Министерство образования и науки Российской Федерации
ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Е. Р. Андросюк, И. В. Лавникова,
О. О. Тужиков, Р. Б. Гаджиев
Лабораторный практикум
И контрольные задания
По общей химии
Учебное пособие
Волгоград
УДК 54 (076)
Рецензенты:
профессор кафедры криминалистической техники
Волгоградской академии МВД РФ, канд. хим. наук, доцент Кочубей А. В.,
заведующий кафедрой водоснабжения и водоотведения
Волгоградского государственного архитектурно-строительного
университета доктор техн. наук, профессор Е. В. Москвичева
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета
Андросюк, Е.Р.
Лабораторный практикум и контрольные задания по общей химии:
учебное пособие / Е.Р. Андросюк, И.В. Лавникова, О.О. Тужиков, Р.Б.Гаджиев. – Волгоград, ИУНЛ ВолгГТУ, 2015. – 150 с.
isbn 978-5-9948-0623-4
Пособие включает краткий теоретический материал по основным разделам общей химии, представленный в удобной для восприятия форме – в виде таблиц и схем, описание лабораторных работ, примеры решения типовых задач, контрольные задания для самостоятельной работы студентов и индивидуальные семестровые задания. Пособие может быть использовано в учебном процессе для студентов всех форм обучения и всех направлений, изучающих дисциплину «Общая и неорганическая химия» («Общая химия», «Химия») в качестве лабораторного практикума, для текущего контроля и самостоятельной работы.
Ил. 6. Табл. 14. Библиогр.: 5 назв.
isbn 978-5-9948-0623-4 © Волгоградский государственный
Технический университет, 2014
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введение | ||
| Раздел 1. | Правила работы и основное оборудование химической лаборатории | |
| Раздел 2. | Основные понятия и законы химии | |
| Лабораторная работа № 1. Определение эквивалентной и мольной массы металла | ||
| Контрольные задания по теме «Основные законы химии» | ||
| Раздел 3. | Строение атома. Химическая связь | |
| 3.1. | Строение атома. Основные понятия и определения | |
| 3.2. | Периодическая система элементов Д.И. Менделеева | |
| 3.3. | Типы химической связи и ее свойства | |
| Контрольные задания по теме «Строение атома. Химическая связь» | ||
| Раздел 4. | Растворы. Способы выражения количественных соотношений между компонентами системы | |
| Лабораторная работа № 2. Приготовление растворов | ||
| Контрольные задания по теме «Приготовление растворов» | ||
| Раздел 5. | Энергетика химических процессов | |
| Лабораторная работа № 3. Энергетика химических и фазовых превращений | ||
| Контрольные задания по теме «Энергетика химических процессов» | ||
| Раздел 6. | Химическая кинетика. Химическое равновесие | |
| Лабораторная работа № 4. Кинетика химических реакций и химическое равновесие | ||
| Контрольные задания по теме «Химическая кинетика. Химическое равновесие» | ||
| Раздел 7. | Электролитическая диссоциация. Водородный показатель. Гидролиз солей | |
| Лабораторная работа № 5. Водородный показатель среды. Гидролиз солей | ||
| Контрольные задания по теме «Водородный показатель. Гидролиз солей» | ||
| Раздел 8. | Окислительно-восстановительные реакции | |
| Лабораторная работа № 6. Окислительно-восстановительные реакции | ||
| Контрольные задания по теме «Окислительно-восстановительные реакции» | ||
| Раздел 9. | Электрохимические процессы | |
| 9.1. | Гальванический элемент | |
| 9.2. | Направление протекания окислительно-восстановительных реакций | |
| 9.3. | Электролиз | |
| 9.4. | Коррозия металлов | |
| Лабораторная работа № 7. Электрохимия: химические источники электрической энергии, электролиз, электрохимическая коррозия | ||
| 9.5. | Общие свойства металлов | |
| Лабораторная работа № 8. Окислительно-восстановительные реакции с участием металлов | ||
| Контрольные задания по теме «Электрохимические процессы» | ||
| Раздел 10. | Комплексные соединения | |
| Лабораторная работа № 9. Комплексные соединения | ||
| Контрольные задания по теме «Комплексные соединения» | ||
| Приложения |
введенИЕ
«Химия» является дисциплиной математического и естественнонаучного цикла (базовая часть). Целью преподавания дисциплины является изучение основных понятий и законов химии, закономерностей протекания химических процессов, а также закомство с методами химических исследований. Вместе с другими дисциплинами математического и естественнонаучного цикла, химия призвана вырабатывать у студентов умение многосторонне изучать объекты и процессы с использованием основных законов естественнонаучных дисциплин, а также развивать у будущих специалистов способности оценивать последствия своей деятельности с точки зрения их значения для окружающей среды и общества.
В настоящем пособии авторы обобщили многолетний опыт работы коллектива кафедры общей и неорганической химии ВолгГТУ по преподаванию дисциплины “Химия”. Добавлены некоторые лабораторные работы, выполняемые на современном оборудовании, полученном вузом в рамках программы стратегического развития (см. раздел 5).
В первом разделе пособия приведены правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении лабораторных работ, а также описано основное оборудование химической лаборатории. Остальные разделы начинаются с краткого изложения теоретического материала, далее идет описание лабораторной работы, приводятся примеры решения типовых задач различной сложности. В заключение каждого раздела приводятся индивидуальные домашние задания, позволяющие осуществить контроль, как со стороны преподавателя, так и самоконтроль самими студентами качества освоения пройденного материала.
В приложениях содержится справочный материал, необходимый при выполнении лабораторных работ и контрольных заданий.
Раздел 1.
правила работы и основное
оборудование химической лаборатории
Общие правила техники безопасности
При работе в лаборатории соблюдайте максимальную осторожность и следующие правила.
Работать следует аккуратно, тщательно, без излишней торопливости. У каждого студента в лаборатории должно быть свое постоянное место, которое нельзя загромождать лишними предметами: портфелями, сумками и прочим. Работать желательно в халате.
Прежде чем приступить к выполнению эксперимента по данной теме, необходимо тщательно изучить методику его проведения по методическим разработкам кафедры или по рекомендованному преподавателем лабораторному практикуму. Нельзя проводить никаких дополнительных экспериментов без разрешения преподавателя.
Опыты с ядовитыми, агрессивными и неприятно пахнущими веществами проводятся в вытяжном шкафу.
В лаборатории нельзя ничего пробовать на вкус, нюхать вещества следует, направляя пары к себе движением руки.
При нагревании жидкости в пробирке ее держат отверстием в сторону от себя и от людей, находящихся рядом. Нельзя приближать лицо к сосуду, в котором нагревается жидкость, так как при разбрызгивании она может попасть на лицо.
Выпаривать кислоты, аммиачные растворы, жидкости, содержащие сероводород, хлор, бром и другие вещества, образующие газы, необходимо в вытяжном шкафу.
Следует тотчас же убирать все пролитое, разбитое и просыпанное на столах или на полу в лаборатории. Ядовитые и едкие жидкости набираются в пипетку с помощью резиновой груши.
Запрещается производить какие-либо работы с легковоспламеняющимися веществами вблизи огня.
Сухие щелочи берутся только щипцами или шпателем, а при их измельчении необходимо надеть очки.
При приготовлении растворов кислот льют кислоту в воду, а не наоборот, вследствие возможного разбрызгивания жидкости.
В целях противопожарной безопасности химическая лаборатория снабжена огнетушителем, ящиком с песком и листовым асбестом, совком и кошмой. В каждой лаборатории обязательно имеется аптечка.
При попадании на кожу концентрированной кислоты обожженное место промывают большим количеством воды, а затем 2 % раствором бикарбоната натрия NaHCO3. При попадании на кожу концентрированной щелочи обожженное место промывается большим количеством воды, а затем 2 % раствором борной или уксусной кислот. При попадании брызг кислоты или щелочи на слизистую оболочку глаз необходимо немедленно промыть глаза большим количеством воды, после чего обратиться к врачу.
При порезах стеклом рану дезинфицируют раствором перманганата калия или спиртом, смазывают йодом и перевязывают бинтом.
При попадании отравляющих газов (хлора, брома, сероводорода, оксида углерода (II), природного газа) в дыхательные пути пострадавшего необходимо вывести на свежий воздух, а в более тяжелых случаях немедленно обратиться к врачу.
Химическая посуда
При выполнении работ в химической лаборатории используют химическую посуду и приборы.
Посуда необходима для проведения опытов, а также для хранения в ней жидкостей и твердых веществ. Химическая лабораторная посуда должна быть устойчивой к действию химических реагентов, без особых трудностей отмыться от загрязнений. Чаще всего химическая посуда изготавливается из стекла. Используются и другие материалы: кварцевое стекло, фарфор, полимерные материалы (полиэтилен, фторопласт и др.).
При проведении экспериментов чаще всего используется следующая посуда (рис. 1):
- посуда общего назначения, или немерная посуда: пробирки, стаканы, колбы (плоскодонные, круглодонные, конические), воронки для переливания и фильтрования жидкостей, делительные воронки, склянки и др.;
- мерная посуда – химическая посуда, которая имеет точную градуировку, например: пипетки – для отбора жидкостей, бюретки – для измерения точных объёмов жидкости, мерные колбы — для отмеривания и хранения определённых объёмов жидкостей, мерные мензурки и цилиндры;
- посуда специального назначения – эксикаторы – для медленного высушивания и сохранения веществ, трубки различной формы (например, хлоркальциевые U-образные), аппарат Киппа – для получения лабораторных количеств газов (CO2, H2S и др.),
Для нагревания в химической лаборатории пользуются спиртовыми и газовыми горелками. Подставкой для пробирок и для закрепления лабораторного оборудования служат химические штативы различной формы.
Посуда, в которой проводятся опыты, должна была чистой. После проведения опытов следует помыть посуду и привести рабочее место в порядок.
Химические пробирки
|
Химические стаканы
|  Колбы
плоскодонная круглодонная коническая
плоскодонная
|
Мерный цилиндр
|
Пипетки
простая градуированная
|
Бюретки
|
Промывалка
|
Химические воронки
|
U-образная хлоркальциевая трубка
|
Эксикатор
|
Штатив лабораторный химический
|
Спиртовая горелка
|
Аппарат Киппа
|
Рис. 1.1. Химическая посуда
Раздел 2