Ю. В. Ліцман, л. І. Марченко, с. Ю. Лебедєв Самостійна робота студентів при вивченні Хімії

Навчальний посібник

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

Суми

Сумський державний університет

2011

УДК 378.147.091.32:54(075.8)

ББК 74.580

Л 65

Рецензенти:

С.В. Іванов – доктор хімічних наук, професор Національного авіаційного університету;

В.О. Калібабчук – доктор хімічних наук, професор національного медичного університету імені О. О. Богомольця;

Н.Н. Чайченко – доктор педагогічних наук, професор Сумського обласного інституту післядипломної освіти

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

як навчальний посібник для студентів нехімічних спеціальностей вищих навчальних закладів

(лист № 1/11-273 від17.01.2011)

Ліцман Ю.В.

Л 65 Самостійна робота студентів при вивченні хімії: навч. посіб. / Ю.В. Ліцман, Л.І. Марченко, С.Ю. Лебедєв.– Суми: Сумський державний університет, 2011. – 349 с.

ISBN 978-966-657-338-7

Навчальний посібник призначений для організації самостійної роботи студентів під час вивчення хімії. До посібника входять приклади типових задач з розв’язками, завдання для самоперевірки у тестовій формі і завдання для індивідуальної роботи.

Для студентів вищих навчальних закладів, що навчаються за напрямом підготовки спеціалістів «Інженерне матеріалознавство».

УДК 378.147.091.32:54(075.8)

ББК 74.580

© Ліцман Ю.В., Марченко Л.І.,

Лебедєв С.Ю., 2011

© Сумський державний універ-

ISBN 978-966-657-338-7 ситет, 2011

Навчальне видання

Ліцман Юлія Володимирівна

Марченко Лариса Іванівна

Лебедєв Сергій Юрійович

Самостійна робота студентів при вивченні Хімії

Навчальний посібник

Художнє оформлення обкладинки І.Ю. Сидоренко

Редактор Т.Г. Чернишова

Комп’ютерне верстання Ю.В. Ліцман

Формат 60х84/16. Ум. друк. арк. 20,46. Обл.-вид. арк. 13,60. Тираж 300 пр. Зам. №

Видавець і виготовлювач

Сумський державний університет,

вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, 40007

Свідоцтво суб’єкта видавничої справи ДК № 3062 від 17.12.2007.

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Сумський державний університет

До друку та в світ

дозволяю на підставі

«Єдиних правил»,

п. 2.6.14

Заступник першого проректора –

начальник організаційно-методичного

управління В.Б. Юскаєв

Самостійна робота студентів при вивченні Хімії

Навчальний посібник

Усі цитати, цифровий та

фактичний матеріал,

бібліографічні відомості перевірені,

запис одиниць

відповідає стандартам

Укладачі: Ю.В. Ліцман

Л.І. Марченко

С.Ю. Лебедєв

Відповідальний за випуск С.Ю. Лебедєв

Декан факультету ТеСЕТ О.Г. Гусак

Суми

Сумський державний університет

2011

ЗМІСТ

ВСТУП 9

РОЗДІЛ 1 ПІДГОТОВКА ДО ОПРАЦЮВАННЯ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ 11

1.1 Основні поняття та стехіометричні закони хімії 11

1.2 Основи теорії будови речовини 29

1.3 Комплексні сполуки 51

1.4 Основні закономірності перебігу хімічних реакцій 64

1.5 Властивості розчинів і йонообмінні реакції в розчинах електролітів 85

1.6 Окисно-відновні реакції та електрохімічні процеси 107

1.7 Огляд елементів - металів 131

1.8 Характеристика елементів - неметалів IVА-групи 143

1.9 Основи знань про органічні сполуки і полімерні матеріали 151

РОЗДІЛ 2 ПІДГОТОВКА ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ 164

2.1 Практичне заняття 1 Основні закони хімії 164

2.2 Практичне заняття 2 Будова електронних оболонок атома 168

2.3 Практичне заняття 3 Періодичний закон і електронна природа атомів 172

2.4 Практичне заняття 4 Ковалентний зв’язок. Метод валентних зв’язків (МВЗ) 176

2.5 Практичне заняття 5 Йонний та металічний зв’язки. Вандерваальсові взаємодії, водневий зв’язок. Типи кристалічних ґраток 180

2.6 Практичне заняття 6 Електролітична дисоціація 184

2.7 Практичне заняття 7 Рівновага в розчинах електролітів 188

2.8 Практичне заняття 8 Окисно-відновні реакції 191

2.9 Практичне заняття 9 Зрівнювання рівнянь окисно-відновних реакцій 195

2.10 Практичне заняття 10 Електроліз 198

РОЗДІЛ 3 ПІДГОТОВКА ДО ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ 202

3.1 Лабораторна робота 1 Визначення ентальпії нейтралізації 203

3.2 Лабораторна робота 2 Швидкість хімічних реакцій 208

3.3 Лабораторна робота 3 Хімічна рівновага 215

3.4 Лабораторна робота 4 Розчинність речовин. Властивості розчинів 218

3.5 Лабораторна робота 5 Приготування розчинів 222

3.6 Лабораторна робота 6 Електролітична дисоціація 226

3.7 Лабораторна робота 7 Гідроліз солей 232

3.8 Лабораторна робота 8 Комплексні сполуки 237

3.9 Лабораторна робота 9 Окисно-відновні реакції 241

3.10 Лабораторна робота 10 Гальванічні елементи 246

3.11 Лабораторна робота 11 Корозія металів 250

3.12 Лабораторна робота 12 Дослідження властивостей елементів ІІА-групи та їх сполук 255

3.13 Лабораторна робота 13 Дослідження властивостей алюмінію та сполук Алюмінію 260

3.14 Лабораторна робота 14 Дослідження властивостей заліза та сполук Феруму 265

3.15 Лабораторна робота 15 Дослідження властивостей міді та сполук Купруму 271

3.16 Лабораторна робота 16 Дослідження властивостей вуглецю та сполук Карбону 276

3.17 Лабораторна робота 17 Добування і дослідження властивостей аліфатичних вуглеводнів 281

3.18 Лабораторна робота 18 Галогенопохідні алканів 289

3.19 Лабораторна робота 19 Визначення молекулярної маси полімеру віскозиметричним методом 295

3.20 Лабораторна робота 20 Дослідження властивостей термопластичних пластмас 300

РОЗДІЛ 4 ЗАВДАННЯ ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНОЇ ДОМАШНЬОЇ РОБОТИ 307

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 350

ВСТУП

Хімія – природнича наука, яка вивчає матеріальний світ в усьому розмаїтті його існування і перетворень. Вона становить теоретичну основу матеріалознавства – науки про зв’язок складу, будови і властивостей матеріалів.

У наш час виробництво у будь-якій галузі промисловості пов’язане із застосуванням різних матеріалів, знання про які є необхідною і обов’язковою складовою інженерної освіти. Ще більш важливого значення набувають уявлення про закономірності залежності властивостей матеріалу від його складу та структури при створенні нових матеріалів, визначенні способів їх обробки, умов експлуатації. Саме тому для студентів спеціальності «Інженерне матеріалознавство» опанування фундаментальною дисципліною «Хімія» є умовою успішного оволодівання знаннями зі спеціальних дисциплін і отримання якісної освіти.

Вивчення хімії спрямоване на засвоєння студентами провідних теорій, законів, понять, фактів про склад, будову, властивості речовин і закономірності перебігу хімічних реакцій; на формування вмінь проводити хімічні розрахунки; на здобуття спеціальних навичок поведінки з речовинами, на планування і проведення хімічного експерименту з дотриманням правил техніки безпеки тощо.

Навчання в умовах кредитно-модульної системи потребує від студента виконання значного обсягу самостійної роботи в процесі опанування навчальних дисциплін. Основними видами самостійної роботи при вивченні хімії є опрацювання теоретичного матеріалу, вивчення алгоритмів розв’язання типових задач і виконання завдань, підготовка до аудиторних занять – лекційних, практичних, лабораторних; підготовка до різних форм контролю – поточного, модульного, підсумкового; виконання індивідуальних завдань. Цей посібник призначений для допомоги студентам при виконанні самостійної роботи під час вивчення хімії. Він містить розділи, які відповідають різним видам самостійної роботи.

Зважаючи на різний рівень хімічної підготовки студентів та необхідність використання опорних знань шкільного курсу в процесі вивчення хімії, до запропонованих у посібнику прикладів було внесено матеріал шкільної програми. Крім того, після кожної теми наведено тестові завдання, виконання яких дає змогу студентові оперативно перевірити рівень одержаних знань.