2 Методические указания к изучению дисциплины

«Основы естествознания» является одной из важнейших дисциплин в инженерно-технологическом цикле подготовки бакалавров. Изучение дисциплины ставит своей целью овладение принципами и закономерностями современной химии, химического синтеза в технологических процессов. Поэтому изучение этой дисциплины в первую очередь следует рассматривать как углубление знаний по основам создания эффективных химико-технологических процессов обеспечивающих оптимальное соотношение цены и качества химической продукции.

Структура дисциплины, ее логика построены таким образом, чтобы на анализе существующих химико-технологических процессов выявить пути повышения выхода целевых продуктов и систематизировать наименее затратные способы получения промышленных продуктов.

Особое внимание следует уделить общей концепции оптимизации химического синтеза: подготовке сырья, использованию побочных продуктов. Привести примеры выделения и использования побочных продуктов.

Изучая отдельные разделы дисциплины «Основы естествознания», необходимо отдельно проработать следующие вопросы:

• номенклатура органических соединений;

• способы получения и химические свойства основных классов неорганических и органических соединений;

• основные понятия гомогенного и гетерогенного катализа;

3 Методические указания к выполнению контрольной работы

При изучении дисциплины «Основы естествознания» необходимо обратить особое внимание на номенклатуру и химические свойства неорганических и органических соединений.

К выполнению контрольной работы следует приступать только после теоретического изучения тем.

Целью контрольной является закрепление теоретических знаний, полученных на лекционных и самостоятельных занятиях, а также приобретение необходимого для будущего специалиста практического умения разбираться в химии и технологических процессов.

Ответы на теоретические вопросы должны содержать подробное освещение его сути. В случае необходимости привести примеры из промышленной практики, привести химические реакции, лежащие в основе химического процесса.

Решение задач сопроводить необходимыми пояснениями.

Пример 1. Какой объем занимает (при нормальных условиях) 8.8 г диоксида углерода СО₂?

Решение. По закону Авогадро молярный объем при нормальных условиях равен 22.4 л. Молярная масса СО₂ составляет 12+2·16=44 г/моль.

Находим объем 8.8 г диоксида углерода СО₂ по пропорции:

44 г СО₂ имеет объем 22.4 л

8.8 г СО₂ имеет объем х л

х = (8.8 г ·22.4л)/44г = 4.49 л

Пример 2. Сколько получится оксида магния MgO при термическом разложении 42 г карбоната магния MgCO₃?

Решение. Составляем уравнение реакции:

MgCO₃ = MgO + СО₂

Молярная масса MgCO₃ равна 24 + 12 + 48 = 84 г/моль. Молярная масса MgO равна 24 + 16 = 40 г/моль.

Массу MgO вычисляют из пропорции, составленной на основании уравнения реакции.

Из 84 г/моль MgCO₃ получается 40 г/моль MgO

Из 42 г MgCO₃ получается х г MgO

х = (42 г · 40 г/моль)/ 84 г/моль = 20 г.

Пример 3. Сколько литров 10% мас. раствора карбоната натрия Na₂CO₃ (плотность 1.105 г/см³) требуется для приготовления 5 л 2% мас. раствора (плотность 1.020 г/см³).

Решение. Находим сколько грамм карбоната натрия необходимо для приготовления 5 л 2% мас. раствора.

В 100 г 2% мас. раствора содержится 2 г Na₂CO₃

В (5000 см³ · 1.020 г/см³= 5100г ) содержится х г Na₂CO₃

х = (5100 г · 2 г)/100 г = 102 г

Находим сколько грамм 10% мас. раствора карбоната натрия содержит 102 г чистого карбоната натрия.

В 100 г 10% мас. раствора содержится 10 г Na₂CO₃

В х г 10% мас. раствора содержится 102 г Na₂CO₃

х = (100 г · 102 г)/10 г = 1020 г

Затем, находим, сколько литров 10% мас. раствора карбоната натрия требуется для приготовления 5 л 2% мас. раствора.

1020 г/1.105 г/см³ = 923 см3 = 0.923 л.

Пример 4

Установите строение вещества С₅Н₁₀ , если известно, что оно обесцвечивает бромную воду, в результате взаимодействия с НBr образуется третичное бромпроизводное, а при окислении концентрированным раствором KMnO₄ образует уксусную кислоту и ацетон.

Решение.

Общая формула вещества и способность его обесцвечивать бромную воду указывает на то, что это этиленовый углеводород. Образование при гидробромировании третичного бромпроизводного указывает на первично-третичный или вторично-третичный характер этиленовой группировки. При окислении концентрированной марганцовкой уксусная кислота и ацетон могли образоваться из алкена, имеющего следующие группировки:

СН3-С= ‌ | СН3

= СН-СН3

Следовательно, строение исследуемого алкена:

СН3-С = СН-СН3 | ‌ ‌ СН3

2-метил-2-бутен

В методических указаниях приведен минимальный список литературы, рекомендованной для выполнения работы. Однако этот список может быть расширен студентами за счет использования других учебников, монографий, справочников и т.д.

Контрольная работа выполняется на листах формата А4 в сброшюрованном виде. Допускается выполнение в рукописном варианте, однако предпочтение отдается компьютерному набору.

Образец титульного листа контрольной работы представлен в приложении 1. Страницы контрольной работы должны быть пронумерованы. Завершается работа списком использованной литературы, нормативно-технических документов.

Выбор задач и вопросов контрольного задания осуществляется в соответствии с двумя последними цифрами студенческого билета (см. таблицу).

Две последние цифры зачетной книжки	Вариант	Задачи	Вопросы
01,26,51,76	1	1,11	1,10, 22,26
02,27,52,77	2	2,12	2,1125,34
03,28,53,78	3	3, 13	3,21,24, 35
04,29,54,79	4	4,14,	4, 19,25,28
05,30,55,80	5	5,15,	5, 17,23, 37
06,31,56,81	6	9, 16	6,16,26, 38
07,32,57,82	7	10,17	7, 21,27, 39
08,33,58,83	8	8,18	8, 20,22, 42
09,34,59,84	9	9,19	9, 21,23, 41
Две последние цифры зачетной книжки	Вариант	Задачи	Вопросы
10,35,60,85	10	7,20	10,18,23,26
11,36,61,86	11	6,29	11,21,24,27
12,37,62,87	12	9,28	12,20,22,25
13,38,63,88	13	8,27	13,15,23,31
14,39,64,89	14	7,26	14,16,24,32
15,40,65,90	15	9,25	15,21,23,33
16,41,66,91	16	10,24	16,20,24,34
17,42,67,92	17	1,23	17,19,25,35
18,43,68,93	18	2,22	18,21,26,36
19,44,69,94	19	2,30	1, 21,22,30
20,45,70,95	20	3,29	2, 20,23, 40
21,46,71,96	21	4,21	3, 19,24, 39
22,47,72,97	22	5,22	4, 18,25, 38
23,48,73,98	23	6,23	5, 17,26, 37
24,49,74,99	24	10,11	6. 16,27, 42
25,50,75,00	25	9,12	8, 21,28, 41