Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

“Алтайский государственный технический университет

имени И.И. Ползунова"

Бийский технологический институт

Т.И. Макрушина, Т.И. Немыкина,

Т.П. Разгоняева

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ

Методические рекомендации по выполнению

лабораторных работ по курсу "ХИМИЯ"

для студентов специальностей 120100, 130400, 190900,

351100, 170600, 060800, 071900, 171200, 17150, 230100

всех форм обучения

Барнаул 2004

УДК 546 (075.5)

Макрушина Т.И., Немыкина Т.И., Разгоняева Т.П. Основные законы химии. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по курсу "Химия".

Алт. гос. тех. ун-т БТИ. – Бийск.

Изд-ство Алт. гос. тех. ун-та, 2004. – 36 с.

Настоящие методические рекомендации содержат сведения по основным стехиометрическим законам химии, методикам экспериментального определения молярной массы эквивалента, а также методические указания по выполнению лабораторной работы «Определение молярной массы эквивалента цинка методом вытеснения водорода из кислоты» и компьютерной обработке полученных экспериментальных данных. Приведены также основные термины и понятия, используемые в современной химии. Для лучшего усвоения материала студентам предложены контрольные вопросы, тестовые задания.

Методические рекомендации предназначены для студентов специальностей 120100 – Технология машиностроения, 130400 – Ра-кетные двигатели, 190900 – Информационно-измерительная техника и технологии, 351100 – Товароведение и экспертиза товаров, 170600 – Машины и аппараты пищевых производств, 060800 – Экономика и управление на предприятии, 071900 – Информационные системы и технологии, 171200 – Автоматизированное производство химических предприятий, 171500 – Высокоэнергетические устройства автоматических систем, 230100 – Эксплуатация и обслуживание транспортных технологических машин и оборудования.

.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры прото-кол № 11 от 15.01.2004 г

Рецензент: к.х.н., доцент кафедры ХТОСА З.В. Орлова

©БТИ Алт.ГТУ, 2004

Введение

Химия изучает химическую форму движения материи, под которой понимают качественное изменение веществ, т.е. превращение одних веществ в другие. При химических процессах происходит обмен атомами между разными веществами, перераспределение электронов между атомами, разрушение одних соединений и возникновение других. В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми химическими и физическими свойствами. Таким образом, химия – это наука о веществах и законах их превращений. Современная химия – это разветвленная система многих наук: общей, неорганической, органической, физической, аналитической химии, электрохимии, биохимии и т.д. В настоящее время известно около 1 млн. неорганических и более 20 млн. органических соединений.

1 Теоретическая часть

1.1 Атомно - молекулярное учение

Все вещества состоят из молекул. Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.

Молекулы состоят из атомов. Атом - наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Различным элементам соответствуют различные атомы.

Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении; между ними существуют силы притяжения и отталкивания.

Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 114 элементов: 89 из них найдены в природе (на Земле), остальные получены искусственным путем. Атомы существуют в свободном состоянии, в соединениях с атомами того же или других элементов, образуя молекулы. Способность атома вступать во взаимодействие с другими атомами и образовывать химические соединения определяется его строением. Атомы состоят из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся вокруг него, образуя электронейтральную систему, которая подчиняется законам, характерным для микросистем.

Атомное ядро - центральная часть атома, состоящая из Z протонов и N нейтронов, в которой сосредоточена основная масса атомов. В состав протонов и нейтронов входят элементарные частицы - кварки.

Заряд ядра - положительный, по величине равен количеству протонов в ядре или электронов в нейтральном атоме и совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе. Сумма протонов и нейтронов атомного ядра называется массовым числом.

A = Z + N.

Изотопы - химические элементы с одинаковыми зарядами ядер, но различными массовыми числами за счет разного числа нейтронов в ядре.

Химическая формула - это условная запись состава вещества с помощью химических знаков (предложены в 1814 г. Й. Берцелиусом) и индексов (индекс - цифра, стоящая справа внизу от символа, обозначает число атомов в молекуле). Химическая формула показывает, в каком соотношении соединены между собой атомы в молекуле.

Cложные вещества -- вещества, которые состоят из молекул, построенных из атомов разных элементов. Примеры: соль, сахар, диоксид углерода, бензин, вода и т.д.

Международная единица атомных масс равна ¹/₁₂ массы изотопа ¹²C - основного изотопа природного углерода.

1 а.е.м = ¹/₁₂ ∙ m (¹²C) = 1,66057 ∙ 10^-27 (кг).

Относительная атомная масса (A_r) - безразмерная величина, равная отношению средней массы атома элемента (с учетом процентного содержания изотопов в природе) к ¹/₁₂ массы атома ¹²C.

Средняя абсолютная масса атома (m) равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.

A_r(Mg) = 24,312

m _(Mg) = 24,312 ∙ 1,66057 ∙ 10^-24 = 4,037 ∙ 10^-27 (кг).

Относительная молекулярная масса (M_r) - безразмерная величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше ¹/₁₂ массы атома углерода ¹²C.

M_г = m_г / (¹/₁₂ m_а(¹²C)),

где m_r - масса молекулы данного вещества;

m_а(¹²C) - масса атома углерода ¹²C.

M_г = Σ A_г(э).

Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех элементов с учетом индексов

Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на а.е.м. Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому при характеристике количества вещества используют специальную единицу измерения - моль.

Моль – количество вещества, содержащего столько реальных частиц, сколько атомов содержится в 12 г изотопа ¹²C.

Молярная масса M(x) – масса одного моля вещества. По абсолютному значению она равна для простых веществ относительной атомной массе A_r (x), для сложных веществ – относительной молекулярной массе M_r (x), но выражена в г/моль или кг/моль.

Примеры записи : M_r (HCL) = 36,46 и M(HCL) = 36,46 г/моль;

A_r (Br) = 79,91 и М (Вr) = 79,91 г/моль.

Реальные частицы – это атомы, молекулы, ионы, электроны, радикалы и т.д.

Условные частицы – это какая-то часть реальной частицы, например, 1/5 молекулы.