- •«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 1. Окислительно–восстановительные процессы (6 часов)
Тема 1. Окислительно–восстановительные реакции
Цели, задачи:
На фактическом уровне получения знаний:
1. Понятие эффективного заряда атома в молекуле. Окислители и восстановители. Окислительно–восстановительная двойственность;
2. Окислительно-восстановительный потенциал, как мера окислительно-восстановительной способности химического элемента, его стандартное значение;
3. Классификация процессов окисления-восстановления;
4. Уравнение окислительно-восстановительного процесса, ионно-электронный баланс;
5. Термодинамический подход к окислительно-восстановительным реакциям, определение возможности и направленности протекания и пределе протекания процесса.
На операционном уровне получения знаний:
Обучить студента:
1. Рассчитывать степень окисленности атома элемента в молекуле;
2. Приводить уравнения окислительно-восстановительного процесса и полуреакции окисления и восстановления с учетом электронного баланса;
3. Рассчитывать изобарно-изотермический потенциал данного процесса.
На аналитическом уровне получения знаний:
Обучить студента:
1. Оценивать окислительно-восстановительную способность данного элемента в молекуле;
2. Указывать класс окислительно-восстановительного процесса;
3. С учетом стандартных значений окислительно-восстановительных потенциалов определять, какая из систем в данном процессе является окислителем, а какая - восстановителем;
4. На основании расчета значения изобарно-изотермического потенциала необходимо делать вывод о направленности окислительно-восстановительного процесса и возможных продуктов реакции.
Фактический материал:
I. Эффективный заряд атома в молекуле как следствие возникновения химической связи между атомами. Понятие электровалентности атома. Степень окисления как эффективный заряд элемента, вычисленный исходя из предположения, что соединение состоит только из ионов. В простых веществах степень окисления всегда равна нулю. Обзор возможных значений степени окисления элементов по электронным семействам атомов. Примеры элементов, проявляющих только свойства: а) восстановителя б) окислителя; в) и окислителя и восстановителя.
II. Мерой окислительно-восстановительной способности любой системы является ее окислительно-восстановительный потенциал (φ, В), стандартное значение которого зависит от природы вещества и приведено в соответствующих таблицах. Чем меньше значение потенциала системы, тем более сильный восстановитель находится в этой системе, чем больше потенциал - тем более сильным окислителем обладает данная система. Привести примеры.
III. Окислительно-восстановительные процессы классифицируются:
а) межмолекулярные; б) внутримолекулярные; г) реакции диспропорционирования. Привести примеры.
IV. Алгоритм составления уравнений окислительно-восстановительных реакций сводится к следующему:
1. Составить схему процесса с указанием исходных и, по возможности, образующихся веществ (а); б)).
2. Исходя из значений стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, определить, в какой системе а) или б) находится наиболее сильный восстановитель и окислитель (). Окислитель -, восстановитель - .
3. Составить схемы полуреакций окисления и восстановления с указанием исходных и образующихся реально существующих в условии реакции ионов или молекул, с учетом материального и электронного баланса:
, сложить полуреакций с учетом коэффициентов электронного баланса .
4. Расставить коэффициенты в уравнении реакции .
V. Возможность и направленность протекания окислительно-восстановительного процесса (как любого процесса) определяется знаком изменения изобарно-изотермического потенциала системы. В данном типе процессов энергия системызатрачивается на совершение электрической работы, где: n – суммарное количество электронов, перемещенных от восстановителя на окислитель,F– постоянная Фарадея. Реакция возможна только в том случае, если ΔG<0, а т.к. ΔG= -А, то, зная значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, можно рассчитать возможность самопроизвольного протекания того или иного окислительно-восстановительного процесса.
Выводы по теме:
1. Любой окислительно-восстановительный процесс всегда сопровождается изменением степени окисления элементов, которая у восстановителя повышается, а у окислителя понижается.
2. В любом окислительно-восстановительном процессе всегда соблюдается материальный и электронный баланс.
3. Возможность протекания окислительно-восстановительного процесса и его направленность зависит от разности потенциалов окислителя и восстановителя, процесс всегда протекает в сторону понижения потенциала окислителя.
Вопросы для самопроверки:
1. Указать, какие из следующих реакций являются окислительно-восстановительными:
а) ;
б) ;
в) .
2. Какие из приведенных реакций относятся к процессам диспропорционирования?
а) ;
б) ;
в) ;
г) .
3. До каких продуктов может быть окислена вода?
а) до ; б) до; в) до 2ОН‾.
4. Водный раствор обладает восстановительными свойствами. Какие из перечисленных ионов можно восстановить этим раствором?
а) ; б); в).
5. На раствор сульфата меди (II) действуют хлоридом калия или иодидом калия. В каких случаях медь (II) будет восстанавливаться до меди (I)?
а) в обоих случаях;
б) при взаимодействии с KCl;
в) при взаимодействии с KI;
г) ни в одном из случаев.
6. Какие из приведенных реакций могут самопроизвольно протекать при действии водного раствора перманганата калия на серебро?
а) ;
б) ;
в) .
7. Какие из приведенных реакций могут самопроизвольно протекать в нейтральном водном растворе?0
а) ;
б) ;
в) .