- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Оглавление
- •Аннотация учебно-методического комплекса дисциплины «Химия»
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Школа естественных наук двфу
- •Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд)
- •180100.62 – Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры Форма подготовки (очная)
- •Оборотная сторона титульного листа рпуд
- •Введение
- •1. Цели освоения дисциплины
- •2. Место дисциплины в структуре ооп бакалавриата
- •3. Начальные требования к освоению дисциплины
- •3А. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- •4. Структура и содержание дисциплины
- •Краткое содержание лекционного курса
- •1. Строение вещества
- •2. Химическая термодинамика, энергетика процесса, кинетика и химическое равновесие
- •3. Жидкие системы – растворы
- •4. Окислительно-восстановительные процессы
- •5. Конструкционные материалы
- •5. Образовательные технологии
- •Самостоятельной работы студента (срс)
- •6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
- •1. Основная литература:
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •7. Материально-техническое обеспечение и электронные средства обучения, иллюстрационный материал, специализированное и лабораторное оборудование
- •8. Текущий и итоговый контроль
- •Перечень типовых экзаменационных вопросов
- •9. Рейтинговая оценка по дисциплине
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Тема 2. Основные понятия и законы химии
- •Раздел 2. Строение атома и химическая связь (6 часов)
- •Тема 1. Строение атома, периодический закон д.И. Менделеева
- •Тема 2. Химическая связь
- •Раздел 1 Межмолекулярное взаимодействие (6 часов)
- •Тема 1. Межмолекулярное взаимодействие
- •Тема 2. Агрегатные состояния вещества
- •Раздел 1. Химическая термодинамика (18 часов)
- •Тема 1. I и II закон термодинамики
- •Раздел 2. Химическая кинетика (18 часов)
- •Тема 1. Кинетика химических процессов и химическое равновесие
- •Раздел 1. Общие сведения о растворах (12 часов)
- •Тема 1. Физико-химические свойства растворов
- •Выводы по теме:
- •1. Растоворы – сложные системы, состоящие из растворителя, растворенных веществ и продуктов их взаимодействия.
- •Тема 2. Растворы электролитов
- •Выводы по теме:
- •Раздел 2. Дисперсные системы (8 часов)
- •Тема 1. Коллоидные растворы
- •Раздел 1. Окислительно–восстановительные процессы (6 часов)
- •Тема 1. Окислительно–восстановительные реакции
- •Раздел 2. Гетерогенные окислительно-востановительные процессы (12 часов)
- •Тема 1. I род электродных процессов. Электродные процессы и электродвижущие силы в гальванических элементах.
- •Тема 2. Электролиз
- •Тема 3. Коррозия и защита металлов
- •Раздел 1. Высокомолекулярные соединения (8 часов)
- •Тема 1. Полимерные материалы
- •1. Основная литература:
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Школа естественных наук материалы лабораторных занятий
- •180100.62 – Кораблестроение, океанотехника и системотехникаобъектов морской инфраструктуры
- •Лабораторная работа №1 Определение молярной массы эквивалента металла
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №2 Комплексные соединения
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №3 Определение теплового эффекта реакции нейтрализации
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №4 Химическая кинетика
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №5 Гидролиз солей
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 6 Коллоидные растворы
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 7 Электрохимические процессы
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 8 Коррозия металлов
- •Экспериментальная часть
- •Опыт 4. Ингибиторная защита металла от коррозии в кислой среде
- •Лабораторная работа № 9 Общие свойства металлов
- •Экспериментальная часть
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •2.Закон эквивалентов
- •Элементы химической термодинамики
- •Химическая кинетика
- •Модуль 4. Растворы Способы выражения состава растворов
- •Равновесия в растворах электролитов
- •Коллигативные свойства растворов
- •Модуль 5. Основы электрохимии
- •1. Основная литература:
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •II. Строение атома. Периодическая система
- •III. Химическая связь
- •IV. Химическая термодинамика
- •V. Химическая кинетика и равновесие
- •VI. Растворы неэлектролитов
- •VII. Растворы электролитов
- •VIII. Ионообменные реакции
- •3. Какие пары ионов могут быть использованы при составлении молекулярного уравнения, которому отвечает ионное уравнение
- •IX. Дисперсные системы и поверхностные явления
- •X. Окислительно-восстановительные процессы
- •XI. Электрохимические процессы
- •XII. Коррозия
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Школа естественных наук глоссарий
- •180100.62 – Кораблестроение, океанотехника и системотехникаобъектов морской инфраструктуры
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Константы диссоциации слабых оснований
- •Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых систем в водных растворах при 25 с
- •Потенциалы металлов
- •Произведение растворимости веществ в воде
- •Термодинамические константы некоторых веществ и ионов
Раздел 2. Дисперсные системы (8 часов)
Тема 1. Коллоидные растворы
Цели, задачи:
На фактическом уровне получения знаний:
1. Коллоидное состояние вещества и основные условия возникновения такого состояния;
2. Классификации дисперсных систем;
3. Структура частиц лиофобного золя, понятие двойного электрического слоя на межфазной границе;
4. Особые свойства коллоидных систем;
5. Виды устойчивости и процессы коагуляции коллоидных систем;
6. Методы получения микрогетерогенных и коллоидных систем и их практическое использование.
На операционном уровне знаний:
Обучить студента:
1. Рассчитывать степень дисперсности в данной системе;
2. Описывать строение мицеллы;
3. Определять знак заряда коллоидной частицы;
4. Рассчитывать порог коагуляции данного золя определенным коагулянтом.
На аналитическом уровне знаний:
Обучить студента:
1. Делать вывод о принадлежности данной системы к определенному классу дисперсных систем;
2. Делать вывод о принадлежности данного иона к потенциалопределяющим или противоионам для данного коллоида;
3. Определять к какому электроду будет двигаться коллоидная частица при электрофорезе;
4. Определять ион-коагулянт для данной системы (по определенному знаку заряда коллоидной частицы);
5. Определять ион обладающий наибольшей коагулирующей способностью.
Фактический материал:
I. Особенное (высокоэнергетическое) состояние вещества на межфазной границе в гетерогенных системах. Понятие дисперсной фазы, дисперсионной среды, степени дисперсности. Два основных условия возникновения микрогетерогенных систем: а) взаимная нерастворимость фаз друг в друге; б) наличие стабилизатора в системе. Основные признаки коллоидного состояния вещества (опалесценция, способность к диализу, лабильность, наличие электрофореза и др.).
II. Классификации дисперсных систем: а) по степени дисперсности; б) по внутренней структуре частиц дисперсной фазы; в) по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды; г) по интенсивности взаимодействия частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой: необратимые – лиофобные, обратимые – лиофильные, промежуточные; д) по наличию или отсутствию взаимодействия между частицами дисперсной фазы: свободно-дисперсные структуры, т.е. лиозоли и связано-дисперсные структуры, т.е. гели.
III. Строение и структура коллоидной мицеллы: привести процесс получения лиофобного коллоида по обменной реакции (BaCl2 (ИЗБ)+Na2SO4=BaSO4+ 2NaCl), записать формулу мицеллы, указать стабилизатор. Разобрать структуру двойного электрического слоя, возникающего на поверхности частицы дисперсной фазы, дать понятие потенциалопределяющих ионов, противоионов и электрокинетического потенциала.
IV. Молекулярно-кинетические свойства микрогетерогенных и коллоидных систем (процессы диффузии и седиментации); электрокинетические свойства (процессы электрофореза и электроосмоса); оптические свойства (процессы светорассеяния, опалесценция); структурно-механические свойства (реологические свойства: вязкость, пластичность, упругость, прочность).
V. Два вида устойчивости микрогетерогенных и коллоидных систем (агрегативная и кинетическая). Процессы коагуляции: скрытая, при которой система теряет агрегативную устойчивостьи и явная, при которой система теряет и кинетическую устойчивость. Факторы, вызывающие коагуляцию. Краткий обзор теорий коагуляции. Физическая теория коагуляции электролитами. Правило Шульце – Гарди. Порог коагуляции, правило значности Дерягина.
VI. Методы получения: а) диспергационные: механическое дробление дисперсной фазы до частиц коллоидных размеров; ультразвуковое дробление; дробление электрическим колебательным разрядом высокого напряжения; пептизация; б) конденсационные методы: физическая конденсация – возникновение туманов и аэрозолей, замена дисперсионной среды; химическая конденсация, если в результате химической реакции возникает мало растворимый продукт.
Выводы по теме:
1. Коллоиды это особое состояние системы, в котором она обладает повышенным запасом энергии, что является причиной нестабильности системы.
2. Ввиду высокой степени дисперсности коллоидных систем, они обладают уникальными специфическими свойствами.
3. На процессы коагуляции коллоидов влияют различные факторы, определяющим из которых является электролитный состав системы.
Вопросы для самопроверки:
1. Дисперсными системами являются системы:
а) гетерогенные; б) гомогенные; в) однофазные.
2. Дисперсность системы характеризует:
а) меру раздробленности дисперсной фазы;
б) количество компонентов в системе;
в) природу дисперсионной среды.
3. Коллоидные системы относятся к системам:
а) субмикрогетерогенным;
б)грубодисперсным;
в) молекулярно-дисперсным.
4. Дисперсной фазой называется фаза:
а) которая распределяется;
б) в которой идет распределение другой фазы;
в) являющаяся растворимой в дисперсионной среде.
5. Агрегативная устойчивость коллоидов определяется:
а) дисперсностью и наличием стабилизатора в системе;
б) только дисперсностью;
в) только наличием стабилизатора в системе.
6. Какая техническая жидкость относится к классу эмульсий?
а) смазочно-охлаждающая жидкость;
б) бензин;
в) дизельное топливо.
7. Какой по знаку несут заряд частицы природного коллоида, имеющего формулу мицеллы ?
а) отрицательный; б) положительный; в) нулевой.
8. Какое вещество с увеличением концентрации будет уменьшать поверхностное натяжение водного раствора?
а) любое моющее средство; б) сахар; в) азотная кислота.
9. Какая формула соответствует строению мицеллы золя AgCl, стабилизированного хлористым натрием?
а) {[mAgCl]·nCl-·xNa+}-(n–x)Na+;
б) {[mAgCl]·nCl-·xAg+}‑ (n–x)Ag+;
в) {[mNaCl]·nCl-·xAg+}-(n–x)Na+.
10. Какой ион будет обладать наибольшей коагулирующей силой для природной коллоидной системы, имеющей формулу мицеллы
{[mAl2O3]·nAlO2 - · xH+}- ·(n-x)H+?
а) ; б) ; в).
Модуль 5. Основы электрохимии