- •Міністерство оcвіти і науки, молоді та спорту україни
- •Черкаський національний університет
- •Імені богдана хмельницького
- •Загальна хімія
- •Тема 1. Основні поняття та закони хімії . . . . . . . . 34
- •Тема 2. Періодичний закон −
- •Тема 3. Основні класи та
- •Тема 4. Типи хімічного зв’язку . . . . . . . . . . . . 80
- •Тема 5. Термохімія та термодинаміка . . . . . . . . . 91
- •Тема 6. Кінетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
- •Тема 7. Розчини . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
- •Тема 8. Окисно-відновні реакції . . . . . . . . . . . 124
- •Тема 9. Електрохімічні процеси . . . . . . . . . . . 129
- •Витяг з навчального плану
- •Положення про модульно-рейтингову систему оцінювання знань студентів спеціальності Фізика з дисципліни “Загальна хімія”
- •Розподіл змісту навчального матеріалу по модулях
- •Модульно-рейтиногова система вивчення дисципліни “Загальна хімія” для студентів спеціальності Фізика
- •Розбалування виконуваних студентами навчальних робіт з дисципліни “Загальна хімія”
- •Розподіл навчальної роботи студента у відповідності до модульно-рейтинговій системи вивчення дисципліни “Загальна хімія”
- •Методичні вказівки до виконання поза- аудиторної самостійної роботи студента з дисципліни “Загальна хімія”
- •Робота з підручником
- •Опрацювання лекційного матеріалу
- •Розв’язання задач
- •Підготовка до лабораторних занять
- •Методичні вказівки до лабораторних занять Лабораторне заняття № 1
- •Лабораторне заняття № 2
- •Лабораторне заняття № 3
- •Лабораторне заняття № 4
- •Методична розробка
- •Лабораторне заняття № 5
- •Звітування за самостійне вивчення навчального матеріалу
- •Вправи та задачі для самостійного розв’язання з теми “Основні поняття та закони хімії”:
- •Вправи та задачі для самостійного розв’язання з теми “Розчини електролітів”:
- •Теоретичний матеріал
- •Тема 1 основні поняття та закони хімії
- •1.1. Атомно-молекулярне вчення
- •1.2. Основні поняття хімії
- •Відносна атомна маса
- •Закон збереження маси та енергії
- •Закон постійності складу
- •Закон еквівалентів
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Тема 2 періодичний закон − як основа хімічної систематики
- •2.3. Структура періодичної системи
- •2.4. Енергетичні характеристики атомів
- •Споріднення до електрона
- •2.5. Радіуси атомів
- •Вправи і задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •3.2. Оксиди
- •Розчинність оксидів у воді
- •Хімічні властивості оксидів
- •3.3. Гідроксиди
- •Хімічні властивості
- •3.5. Генезис неорганічних сполук
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Тема 4 типи хімічного зв’язку
- •4.1. Ковалентний зв’язок. Метод валентних зв’язків
- •4.2. Механізми утворення ковалентного зв’язку
- •4.3. Характеристики ковалентного зв’язку Насиченість ковалентного зв’язку
- •4.5. Водневий зв’язок
- •4.6. Металічний зв’язок
- •Вправи і задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Р озв’язок:
- •Тема 5 термохімія та термодинаміка
- •5.1. Основні поняття хімічної термодинаміки
- •5.2. Екзо- і ендотермічні реакції
- •5.3. Напрямленість хімічних процесів
- •Запитання для самоконтролю
- •Задача з розв’язком
- •Розв’язок:
- •Тема 6 кінетика
- •6.1. Швидкість хімічної реакції
- •6.2. Молекулярність і порядок реакції
- •6.3. Складні процеси. Паралельні, послідовні, спряжені та ланцюгові реакції
- •6.4. Оборотні реакції. Хімічна рівновага
- •6.5. Поняття про каталіз
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Тема 7 розчини
- •7.1. Способи вираження концентрації розчинів
- •7.2. Процес утворення розчинів
- •7.3. Добуток розчинності
- •7.5. Теорія електролітичної дисоціації
- •7.8. Водневий показник рН. Індикатори
- •Запитання для самоконтролю
- •Задачі з розв’язками
- •20 Г (50%) −− 30 г (0%, тобто води) або 2 : 3.
- •Тема 8 окисно-відновні реакції
- •8.1. Типові окисники
- •8.3. Правила запису та урівнювання окисно-відновних реакцій
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи з поясненнями
- •Р озв’язок:
- •Тема 9 електрохімічні процеси
- •Кількісні характеристики електролізу
- •Запитання для самоконтролю
- •Вправи та задачі з розв’язками
- •Розв’язок:
- •Розв’язок:
- •Загальні схеми хімічних властивостей більшості представників основних класів неорганічних сполук
- •1. Взаємодія сульфатної кислоти (н2sо4) з металами
- •2. Взаємодія нітратної кислоти (нnо3) з металами
- •3. Несолетворні (або індиферентні) оксиди
- •4 . Поведінка основних окисників у різних середовищах
- •5. Взаємодія металів з водними розчинами солей в “Електрохімічному ряді напруг” метали розташовані так (див. Табл. 2):
- •6. Правило Бертолє−Михайленка
- •Правила запису та урівнювання окисно-відновних реакцій
- •Перелік простих речовин та сполук, які вступають у хімічні реакції
- •Графічні формули оксидів, гідроксидів, кислотних гідроксидів та середніх солей
- •Найуживаніші формули та аналітичні вирази правил і законів, що використовуються при розв’язуванні задач з хімії
- •Константа рівноваги (гомогенна система)
- •Розчинність основ, кислот і солей у воді. Відносні молекулярні маси речовин
- •Визначення типів оксидів та відповідних гідроксидів
1. Взаємодія сульфатної кислоти (н2sо4) з металами
а) Сульфатна кислота (Н2SО4) розбавлена взаємодіє з
металами, які стоять у “Електрохімічному ряді напруг” до Гідроґену з утворенням солі та водню.
б) Сульфатна кислота (Н2SО4) концентрована взаємодіє з усіма металами, з утворенням солі, води та третього сірковмісного продукту, яким може бути або сірководень, або сульфур(ІV) оксид, або вільна сірка.
*
*Записувати
рівняння реакції взаємодії між металами
типічних металічних елементів (елементи
голових підгруп І та ІІ групи, крім
маґнію та берилію), їхніми оксидами та
будь-якою кислотою (крім
нітратної)
є
некоректним!
2. Взаємодія нітратної кислоти (нnо3) з металами
А) Нітратна кислота концентрована
а) внаслідок пасивації нітратна кислота концентрована не діє на такі метали: Fe, Cr, A1, Pt, Au, Ir, Ta;
б) при взаємодії лужних і лужноземельних металів з нітратною кислотою концентрованою утворюються такі продукти: сіль, вода і Нітроген(І) оксид;
в) при взаємодії концентрованої нітратної кислоти з іншими металами утворюються такі продукти: сіль, вода і нітроген(ІV) оксид.
Б) Нітратна кислота розбавлена
а) внаслідок пасивації нітратна кислота розбавлена не діє на такі метали: Pt, Au, Ir, Ta;
б) при взаємодії лужних і лужноземельних металів, оловом і залізом та нітратною розбавленою кислотою утворюються такі продукти: сіль, вода і азот, або амоніак, або амоній нітрат (у випадку дуже розбавленої кислоти);
в) при взаємодії інших металів з розбавленою нітратною кислотою утворюються такі продукти: сіль, вода та нітроген(ІІ) оксид.
3. Несолетворні (або індиферентні) оксиди
Несолетворні (або індиферентні) оксиди це оксиди, які можуть вступати в реакції тільки доокиснення; вони не взаємодіють з водою, кислотами, основами, солями та металами. Приклади несолетворних (або індиферентних) оксидів: СО (карбон(ІІ) оксид), NО (нітроген(ІІ) оксид), N2О (нітроґен(І) оксид), SіО (силіцій(ІІ) оксид), SО (сульфур(ІІ) оксид).
4 . Поведінка основних окисників у різних середовищах
А) MnSO4 (безбарвний розчин)
фіоле-
товий розчин
К2MnO4 (зелений розчин)
+3
Б
Н1+
солі
хромо-
вих кислот
(жовтий або
оранжевий колір)
+3
Н2О
Cr(VІ)
Cr(OH)3
(брудно-зелений
осад)
ОН1−
+3
+3
Cr(OH)3 + KOH KCrO2 + H2O
яскраво-зелений
розчин
5. Взаємодія металів з водними розчинами солей в “Електрохімічному ряді напруг” метали розташовані так (див. Табл. 2):
більш активні (за здатністю вступати в хімічні реакції) розта-шовані вище ;
менш активні (за здатністю вступати в хімічні реакції) − нижче.
6. Правило Бертолє−Михайленка
Реакції йонного обміну в розчинах електролітів проходять у напрямку зв’язування йонів, тобто в напрямку утворення осадів, газів та малодисоційованих сполук (найчастіше такою сполукою є вода). (! При написанні рівнянь реакцій за цим правилом обов’язково треба користуватися табл. 3).
Запам’ятайте !!
1. Поводження манґанат-іону в різних середовищах:
MnSO4 (безбарвний)
KMnO4 MnO2 (бурий)
К2MnO4 (зелений)
2. а) У розчинах Сr(VI) існує рівновага:
+6
+6
2 Cr2O72− + H2O 2CrO42− + 2H1+
дихромат-іон хромат-іон
стійкий при стійкий при
рН < 7 pH > 7
Застосувавши принцип Ле Шательє легко встановити, що в кислому середовищі стійким є Сr2O72−-іон, у лужному − СrO42−.
б) Поводження хрому(VІ) в різних середовищах:
2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O
Cr(VІ) Cr(OH)3
Cr(OH)3 + KOH = KCrO2 + 2H2O
3. Нітратна кислота HNO3 виступає окисником за рахунок NO31−-іону, тому при взаємодії HNO3 з металами водень ніколи не виділяється. HNO3 може відновлюватись до таких сполук:
H NO3 ® NO2 ® N2O3 ® NO ® N2O ® N2 ® NH3
Процес відновлення йде глибше за умов:
а) наростання активності металу;
б) наростання розбавленості кислоти.
Нітратна кислота концентрована пасивує такі метали: залізо, алюміній, хром, а також не вступає у взаємодію з благородними металами.
4
+1
+2
о
о
Zn + H2SO4 розб.= ZnSO4 + H2
К
+2
+4
CuSO4 + SO2 + H2O
о
+6
+2
+2
о
−2
CuSO4 + H2S + H2O
Концентрована сульфатна кислота не реагує з залізом та свинцем, бо пасивує їх.
