37

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В Г.ВОЛГОДОНСКЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

(Филиал ДГТУ в г. Волгодонске)

ХИМИЯ

учебно-методическое пособие

для самостоятельной работы студентов направления

230400 «Информационные системы и технологии », 100100 «Сервис»

Волгодонск 2013

УДК 54(075.8)

Составитель:

канд. хим. наук, доц. кафедры «Естественнонаучные и гуманитарные дисциплины» П.А. Пучкин

Рецензенты:

канд. техн. наук, доцент кафедры «Естественные науки и электроника» ВИ ГОУ ВПО « ЮРГТУ» (НПИ)

В.Н. Шалимов

канд. хим. Наук, доцент кафедры «Естественнонаучные и гуманитарные дисциплины» В.П. Соколов

Учебно-методическое пособие разработано для студентов заочной формы обучения направления 230400 «Информационные системы и системы», 100100 «Сервис», изучающих курс «Химия» при выполнении самостоятельной работы. Предлагаемый материал нацелен на организацию самостоятельной работы по изучению теоретического курса и его закреплению путем решения задач и упражнений. Данное учебно-методическое пособие будет полезно и студентам очной формы обучения при подготовке к практическим занятиям и сдаче зачета. Материал, изложенный в учебно-методическом пособии, соответствует требованиям государственного образовательного стандарта для студентов данных направлений.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	4
1.Программа курса «Химия»	4
2. Таблица вариантов контрольных заданий	6
3. Задания и методические указания к их выполнению	8
3.1. Строение атома. Периодическая система элементов	8
3.2. Химическая связь	10
3.3. Химическая кинетика и равновесие	15
3.4. Химическая термодинамика	16
3.5. Растворы	19
3.6. Гидролиз солей	20
3.7. Окислительно-восстановительные реакции	22
3.8. Электродные потенциалы, гальванические элементы, аккумуляторы	25
3.9. Электролиз.	28
3.10. Коррозия металлов и сплавов	31
3.10. Комплексные соединения	36
4.Библиографический список 5.Приложение	38 39

Введение

Изучение курса «Химия» состоит из усвоения теоретического материала, выполнения лабораторного практикума и решения задач и упражнений. Последнее является одной из основных форм систематической самостоятельной работы, развивает умение работать с литературой и использовать суммы полученных знаний на практике. Таким образом курс «Химия» является базовым для последующего изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин.

1. Программа курса «химия»

1.1. Программа для направления 230400 и 100100 Электродные потенциалы и электродвижущие силы. Понятие об электродных потенциалах. Строение двойного электрического слоя. Изменение электродных потенциалов. Стандартный водородный электрод. Ряд стандартных электродных потенциалов. Уравнение Нернста. Потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов. Ионоселективные электроды и сенсоры. Мембраны и мембранный потенциал.

Гальванические элементы, аккумуляторы. Топливные элементы.

Электролиз. Сущность электролиза растворов и растворов электролитов. Анодное окисление и катодное восстановление. Вторичные процессы при электролизе. Законы Фарадея. Применение электролиза. Хемотроны.

Коррозия металлов. Основные виды коррозии. Химическая, электрохимическая коррозия. Коррозия под действием блуждающих токов. Методы защиты от коррозии: легирование, электрохимическая защита, защитные покрытия, изменение свойств коррозионной среды. Ингибиторы коррозии.

Химические и электрохимические процессы при металлизации диэлектриков, изготовлении печатных плат. Назначение металлизации, подготовка поверхности. Химическое меднение. Способы вытравливания печатных плат. Способы химического и электрохимического осаждения.

Строение атома. Доказательство сложного строения атома. Модели атома. Характеристики состояния электрона в атоме. Типы орбиталей и порядок заполнения электронных уровней.

Систематика химических элементов. Периодический закон Д.И.Менделеева, структура периодической системы. Причины периодичности и изменения свойств элементов. Энергия ионизации и сродство к электрону. Электроотрицательность элементов. Металлические и окислительные свойства элементов и простых веществ.

Химическая связь. Причина химического взаимодействия веществ. Характеристика ковалентной, ионной и металлической связи. Водородная связь. Комплементарность. Методы описания химических связей. Характеристика метода валентных связей. Гибридизация атомных орбиталей и пространственная форма молекул. Межмолекулярное взаимодействие. Строение твердого тела. Аморфное состояние вещества. Кристаллы. Кристаллические решетки.

Классификация и основные свойства неорганических и органических соединений.

Комплексные соединения. Строение комплексных соединений. Теория образования и химические связи в комплексных соединениях. Устойчивость комплексных соединений.

Полупроводниковые материалы. Кремний, германий, мышьяк и их соединения. Получение и использование.

Химическая идентификация. Качественный и количественный анализ. Аналитический сигнал. Физико-химический и физический анализ.

Основы химии ВМС. Основные понятия. Классификация и номенклатура полимеров. Полимеризация, поликонденсация. Электроизоляционные материалы на основе ВМС. Химические реакции полимеров. Внутри- и межмолекулярные реакции. Деструкция и стабилизация полимеров.

Химическая кинетика и равновесие. Гомогенные и гетерогенные системы. Скорость гомогенных реакций. Закон действия масс. Зависимость скорости реакций от температуры. Гомогенный и гетерогенный катализ. Цепные реакции. Колебательные реакции. Химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье.

Фазовое равновесие. Правило фаз. Сорбция. Адсорбционное равновесие.

Энергетика химических процессов и химическое сродство. Энергетические эффекты химических реакций. Внутренняя энергия и энтальпия. Термохимические законы. Изменение энтальпии в различных процессах. Термохимические расчеты. Понятие об энтропии. Энергия Гиббса и ее изменение при химических процессах. Направленность химических процессов. Условия химического равновесия.

Основные характеристики растворов и других дисперсных систем. Общие понятия. Классификация. Способы выражения концентрации растворов. Растворимость. Истинные растворы. Изменение энтальпий и энтропии при растворении. Законы Рауля. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.

Водные растворы электролитов. Электролитическая диссоциация. Отклонения от законов Рауля и Вант-Гоффа для растворов электролитов. Свойства растворов электролитов. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциации слабых электролитов. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель.

Гидролиз солей. Виды солей, подвергающихся гидролизу. Степень гидролиза, ее зависимость от концентрации и температуры. Константа гидролиза. Случаи полного гидролиза.

Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления и валентность элементов. Процессы окисления и восстановления. Важнейшие окислители и восстановители. Методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

.

2. ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ *

№ вар	Номера задач, относящиеся к контрольной работе
01	1	11	21	31	41	51	61	71	81	91		101
02	2	12	22	32	42	52	62	72	82	92		102
03	3	13	23	33	43	53	63	73	83	93		103
04	4	14	24	34	44	54	64	74	84	94		104
05	5	15	25	35	45	55	65	75	85	95		105
06	6	16	26	36	46	56	66	76	86	96		106
07	7	17	27	37	47	57	67	77	87	97		107
08	8	18	28	38	48	58	68	78	88	98		108
09	9	19	29	39	49	59	69	79	89	99		109
10	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100		110
11	1	12	21	32	41	52	61	72	81	92		103
12	2	11	22	31	42	51	62	71	82	91		104
13	3	14	23	34	43	54	63	74	83	94		105
14	4	13	24	33	44	53	64	73	84	93		106
15	5	16	25	36	45	56	65	76	85	96		107
16	6	15	26	35	46	55	66	75	86	95		108
17	3	12	23	32	43	52	63	72	83	92		109
18	2	13	22	33	42	53	62	73	82	93		110
19	4	15	24	35	44	55	64	75	84	95		102
20	5	14	25	34	45	54	65	74	85	94		101
21	6	17	26	37	46	57	66	77	86	97		103
22	7	16	27	36	47	56	67	76	87	96		104
23	7	18	27	38	47	58	67	78	87	98		105
24	8	17	28	37	48	57	68	77	88	97		106
25	8	19	28	39	48	59	68	79	88	99		107
26	9	18	29	38	49	58	69	78	89	98		108
27	9	10	29	40	49	60	69	80	89		100	109
28	10	19	30	39	50	59	70	79	90		99	110
29	1	11	22	31	41	52	61	71	82		91	104
30	2	12	21	32	42	51	62	72	81		92	105
31	2	12	23	32	42	53	62	72	83		92	106
32	1	12	23	34	45	56	67	78	89		100	107
33	2	13	24	35	46	57	68	79	90		98	108
34	3	14	25	36	47	58	69	80	88		99	103
35	4	15	26	37	48	59	70	75	86		97	102
36	5	16	27	38	49	60	64	75	87		98	101
37	6	17	28	39	50	53	64	74	85		96	109
38	7	18	29	40	43	54	65	76	87		98	110
39	8	19	30	33	44	55	66	77	88		99	105
40	9	20	23	35	47	59	70	73	84		95	106
41	10	19	27	35	43	54	62	73	84		97	107
42	9	18	26	34	42	52	63	74	85		96	108
43	8	17	25	33	41	53	64	75	88		99	109
44	7	16	24	32	42	54	66	78	90		93	103
45	6	15	24	33	42	51	62	74	86		97	102
46	5	14	23	32	41	54	67	79	86		95	106
47	4	13	22	31	42	55	66	78	89		100	104
48	3	12	21	33	44	56	62	73	85		97	101
49	2	11	23	31	43	51	63	71	82		91	105
50	1	12	24	32	44	52	64	72	84		92	109

* - номер варианта соответствует двум последним цифрам шифра зачетной книжки. Если последние превышают 50, то номер варианта определяется как разность двух последних цифр шифра и пятидесяти.