- •Химия учебное пособие
- •Оглавление
- •Введение
- •Тема 1. Систематика химических законов.
- •1.1 Основные стехиометрические законы и расчеты по уравнениям реакций Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •112 Г железа выделяет 67,2 л водорода 5,6 .103 г железа выделяет vх л водорода
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.2 Основные классы неорганических соединений
- •Основные теоретические положения
- •Характер взаимодействия и генетическая связь между основными классами неорганических соединений представлены на рисунке.
- •Решение типовых задач
- •Тема 2. Строение вещества
- •2.1. Строение атома. Периодическая система элементов д.И.Менделеева Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 – гл.1, §§ 1.1…1.4]; [2 – гл.1, §§ 1.1….1.4]; [3 – гл.Іі, §§ 17…19; гл.III, §§ 25…34]. Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2.2. Химическая связь и строение простых молекул
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •2.3. Окислительно-восстановительные реакции
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 3. Общие закономерности химических процессов
- •3.1 Энергетика химических процессов. Химическое сродство
- •Литература: [1 – гл.5, §§ 5.1…5.4]; [2 – гл.І,іі §§ 1.1…1.4, 2.1…2.3]; [3 – гл.Vі, §§ 55,56,66…68].
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3.2. Химическая кинетика и равновесие
- •Литература: [1 – гл.V, §§ 5.5, 7.1-7.3]; [2 – гл.VI, §§ 6.1-6.6];
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Согласно уравнению Вант–Гоффа:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 4. Растворы
- •4.1. Способы выражения концентрации растворов Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 – гл.4, § 4.1]; [2 – гл.7, §§7.1, 7.2]; [3 – гл.VII§§ 73…77]. Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Решение типовых задач
- •Константы диссоциации некоторых слабых электролитов при 25оС
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4.3 Водородный показатель рН.
- •Отсюда находим водородный показатель раствора сн3соон:
- •Решение. Соль nh4no3 образована слабым основанием nh4oh и сильной кислотой hno3. При растворении она диссоциирует на ионы:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4.4 Жесткость воды и методы ее устранения Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 - гл.12, § 12.3]; [2 - гл.VIII, § 8.6]; [3 - гл.VII, § 69; гл. XIX, §§ 211,212]. Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 5. Электрохимические системы
- •5.1. Электродные потенциалы и электродвижущие силы Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Стандартные электродные потенциалы в водных растворах
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.2. Электролиз Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Коррозия и защита металлических конструкций Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Тема 6. Специальные разделы химии
- •6.1. Гетерогенные дисперсные системы Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 - гл.8, 15, §§ 8.7; 15.3]; [2 – гл.7, § 7.8]; [3-гл.Х, §§ 105…109; 112…114]. Основные теоретические положения
- •Молекулы пав обозначены общепринятым символом:
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6.2. Основы химии неорганических вяжущих веществ Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6.3. Органические соединения. Полимеры
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
- •Заключение
- •Варианты контрольных заданий
Тема 5. Электрохимические системы
5.1. Электродные потенциалы и электродвижущие силы Содержание материала для самостоятельного изучения
Понятие об электродных потенциалах, механизм их возникновения. Зависимость электродных потенциалов от природы электродов и концентрации растворов. Измерение электродных потенциалов. Ряд напряжений металлов, выводы из него, практическое значение.
Гальванические элементы – механизм работы. Расчет электродвижущей силы гальванических элементов.
Литература: [1- гл.9, §§ 9.1-9.2]; [2 - гл. IX, §§ 91]; [3 - гл.VIII, §§ 5-6].
Основные теоретические положения
Если металлическую пластину опустить в воду, то катионы металла на ее поверхности гидратируются полярными молекулами воды и переходят в жидкость. При этом электроны, остающиеся на металле, заряжают его поверхностный слой отрицательно. Возникает электростатическое притяжение между перешедшими в жидкость катионами и поверхностью металла. На границе металл – раствор возникает двойной электрический слой и устанавливается равновесие:
Ме ↔ Меn+ + n ē.
При погружении металлов в растворы собственных солей наблюдается два случая: металлы, ионы которых обладают значительной способностью к переходу в раствор, будут заряжаться отрицательно; малоактивные металлы будут заряжаться положительно вследствие перехода катионов металла из раствора на пластину.
Двойной электрический слой характеризуется скачком потенциала – электродным потенциалом.
Стандартным электродным потенциалом металлов называется электродный потенциал, возникающий при погружении металла в раствор собственной соли с концентрацией (или активностью) ионов, равной 1 моль/л, измеренный по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого при 25оС условно принимается равным нулю (Е0 = 0).
Располагая металлы в ряд по мере возрастания их стандартных потенциалов (Е0), получают ряд напряжений металлов.
Положение того или иного металла в ряду напряжений характеризует его восстановительную способность. Чем более отрицательное значение Е0, тем большей восстановительной способностью обладает данный металл и тем меньшие окислительные способности проявляют его катионы.
Величина электродного потенциала зависит от природы металла, концентрации ионов данного металла в растворе и температуры. Эта зависимость выражается уравнением Нернста. Расчетное уравнение имеет вид:
ЕМеn+/Me=E0Men+/Mе+ lg C Men+,
где E0Men+/Mе – стандартный электродный потенциал металла;
n – заряд иона металла;
C Men+ - концентрация ионов металла в растворе.
Гальванический элемент – это устройство, в котором энергия окислительно-восстановительных процессов на электродах превращается в электрическую.
Электрод, на котором протекает процесс окисления, называется анодом, он заряжается отрицательно. Электрод, на котором протекает процесс восстановления – катод и он считается положительным полюсом элемента. Работа гальванического элемента основана на пространственном разделении процесса отдачи и присоединения электронов. Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента рассчитывается по разности электродных потенциалов металлов:
ЭДС = Екатода - Еанода