3. Растворы. Электрохимические процессы

3.1. Растворы

Дисперсные системы. Их классификация. Растворы. Типы растворов. Способы выражения концентрации растворов. Растворы электролитов и неэлектролитов. Водные растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Равновесия в растворах электролитов. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Ионные реакции в растворах. Гидролиз солей.

3.2. Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимия

Окислительно-восстановительные реакции. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Электрохимические процессы. Гальванические элементы. ЭДС гальванического элемента и ее измерение. Понятия об электродных потенциалах. Электродные потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов. Уравнение Нернста. Оценка направленности окислительно-восстановительных реакций. Электролиз. Последовательность электродных процессов. Выход по току. Электролиз с нерастворимыми и растворимыми анодами. Практическое значение электролиза.

3.3. Коррозия и защита металлов и сплавов от коррозии.

Коррозия. Определение и классификация коррозионных процессов. Химическая коррозия. Электрохимическая коррозия. Оценка направленности коррозионного процесса. Методы защиты металлов от коррозии: легирование, электрохимическая защита, защитные покрытия. Изменение свойств коррозионной среды. Ингибиторы коррозии.

4. Специальные разделы химии

4.1. Химия комплексных соединений

Комплексные соединения. Их классификация и номенклатура. Строение комплексных соединений. Методы получения комплексных соединений и их химические свойства. Диссоциация комплексных соединений.

4.2. Химия металлов

Металлы. Физические и химические свойства металлов. Методы получения металлов. Металлические сплавы и композиты. Химия s-металлов. Химия некоторых p-металлов. Химия d-металлов IV-VIII групп периодической таблицы. Химия d-элементов I и II группы периодической таблицы.

4.3. Химия неметаллических элементов

Неметаллы и полуметаллы. Зависимость свойств неметаллов от их положения в периодической таблице Д.И. Менделеева. Бор и его соединения. Элементы VI и VII групп и их соединения.

4.4. Элементы органической химии. Органические полимерные материалы

Строение, классификация и свойства органических соединений. Углеводороды и их производные. Кремний-органические соединения. Состав и свойства органического топлива. Термохимия топлива. Твердое топливо и его переработка. Жидкое и газообразное топливо. Понятие о физико-химических процессах горения топлива. Химия смазочно-охлаждающих средств, применяемых при обработке металлов и сплавов. Физико-химические свойства и механизм воздействия рабочих сред гидравлических систем. Химия полимеров. Методы получения полимеров. Зависимость свойств полимеров от состава и структуры. Химия полимерных конструкционных материалов. Химия композиционных материалов. Полимерные покрытия и клеи. Химия полимерных диэлектриков. Химия полимерных проводников.

5. Химия и охрана окружающей среды

Технический прогресс и экологические проблемы. Продукты горения топлива – загрязнители окружающей среды. Проблема парникового эффекта и кислотных дождей. Альтернативные источники энергии. Принципы создания малоотходных технологий. Загрязнители водного бассейна. Проблемы и методы очистки сточных вод. Создание замкнутых водооборотных систем. Твердые отходы, проблемы и методы их утилизации.

I. Контрольные задания

Каждый студент в течение межсессионного периода (семестра) выполняет две письменные контрольные работы. Вариант заданий по этим контрольным работам соответствует двум последним цифрам студенческого билета. Например, если номер студенческого билета 73843, то ему соответствует вариант № 43. Варианты для второй контрольной работы и соответствующие им задания представлены в конце данного пособия.

Контрольная работа № 2

1. Растворы

Растворы - это гомогенные системы переменного состава, состоящие из двух или более компонентов. Любой раствор состоит из растворённого вещества и растворителя.

Растворитель - это компонент, который в растворе находится в том же агрегатном состоянии, что и до растворения. Например, в водном растворе глюкозы растворителем является вода, а глюкоза - растворённое вещество.

Способы выражения концентрации растворов

Концентрация является важной характеристикой раствора: она определяет относительное содержание компонентов в растворе.

Используются различные способы выражения концентрации растворов.

Молярная концентрация - это количество вещества, содержащееся в одном литре раствора (моль/л):

,

где: - количество вещества Х (моль);

V(р-ра) - объём раствора (л).

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация) - это число молей эквивалентов вещества, содержащихся в одном литре раствора (моль/л):

,

где: - количество вещества эквивалентов (моль);

- фактор эквивалентности;

V(р-ра) - объём раствора (л).

Моляльная концентрация - это количество вещества, содержащееся в одном килограмме растворителя (моль/кг):

,

где: - количество вещества Х (моль);

m (р-ля) - масса растворителя (кг).

Массовая доля равна отношению массы растворённого вещества к массе раствора (безразмерная величина):

,

где: т (Х) - масса растворенного вещества (г);

т (р-ра) - масса раствора (г).

Молярная доля равна отношению количества растворённого вещества к общему количеству веществ в растворе (безразмерная величина):

,

где: п (Х) - количество растворенного вещества (моль);

- общее количество вещества всех компонентов раствора.