Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Общая, неорганическая и аналитическая химия. Учебное пособие
.pdf
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Казанская государственная академия ветеринарной
медицины имени Н.Э. Баумана»
Микрюкова Е.Ю., Ахметов Т.М., Алишева Е.А.
ОБЩАЯ, НЕОРГАНИЧЕСКАЯ
И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Учебное пособие
Казань
2021
2
УДК 54(072)
ББК 24(Я7)
Печатается по решению Ученого совета факультета биотехнологии
и стандартизации ФГБОУ ВО Казанская ГАВМ (протокол №14 от «20»
октября» 2021 г.)
Авторы-составители:
Микрюкова Елена Юрьевна – кандидат химических наук, доцент
кафедры биологической химии, физики и математики;
Ахметов Тахир Мунавирович – доктор биологических наук, про-
фессор, зав. кафедрой биологической химии, физики и математики;
Алишева Евгения Андреевна - ассистент кафедры биологической
химии, физики и математики.
Рецензенты:
Федюнина И.В. - кандидат химических наук, доцент кафедры общей
и органической химии ФГБОУ ВО КГМУ;
Медетханов Ф.А. - доктор биологических наук, доцент, зав. кафедрой фармакологии, токсикологии и радиобиологии ФГБОУ ВО Казанская
ГАВМ.
Микрюкова Е.Ю.
Общая, неорганическая и аналитическая химия: учебное пособие / Е.Ю. Микрюкова, Т.М. Ахметов, Е.А. Алишева. – Казань: ФГБОУ
ВО Казанская ГАВМ, 2021. - 150 с.
Учебное пособие предназначено для студентов направления подготовки 19.03.01 «Биотехнология» (квалификация – бакалавр), изучающих
курс общей, неорганической и аналитической химии. Пособие содержит
необходимый теоретический материал по всем разделам, примеры решения задач и задания для самостоятельной работы, а также инструкции к
выполнению лабораторных работ по всем разделам курса.
УДК 54(072)
ББК 24(Я7)
©Микрюкова Е.Ю., Ахметов Т.М., Алишева Е.А., 2021
©ФГБОУ ВО Казанская ГАВМ, 2021
3
ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ
ЛАБОРАТОРИИ
В химической лаборатории нужно особенно строго соблюдать правила по технике безопасности, с которыми каждый должен хорошо ознакомиться в первый же день работы.
Нарушения их может привести к несчастным случаям. Лиц,
не ознакомившихся с правилами по технике безопасности, к
работе с химическими реактивами и газовыми приборами в
химической лаборатории не допускаются.
1. В химической лаборатории студенты должны рабо-
тать только в халате. В лаборатории запрещается снимать и
развешивать верхнюю одежду, громко разговаривать, принимать пищу, включать и выключать рубильники и трогать приборы, не относящиеся к данной работе, не пробовать реактивы на вкус.
2. Рабочее место следует содержать в чистоте, не загро-
мождая его предметами, не относящимися к данной работе.
Запрещается класть на стол сумки, книги, свертки, чемоданы
и т.д. По окончании работы необходимо тщательно убирать
рабочее место, выключать электроприборы, закрыть воду и
газ. Использовать фильтры, бумагу, битое стекло, остатки металлов, не растворимые соединения и другой мусор сложить в
мусорное ведро.
3. При использовании реактивами придерживаться пра-
вил:
а) реактивы общего пользования нельзя брать на свое
рабочее место или переносить с одной полки на другую.
б) все склянки с растворами нужно держать закрытыми
и открывать их только на время использования.
в) сухие реактивы следует брать чистым шпателем, специальной ложечкой.
4
г) нельзя для проведения опытов брать большое количество реактивов, общее количество растворов в пробирке не
должно превышать 1/3 ее объема, а сухие соли берутся в таком количестве, чтобы они закрывали лишь дно пробирки.
д) неизрасходованные реактивы ни в коем случае не высыпать и не выливать обратно в те склянки, из которых они
были взяты.
е) остатки растворов, содержащие серебро, ртуть, бром
и йод выливать в специальные банки, находящиеся в вытяжном шкафу.
4. Все опыты, связанные с применением или образова-
нием ядовитых веществ, а также вредных паров или газов,
разрешается проводить только в вытяжном шкафу, дверцы
которого должны быть опущены на 1/3. В случае прекращения работы вентиляционных установок опыты в вытяжном
шкафу должны быть немедленно прекращены.
5. Категорически запрещается проводить опыты, не относящиеся к данной работе, без разрешения преподавателя.
Все лабораторные работы выполнять индивидуально, за исключением тех, которые по указанию преподавателя проводятся группами по 2-3 человека.
6. При нагревании и кипячении растворов в пробирке
необходимо следить за тем, чтобы ее отверстие не было обращено в сторону самого работающего или соседа по рабочему столу. Это особенно важно соблюдать при нагревании
концентрированных растворов кислот и щелочей.
7. Не следует наклоняться над сосудом (стаканом, колбой, чашкой, пробиркой), в котором происходит нагревание
или кипячение жидкости. При необходимости определить запах паров или выделяющегося газа достаточно движением
руки направить к себе и осторожно вдохнуть.
8. При зажигании газовой горелки сначала ограничивают до минимума доступ воздуха в нее, зажигают спичку, открывают газовый краник, подносят зажжённую спичку к от-
5
верстию горелки. Затем постепенно увеличивают приток воздуха и получают несветящееся пламя.
9. Внимательно следить, чтобы не было утечки газа (об-
наруживать по запаху). При обнаружении утечки газа немедленно сообщить лаборанту или преподавателю.
10. Горячую посуду ставить только на специальные под-
ставки, а не на стол.
11. Обязательно вести запись проведенных лаборатор-
ных работ. Пока выполненный опыт не записан, не переходить к другому опыту.
12. Концентрированные кислоты, аммиак (в больших
бутылях) держать в корзине, разливать обязательно через воронку.
13. При смешивании веществ, сопровождающегося вы-
делением тепла, следует пользоваться тонкостенной химической посудой (колбы, стаканы) или фарфоровой, т.к. толстостенная химическая посуда может треснуть.
14. При разбавлении концентрированных кислот (осо-
бенно серной) и щелочей следует небольшими порциями вливать кислоту (или щелочь) в воду, непрерывно помешивая
раствор.
15. При работе с твердыми щелочами (измельчение,
приготовление смесей и т.п.) обязательно надевать химические очки. Брать щелочь можно только щипцами, шпателем
или пинцетом.
16. Если склянка с легковоспламеняющейся жидкостью
разобьется или опрокинется, следует немедленно выключить
все находящиеся вблизи горелки, засыпать разлитую жидкость песком, собрать его и перенести в предназначенный для
этого железный ящик.
17. При воспламенении горючей жидкости на одежде
работающего, следует немедленно погасить пламя на пострадавшем, завернуть его в асбестовое или шерстяное одеяло,
6
которое должно находится в лаборатории на постоянном, заранее известном месте.
18. При ожогах концентрированными растворами кислот
обожжённое место промывают струей воды в течение 2-3 минут, а затем 2-3%-ным раствором соды, после чего накладывают марлевую повязку, смоченную 1-2%-ным раствором
марганцовки .
19. При ожогах концентрированными растворами щелочей обожженное место промывают обильным количеством
воды до тех пор, пока кожа не перестанет казаться скользкой,
затем 1-2%-ным раствором борной или уксусной кислоты.
20. При ожогах горячими металлами или стеклом обожженное место многократно смачивают раствором марганцовки и спирта, затем смазывают мазью от ожогов.
21. При попадании кислоты, щелочи, либо другого реактива в глаза следует промыть их обильным количеством воды
и немедленно направить пострадавшего к врачу.
22. При отравлении сероводородом, хлором, парами
брома, угарным газом следует немедленно вывести пострадавшего на свежий воздух.
Каждый сотрудник должен знать, где в лаборатории
находятся простейшие средства огнетушения: вода, песок, асбестовое одеяло, огнетушитель, а также уметь ими пользоваться.
II. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯСАМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ
Первым листом самостоятельной работы является титульный лист, на котором вверху приводится аббревиатура
вуза, а ниже указываются номера работ, фамилия и инициалы
студента, курс и обозначение направления подготовки, а также фамилия и инициалы преподавателя, проверяющего работу.
7
Содержание работы включает номера, условия заданий,
их решения. Последние, в случае количественного характера
задачи, включают необходимые пояснения и исходные выражения с указанием проверки размерностей в полученном результате. В заданиях количественного характера должна в
сжатом виде содержаться информация с исчерпывающим ответом на поставленные вопросы. При изложении решений и
ответов на вопросы заданий рекомендуется пользоваться общепринятыми в учебной химической литературе терминологией и символикой, а также данными из таблиц, указанных в
Приложениях в конце методических указаний. Рекомендуется
использовать также литературу, указанную в библиографическом списке. Список использованной литературы, включающий настоящее пособие, приводится после выполненных заданий, где указываются также подпись исполнителя и дата.
III. ПРОГРАММА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ
ПО ХИМИИ
Основные химические понятия: моль, атомная масса,
молярная масса. Основные химические законы, закон Авогадро, уравнение состояния идеального газа МенделееваКлапейрона. Эквивалент, закон эквивалентов. Основные
классы неорганических соединений. Расчет эквивалентных
масс простых веществ и сложных соединений.
Периодический закон Д.И. Менделеева. Строение атома.
Состав атома. Электронные оболочки атомов. Квантовые числа. Порядок заполнения электронных оболочек: принцип Паули, правило Гунда, правила Клечковского. Электронные семейства элементов. Периодическая система элементов Менделеева. Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, степень окисления элементов. Изменение
радиусов, металлических, кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств элементов.
8
Химическая связь. Основные характеристики связи:
энергия, длина, угол связи. Метод валентных связей. Основные характеристики ковалентной связи: направленность,
кратность, полярность, насыщаемость. Дипольный момент
молекул. Возбужденное состояние атома и гибридизация
атомных орбиталей. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Понятие о методе молекулярных
орбиталей. Ионная связь, ее отличие от ковалентной связи.
Химическая термодинамика. Основной закон термодинамики. Основные понятия. Внутренняя энергия и энтальпия.
Термохимические законы: закон Гесса, следствие из него.
Стандартная теплота образования. Понятие об энтропии. Изменение энтропии в химических процессах и фазовых переходах. Энергия Гиббса. Направленность химических процессов. Расчет изменения энтропии и энергии Гиббса в химических реакциях.
Химическая кинетика. Скорость гомогенных химических реакций и ее зависимость от концентрации реагирующих
веществ (закон действующих масс), от температуры (правило
Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса), энергия активации. Колебательные реакции. Скорость гетерогенных химических реакций. Химическое равновесие. Константа равновесия и ее
связь с энергией Гиббса. Правило смещения химического
равновесия Ле Шателье.
Растворы. Способы выражения концентраций растворов.
Термодинамика растворения. Основные законы растворов неэлектролитов. Основные законы для растворов электролитов.
Изотонический коэффициент. Электролитическая диссоциация, основные положения теории диссоциации. Степень диссоциации, константа диссоциации. Закон разведения
Оствальда. Реакции в растворах электролитов. Правила записи уравнений реакций ионного обмена. Слабые электролиты.
Электролитическая диссоциация воды, ионное произведение
воды, водородный показатель. Труднорастворимые соедине-
9
ния, произведение растворимости. Комплексные соединения,
константа нестойкости комплексных соединений. Гидролиз
солей. Виды гидролиза. Константа гидролиза. Условия смещения равновесия гидролиза.
Окислительно-восстановительные реакции. Правила
определения степени окисления. Классификация окислителей
и восстановителей. Методы электронного и электронноионного баланса. Классификация окислительновосстановительных реакций. Направленность окислительновосстановительных реакций.
Основы аналитической химии. Количественный и каче-
ственный анализ.
IV. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная учебная литература:
1.Алексашин, А.Ю. Общая химия/ А.Ю. Алексашин,
Н.Е. Шпак. – М.: Дашков и К, 2010.-256с.
2.Ардашников, Е.И. Сборник задач по неорганической
химии. – М.: Академия, 2008.- 208 с.
3. Ахметов, Н.Р. «Общая и неорганическая химия»: учеб-
ник.– Санкт-Петербург: Лань, 2020. – 744с.
4.Васильев, В.П. Аналитическая химия. В 2-х книгах. –
М: Дрофа, 2007. – кн. I, 368 с., кн. II 384 с.
5.Глинка, Н.Л. Общая химия. – М.: Юрайт, 2010. – 88 с.
6.Глинка, Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. –
М.: Интегралл-Пресс, 2009.- 240 с
7.Егоров, В.В. Теоретические основы неорганической
химии. – СПБ.: Лань, 2005. – 192 с.
8.Коровин, В.Н. Общая химия. Теория и задачи: учебное
пособие/ Н. В. Коровин, Н. В. Кулешов, О. Н. Гончарук [и
др.]. – Санкт-Петербург: Лань, 2020. – 492 с.
9.Лидин, Р.А. Текстовые задания по общей и неорганической химии с решениями и ответами. – М.: Бином, 2010.230 с.
10
10.Никольский, А. Б. Общая и неорганическая химия в 2 т.
Том 2: учебник для вузов/ А.Б. Никольский, А.В. Суворов.– 6е изд., испр. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2020. - 378 с. –
(Высшее образование).
11.Общая и неорганическая химия/ под ред. А.Ф. Воробьева, Т.2. Химические свойства неорганических веществ. –
М.:ИКЦ «Академкнига», 2007.- 544 с.
12.Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов /Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд, А.З.
Книжник. – М.: Высшая школа, 2009. – 560 с.
13.Суворов, А. В. Общая и неорганическая химия в 2 т.
Том 1: учебник для вузов/ А.В. Суворов, А.Б. Никольский. -6е изд., испр. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2020. - 343 с. (Высшее образование).
14.Хомченко, Г.П. Неорганическая химия/Г.П. Хомченко, И.К. Цитович. – СПб: ИТК ГРАНИТ, 2009.–464 с.
15.Цитович, И.К. Курс аналитической химии. – СПб.:
Лань, 2004. – 460 с.
V. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
V.I СТРОЕНИЕ АТОМА
Атом – это электронейтральная микросистема, состоя-
щая из положительно заряженного ядра и электронной оболочки, заряженной отрицательно.
Носителем положительного заряда ядра являются про-
тоны -p. Их число определяет величину заряда ядра (Z) и совпадает с порядковым номером химического элемента, т.е. Z =
P.
Основные характеристики элементарных частиц, обра-
зующих атом – протона, нейтрона и электрона, приведены в
таблице 1.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]