- •Изучаемые вопросы:
- •1. Предмет химии. Значение химии в изучении природы и развитии техники
- •2. Основные количественные законы химии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
- •Лекция 2 (2 ч)
- •Тема 1. Строение вещества. Периодическая система элементов д. И. Менделеева
- •Изучаемые вопросы:
- •1.1. Современная модель строения атома
- •1.2. Квантовые числа
- •Орбитальное квантовое число 0 1 2 3 4
- •1.3. Строение многоэлектронных атомов
- •1.4. Периодические свойства элементов
- •1.5. Периодическая система элементов д. И. Менделеева
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекция 3 (2 ч)
- •Тема 2. Химическая связь и взаимодействия между молекулами
- •Изучаемые вопросы:
- •2.1. Общая характеристика химической связи
- •2.2. Типы химической связи
- •2.3.Типы межмолекулярных взаимодействий
- •2.4. Пространственная структура молекул
- •Число гибридных орбиталей равно числу исходных. При смешении s и р-орбиталей образуется две sp-гибридных орбитали, угол между осями которых равен 180°.
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Вопросы для самостоятельной работы:
- •Литература:
- •Лекция 4 (2 ч)
- •Тема 3. Агрегатное состояние вещества
- •Изучаемые вопросы:
- •3.1. Общая характеристика агрегатного состояния вещества
- •3.2. Газообразное состояние вещества. Законы идеальных газов. Реальные газы
- •3.3. Характеристика жидкого состояния вещества
- •3.4. Характеристика твёрдого состояния
- •Характеристики некоторых веществ
- •3.5. Типы кристаллических решёток
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Вопросы для самостоятельной работы:
- •Литература:
- •Лекции 5-6 (4 ч)
- •Тема 4. Энергетика химических процессов
- •Изучаемые вопросы:
- •4.1. Общие понятия термодинамики
- •4.2. Первый закон (начало) термодинамики. Внутренняя энергия системы. Энтальпия системы
- •4.3. Термохимия. Тепловые эффекты химических реакций
- •4.4. Закон Гесса и следствия из него
- •I путь.
- •II путь.
- •4.5. Основные формулировки второго закона (начала) термодинамики
- •4.6. Принцип работы тепловой машины. Кпд системы
- •4.7. Свободная и связанная энергии. Энтропия системы
- •4.8. Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца и направленность химических реакций
- •Для определения температуры (Тр), выше которой происходит смена знака энергии Гиббса реакции, можно воспользоваться условием
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекции 6-7 (4 ч)
- •Тема 5. Химическая кинетика и катализ
- •Изучаемые вопросы:
- •5.1. Понятие о химической кинетике
- •5.2. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Закон действующих масс
- •5.3. Классификация химических реакций по молекулярности и по порядку
- •5.4. Кинетические уравнения реакци первого и второго порядка
- •Поле интегрирования
- •5.5. Теория активизации молекул. Уравнение Аррениуса
- •5.6. Особенности каталитических реакций. Теории катализа
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекция 9 (2 ч)
- •Тема 6. Химическое равновесие
- •Изучаемые вопросы:
- •6.1. Обратимые и не обратимые реакции. Признаки химического равновесия
- •6.2. Константа химического равновесия
- •6.3. Факторы, влияющие на химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье
- •6.4. Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния воды
- •Правило фаз для воды имеет вид
- •6.5. Понятие о химическом сродстве веществ. Уравнения изотермы, изобары и изохоры химических реакций
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекции 10-12 (6 ч)
- •Тема 7. Растворы. Дисперсные системы
- •Изучаемые вопросы:
- •7.1. Сольватная (гидратная) теория растворения
- •7.2. Общие свойства растворов
- •7.3. Типы жидких растворов. Растворимость
- •7.4. Свойства слабых электролитов
- •7.5. Свойства сильных электролитов
- •7.6. Классификация дисперсных систем
- •7.7. Получение коллоидно-дисперсных систем
- •7.8. Устойчивость коллоидных растворов. Коагуляция. Пептизация
- •7.9. Свойства коллоидно-дисперсных систем
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекция 13 (2ч)
- •Тема 8. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства вещества
- •Изучаемые вопросы:
- •8.1. Особенности обменных процессов
- •8.2. Особенности окислительно-восстановительных процессов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература:
- •Лекции 14-15 (4 ч)
- •Тема 9. Электрохимические системы
- •Изучаемые вопросы:
- •9.4. Электродвижущая сила гальванического элемента.
- •9.1. Общие понятия электрохимии. Проводники первого и второго рода
- •9.2. Понятие об электродном потенциале
- •9.3. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •9.4. Электродвижущая сила гальванического элемента
- •9.5. Классификация электродов
- •9.6. Поляризация и перенапряжение
- •9.7. Электролиз. Законы Фарадея
- •9.8. Коррозия металлов
- •Лекция 16 (2 ч)
- •Тема 10. Органические полимерные материалы
- •10.1. Методы получения полимеров
- •10.2. Строение полимеров
- •10.3. Свойства полимеров
- •10.4. Применение полимеров
- •Литература:
- •Лекция 17 (2 ч)
- •Тема 11. Химическая идентификация и анализ вещества
- •11.1. Качественный анализ вещества
- •Некоторые реагенты для идентификации катионов
- •11.2. Количественный анализ вещества. Химические методы анализа
- •11.3. Инструментальные методы анализа
- •Атомно-эмиссионная спектроскопия – группа методов анализа, основанных на измерении длины волны и интенсивности светового потока, излучаемого возбужденными атомами в газообразном состоянии.
- •Вопросы для самоподготовки:
- •Литература:
Некоторые реагенты для идентификации катионов
|
Реагент |
Формула |
Катион |
Продукт реакции |
|
Ализарин |
C14H6O2(OH)2 |
Al3+ |
Ярко-красный осадок |
|
Бензидин |
C12H8(NH2)2 |
Cr(VI), Mn(VII) |
Соединение синего цвета |
|
Гексагидрооксостибиат калия |
K[Sb(OH)6]
|
Na+ |
Белый осадок
|
|
Гексанитрокобальтат натрия |
Na3Co(NO2)6
|
K+
|
Желтый осадок |
|
Гексацианоферрат (II) калия |
K4[Fe(CN)6] |
Fe3+ Cu2+ |
Темно-синий осадок Красно-бурый осадок |
|
α-Диметилглиоксим |
C4N2H8O2 |
Ni2+, Fe2+, Pd2+ |
Ярко-красный осадок |
|
Дипикриламин |
[С6H2(N02)3]2NH |
K+ |
Оранжево-красный садок |
|
Дитизон в хлороформе |
C13H12N4S |
Zn2+ |
Малиново-красный раствор |
|
Дихромат калия |
K2Cr2O7 |
Ca2+ |
Оранжевый осадок |
|
Магнезон ИРЕА |
C16H10O5N2SClNа |
Mg2+ |
Ярко-красная окраска раствора |
|
Мурексид |
C8H6N6O6 |
Ca2+ Sr2+, Ba2+ |
Раствор красного цвета Раствор фиолетового цвета |
|
Родамин Б |
C24H21O1N2Cl |
[SbCl6]- |
Раствор синего цвета |
|
Хромоген черный |
C20H13O7N3S |
Mg2+ |
Раствор винно-красного цвета |
Идентификация анионов. Анионы обычно классифицируют по растворимости солей, либо по окислительно-восстановительным свойствам. Так многие анионы (SO42-, SO32-, CO32-, SiO32-, F-, PO43-, CrO43- и др.) имеют групповой реагент BaCl2 в нейтральной или слабо кислой среде, так как соли бария и этих анионов мало растворимы в воде. Групповым реагентом в растворе HNO3 на ионы Cl-, Br-, I-, SCN-, CN-, S2-, ClO-, [Fe(CN)6]4- и др. служит AgNO3. Классификация анионов по окислительно-восстановительным свойствам приведена в табл. 10.
Таблица 10.
Классификация анионов
по окислительно-восстановительным свойствам
|
Групповой реагент |
Анионы |
Групповой признак |
|
Восстановители |
||
|
KMnO4 + H2SO4 |
Сl-, Br-, I-, SCN- C2O42-, S2-, SO32-, NO2- |
Обесцвечивание раствора |
|
I2, крахмал + H2SO4 |
S2-, SO32-, S2O32- |
Обесцвечивание раствора |
|
Окислители |
||
|
KI + H2SO4 + (крахмал) |
CrO42-, MnO4-, ClO- ClO3-, NO2-, BrO3- |
Окрашивание раствора |
|
MnCl2 + HClконц |
NO3-, CrO42-, NO2-, ClO3- [Fe (CN)6]3-, ClO-, MnO4- |
Окрашивание раствора |
|
Инертные |
||
|
|
СО32-, SO42-, SiO32-, РО43-, F-, BO2- |
|
Таблица 11.
Некоторые реагенты для идентификации анионов
|
Реагент |
Формула |
Ион |
Продукты реакции |
|
Антипирин, 5 %-ный в H2SO4 |
C6H5C3HON2(CH3)2 |
NO2- |
Раствор ярко-зеленого цвета |
|
Антипирин, 5 %-ный в H2SO4 |
C6H5C3HON2(CH3)2 |
NO3- |
Раствор ярко-красного цвета |
|
Дифениламин в H2SO4 |
(C6Hs)2NH |
NO3- |
Раствор темно-синего цвета |
|
Парамолибдат аммония в HNO3 |
(NH4)6Mо7O24.4H2O |
PO43- |
Желтый осадок |
|
Родоизонат бария |
- |
SO42- |
Обесцвечивание раствора |
Анионы можно обнаружить дробным анализом. Для этого групповой реагент ступенчато приливают к анализируемому раствору, первыми выпадают в осадок соединения с наименьшими значениями ПР. Отдельные ионы могут быть обнаружены с помощью тех или иных специфических реакций или реагентов. Например, при воздействии на анионы CO32- кислотой протекает реакция с выделением пузырьков диоксида углерода:
CO32- + 2H+ H2CO3 H2O + CO2
Как и для катионов, имеются реагенты на те или иные анионы (табл. 11).
Таким образом, химическая идентификация вещества базируется в основном на реакциях осаждения, комплексообразования, окисления и восстановления, нейтрализации, при которых происходит выпадение белого или окрашенного осадка, изменение цвета раствора или выделение газообразных веществ.