Руководство к лабораторным занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Химия». Учебное пособие
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«СЕВЕРО-ОСЕТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ КОСТА ЛЕВАНОВИЧА ХЕТАГУРОВА»
О. В. Неёлова
РУКОВОДСТВО
КЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ
ИСАМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ»
Учебное пособие
Ай Пи Эр Медиа Саратов • 2018
УДК 542
ББК 24.1 Н42
Рецензенты:
Газзаева Р. А. — д. х. н., доцент кафедры органической химии СОГУ им. К.Л. Хетагурова;
Субботин И. М. — к. х. н., доцент кафедры общей химии ФГБОУ ВО «Горский государственный аграрный университет».
Неёлова, О. В.
Н42 Руководство к лабораторным занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Химия» [Электронный ресурс] : учебное пособие / О. В. Неёлова. — Электрон. дан. и прогр. (6 Мб). — Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2018. — 79 с.
ISBN 978-5-4486-0040-1
Учебное пособие составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом и с рабочей программой дисциплины «Химия» для студентов 1 курса, обучающихся по направлению бакалавриата
03.03.02 «Физика».
Пособие включает подробное изложение хода и проведения 7 лабораторных работ по основным разделам курса общей химии, а также контрольные вопросы, задачи и упражнения для текущего и рейтингового контроля знаний студентов и задания к экзамену.
Учебное электронное издание
© Неёлова О. В., 2017 © ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2017
Технический редактор А.Д. Матлахова Компьютерная верстка, обложка С.С. Сизиумовой
Для создания электронного издания использовано:
Приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,
разработанное на основе Adobe Air
Подписано к использованию 02.08.2017. Объем данных 6 Мб.
Издание представлено в электронно-библиотечных системах
IPRbooks (www.iprbookshop.ru), Библиокомплектатор (www.bibliocomplectator.ru)
Бесплатный звонок по России: 8-800-555-22-35
Тел.: 8 (8452) 24-77-97, 8 (8452) 24-77-96
Отдел продаж и внедрения ЭБС:
доб. 206, 213, 144, 145 E-mail: sale@iprmedia.ru
Отдел комплектования ЭБС:
доб. 224, 227, 208
E-mail: mail@iprbookshop.ru
По вопросам приобретения издания обращаться:
доб. 208, 201, 222, 224
E-mail: izdat@iprmedia.ru, author@iprmedia.ru
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение .................................................................................................................. |
5 |
Учебно-методическая карта................................................................................ |
8 |
План лабораторного практикума .................................................................... |
11 |
Общие правила техники безопасности и проведения |
|
работ в химической лаборатории..................................................................... |
12 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Получение и свойства |
|
оксидов, кислот, оснований и солей ................................................................... |
15 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Растворы. Приготовление растворов |
|
заданной концентрации ....................................................................................... |
23 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Электролитическая диссоциация |
|
в растворах электролитов. Кондуктометрия. Реакции ионного обмена ......... |
27 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Получение комплексных соединений |
|
и изучение их свойств .......................................................................................... |
32 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Химическое равновесие. Влияние |
|
концентрации веществ, участвующих в реакции, температуры |
|
и кислотности среды на состояние химического равновесия........................... |
39 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. Реакции гидролиза солей. |
|
Потенциометрия ................................................................................................... |
46 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7. Окислительно–восстановительные |
|
реакции .................................................................................................................. |
53 |
Рубежный контроль знаний ............................................................................. |
58 |
Фонд типовых тестовых заданий ..................................................................... |
64 |
Вопросы к экзамену по дисциплине «Химия» .............................................. |
72 |
Литература ........................................................................................................... |
76 |
Приложение .......................................................................................................... |
78 |
4
ВВЕДЕНИЕ
БАЛЛЬНАЯ СТРУКТУРА ОЦЕНКИ по дисциплине «Химия» (1 семестр)
|
|
Минимальное |
Максимальное |
|
Форма контроля |
количество |
количество |
|
|
баллов |
баллов |
1 |
Текущая работа студентов в течение |
|
|
|
1-8 недель, в т.ч. |
0 |
20 |
|
- работа на лабораторном практи- |
|
|
|
куме и лекциях |
0 |
5 |
|
- самостоятельная работа (подго- |
|
|
|
товка к лаб. работам, выполнение |
0 |
10 |
|
домашних заданий) |
0 |
5 |
|
- отчеты по лабораторным работам |
|
|
2 |
1-я рубежная письменная контроль- |
0 |
30 |
|
ная работа |
|
|
|
9 неделя |
|
|
3 |
Текущая работа студентов в течение |
|
|
|
9-17 недели, в т. ч. |
0 |
20 |
|
- работа на лабораторном практи- |
|
|
|
куме и лекциях |
0 |
5 |
|
- самостоятельная работа (подго- |
|
|
|
товка к лаб. работам, выполнение |
0 |
10 |
|
домашних заданий) |
0 |
5 |
|
- отчеты по лабораторным работам |
|
|
4 |
2-я рубежная письменная контроль- |
0 |
30 |
|
ная работа |
|
|
|
18 неделя |
|
|
|
ИТОГО |
0 |
100 |
СТРУКТУРА И ОБЩАЯ ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы (144 часа)
Форма обучения |
|
Очная |
Курс |
|
1 |
Семестр |
|
1 |
Лекции |
|
36 |
Лабораторные занятия |
|
18 |
Итого аудиторных занятий |
|
54 |
Самостоятельная работа |
|
54 |
Форма контроля |
|
Экзамен 36 |
Общее количество часов |
|
144 |
|
5 |
|
ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Преподавание дисциплины предусматривает формирование и развитие знаний, умений и навыков по фундаментальным теоретическим и экспериментальным основам общей и неорганической химии и их применение в практической области. Данная дисциплина способствует выработке у студента интереса к исследовательской деятельности и применению полученных знаний при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Задача курса – формирование творчески работающих бакалавров с развитым научным мышлением, обладающих необходимым запасом знаний в области общей химии, способных использовать теоретические знания при решении практических задач, проявляя при этом самостоятельность и инициативу.
При изучении дисциплины «Химия» необходимо:
1.Сформировать общие представления о теоретических основах химии: строение вещества, химическая связь, классификация химических соединений и реакций, взаимосвязь строения веществ с их свойствами.
2.Изучить закономерности управления химическими процессами на основании законов химической термодинамики, химической кинетики и химического равновесия.
3.Ознакомиться со свойствами химических систем: растворов электролитов и неэлектролитов, дисперсных систем, окислительно-восстановительных и электрохимических систем.
4.Изучить принципы номенклатуры неорганических и комплексных соединений.
5.Применять полученные знания, умения и навыки в последующей профессиональной деятельности.
МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП БАКАЛАВРИАТА
Б.1. Б.7.1. Базовая часть блока 1. Модуль «Химия и экология» Для изучения дисциплины «Химия» необходимы знания, умения и навыки,
сформированные в процессе изучения дисциплин школьных курсов: «Математика», «Физика», «Химия». Дисциплина является основой для изучения последующих дисциплин: «Молекулярная физика», «Электричество и магнетизм», «Атомная физика».
ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения данной дисциплины студент формирует и демон-
стрирует следующие общепрофессиональные и профессиональные компетенции.
Основные общепрофессиональные компетенции, приобретенные при изучении данной дисциплины:
ОПК-1 способность использовать в профессиональной деятельности базовые естественнонаучные знания, включая знания о предмете и объектах изучения, методах исследования, современных концепциях, достижениях и
6
ограничениях естественных наук (прежде всего химии, биологии, экологии, наук о земле и человеке.
Основные профессиональные компетенции, приобретаемые при изуче-
нии данной дисциплины:
ПК-8 способность понимать и применять на практике методы управления в сфере природопользования.
Студент должен:
ЗНАТЬ:
1.Цели и задачи химии, пути и способы их решения.
2.Роль и значение химических методов в практической деятельности бакалавра физики.
3.Основные разделы химии. Основные понятия и методы этой дисциплины.
4.Основные этапы развития химии, ее современное состояние.
5.Связь свойств соединений с положением составляющих их элементов в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.
6.Основы теории строения неорганических и органических веществ и химической связи.
7.Основы химической термодинамики и термохимии.
8.Химическое и фазовое равновесие.
9.Термодинамические свойства растворов неэлектролитов и особенности растворов электролитов.
10.Электродные процессы и окислительно-восстановительные свойства веществ.
11.Основы химической кинетики и катализа.
12.Основы современного учения о дисперсном состоянии вещества.
13.Основные свойства химических элементов и их соединений.
14.Основные типы неорганических и органических соединений, их современную номенклатуру.
15.Основные правила охраны труда и техники безопасности при работе в химической лаборатории.
УМЕТЬ:
1. Самостоятельно работать с учебной и справочной литературой по химии.
2.Правильно использовать номенклатуру неорганических соединений.
3.Пользоваться основными реактивами, растворителями, химической посудой.
4.Готовить растворы с заданной концентрацией растворенных веществ.
5.Рассчитывать основные энергетические характеристики физикохимических процессов.
ВЛАДЕТЬ:
1.Основными приемами и техникой выполнения экспериментов, иметь
навыки работы с физико-химическими приборами и установками.
2. Навыками обработки результатов эксперимента и формулирования практических выводов.
7
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
по дисциплине «Химия», бакалавриат «ФИЗИКА» (I семестр)
|
|
|
Занятия |
|
|
Самостоятельная работа |
|
|
Мин. |
Макс. |
Номер |
Наименование |
Лек- |
Лабораторные |
|
Ча- |
|
Ча- |
Форма |
кол-во |
кол-во |
недели |
тем |
ции, |
работы |
|
сы |
Содержание |
сы |
контроля |
баллов |
баллов |
|
|
час |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-2 |
Основные законы и |
|
Техника безопасности и правила |
|
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
понятия химии. За- |
4 |
работы в химической лаборато- |
|
2 |
рой по теме. |
2 |
опрос |
0 |
2 |
|
коны Ломоносова, |
|
рии. Знакомство с химической по- |
|
|
Решение задач. |
|
|
|
|
|
Пруста. Газовые за- |
|
судой, реактивами, газовыми го- |
|
|
|
|
|
|
|
|
коны. |
|
релками, электрическими прибо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рами. |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Эквивалент веще- |
|
|
|
|
Решение задач. Подготовка к |
|
Проверка |
|
|
|
ства. Закон эквива- |
2 |
|
|
|
лаб. раб. Решение задач. |
2 |
д/з |
0 |
2 |
|
лентов. Решение за- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дач на основные за- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коны химии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Строение атома. |
|
Лабораторная работа №1. Получе- |
|
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
Теории строения. |
2 |
ние и свойства оксидов, кислот, |
|
2 |
рой по теме. Подготовка к |
4 |
опрос, |
0 |
4 |
|
Квантово- |
|
оснований и солей. |
|
|
лаб. раб. (составление кон- |
|
проверка |
|
|
|
механические пред- |
|
|
|
|
спекта). |
|
д/зад. |
|
|
|
ставления. |
|
|
|
|
Решение задач. |
|
|
|
|
5 |
Квантовые числа и |
|
|
|
|
Составление электронных |
|
Проверка |
|
|
|
электронные струк- |
2 |
|
|
|
формул. |
2 |
д/з |
0 |
2 |
|
туры атомов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Периодический за- |
|
Лабораторная работа №2. Раство- |
|
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
кон. Изменение |
2 |
ры. Приготовление растворов за- |
|
2 |
рой по теме. Решение задач. |
4 |
опрос, |
0 |
4 |
|
свойств элементов и |
|
данной концентрации. |
|
|
Подготовка к лаб. раб. Ре- |
|
проверка |
|
|
|
их соединений в |
|
|
|
|
шение задач. |
|
д/зад. |
|
|
|
группе и периоде. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
7 |
Химическая связь и |
|
|
|
Составление структурных |
|
Проверка |
|
|
|
строение молекул. |
2 |
|
|
формул неорганических и |
2 |
д/з |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
органических соединений. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение задач. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Комплексные со- |
|
Лабораторная работа №3. Элек- |
|
Работа с учебной литерату- |
|
Проверка |
|
|
|
единения. |
2 |
тролитическая диссоциация в рас- |
2 |
рой по теме. Подготовка к |
4 |
д/з. Са- |
0 |
4 |
|
|
|
творах электролитов. Кондукто- |
|
лаб. раб. (составление кон- |
|
мостоя- |
|
|
|
|
|
метрия. Реакции ионного обмена. |
|
спекта). |
|
тельная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
работа |
|
|
|
Текущая работа сту- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дентов |
|
|
|
|
|
|
0 |
20 |
9 |
1-я рубежная пись- |
|
|
|
Подготовка к 1-ой аттеста- |
|
Проверка |
|
|
|
менная контрольная |
2 |
|
|
ционной контрольной работе |
4 |
контр. |
0 |
30 |
|
работа |
|
|
|
|
|
работ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Основные законо- |
|
Лабораторная работа №4. Получе- |
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
мерности протека- |
2 |
ние комплексных соединений и |
2 |
рой по теме. Выполнение |
4 |
опрос, |
0 |
4 |
|
ния химических ре- |
|
изучение их свойств. |
|
упражнений. Подготовка к |
|
проверка |
|
|
|
акций. Основы хи- |
|
|
|
лаб. раб. |
|
д/зад. |
|
|
|
мической термоди- |
|
|
|
Решение задач. |
|
|
|
|
|
намики. |
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Основы химической |
|
|
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
кинетики. Катализ |
2 |
|
|
рой по теме. |
2 |
опрос |
0 |
1 |
12 |
Химическое равно- |
|
Лабораторная работа №5. Реакции |
|
Работа с учебной литерату- |
|
Самосто- |
|
|
|
весие и его смеще- |
2 |
гидролиза солей. Потенциометрия. |
2 |
рой по теме. Выполнение |
4 |
ятельная |
0 |
4 |
|
ние. |
|
|
|
упражнений. Подготовка к |
|
работа. |
|
|
|
|
|
|
|
лаб. раб. (составление кон- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
спекта). |
|
|
|
|
13 |
Дисперсные систе- |
|
|
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
мы. Общая характе- |
2 |
|
|
рой по теме. |
2 |
опрос |
0 |
1 |
|
ристика и свойства |
|
|
|
Решение задач. |
|
|
|
|
|
растворов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
14 |
Растворы неэлек- |
|
Лабораторная работа №6. |
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
тролитов и электро- |
2 |
Химическое равновесие. |
2 |
рой по теме. Решение задач. |
4 |
опрос, |
0 |
4 |
|
литов. |
|
|
|
Подготовка к лаб. раб. |
|
проверка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д/зад. |
|
|
15 |
Произведение рас- |
|
|
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
творимости, диссо- |
2 |
|
|
рой по теме. |
2 |
опрос |
0 |
1 |
|
циация воды и вели- |
|
|
|
Решение задач. |
|
|
|
|
|
чина рН в водных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
растворах. |
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
Основы электрохи- |
|
Лабораторная работа №7. |
|
Работа с учебной литерату- |
|
Устный |
|
|
|
мии. Электродные |
2 |
Окислительно-восстановительные |
2 |
рой по теме. Выполнение |
4 |
опрос, |
0 |
4 |
|
потенциалы. |
|
реакции. |
|
упражнений. Подготовка к |
|
проверка |
|
|
|
Электролиз. |
|
|
|
лаб. раб. (составление кон- |
|
д/зад. |
|
|
|
|
|
|
|
спекта). |
|
|
|
|
17-18 |
Общая характери- |
|
|
|
Работа с учебной литерату- |
|
|
|
|
|
стика s-, p- и d- |
2 |
|
|
рой по теме. |
4 |
|
0 |
1 |
|
элементов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Текущая работа сту- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дентов |
|
|
|
|
|
|
0 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
2-я рубежная пись- |
|
|
|
Подготовка к 2-ой аттеста- |
|
Проверка |
|
|
|
менная контрольная |
2 |
|
2 |
ционной контрольной работе |
4 |
контр. |
0 |
30 |
|
работа |
|
|
|
|
|
работ |
|
|
|
ИТОГО |
36 |
|
18 |
|
54 |
|
0 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
