808

Т. С. Химич

ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ

Часть 2

Омск 2009

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)»

Т.С.Химич

ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ

Часть 2

Омск

СибАДИ

2009

2

Т. С. Химич

ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ

Часть 2

Омск 2009

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ)»

Т.С.Химич

3

ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ

Часть 2

Омск

СибАДИ

2009

4

УДК 546

ББК 24.1 Х 76

Рецензенты: канд.техн.наук, доц. Е.Л.Колбина (ОмГТУ); канд.пед.наук, доц. Е.Ю. Тюменцева (ОГИС)

Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия к выполнению лабораторных работ для студентов механических специальностей заочной формы обучения по дисциплине «Общая химия».

Химич Т. С.

Х 76 Практикум по общей химии. Часть 2. Омск: СибАДИ, 2009 . 70 с.

Работа одобрена НМСС 190701 в качестве учебного пособия для выполнения самостоятельной работы студентов заочной формы обучения по дисциплине «Общая химия» для студентов специальностей 190701 – Организация перевозок и управление на транспорте, 190702 – Организация и безопасность движения, 190603 – Сервис транспортных и технологических машин и оборудования, 190601 – Автомобили и автомобильное хозяйство, 190205 – Подъёмнотранспортные, строительные, дорожные машины и оборудование. В нем содержатся объем и виды учебной дисциплины, вопросы для самоконтроля, тесты для подготовки к экзамену, требования к уровню освоения содержания дисциплины, методические рекомендации и указания по освоению дисциплины и выполнению контрольных работ, список рекомендуемой литературы. Учебное пособие окажет практическую помощь в межсессионный период студентам в организации самостоятельной работы по изучению дисциплины «Общая химия».

Табл. 1. Ил. 1. Библиогр.: 4 назв.

ГОУ «СибАДИ», 2009

5

6

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное учебное пособие представляет собой обучающий комплекс по химии для студентов-заочников ускоренной и полной форм обучения механических специальностей. Для студентов представлены данные о полном объеме работы по общей химии и содержании отдельных разделов.

Далее предлагается теоретический материал, необходимый для выполнения лабораторных работ с указанием времени на самостоятельную работу для его изучения. Рекомендации к выполнению лабораторного практикума содержат описание опытов и основные указания для их выполнения.

Для проверки степени усвоения теории разработаны вопросы для самопроверки и тесты, которые помогут в подготовке к экзаменам по важнейшим для механиков темам.

ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

8

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

(Время на самостоятельную работу – 4 часа)

Классификация веществ облегчает их изучение, а знание особенностей классов позволит охарактеризовать свойства отдельных их представителей.

Все вещества делятся на простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов только одного вида и подразделяются на металлы и неметаллы. Металлы на внешнем энергетическом уровне имеют малое число электронов (от одного до трех), для них характерна металлическая связь, в периодической таблице они расположены в пер- вой-третьей группах (главная подгруппа) и в побочных подгруппах (так называемые переходные металлы). Исключениями из этого правила являются бор (В) – он находится в третьей группе, но проявляет неметаллические свойства; свинец (Pb), олово (Sn) и висмут (Bi), расположенные в четвертой (Pb, Sn) и пятой (Bi) группах, но проявляющие металлические свойства. Соответственно неметаллы имеют на внешнем энергетическом уровне четыре и более электронов и способны образовывать ковалентные связи. В периодической таблице неметаллы занимают от четвертой до восьмой группы (главная подгруппа). Элементы, находящиеся на границе между металлами и неметаллами, способны образовывать соединения с амфотерными, то есть двойственными, свойствами.

Сложные вещества состоят из двух и более видов различных атомов и делятся на оксиды, кислоты, основания и соли.

Оксиды – это бинарные (то есть состоящие из атомов двух видов) соединения элемента с кислородом, в которых степень окисления кислорода равна двум.

По химическим свойствам они подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Несолеобразующие оксиды не могут вступать в реакции кислотно-основного взаимодействия, не могут, как это следует из их названия, образовывать соли, а вступают только в реакции окисления-восстановления. Это такие оксиды, как СО, NO и некоторые другие.

Солеобразующие оксиды подразделяются на основные, кислот-

ные и амфотерные.

Основные оксиды образованы типичными металлами, степень окисления металла в таких оксидах обычно равна +1 или +2, таким оксидам соответствуют основания. Примером основных оксидов слу-

9

жат Na2O, MgO, FeO, Ag2O, NiO и другие. Кислотные оксиды образованы, во-первых, типичными неметаллами (СО2, SiO2, SO3, Cl2O7 и другие) и, во-вторых, переходными металлами в высокой степени окисления (+5, +6, +7). Примером таких оксидов являются Mn2O7, CrO3, V2O5 и другие. Этим оксидам соответствуют кислоты. Оксиды, занимающие промежуточное положение между основными и кислотными, способные реагировать как с кислотами, так и со щелочами, называют амфотерными. Элементы, образующие амфотерные оксиды, как правило, проявляют степень окисления +3 и +4 (это оксиды Al2O3, Fe2O3, SnO2, PbO2,Cr2O3, MnO2). Кроме того, к амфотерным оксидам относятся оксиды BeO, ZnO, SnO, PbO, в которых элементы имеют степень окисления +2. Всем этим оксидам соответствуют амфотерные гидроксиды, которые в зависимости от условий могут проявлять как кислотные, так и основные свойства.

Оксиды получают:

1) при окислении простых веществ: 2Mg + O2 → 2MgO; S + O2 → SO2;

C + O2 → CO2→ (применяют как компонент очи-

стителя тормозов); 2) при окислении сложных веществ:

4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2; CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O;

3) при разложении сложных веществ: H2SO3 ↔ H2O + SO2; CaCO3 → CaO + CO2; Cu(OH)2 → CuO + H2O.

Основные оксиды взаимодействуют с водой только в том случае, если при этом получается растворимое основание (щелочь). Это оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов:

K2O + H2O → 2KOH→ (применяют как компонент очистителя дисков, как электролит в щелочных аккумуляторах).

BaO + H2O → Ba(OH)2.

Если основному оксиду соответствует нерастворимое основание, такой оксид в воде не растворяется и с ней не взаимодействует. Все основные оксиды реагируют с кислотами с образованием солей:

Na2O + H2SO4 → Na2SO4 + H2O;

FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O.

Основные оксиды реагируют также с кислотными оксидами:

10