- •«Национальный исследовательский
- •130101 «Прикладная геология»
- •130102 «Технология геологической разведки»
- •022000 «Экология и природопользование»
- •1.1. Цели преподаваемой дисциплины
- •2.2.1. Строение атомов
- •1.2. Задачи изложения и изучения дисциплины
- •2. Содержание теоретического раздела дисциплины
- •2.1. Введение. Основные понятия и законы химии
- •2.2. Строение вещества
- •2.2.2. Периодическая система элементов и изменение свойств элементов
- •2.2.3. Химическая связь
- •2.2.4. Комплексные соединения
- •2.3. Элементы термодинамики
- •2.3.1. Энергетика химических процессов, химическое сродство и равновесие
- •2.5. Электрохимические процессы
- •2.5.1. Окислительно-восстановительные реакции
- •2.5.2. Химические источники электрического тока
- •2.5.3. Электролиз
- •2.5.4. Коррозия и защита металлов
- •2.6. Специальные вопросы химии
- •2.6.1. Химия воды
- •3. Содержание практического раздела дисциплины
- •3.1. Тематика практических занятий
- •3.2. Перечень лабораторных работ
- •4. Элементы теории и вопросы для самопроверки по темам курса. Предисловие
- •1. Химические формулы. Валентность
- •2. Номенклатура
- •3. Классификация неорганических соединений
- •Г идроксиды
- •4. Структурные формулы
- •Тема 1. Атомно-молекулярное учение
- •1.2. Газовые законы
- •1.3. Определение молекулярных масс веществ
- •1.4. Эквивалент. Эквивалентные массы.
- •Тема 1. Атомно-молекулярное учение и стехиометрия
- •Тема 2. Строение атома
- •2.1. Корпускулярно-волновое описание движения электрона в атоме
- •2.2 Волновая теория строения атома.
- •2.3. Квантовые числа
- •Заполнение атомных орбиталей электронами
- •2.5. Периодическая система и изменение свойств элементов
- •1) При заполнении уровня и подуровня устойчивость электронной конфигурации возрастает и
- •2) Особой устойчивостью обладают заполненные (s2, p6, d10, f14) и наполовину заполненные (p3, d5, f7) конфигурации.
- •Тема 2. Строение атома
- •Тема 3. Химическая связь
- •3.1. Метод валентных связей (вс)
- •Приведённым схемам вс соответствуют структурные формулы (сф) (рис. 3.3), на которых связывающие электронные пары изображают чёрточками (валентная черта), а несвязывающие электроны – точками.
- •3.2. Метод молекулярных орбиталей (мо)
- •3.3. Теории металлической связи
- •3.4. Межмолекулярные взаимодействия
- •3.5. Кристаллические решетки
- •Тема 3. Химическая связь
- •3.6. Комплексные соединения
- •3.6.1. Определения, составные части и классификация
- •3.6.2. Равновесие в растворах комплексных соединений
- •3.6.3. Изомерия комплексных соединений
- •3.6.4. Химическая связь в комплексных соединениях
- •Тема 4. Элементы термодинамики
- •4.1. Основные понятия и определения
- •4.2. Тепловые эффекты химических реакций
- •Термохимические уравнения
- •4.2.2. Термохимические расчеты.
- •4.3. Направление химических реакций
- •4.3.1. Энтропия
- •4.3.2 Энтальпийный и энтропийный факторы.
- •Тема 4. Химическая термодинамика
- •Тема 5. Химическое равновесие
- •5.1. Химическое равновесие
- •5.2. Константа равновесия
- •Например, для обратимой реакции
- •5.3. Свободная энергия и константа равновесия
- •5.4. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье
- •Напоминаем, что в выражение константы равновесия гетерогенной реакции входят только концентрации газообразных веществ, так как концентрации твердых веществ остаются, как правило, постоянными.
- •Тема 5. Химическое равновесие
- •Тема 6. Химическая кинетика
- •6.1. Основные понятия и представления
- •6.2. Зависимость скорости химической реакции
- •6.3. Зависимость скорости от температуры
- •6.4. Катализ
- •Тема 6. Химическая кинетика
- •Тема 7. Концентрация растворов
- •7.1. Способы выражения концентрации растворов
- •Тема 7. Концентрация растворов
- •Тема8. Растворы
- •8.1. Свойства разбавленных растворов неэлектролитов
- •8.2. Растворы электролитов
- •8.2.1. Диссоциация кислот, оснований и солей
- •8.2.2. Свойства разбавленных растворов электролитов
- •8.2.3. Ионные реакции
- •8.2.4. Электролитическая диссоциация воды.
- •8.2.5. Гидролиз солей
- •Тема 8. Свойства растворов
- •Реакции в растворах электролитов
- •Тема 9. Окислительно-восстановительные реакции
- •9.1. Уравнивание овр
- •9.2. Типы окислительно-восстановительных реакций
- •9.3. Эквиваленты окислителя и восстановителя
- •Тема 9. Окислительно-восстановительные реакции
- •Тема 10 .Электрохимические процессы
- •10.1. Химические источники электрической энергии
- •10.2. Электролиз
- •10.3. Количественные законы электролиза
- •2. При прохождении одного и того же количества электричества через раствор или расплав электролита массы (объемы) веществ, выделившихся на электродах, прямо пропорциональны их химическим эквивалентам.
- •10.4. Коррозия металлов
- •Тема 10. Электрохимические процессы
- •Контрольные задания
- •1. Закон эквивалентов. Газовые законы
- •2. Строение атома
- •Периодическое изменение свойств элементов
- •3. Химическая связь
- •4. Энергетика химических реакций
- •Свободная энергия, энтропия. Направление химических реакций
- •Химическое равновесие. Смещение химического равновесия
- •6. Химическая кинетика
- •7. Концентрация растворов
- •8. Свойства разбавленных растворов неэлектролитов
- •Обменные реакции в растворах электролитов
- •Гидролиз солей
- •9. Окислительно-восстановительные реакции
- •10. Электрохимические процессы
- •Электролиз
- •Коррозия металлов
- •Комплексные соединения
- •Жесткость воды
- •Химия элементов
- •Тема 1. Атомно-молекулярное учение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
- •Тема 2. Строение атома. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .37
- •Тема 3. Химическая связь. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
- •Тема 4. Элементы термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
- •Тема 5. Химическое равновесие. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 89
- •Тема 6. Химическая кинетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .97
- •Тема 7. Концентрация растворов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 104
- •Тема8. Растворы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
- •Тема 9. Окислительно-восстановительные реакции. . . . .126
- •Тема 10. Электрохимические процессы. . . . . .. . . . . . . . . . . . . .132
2.5. Электрохимические процессы
2.5.1. Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительные процессы: определение, природа, типы окислительно-восстановительных реакций. Составление уравнений реакций (метод баланса степеней окисления). Окислительно-восстановительные эквиваленты.
2.5.2. Химические источники электрического тока
Понятие об электродных потенциалах, их связь с энергией Гиббса. Гальванические элементы и определение направления окислительно-восстановительных процессов. Электродвижущая сила и ее измерение. Стандартный водородный электрод и водородная шкала потенциалов. Уравнение Нернста.
Кинетика электродных процессов. Поляризация и перенапряжение. Концентрационная и электрохимическая поляризация. Топливные элементы.
2.5.3. Электролиз
Электролиз. Реакции на электродах. Последовательность электродных процессов. Электролиз растворов. Выход по току. Электролиз с нерастворимыми и растворимыми анодами. Законы Фарадея. Практическое применение электролиза: получение и рафинирование металлов, нанесение гальванических покрытий. Получение водорода, кислорода и других продуктов. Аккумуляторы.
2.5.4. Коррозия и защита металлов
Основные виды коррозии. Вред, наносимый коррозией народному хозяйству. Классификация коррозионных процессов. Химическая коррозия металлов. Электрохимическая коррозия металлов.
Методы защиты от коррозии. Изыскание коррозионностойких материалов. Изоляция металлов от агрессивной среды; защитные покрытия. Электрохимические методы защиты (протекторная, катодная и анодная защита). Изменение свойств коррозионной среды; ингибиторы коррозии. Экономическое значение защиты металлов от коррозии.
2.6. Специальные вопросы химии
2.6.1. Химия воды
Строение молекул, физические свойства воды. Химические свойства воды. Состав природных вод. Действие природной воды на металлические конструкции. Жесткость воды. Методы умягчения воды. Коллоидные вещества природных вод и их удаление. Катионирование, анионирование и химическое обессоливание природных вод.
Химия - наука экспериментально-теоретическая. Поэтому для глубокого изучения химии в программе предусматривается проведение лабораторных работ обязательный элемент учебного процесса и практических (семинарских) занятий. Их перечень дан в программе. Следует при этом учитывать, что лишь часть из них будет выполнена под непосредственным руководством преподавателя во время лабораторно-экзаменационной сессии. При прохождении лабораторного практикума студентами приобретаются навыки самостоятельного проведения химического эксперимента. Программа предусматривает дальнейшее углубление современных представлений в области химии. Эти знания необходимы для решения экологических, сырьевых и энергетических проблем, стоящих перед обществом.
3. Содержание практического раздела дисциплины
3.1. Тематика практических занятий
-
1
Атомно-молекулярное учение
2 ч
2
Строение атома
2 ч
3
Химическая связь
2 ч
4
Термохимические расчеты. Равновесие
2 ч
5
Химическая кинетика
2 ч
6
Способы выражения концентрации
растворов
2 ч
7
Свойства растворов
2 ч
8
Электрохимические процессы
2 ч
Для глубокого изучения химии как науки, основанной на эксперименте, необходимо выполнить лабораторный практикум – обязательный элемент учебного процесса. Это развивает у студента навыки научного экспериментирования, исследовательский подход к изучению предмета, логическое химическое мышление. Студенты выполняют лабораторный практикум в период сессии.