Методические рекомендации для студентов
Дисциплина: Общая и неорганическая химия
Направление: 240100 «Химическая технология»
Форма обучения: очная
Методические указания для студентов по изучению основных разделов химии.
Объем изучаемого материала включает в себя основные вопросы общей химии и химии металлов.
Студентам, прежде всего, необходимо тщательно ознакомиться с содержанием Методических указаний по химии (автор Шиманович И.Л.).
Изучение курса следует начинать с проработки теоретического материала по информационным источникам: конспекты лекций, учебник (в качестве основного рекомендовано учебное пособие Н.Г Коржукова «Общая и неорганическая химия» - М.:•МИСИС•ИНФРА-М, 2004).
1. Первая тема «Основные законы и понятия химии». Изучите гл.1, §§ 1.1-1.4 и усвойте основные понятия – атом, молекула, ион, моль, эквивалент, абсолютная и относительная атомная масса, абсолютная и относительная молекулярная масса, молярная масса; основные стехиометрические законы химии – закон сохранения массы, закон постоянства состава вещества, закон Авогадро, закон эквивалентов. Ознакомьтесь с решением типовых задач по данной теме в заключение гл.1 и в примерах Методических указаний (стр. 15-19) и после этого приступайте к выполнению первого задания к.р. (№№ 1-20).
2. «Строение атома и Периодическая система химических элементов» - гл.7, §§ 7.1-7.5. Изучите квантово-механическую модель атома, электронное строение атома, квантовые числа, уясните принципы заполнения атомных орбиталей электронами (принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Гунда, правило Клечковского). Определите причины периодичности свойств элементов (атомный радиус, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность) и уясните смысл Периодического закона. Внимательно разберите решения заданий к гл.7, а также примеры Методических указаний (стр. 21-25 и 28-30). Выполните контрольные задания по данной теме (№№ 21-40 и 41-60).
|
|
3. «Химическая связь и строение молекул» - гл. 8, §§ 8.1-8.3. Уясните основные характеристики и механизмы образования ковалентной, ионной, металлической связей. Разберитесь в сущности методов описания химической связи: метода валентных связей и метода молекулярных орбиталей (разбор примера 3, стр.34 Методических указаний поможет Вам в этом). Если теоретический материал изучен, выполните контрольное задание (№№ 62-80).
4. «Энергетика химических процессов» - гл. 2 §§ 2.1-2.4 и «Химическое сродство» - гл.3, §§ 3.1-3.6. Для выполнения контрольных заданий (№№ 81-100, 101-120) изучите основные понятия термодинамики: система и классификация систем, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, свободная энергия Гиббса, энтальпия образования химических соединений, стандартное состояние. Термохимические расчеты основаны на законе Гесса и следствиях из закона, поэтому следует уяснить их смысл; понять изменение основных параметров системы при химических превращениях, условия самопроизвольного протекания химических процессов.
5. «Химическая кинетика и равновесие». Изучите главу 4, §§ 4.1-4.5. Ознакомьтесь с основными положениями и законами химической кинетики. Разберитесь, что понимают под скоростью химической реакции, чем определяется скорость в гомогенных и гетерогенных процессах. Выясните, каким образом на скорость химической реакции влияют концентрация реагирующих веществ, температура, катализатор, природа реагирующих веществ и уясните закон действующих масс, правило Вант-Гоффа, механизм действия катализатора. В разделе «Химическое равновесие» важно понять признаки химического равновесия и влияние факторов, смещающих равновесие в сторону прямой или обратной реакций, т.е. действие принципа Ле-Шателье.
|
|
6. «Общие свойства растворов» - гл. 5, §§ 5.1-5.4. Прежде, чем приступать к выполнению контрольных заданий следует изучить теоретический материал (§§ 5.1-5.2) – понять, что называют раствором, как происходит процесс растворения вещества, изучить условия (температура, давление), влияющие на процесс растворения веществ, находящихся в разном агрегатном состоянии. Задания №№ 141-160 - на расчеты концентрации растворов. Для решения данных задач необходимо понять, что понимают под концентрацией раствора и какие способы выражения концентрации используют. Все формулы для расчетов концентрации даны в лекции по данной теме. В выполнении заданий помогут примеры решения типовых задач в гл. 5.
7. №№ 161-180 – задания по теме «Свойства растворов». Изучите §§ 5.3-5.4, определите, какие свойства относят к общим (коллигативным) свойствам растворов и отчего они зависят; уясните, в чем заключается смысл закона Рауля, следствия из закона.
8. «Растворы электролитов» - гл. 6., §§ 6.1-6.6. Прежде всего, следует разобрать вопрос о том, что понимают под электролитической диссоциацией, какие вещества диссоциируют на ионы, какую роль выполняют молекулы воды при диссоциации веществ с ионной, ковалентной полярной связями. Теоретический материал по этой теме включает в себя также понятие о сильном и слабом электролите, которое основано на понятии степени диссоциации; для слабого электролита применимо понятие константы диссоциации; важно понять смысл закона разбавления Оствальда, который показывает зависимость степени диссоциации от концентрации.
|
|
Выполняя контрольные задания №№ 181-200, необходимо использовать таблицу растворимости, которая поможет при написании уравнений реакций ионного обмена.
9. Задания №№ 201-220 на гидролиз солей. Прежде всего, необходимо понять смысл гидролиза, определить соли, которые способны подвергаться гидролизу, понять, как идет гидролиз по катиону и аниону. При написании уравнений гидролиза следует помнить, что гидролиз многозарядных катионов и анионов протекает ступенчато и в основном по первой ступени. А так как гидролиз процесс обратимый, можно смещать равновесие в сторону прямой или обратной реакции, используя различные условия (см. принцип Ле-Шателье).
10. «Окислительно-восстановительные реакции» - гл.9, §§ 9.1-9.6. Основное понятие в данной теме – «степень окисления», ее изменение в результате окислительно-восстановительной реакции у окислителя, у восстановителя. Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций усвоить метод электронного баланса, с помощью которого подбирают коэффициенты в таких уравнениях.
Контрольные задания №№ 221-240 помогут в усвоении данной темы.
11. Раздел «Электрохимия» состоит из 3 частей – гальванический элемент, электролиз и коррозия металлов.
Стандартные электродные потенциалы, устройство и работа гальванического элемента рассматриваются в гл.11, §§ 11.1-11.4. Химические процессы, протекающие при зарядке и разрядке аккумулятора предлагается изучить в гл.38 § 38.4 учебника Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Интеграл-Пресс, 2006. Контрольные задания №№ 241-260 выполняются с применением таблицы стандартных электродных потенциалов металлов.
Теоретический материал по теме «Электролиз» рассматривается в учебнике «Общая химия» Глинка Н.Л. гл.9 § 9.5-9.7. При его изучении обратить внимание на процессы восстановления, протекающие на катоде и окисления – на аноде, понять, восстановление каких окислителей протекает легче на катоде и какие вещества разряжаются легче на аноде. Примеры расчетных задач с решениями приведены в Методических указаниях (Шиманович И.Л.). Расчеты по законам Фарадея и процессы при электролизе растворов электролитов включены в контрольные задания №№ 261-280.
№№ 281-300 включают задания по коррозии металлов. Разбирая данную тему (гл.11, § 11.2 и учебник «Общая химия» Глинка Н.Л., гл.38 § 38.5), обратите внимание на виды коррозии, особенно подробно изучите процессы электрохимической коррозии в кислой среде и в атмосфере.
12. «Комплексные соединения» гл. 12, §§ 12.1-12.6. Прежде чем выполнять контрольные задания №№ 301-320, необходимо познакомиться с основными положениями координационной теории, понять из чего состоят комплексные соединения, чем определяется координационное число, какие частицы являются комплексообразователями, какие – лигандами.
13. Химия элементов изучается по общему плану: строение атомов элементов одной подгруппы (сходство и различие) в зависимости от положения элементов в периодической системе, нахождение в природе, получение, применение, свойства. Важнейшие соединения (оксиды, гидроксиды), их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства.