- •«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. Гетерогенные окислительно-востановительные процессы (12 часов)
Тема 1. I род электродных процессов. Электродные процессы и электродвижущие силы в гальванических элементах.
Цели, задачи:
На фактическом уровне получения знаний:
1. Предмет изучения электрохимии. Электродный потенциал металла, механизм его возникновения, способы измерения и зависимость от температуры и концентрации ионов. Ряд стандартных электродных потенциалов Н.Н. Бекетова, его использования в электрохимии.
2. Гальванический элемент как химический источник тока. Принципиальная схема. Анод и катод как проводники первого рода, анодный и катодный процессы в гальваническом элементе. Функции внешней и внутренней цепей.
3. Определение работы гальванического элемента.
На операционном уровне получения знаний:
Обучить студента:
1. Использовать ряд стандартных электронных потенциалов Бекетова;
2. Использовать уравнение Нернста для электродного потенциала и расчета величины работы гальванического элемента;
3. Описывать уравнения электродных реакций для гальванических элементов и аккумуляторов;
4. Определять работу гальванического элемента с использованием энергии Гиббса;
5. Характеризовать принцип работы концентрационного элемента.
На аналитическом уровне получения знаний:
Обучить студента:
1. Определять анодную и катодную области, используя значения стандартных и равновесных электродных потенциалов;
2. Определять направление перемещения электронов во внешней цепи;
3. Составлять гальванические элементы, как с использованием различных металлов так и концентрационные. Характеризовать работу аккумулятора;
4. Приводить формулу электрохимической цепи в ионной форме;
5. Определять Э.Д.С. электрохимической цепи как с помощью энергии Гиббса, так и на основании электродных потенциалов.
Фактический материал:
I. Электрохимия как наука, изучающая взаимопревращения химической и электрической энергии. Два рода проводников электрического тока: а) с электронным типом проводимости; б) с ионным типом проводимости.
II. Электродный потенциал (φ, В), механизм его возникновения. Стандартный водородный электрод. Способы измерения электродного потенциала, его зависимость от различных факторов, выражаемая уравнением Нернста, где- концентрации окисленной и восстановленной формы электрохимической системы, соответственно. По восстановительной способности все металлы характеризуются значениями стандартных электродных потенциалов, систематизированных Н. Н. Бекетовым по снижению восстановительной активности.
III. Гальванические элементы как устройства, в которых происходит превращение химической энергии самопроизвольно протекающих окислительно-восстановительных реакций в электрическую. Устройство, принцип действия и Э.Д.С (Е, В) как разность электродных потенциалов катода и анода Е =.
Электрохимическая запись гальванического элемента Якоби-Даниэля анод (-)Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(+) катод; электродные процессы:
а) на аноде:
б) на катоде:
Работа обратимого гальванического элемента соответствует изменению энергии Гиббса для данной окислительно-восстановительной реакции
∆ G0 = -nF.
Выводы по теме:
1. На границе металл – водный раствор соли металла, всегда возникает скачек потенциала, величина и знак которого зависят от природы металла, от концентрации раствора и температуры процесса.
2. Все металлы по их восстановительной способности располагаются в ряд стандартных электродных потенциалов Бекетова.
3. Используя любые два металла можно составить гальванический элемент как источник электроэнергии.
4. Э.Д.С. гальванического элемента будет тем больше, чем более различными по природе являются металлы, его составляющие.
Вопросы для самопроверки:
1. Гальванический элемент состоит из металлического цинка, погруженного в 0,1 М раствор нитрата цинка, и металлического свинца, погруженного в 0,02 М раствор нитрата свинца. Вычислить Э.Д.С. элемента, написать уравнение электродных процессов, составить электрохимическую цепь.
2. Вычислить потенциал серебряного электрода в насыщенном растворе AgBr( Пр = 6∙10-13), содержащем кроме того, 0,1 моль/л бромида калия.
3. Вычислить активность ионов H+ в растворе, в котором потенциал водородного электрода равен – 82 мВ.
4. Определить Э.Д.С. гальванического элемента
Ag|AgNO3(0,001М)||Ag NO3 (0,1М)|Ag
В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи?
5. Составить схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь служила бы катодом, а в другом – анодом. Написать уравнение реакций, происходящих при работе этих элементов, и вычислить значение стандартных Э.Д.С.
6. Рассчитать электродные потенциалы магния в растворе его соли при концентрациях иона Mg2+0,1; 0,01 и 0,001 моль/л.