- •Пособие по химии
- •Поступающих в Военно-медицинскую академию
- •Предисловие
- •Раздел I. Общая химия
- •Глава 1. Основные понятия и законы химии
- •Обучающие задачи Моль. Молярная масса
- •Расчеты по химическим формулам. Массовая доля. Вывод формул соединений
- •Законы идеальных газов
- •Расчеты по химическим уравнениям
- •1) Из 80 г оксида меди образуется 64 г меди,
- •2) C 80 г оксида меди реагирует 1 моль водорода,
- •56 Г Fe (1 моль) выделяют 2 г h2
- •24 Г Mg (1 моль) выделяют 2 г h2
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 2. Строение атома. Периодический закон и периодическая система д.И. Менделеева
- •2.1. Строение атома
- •2) В случае равных сумм сначала заполняются орбитали с меньшим значением n.
- •2.2. Периодический закон и периодическая система элементов
- •Обучающие задачи
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 3. Химическая связь
- •3.1. Ковалентная связь
- •Обучающие задачи
- •3.2. Ионная связь
- •3.3. Металлическая связь
- •3.4.Водородная связь
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 4. Валентность и степень окисления
- •4.1. Понятие валентности
- •4.2. Степень окисления
- •Обучающие задачи
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 5. Классификация химических реакций
- •Задания для самостоятельной работы
- •Глава 6. Окислительно-восстановительные реакции
- •6.1. Основные понятия и определения
- •6.2. Методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций
- •6.3. Реакции электролиза
- •Обучающие задачи
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 7. Растворы. Теория электролитической диссоциации
- •7.1. Основные понятия
- •7.2. Ионные уравнения реакций
- •Обучающие задачи
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 8. Химическая кинетика
- •8.1. Понятие скорости химической реакции
- •8.2. Влияние концентрации на скорость реакции
- •8.3. Влияние температуры на скорость реакции
- •8.4. Энергия активации
- •8.5. Влияние катализатора на скорость реакции
- •Обучающие задачи
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 9. Химическое равновесие
- •9.1. Понятие о химическом равновесии
- •9.2. Способы смещения химического равновесия
- •Обучающая задача
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 10. Классификация неорганических соединений
- •10.1. Оксиды
- •10.2. Гидроксиды
- •10.2.1. Основания
- •I. Получение щелочей.
- •10.2.2. Кислоты
- •10.2.3. Амфотерные гидроксиды
- •10.3. Соли
- •Обучающие задачи
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Раздел II. Неорганическая химия
- •Часть I. Химия металлов
- •Глава 11. Общая характеристика металлов
- •I. Взаимодействие с неметаллами.
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 12. Химия щелочных металлов
- •I. Взаимодействие с неметаллами.
- •II. Взаимодействие со сложными веществами.
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 13. Химия щелочноземельных металлов
- •13.1. Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы
- •13.2. Кальций
- •Простое вещество
- •I. Взаимодействие с простыми веществами.
- •II. Взаимодействие со сложными веществами.
- •Cоединения кальция
- •Ca(oh)2 - гидроксид кальция(II), гашеная известь
- •Гидрид кальция CaH2 и карбид кальция СаС2
- •13.3. Жесткость воды и способы ее устранения
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 14. Химия алюминия Простое вещество
- •II. Взаимодействие cо сложными веществами.
- •Оксид алюминия Al2o3
- •Гидроксид алюминия Al(oh)3
- •Cоли алюминия
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 15. Химия железа Простое вещество
- •II. Взаимодействие со сложными веществами.
- •Соединения железа(II) Оксид железа(II)
- •Гидроксид железа(II)
- •Соединения железа(III) Оксид железа(III)
- •Гидроксид железа(III)
- •Cоли железа(III)
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 16. Химия хрома и марганца
- •16.1. Хром
- •Простое вещество
- •Cоли хрома(III)
- •Соединения хрома(VI) Оксид хрома(VI), хромовый ангидрид
- •Кислоты и соли хрома(VI)
- •16.2. Марганец
- •Простое вещество
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 17. Химия меди и цинка
- •17.1. Медь
- •Простое вещество
- •I. Взаимодействие с простыми веществами.
- •II. Взаимодействие со сложными веществами.
- •Cоединения меди(I)
- •Соединения меди(II) Оксид меди(II)
- •Гидроксид меди(II)
- •Cоли меди(II)
- •17.2. Цинк
- •Простое вещество
- •Соединения цинка Оксид цинка ZnO
- •Гидроксид цинка Zn(oh)2
- •Соли цинка
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Часть II. Химия неметаллов
- •Глава 18. Химия водорода
- •Простое вещество
- •I. Промышленные способы.
- •II. Лабораторные способы:
- •Соединения водорода
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 19. Химия галогенов
- •19.1. Общая характеристика галогенов
- •Водородные соединения галогенов
- •19.2. Хлор
- •Хлороводород и соляная кислота
- •Кислородные кислоты хлора
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 20. Химия элементов подгруппы кислорода
- •20.1. Общая характеристика элементов подгруппы
- •Кислорода
- •20.2. Кислород
- •Простое вещество о2
- •I. Промышленные методы.
- •Простое вещество о3 (озон)
- •Соединения кислорода (с.О. 1) Пероксиды
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •20.3. Вода
- •II. Окислительно-восстановительные свойства.
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •20.4. Сера
- •Простое вещество
- •Соединения серы Сероводород н2s
- •I. Кислотно-основные свойства.
- •II. Окислительно-восстановительные свойства.
- •Oксид серы(IV), cернистый газ
- •Сернистая кислота h2so3
- •I. Кислотные свойства.
- •II. Окислительно-восстановительные свойства.
- •Оксид серы(VI), cерный газ
- •Серная кислота
- •II. Окислительно-восстановительные свойства.
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 21. Химия элементов подгруппы азота
- •21.1. Общая характеристика элементов подгруппы азота
- •21.2. Азот
- •Простое вещество
- •I. Промышленные способы.
- •II. Лабораторные способы.
- •Соединения азота Аммиак
- •II. Лабораторные способы.
- •I. Кислотно-основные свойства.
- •II. Окислительно-восстановительные свойства.
- •Соли аммония
- •Оксиды азота
- •Азотистая кислота и ее соли
- •Азотная кислота
- •I. Кислотно-основные свойства.
- •II. Окислительно-восстановительные свойства.
- •Соли азотной кислоты
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •21.3. Фосфор
- •Простое вещество
- •Фосфорные кислоты
- •I. В промышленности.
- •II. В лаборатории.
- •Соли ортофосфорной кислоты
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 22. Химия элементов подгруппы углерода
- •22.1 Общая характеристика элементов подгруппы углерода
- •22.2. Углерод
- •Простое вещество
- •Неорганические соединения углерода с отрицательными степенями окисления (карбиды металлов)
- •Оксид углерода(II)
- •Оксид углерода(IV)
- •Угольная кислота
- •Соли угольной кислоты
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •22.3. Кремний
- •Простое вещество
- •I. Промышленный способ:
- •II. Лабораторные способы:
- •Соединения кремния (с.О.4) Водородные соединения (силаны)
- •Оксид кремния(IV)
- •Кремниевые кислоты
- •Cоли кремниевых кислот (силикаты)
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Раздел III. Органическая химия
- •Глава 23. Строение и номенклатура органических соединений
- •23.1 Теория строения органических соединений
- •23.2. Номенклатура органических соединений
- •Задания для самостоятельной подготовки
- •Глава 24. Химия углеводородов
- •24.1. Алканы
- •II. Лабораторные методы.
- •24.2. Циклоалканы
- •24.3. Алкены
- •24.4. Диеновые углеводороды
- •24.5. Алкины
- •24.6. Арены
- •I. Реакции электрофильного замещения.
- •III. Реакции окисления.
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 25. Кислородсодержащие органические соединения
- •25.1. Спирты и фенолы
- •Обучающая задача
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •25.2. Альдегиды. Кетоны
- •I. Реакции присоединения.
- •II. Реакции полимеризации.
- •III. Реакция поликонденсации.
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •25.3. Карбоновые кислоты
- •I. Кислотные свойства.
- •II. Реакции с разрывом связи со (замещение он-группы).
- •III. Реакции с разрывом сн связи у -углеродного атома.
- •Обучающая задача
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •25.4. Сложные эфиры. Жиры
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 26. Химия углеводов
- •26.1. Моносахариды
- •Глюкоза
- •Другие моносахариды
- •26.2. Дисахариды Мальтоза
- •Сахароза
- •26.3. Полисахариды Крахмал
- •Целлюлоза (клетчатка)
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 27. Азотсодержащие органические соединения
- •27.1. Амины
- •27.2. Аминокислоты
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •Глава 28. Гетероциклические соединения. Нуклеиновые кислоты
- •28.1. Гетероциклические соединения
- •Пиридин
- •28.3. Нуклеиновые кислоты
- •Задания для самостоятельной работы
- •Ответы:
- •1. Таблица растворимости
Ответы:
2. 198.8 г Cl2. 3. KCl. 4. 27.2 г. 5. 58.3 г H2, 466.7 г О2. 6. 656.25 мл. 7. 1.13 % CuSO4, 3.08 % H2SO4; 4 г Cu, 1 г O2. 8. 18.4 г. 9. 2.72 % AgNO3, 7.52 % Cu(NO3)2.
Глава 7. Растворы. Теория электролитической диссоциации
7.1. Основные понятия
Растворы - это однородные (гомогенные) системы, состоящие из двух и более компонентов (составных частей) и продуктов их взаимодействия, содержание которых можно изменять в определенных пределах без нарушения однородности. По агрегатному состоянию растворы бывают газообразные, жидкие и твердые.
Количественный состав растворов наиболее часто характеризуется массовой долей растворенного вещества и молярной концентрацией.
Массовая доля растворенного вещества - безразмерная физическая величина, равная отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора:
вещества = mвещества / mpаствора, (11)
где вещества - массовая доля растворенного вещества (в долях единицы или процентах), mвещества - масса растворенного вещества и mpаствора - общая масса раствора. Массовая доля (в %) показывает, сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 г раствора.
Молярная концентрация или молярность - величина, равная отношению количества растворенного вещества к объему раствора:
См(X) = (X) / V (12)
где См(Х) - молярная концентрация частиц Х; (X) - количество вещества частиц Х, содержащихся в растворе; V - объем раствора.
Молярная концентрация показывает, сколько молей растворенного вещества содержится в 1 литре раствора.
Молярная концентрация выражается размерностью моль/л и обозначается, как См или М. Например, 0,01 М KOH - сантимолярный раствор гидроксида калия: 1 л такого раствора содержит 0,01 моль вещества или 0,01 моль.56 г/моль = 0,56 г КОН.
Растворимость - свойство вещества растворяться в воде или другом растворителе. По растворимости вещества делятся на хорошо растворимые, мало растворимые и практически нерастворимые.
Растворимость зависит от природы растворенного вещества и растворителя, а также от температуры и давления (для газов). Это процесс самопроизвольный.
Насыщенный раствор - раствор, находящийся в динамическом равновесии с избытком растворяемого вещества. Количественно растворимость выражается концентрацией насыщенного раствора, под которой понимают максимальное число граммов вещества, растворимое в 100 г растворителя при данной температуре. Это количество называют коэффициентом растворимости или просто растворимостью (L) вещества.
Кристаллогидраты - кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, например, Na2CO3.10H2O. Вода, входящая в состав кристаллогидратов, называется кристаллизационной.
Электролиты - вещества, распадающиеся на ионы в растворах или расплавах и проводящие электрический ток (HСl, NaOH, NaCl и др.). Вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадаются, называются неэлектролитами (N2, CHCl3, CH4 и др.).
Распад электролитов на ионы при растворении их в растворителе называется электролитической диссоциацией.
Основные положения теории электролитической диссоциации (С. Аррениус, Д.И. Менделеев):
1. Диссоциация электролитов происходит под действием полярных молекул растворителя.
2. Диссоциация - обратимый процесс. Параллельно с распадом молекул на ионы протекает процесс соединения ионов в молекулы (ассоци-ация). Диссоциация сильных электролитов практически необратима.
3. Диссоциирующие молекулы распадаются на катионы - положительно заряженные - и анионы - отрицательно заряженные частицы.
4. Суммарный заряд всех катионов равен суммарному заряду всех анионов.
5. Диссоциация многоосновных кислот и многокислотных оснований проходит ступенчато, причем в основном идет по первой ступени.
Степень диссоциации () - это отношение числа распавшихся на ионы молекул (N) к общему числу растворенных молекул (Nо):
= N / Nо (13)
или отношение молярной концентрации продиссоциировавших молекул электролита (Сдис.) к аналитической (взятой по приготовлению) концентрации растворенного вещества (С0):
= Сдис / Со (14)
Cтепень диссоциации выражается в долях единицы или в процентах, зависит от концентрации и температуры. При уменьшении концентрации электролита степень его диссоциации всегда увеличивается.
По степени диссоциации электролиты делятся на сильные, средние и слабые. Сильные электролиты практически полностью распадаются на ионы, у слабых большая часть растворенного вещества находится в форме молекул. К сильным электролитам относятся многие минеральные кислоты (HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4, HClO3, HMnO4), щелочи, почти все растворимые соли.
HCl H + Cl; H2SO4 H + D H + ;
KOH K + OH; K2SO4 2K + ; KHS K + HS D H + S2
Труднорастворимые соли образуют насыщенные растворы. Растворившаяся часть существует в виде ионов.
AgCl D AgClр-р Ag + Сl
К слабым электролитам относятся многие неорганические кислоты, например, HF, H2CO3, H2S, HCN, HClO, H2SiO3, H3BO3, практически все органические кислоты, гидроксид аммония и все нерастворимые гидроксиды. Вода является очень слабым амфотерным электролитом.
HClO D H + ClO; NH4OH D + OH; H2O D H + OH
К средним электролитам относятся, например, H2SO3, H3PO4, HNO2.
H3PO4 D H + D H + D H +