- •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
Константа рівноваги (гомогенна система)
для
процесу
аА + bB сС + dD
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Швидкість хімічної реакції [V(ti)] за правилом Вант-Гоффа при підвищенні (a) та пониженні (б) темпeратури:
a)
;
б)
П
ринцип
Ле Шател’є:
(схематичне зображення) напрям напрям
дії фактору зміщення
на систему рівноваги
або
напрям напрям
дії фактору зміщення
на систему рівноваги
“
ОКИСЛИТЕЛЬ – ГРАБИТЕЛЬ”
( +е )
Правило
руки:
«від
себе» – частинка віддає
електрони
«до
себе» – частинка приєднує електрони
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Г
е
A
(–) Zn/ZnSO4 // Cu(NO3)2/Cu K(+)
A (–) Zn – 2e = Zn2+ 1 відновник (ox), процес окиснення
K(+) Cu2+ + 2е = Сu 1 окисник (red), процес відновлення
ЕРСГЕ = Еox – Ered
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Маса розчину: m(Х розч.) = m(Х) + m(Н2О)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Масова частка речовини в розчині:
або
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Молярна концентрація ( с(Х) ) речовини в розчині:
основна
формула
→
, моль/дм3,
де п(Х) – кількість речовини (в моль),
V(Х∙розч.) – об’єм розчину (в дм3);
робоча
формула
→
,
моль/дм3,
де m(Х) –маса речовини (в г),
М(Х) – молярна маса речовини (в г/моль),
V(Х∙розч.) – об’єм розчину (в дм3)
Об’ємна частка газу в суміші («газуватому розчині»):
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Розчинність (г/дм³) речовини в 1 дм3 розчину:
,
г/дм³
або Р(Х) = с(Х)М(Х), г/дм³
Розчинність певної маси речовини в 100 г води:
,
г речовини в 100 г води .
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Густина розчину:
(Хрозч.) =
,
кг/м3, г/дм3, г/см3
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Формула-рівняння розведення розчину речовини (однієї!):
с1(Х)·V1(Х) = c2(Х)·V2(Х)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Зв’язок молярної концентрації з масовою часткою речовини в розчині:
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Ступінь дисоціації електроліту:
=
=
=
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Зміна кольору індикаторів у різних середовищах
Середо- Інди- вище катор |
Н1+ = ОН1– Нейтральне рН=рОН=7 |
Н1+ > ОН1– Кисле pH<7 |
Н1+ < ОН1– Лужне рН>7 |
Лакмус |
Фіолетовий |
червоний |
синій |
Метилоранж |
Оранжевий |
червоний |
жовтий |
Фенолфталеїн |
Безбарвний |
безбарвний |
малиновий |
Універсальний індикатор |
Жовтий |
вишнево-червоний |
синьо-зелений |
Наприклад: NaC1 CuC12 K2SO3
! Що сильне – таке й середовище розчину (через гідроліз)
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Розчини електролітів
Луги – сильні електроліти: LiOH, NaOH, KOH,
RbOH, CsOH, AgOH*,
Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2
Кислоти – сильні електроліти: НС1, НBr, HI, H2SO4,
H2SеO4, HNO3, HMnO4,
H2MnO4, H2CrO4, H2Cr2O7
!!! Решта розчинів гідроксидів та кислот є слабкими електролітами
У повних та скорочених йонно-молекулярних рівняннях на йони НЕ розписуються ОКСИДИ, ГАЗИ, ПРОСТІ РЕЧОВИНИ, НЕРОЗЧИННІ СОЛІ (див. табл. 5).
Масова частка речовини у технічному зразку:
w(%)(X) =
·100
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Маса технічного зразка речовини:
m(Х)техн. = m(Х) + m(дом.)
w(%)(X) + w(%)(дом.) = 100
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Масова частка домішок у технічному зразку речовини:
w(%)(дом.) =
·100
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Практичний вихід речовини від теоретично можливого:
(%)(Х) =
·100
або (%)(Х) =
·100
(тільки для газів!)
ДОВІДНИКОВИЙ МАТЕРІАЛ
Таблиця 1.
Відносна електронегативність елементів
Пе ріо ди |
Групи |
|||||||
І |
ІІ |
ІІІ |
ІV |
V |
VІ |
VІІ |
VІІІ |
|
1 |
Н 2,2 |
|
Не 1,4 |
|||||
2 |
Li 1,0 |
Be 1,5 |
B 2,0 |
C 2,5 |
N 3,0 |
O 3,5 |
F 4,0 |
Ne 1,5 |
3 |
Na 0,9 |
Mg 1,2 |
A1 1,5 |
Si 1,8 |
P 2,1 |
S 2,5 |
C1 3,0 |
Ar 1,8 |
4 |
K 0,8 |
Ca 1,0 |
Sc 1,3 |
Ti 1,5 |
V 1,6 |
Cr 1,6 |
Mn 1,6 |
Fe, Co, Ni 1,8 |
Cu 1,9 |
Zn 1,6 |
Ga 1,6 |
Ge 1,8 |
As 2,0 |
Se 2,4 |
Br 2,8 |
Kr 1,9 |
|
5 |
Rb 0,8 |
Sr 1,0 |
Y 1,3 |
Zr 1,4 |
Nb 1,6 |
Mo 1,8 |
Tc 1,9 |
Ru, Rh, Pd 2,2 |
Ag 1,9 |
Cd 1,7 |
In 1,7 |
Sn 1,8 |
Sb 1,9 |
Te 2,1 |
I 2,5 |
Xe 2,1 |
|
6 |
Cs 0,7 |
Ba 0,9 |
La 1,1 |
Hf 1,3 |
Ta 1,5 |
W 1,7 |
Re 1,9 |
Os, Ir, Pt 2,2 |
Au 2,4 |
Hg 1,9 |
T1 1,8 |
Pb 1,8 |
Bi 1,9 |
Po 2,0 |
At 2,2 |
|
|
7 |
Fr 0,7 |
Ra 0,9 |
Ac 1,1 |
|
|
|
|
|
Таблиця 2.
Константи йонізації деяких кислот і основ
Формула речовини |
Константа йонізації |
|
Формула речовини |
Константа йонізації |
Н3ВО3 |
К1 5,810−10 К2 1,810−13 К3 1,610−14 |
H3PO4 |
К1 7,5210−3 К2 6,3110−8 К3 1,2610−12 |
|
H2SiO3 |
К1 2,210−10 К2 1,610−12 |
H2SO3 |
К1 1,5810−2 К2 6,3110−8 |
|
H2S |
К1 6,010−8 К2 1,010−14 |
H2CO3 |
К1 4,4510−7 К2 4,6910−11 |
|
СН3СООН |
1,7410−5 |
H4ОН |
1,7610−5 |
Таблиця 3.
Добутки розчинності деяких важкорозчинних речовин
Формула Речовини |
Добуток розчинності |
|
Формула Речовини |
Добуток розчинності |
|||||
AgBr AgC1 AgI Ag2CO3 Ag2CrO4 Ag2Cr2O7 Ag3PO4 Ag2S Ag2SO4 A1(OH)3 A1PO4 AuBr3 AuC13 Ba3(PO4)2 BaSO3 BaSO4 Be(OH)2 CaCO3 CaF2 CaSO3 Ca3(PO4)2 CaSO4 Ca(OH)2 Cd(OH)2 Co(OH)2 Co(OH)3 Cr(OH)2 Cr(OH)3 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 |
5,310−13 1,78310−10 8,310−17 8,210−12 1,010−12 1,010−10 1,310−20 6,310−50 2,010−5 1,010−32 5,7510−19 4,010−36 3,210−25 6,0310−39 8,010−7 1,110−10 6,310−22 4,810−9 4,010−11 1,310−8 2,010−29 9,110−6 5,510−6 2,210−14 2,010−15 4,010−45 1,010−17 6,310−31 2,210−20 1,010−15 3,210−38 |
|
FeS FeS2 Hg2CO3 Hg2SO3 Hg2SO4 MgCO3 MgF2 Mg(OH)2 Mg3(PO4)2 Mn(OH)2 MnCO3 Ni(CN)2 Ni(OH)2 NiCO3 PbCl2 PbF2 PbI2 PbCrO4 Pb(OH)2 Pb3(PO4)2 Sn(OH)2 SnS SrCO3 SrCrO4 Sr(OH)2 Sr3(PO4)2 SrSO4 Zn(CN)2 Zn(OH)2 ZnCO3 Zn3(PO4)2 |
5,010−18 6,310−31 8,910−18 1,010−27 6,810−7 2,110−5 6,510−9 6,010−13 1,010−13 1,910−13 1,810−11 3,010−28 2,010−15 1,310−7 1,610−5 2,710−8 1,110−9 1,810−14 1,110−20 7,910−13 6,310−27 1,010−25 1,110−10 3,610−5 3,210−4 1,010−31 3,210−7 2,610−13 7,110−18 1,4510−11 9,110−33 |
|||||
|
и
п
|
Еº, В |
Ме |
|
|
||||
|
−3,05 |
Cs |
|
||||||
|
−3,01 |
Li |
|
||||||
|
−2,93 |
Rb |
|
||||||
|
−2,92 |
K |
|
||||||
|
−2,87 |
Ca |
|
||||||
|
−2,71 |
Na |
|
||||||
|
−2,36 |
Mg |
|
||||||
|
−1,66 |
A1 |
|
||||||
|
−1,63 |
Ti |
|
||||||
|
−1,18 |
Mn |
|
||||||
|
−0,91 |
II Cr |
|
||||||
|
−0,76 |
Zn |
|
||||||
|
−0,74 |
III Cr |
|
||||||
|
−0,44 |
II Fe |
|
||||||
|
−0,40 |
Cd |
|
||||||
|
−0,28 |
Co |
|
||||||
|
−0,25 |
Ni |
|
||||||
|
−0,14 |
Sn |
|
||||||
|
−0,13 |
Pb |
|
||||||
|
0,00 |
H |
|
||||||
|
0,34 |
II Cu |
|
||||||
|
0,52 |
I Cu |
|
||||||
|
0,79 |
I Hg |
|
||||||
|
0,80 |
Ag |
|
||||||
|
0,85 |
II Hg |
|
||||||
|
1,19 |
II Pt |
|
||||||
|
1,50 |
III Au |
|
||||||
|
1,69 |
I Au |
|
||||||
Таблиця 5.

люються
відновні властивості
осилюються
окисні властивості