементів

 

Періодичний закон, як основа для вивчення хімічних і фізичних властивостей простих і складних речовин.

Початок класифікації елементів. Роботи Деберейнера, Ньюлендса, Лотара Мейера. Періодичний закон Д.І. Менделєєва.

Періодична система Д.І. Менделєєва. Поняття про період, групу, підгрупу. Закономірності в зміні металевих властивостей по періоду та по групі. Закономірності в зміні енергії іонізації. Вторинна періодичність. Атомні та іонні радіуси. Координаційне число. Взаємозв’язок між властивостями елементу та його положенням в періодичній системі. Значення періодичної системи.

Основні класи неорганічних сполук: оксиди, основи, кислоти, солі.

 

Тема 1.3 Сучасні теорії будови атомів та хімічного зв’язку як основа

Вивчення хіміко-аналітичних і фізичних властивостей сировини

Та матеріалів

Теорія хімічної будови О.М. Бутлерова.Основні положення теорії хімічної будови О.М. Бутлерова. Квантово-механічне трактування ковалентного зв’язку з… Типи ковалентного зв’язку. Полярний і неполярний тип зв’язку. Поняття про… Донорно-акцепторний і водневий зв'язки.Утворення зв’язку за рахунок спарених електронів, які є в зовнішньому…

Тема 1.4 Швидкість та механізм хімічних реакцій

 

Швидкість та механізм хімічних реакцій. Гомогенні та гетерогенні реакції. Молекулярність реакції. Вплив концентрації на швидкість реакції. ЗДМ. Вплив температури на швидкість реакції.

Механізм хімічних реакцій. Прості та радикальні реакції. Ланцюгові реакції.

Елементи теорії каталізу. Принцип дії каталізаторів. Гомогенний та гетерогенний каталіз.

 

Тема 1.5 Розчини та теорія електролітичної дисоціації

Характеристика розчинів. Поняття про розчини, розчинник та розчинену речовину. Рідкі розчини. Значення розчинів в аналізі й переробці сировини, а… Способи визначення вмісту речовини у розчині. Молярна концентрація… Гідрати, кристалогідрати. Поняття про сольватацію та гідратацію, сольвати та гідрати. Шляхи утворення сольватів.…

Тема 1.6 Рівновага у розчинах солей, які піддаються гідролізу

 

Гідроліз солей. Особливості гідролізу солей, утворених взаємодією сильної основи та слабкої кислоти, сильної кислоти та слабкої основи, слабкої кислоти та слабкої основи. Ступінчастий гідроліз. Розрахунок константи та ступеню гідролізу, рН розчину солей, що піддаються гідролізу.

Амфоліти. Застосування амфотерності в аналітичній хімії.

 

Тема 1.7 Рівновага у розчинах малорозчинних сполук

Теоретичні умови осадження малорозчинних сполук. Правило добутку розчин-ності та його використання в практиці хімічного аналізу. Умови утворення і розчинення осадів. Фактори, що впливають на розчинність… Використання осадження для розділення та визначення різних сполук. Кристалічні та аморфні осади.

Тема 1.10 Систематичний аналіз катіонів та аніонів

Якісний хімічний аналіз. Розвиток аналітичної хімії. Предмет та методи аналітичної хімії. Макро-, напівмікро-, мікро-, ультрамікрометоди якісного… Реакції, що застосовуються в якісному аналізі. Вимоги до реакцій якісного… Різновиди аналітичних класифікацій катіонів по групах. Поняття про груповий реагент. Вимоги до групового реагенту.…

Тема 1.11 Органічні аналітичні реагенти

 

Органічні реагенти. Теоретичні основи взаємодії органічних реагентів і неоганічних іонів. Вплив структури молекули на властивості органічних реагентів.

Застосування органічних реагентів у хімічному аналізі для виявлення, розділення і концентрування іонів. Типи сполук іонів з органічними реагентами. Хелати.

Приклади органічних реагентів, що мають застосування в аналізі. Органічні реагенти, які застосовують для визначення катіонів.

 

Тема 1.12 Теорія та практика відбирання проби та її підготовка

 

Об'єкти аналізу. Поняття про пробу. Відбирання проби. Матеріали, що застосо-вують для виготовлення хімічної посуди.

Переведення проби у розчин: розчинення без хімічних реакцій, розкладання ре-човин за участю хімічних реакцій без зміни ступеню окиснення. Методи розкладання окисненням і відновленням.

Загальна схема переведення у розчин невідомої речовини.

Аналіз сумішей катіонів і аніонів (якісний хімічний аналіз речовини).

 

Тема 1.13 Методи розподілу і концентрування

Маскування. Застосування маскування в хімічному аналізі для усунення компонентів, що заважають.

Розділення та концентрування. Кількісні характеристики розділення та концентрування. Застосування розділення та концентрування в хімічному аналізі. Екстракція. Застосування екстракції для розділення та концентрування. Закон розподілу Нернста. Константа екстракції. Інші методи розділення та концентрування (фільтрація, ультрацентрифугування).

Хроматографія як метод розподілу та концентрування. Загальні відомості про хроматографічні методи аналізу. Використання іонообмінної хроматографії в якісному аналізі. Розподіл деяких катіонів методом іонного обміну. Відділення катіонів від аніонів методом іонообмінної хроматографії. Колоночна й тонкошарова хроматографія. Якісний аналіз сумішей катіонів методом паперової хроматографії.

 

Тема 1.14 Об’ємний (титриметричний) аналіз

Метод нейтралізації. Сутність, основні поняття, техніка та обладнання. Класифікація методів об’ємного аналізу за способом титрування та типом… Метод нейтралізації. (кислотно-основне титрування), його сутність і… Редоксиметрія (окисно-відновне титрування). Криві титрування й індикатори редоксиметрії. Перманганатометрія.…

Тема 1.15 Гравіметричний (ваговий) аналіз

  ПІСЛЯ ВИВЧЕННЯ КУРСУ СТУДЕНТ ПОВИНЕН ЗНАТИ: 1. Предмет та задачі загальної, неорганічної та аналітичної хімії, перспективи їх розвитку. Значення аналітичної хімії…

ЛІТЕРАТУРА

Основна

 

1. Хомченко І.Г. Загальна хімія: Підручник: Пер. з рос.-К.: Вища шк., 1993.-424 с.; ил.

2. Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г.Загальна та неорганічна хімія.-Х.: Прапор, Вид-но НФАУ, 2000.

3. Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн.1. Общие вопросы. Методы разделения. Кн.2. Методы химического анализа./Под ред. Ю.А.Золотова.-М.: Высшая школа, 2000.

4. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн-М.: Высшая школа, 2001.

Додаткова

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб. для химико-технол. ву­зов.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1988.-640 с.; ил.

6. Н.Л. Глинка. Общая химия.-Л.: Химия, 1986г.

7. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 ч.-М.: Высшая школа, 1989.

8. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. Т 1, 2.-М.: Химия,1990.

9. Цитович И.К. Курс аналитической химии.-М.: Высшая школа, 1977.

10. Алексеев В.Н. Курс качественного полумикроанализа.-М.: Химия, 1973.

11. Крешков А.П. Основы аналитической химии. В 3 ч.-М.: Химия, 1977.

12. Бессероводородные методы качественного полумикроанализа./Под ред. Крешкова А.П.-М.: Высшая школа, 1979.

13. Л.Н. Захаров. Техника безопасности в химической лаборатории.-Л.: Химия, 1990г.

 

Методичні матеріали

14. Методічні вказівки для самостійної роботи над дисципліною “Хімія та методи дослідження сировини та матеріалів”. Розділ “Загальні основи аналітичної хімії” (фах 7.050301 “Товарознавство і торгівля продовольчими товарами”), 1998, 60 с.

15. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з аналізу катіонів при їх розподілі на аналітичні групи за кислотно-лужною класифікацією, 1995 р, 65 с.

16. Методичні вказівки до самостійної роботи з якісного аналізу “Реакції катіонів I-VI аналітичних груп при аналізі їх суміші кислотно-лужним методом. Реакції при аналізі аніонів”. 1998 р., 23 с.

17.Хімія та методи дослідження сировини та матеріалів. Методичні вказівки для самостійної підготовки та виконання лабораторних робіт студентами то-варознавчого факультету, 2002 р.

ПРИКЛАДИ РІШЕННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ. ПИТАННЯ ТА ЗАДАЧІ ДО КОНТРОЛЬНИХ РОБІТ

Приклади рішення типових задач з теми

Приклад 1. Назвіть наступні хімічні сполуки, катіони та аніони: а) , , ; б) , ; в) , ; г) , , . Розв’язання: а) назви оксидів можна побудувати двома способами:

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

1. Назвати оксиди, що мають формули: 2. Напишіть формули оксидів знаючи, що валентність елементу відповідає номеру… 3. Напишіть формули оксидів знаючи, що валентність елементу відповідає номеру групи періодичної системи.

Приклади рішення типових задач з теми

Приклад 1. Густина газу за воднем дорівнює 14. Визначте густину цього газу за повітрям. Розв’язання: відношення маси певного об’єму одного газу до маси такого самого…  

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

21. Під час прожарювання 20,4 г бертолетової солі отримали калій хлорид та кисень. Треба зазначити, що маса зменшилася на 8 г. Розрахувати… 22. При нагріванні 65,1 г меркурій(ІІ) оксиду та 69,4 г аргентум(I) оксиду… 23. Скільки ферум(ІІ) сульфіду можна отримати, якщо взяти для реакції 8 г сульфуру та 28 г заліза?

Приклади рішення типових задач з теми

Приклад 1. Скільки енергетичних рівнів мають атоми з порядковими номерами 16 та 19. Пояснити відповідь. Розв’язання: Під порядковими номерами 16 та 19 в періодичній системі Д.І.… Відповідь: атоми з порядковими номерами 16 та 19 мають три та чотири енергетичних рівня відповідно.

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

  61. Яка сполука утворюється з атома елементу X, електронна оболонка якого має… а) ; в) ;

Приклади рішення типових задач з теми

Приклад 1. Охарактеризувати механізм утворення іонного зв’язку. Розв’язання: Зв’язок такого типу здійснюється внаслідок взаємного електростатичного притяжіння протилежно заряджених іонів. Йони…

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

76. Знайти ковалентний радіус елементів, виходячи з наступної довжини зв’язку - 0,074 нм, - 0,228 нм. 77. Кути між зв’язками в молекулах та складають відповідно 109,5° та 120°. Що… 78. Відобразити схематично молекулу літій оксиду, знаючи що вона лінійна та довжина зв’язку складає 0,159 нм.

Відповідь:, , , .

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

91. Швидкість хімічної реакції при концентраціях реагуючих речовин та дорівнює 1,2×10-3 . Розрахувати значення константи швидкості реакції. Чи… 92. При змішуванні газообразних речовин та перебігає хімічна реакція Відомо, що через деякий час після початку реакції концентрація речовин дорівнювала: ; ; . Розрахувати вихідні…

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

121.Сформулюйте основні положення теорії електролітичної дисоціації. 122.Що таке ступінь дисоціації та константа дисоціації? Наведіть приклади… 123.Що таке електроліт? Які з наведених сполук є сильними електролітами:

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

. 221. Продуктом гідролізу яких солей є основні солі: а) б) в) ; г) Напишіть іонні реакції їх гідролізу.

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

  226. Опишіть будову комплексної сполуки на прикладі калій… 227. які фактори впливають на стійкість комплексних сполук?

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

271. Що називають окисненням та відновленням, окисником та відновником? Назвіть речовини найбільш відомі як сильні окисники чи відновники. За… 272. Що покладено в основу класифікації хімічних процесів на реакції обміну…

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

301. Предмет та задачі аналітичної хімії. Чутливість аналітичних реакцій. 302. Умови виконання аналітичних реакцій. Збільшення чутливості аналітичних… 303. Макро-, напівмікро- та мікроаналіз. Систематичний та дрібний аналіз. Наведіть приклади.

Питання та задачі до контрольних робіт з теми

316. Які методи методи кількісного аналізу вам відомі? Чим відрізняються хімічні методи від фізичних та фізико-хімічних методів аналізу? 317. Наведіть класифікацію методів кількісного хімічного аналізу. Дайте… 318. Які вимоги висувають до реакцій, які застосовують у кількісному аналізі?

ВАРІАНТИ КОНТРОЛЬНИХ РОБІТ

  Навчальне видання  

Пілюгіна Інна Сергіївна

Аксьонова Олена Федорівна

Методичні вказівки до самостійної роботи та контрольні завдання

з дисципліни“Хімія” Модуль 1 “Загальні основи аналітичної хімії”

 

 

Для студентів I курсу товарознавчого факультету

Підп. до друку 18.12.2003 р. Формат 60´84 1/16 Папір газет.

Друк. офс. Обл.- вид.арк 3,0 Умов.друк.арк. 3,5

Тираж 100 прим. Зам.__14______________________

Харківська державний університет харчування і торгівлі

610051, Харків - 51, вул.Клочківська, 333

ДОД ХДУХТ. Харків-51, вул.Клочківська, 333