- •Глава 1. Основные химические понятия и законы. Агрегатные состояния веществ
- •1.1. Химия – наука о веществах и их превращениях
- •1.2. Атомно-молекулярное учение
- •1.3. Закон постоянства состава
- •1.4. Закон простых кратных отношений
- •1.5. Атомные и молекулярные массы
- •1.6. Количество вещества
- •1.7. Закон Авогадро
- •1.8. Закон простых объемных отношений Гей-Люссака
- •1.9. Закон эквивалентов
- •1.10. Газовые законы
- •1.11. Закон Бойля-Мариотта
- •Глава 2. Основные классы неорганических соединений
- •2.1. Классификация неорганических веществ
- •2.2. Классификация реакций в неорганической химии
- •2.3. Номенклатура, получение и химические свойства неорганических веществ
- •Глава 3. Строение атома
- •3.1. История развития учения о строении атома
- •3.2. Квантово-механическая модель строения атома
- •3.2.1. Квантовые числа
- •3.2.2. Строение многоэлектронных атомов
- •3.3. Периодический закон д.И. Менделеева
- •3.3.4.1. Атомные радиусы.
- •Глава 4. Химическая связь
- •4.1. Химичсекая связь
- •4.1. Образование и свойства химической связи
- •4.1.1. Полярность связи
- •4.1.2. Поляризуемость связи
- •4.1.3. Энергия и длина связи
- •4.1.4. Направленность ковалентной связи
- •4.1.4.1. Гибридизация атомных орбиталей
- •4.1.4.2. Образование σ-, π- и δ-связей
- •4.1.4.3. Образование кратных связей
- •4.2. Механизмы образования ковалентных связей
- •4.2.1. Обменный механизм
- •4.2.2. Донорно-акцепторный механизм
- •4.2.3. Насыщаемость – свойство ковалентной связи
- •4.3. Ионная химическая связь
- •4.4. Метод валентных связей
- •4.5. Метод молекулярных орбиталей
- •4.5.1. Связывающие и разрыхляющие орбитали
- •4.5.2. Порядок и энергия связи
- •4.5.3. Электронные конфигурации молекул
- •4.6. Металлическая связь
- •4.7. Межмолекулярное взаимодействие
- •4.7.2. Водородная связь
- •4.8. Химическая связь и строение вещества
- •4.8.1. Общая характеристика жидкого состояния.
- •4.8.2. Характеристика свойств веществ в твердом состоянии
- •Глава 5. Химическая термодинамика
- •5.1. Основные понятия и определения
- •5.2. Функции состояния
- •5.2.1. Внутренняя энергия (u)
- •5.2.2. Энтальпия (н)
- •5.2.3. Закон Гесса
- •Рассмотрим некоторые следствия из закона Гесса:
- •5.2.4. Энтропия (s)
- •5.2.5. Энергия Гиббса (g)
- •Глава 6. Химическая кинетика
- •6.1. Скорость химической реакции
- •6.2. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции
- •6.3. Влияние температуры на скорость химической реакции
- •6.4. Влияние катализаторов на скорость химической реакции
- •6.6. Химическое равновесие
- •6.7. Принцип Ле-Шателье
- •6.8. Фазовые равновесия
- •6.9. Термический анализ
- •Контрольные вопросы
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 5 Скорость химической реакции. Катализ
- •Ход работы
- •Глава 7. Растворы. Дисперсные системы
- •7.1. Растворы как гомогенные системы
- •7.2. Вода
- •7.3. Способы выражения состава раствора
- •7.4. Растворимость веществ в воде
- •7.5. Изменение энтальпии и энтропии при растворении
- •7.6. Свойства разбавленных молекулярных растворов
- •7.6.1. Закон Рауля
- •7.6.2. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения разбавленных молекулярных растворов
- •7.6.3. Осмос
- •7.7. Растворы электролитов
- •7.7.1. Степень диссоциации
- •7.7.2. Диссоциация слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда
- •7.7.3. Теория сильных электролитов
- •7.8. Реакции обмена в растворах электролитов
- •7.8.5. Буферные растворы
- •7.8.6. Гидролиз солей
- •7.9. Дисперсные системы. Коллоидные растворы
- •7.9.1. Общие понятия о дисперсных системах
- •7.9.2. Поверхностные явления
- •7.9.3. Самопроизвольные поверхностные процессы
- •7.9.4 Адсорбция
- •7.9.5. Строение двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Электрические свойства коллоидных растворов
- •7.9.6. Методы получения коллоидных растворов
- •7.9.7. Очистка коллоидов. Мембраны и мембранные процессы
- •7.9.8. Устойчивость коллоидных систем. Коагуляция коллоидных растворов
- •7.9.9. Оптические свойства коллоидных растворов.
- •7.9.10. Структурно-механические свойства дисперсных систем
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 6 Часть I. Сильные и слабые электролиты
- •Ход работы
- •Лабораторная работа № 6 Часть II. Дисперсные системы и коллоидные растворы
- •Ход работы
- •Ход работы
- •Ход работы
- •Глава 8. Окислительно-восстановительные реакции
- •8.1. Определение степени окисления
- •8.2. Окисление и восстановление
- •8.3. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •8.3.1. Метод электронного баланса
- •8.3.2. Ионно-электронный метод
- •8.4. Типы окислительно−восстановительных реакций
- •8.5. Окислительно-восстановительные эквиваленты
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 7 Окислительно-восстановителдьные реакции
- •Ход работы
- •Глава 9. Электрохимия
- •9.1. Возникновение скачка потенциала на границе металл-раствор электролита. Электродные потенциалы
- •9.2. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •9.2.1. Измерение электродных потенциалов. Электроды сравнения
- •9.2.2. Уравнение Нернста
- •9.2.3. Окислительно-восстановительные электроды
- •9.3. Химические источники тока
- •9.4. Коррозия металлов
- •9.4.1. Химическая коррозия
- •9.4.2. Электрохимическая коррозия
- •9.4.3. Пассивность металла
- •9.4.4. Защита металлов от коррозии
- •9.5. Электролиз
- •9.5.1. Электролиз расплавов
- •9.5.2. Электролиз расторов
- •9.5.3. Законы электролиза
- •9.5.4. Поляризация и перенапряжение
- •9.5.5. Применение электролиза
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 8 Ряд напряжений металлов и электрохимическая коррозия
- •Ход работы
- •Лабораторная работа № 9 Электролиз растворов электролитов
- •Ход работы
- •Глава 10. Общие свойства металлов
- •10.1. Положение металлов в периодической системе
- •10.2. Физические свойства металлов
- •10.3. Металлическая связь
- •10.4. Кристаллическое строение металлов
- •10.5. Получение металлов
- •10.6. Химические свойства металлов
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Лабораторная работа № 10 Химические свойства металлов
- •Ход работы
- •Глава 11. Металлы d-семейства
- •11.1. Электронное стоение и положение в периодической системе
- •11.2. Физические свойства d-металлов
- •11.3. Химические свойства
- •11.4. Свойства соединений d-металлов
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 11 Химические свойства соединений d-металлов
- •Ход работы
- •Глава 12. Комплексные соединения
- •12.1. Координационная теория Вернера
- •12.2. Номенклатура комплексных соединений
- •12.3. Химическая связь в комплексных соединениях
- •12.4. Комплексные соединения как электролиты
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 12 Комплексные соединения
- •Ход работы
- •Глава 13. Органические соединения
- •13.1. Теория химического строения а.М. Бутлерова
- •13.2. Классификация органических соединений
- •13.3. Основы номенклатуры органических соединений
- •13.4. Классификация реакций в органической химии
- •13.5. Химические свойства классов органических соединений
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ключи к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 13 Химические свойства органических соединений некоторых классов
- •Ход работы
- •Глава 14. Полимеры
- •14.1. Природные полимеры
- •14.1.1. Натуральный каучук
- •14.1.2. Крахмал
- •14.1.3. Целлюлоза
- •14.1.4. Белки
- •14.2. Синтетические полимеры
- •14.2.1. Получение синтетических полимеров
- •14.2.2. Структура полимеров
- •14.2.3. Химические свойства полимеров
- •14.2.4. Электрические свойства полимеров
- •Контрольные вопросы
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Лабораторная работа № 14 Получение синтетических полимеров
- •Глава 15. Химическая идентификация веществ. Качественный и количественный анализ
- •15.1. Качественный анализ
- •15.1.1. Методы очистки и разделения веществ.
- •15.1.2. Идентификация катионов неорганических веществ
- •15.2. Количественный анализ - определение содержания компонентов в анализируемом веществе
- •15.2.1. Гравиметрический метод анализа
- •15.2.2. Титриметрический метод анализа
- •15.2.3. Оптические методы анализа
- •15.2.4. Электрохимические методы анализа
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тестовые задания для самоконтроля
- •Ответы к тестовым заданиям
- •Лабораторная работа № 15 Определение общей жесткости воды
- •Ход работы
- •Заключение
- •Приложения Приложение 1 Важнейшие величины и соотношения, применяемые при решении задач
- •Приложение 2 Электроотрицательность элементов по Полингу
- •Приложение 3 Термодинамические константы некоторых веществ
- •Приложение 4 Растворимость некоторых солей и оснований в воде
- •Приложение 5 Степень диссоциации некоторых электролитов
- •Приложение 6 Константы диссоциации некоторых электролитов при 298 к
- •Приложение 7 Произведение растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25°с
- •Приложение 8 Стандартные электродные потенциалы ( е°) металлов при 25°с (ряд напряжений)
- •Приложение 9 Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых систем в водных растворах при 25°с
- •Приложение 10 Коэффициенты активности f ионов при различной ионной силе раствора
- •Приложение 11 Константы нестойкости комплексных ионов при 25°с*
- •Приложение 12
- •Приложение 13 Свойства и применение некоторых полимеров
- •Список литературы
- •Содержание
- •Глава 5. Химическая термодинамика 47
- •Глава 6. Химическая кинетика 54
- •Глава 7. Растворы. Дисперсные системы 74
- •Глава 8. Окислительно-восстановительные реакции 127
- •Глава 9. Электрохимия 142
- •Глава 10. Общие свойства металлов 178
- •Глава 11. Металлы d-семейства 191
- •Глава 12. Комплексные соединения 203
- •Глава 13. Органические соединения 216
- •Глава 14. Полимеры 233
- •Глава 15. Химическая идентификация веществ. Качественный и количественный анализ 249
Ход работы
Отмерьте цилиндром 25 мл дистиллированной воды и перелейте в колбу. Добавьте, энергично встряхивая, по каплям 1-3 мл 2%-ного спиртового раствора канифоли. Образуется молочно-белый устойчивый золь.
Опыт 2. Получение гидрозоля серы окислительно-восстановительной реакцией.
Золь серы получают действием серной кислоты на раствор тиосульфата натрия:
Na2S2O3 + H2SO4 = S↓ + SO2 + Na2SO4 + H2O,
образуется золь серы: [nS·mSO42–·(m–x)H+]x–·xH+.
Ход работы
Налейте в колбу 10 мл 50%-ного раствора тиосульфата натрия. Добавьте по каплям, интенсивно перемешивая, концентрированный раствор серной кислоты до образования густой массы бледно-желтого цвета. Добавьте 25 мл дистиллированной воды и нагрейте, изредка помешивая, в течение 20 минут до образования молочно-белого золя серы.
Опыт 3. Получение золя гидроксида железа (III) путем гидролиза.
Гидроксид железа (III) получают реакцией гидролиза:
FeCl3 + H2O Fe(OH)3 + 3HCl
Формирующиеся агрегаты Fe(OH)3 подтравливаются с поверхности соляной кислотой, образуя соединение состава FeOCl, которое при диссоциации дает ионы FeO+, близкие по природе составу ядра, и поэтому адсорбирующиеся на нем:
[Fe(OH)3]n + mFeO+ + mCl– = {[Fe(OH)3]n·mFeO+·(m–x)Cl–}x+xCl–
В дистиллированную воду объемом 50 мл по каплям добавьте 2-3 мл 2%-ного раствора FeCl3. Нагрейте полученный раствор на электрической плитке до образования коллоидного раствора гидроксида железа (III) интенсивно красно-коричневой окраски. Коллоидный раствор сохраните для опыта 6.
Опыт 4. Получение золя «берлинской лазури» реакцией обмена.
Гидрозоль «берлинской лазури» получают реакцией обмена:
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6]изб. = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl
К 2 мл 0,1 М раствора K4[Fe(CN)6] добавьте 40 мл дистиллированной воды. В полученный раствор прилейте 0,5 мл 2% раствора FeCl3. Напишите формулу мицеллы образовавшегося золя. Коллоидный раствор сохраните для опыта 6.
Опыт 5. Получение гидрофильного золя крахмала диспергированием.
Крахмал является высокомолекулярным веществом. Его молекулы взаимодействуют с водой, образуя гидрофильный золь, который является истинным молекулярным раствором. Макромолекулы крахмала имеют размер соизмеримый с размером коллоидных частиц. Этим объясняется схожесть оптических свойств, скоростей диффузии, величин осмотических давлений растворов ВМС и коллоидных растворов.
Ход работы
Навеску 0,5 г крахмала разотрите в ступке и поместите в химический стаканчик, добавьте 10 мл воды. Тщательно размешайте и добавьте еще 90 мл воды. Нагрейте на электрической плитке полученную смесь, при постоянном перемешивании до кипения и получения опалесцирующего золя крахмала.
Опыт 6. Определение знака заряда коллоидных частиц.
Поверхность некоторых веществ при погружении в воду заряжается отрицательно. К таким веществам относятся шелк, стекло, песок, целлюлоза, из которой получают фильтровальную бумагу. Это явление используется для определения знака заряда коллоидных частиц. Если нанести каплю коллоидного раствора на фильтр, то отрицательно заряженные коллоидные частицы будут двигаться вслед за водой по капиллярам бумаги, поскольку не будут притягиваться волокнами целлюлозы. Положительные коллоидные частицы, взаимодействуя с целлюлозой, останутся в месте нанесения капли раствора.
Нанесите пипеткой на фильтр 3-5 капель коллоидного раствора Fe(OH)3. Капли нанести в одну точку с интервалом в несколько секунд. Таким же образом, нанесите на другой фильтр 3 капли коллоидного раствора берлинской лазури. Понаблюдайте за движением частиц коллоидов. Сделайте вывод о заряде коллоидных частиц каждого золя.
