- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Оглавление
- •Аннотация учебно-методического комплекса дисциплины «Химия»
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Школа естественных наук двфу
- •Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд)
- •180100.62 – Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры Форма подготовки (очная)
- •Оборотная сторона титульного листа рпуд
- •Введение
- •1. Цели освоения дисциплины
- •2. Место дисциплины в структуре ооп бакалавриата
- •3. Начальные требования к освоению дисциплины
- •3А. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
- •4. Структура и содержание дисциплины
- •Краткое содержание лекционного курса
- •1. Строение вещества
- •2. Химическая термодинамика, энергетика процесса, кинетика и химическое равновесие
- •3. Жидкие системы – растворы
- •4. Окислительно-восстановительные процессы
- •5. Конструкционные материалы
- •5. Образовательные технологии
- •Самостоятельной работы студента (срс)
- •6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
- •1. Основная литература:
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •7. Материально-техническое обеспечение и электронные средства обучения, иллюстрационный материал, специализированное и лабораторное оборудование
- •8. Текущий и итоговый контроль
- •Перечень типовых экзаменационных вопросов
- •9. Рейтинговая оценка по дисциплине
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Тема 2. Основные понятия и законы химии
- •Раздел 2. Строение атома и химическая связь (6 часов)
- •Тема 1. Строение атома, периодический закон д.И. Менделеева
- •Тема 2. Химическая связь
- •Раздел 1 Межмолекулярное взаимодействие (6 часов)
- •Тема 1. Межмолекулярное взаимодействие
- •Тема 2. Агрегатные состояния вещества
- •Раздел 1. Химическая термодинамика (18 часов)
- •Тема 1. I и II закон термодинамики
- •Раздел 2. Химическая кинетика (18 часов)
- •Тема 1. Кинетика химических процессов и химическое равновесие
- •Раздел 1. Общие сведения о растворах (12 часов)
- •Тема 1. Физико-химические свойства растворов
- •Выводы по теме:
- •1. Растоворы – сложные системы, состоящие из растворителя, растворенных веществ и продуктов их взаимодействия.
- •Тема 2. Растворы электролитов
- •Выводы по теме:
- •Раздел 2. Дисперсные системы (8 часов)
- •Тема 1. Коллоидные растворы
- •Раздел 1. Окислительно–восстановительные процессы (6 часов)
- •Тема 1. Окислительно–восстановительные реакции
- •Раздел 2. Гетерогенные окислительно-востановительные процессы (12 часов)
- •Тема 1. I род электродных процессов. Электродные процессы и электродвижущие силы в гальванических элементах.
- •Тема 2. Электролиз
- •Тема 3. Коррозия и защита металлов
- •Раздел 1. Высокомолекулярные соединения (8 часов)
- •Тема 1. Полимерные материалы
- •1. Основная литература:
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Школа естественных наук материалы лабораторных занятий
- •180100.62 – Кораблестроение, океанотехника и системотехникаобъектов морской инфраструктуры
- •Лабораторная работа №1 Определение молярной массы эквивалента металла
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №2 Комплексные соединения
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №3 Определение теплового эффекта реакции нейтрализации
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №4 Химическая кинетика
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа №5 Гидролиз солей
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 6 Коллоидные растворы
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 7 Электрохимические процессы
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 8 Коррозия металлов
- •Экспериментальная часть
- •Опыт 4. Ингибиторная защита металла от коррозии в кислой среде
- •Лабораторная работа № 9 Общие свойства металлов
- •Экспериментальная часть
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •2.Закон эквивалентов
- •Элементы химической термодинамики
- •Химическая кинетика
- •Модуль 4. Растворы Способы выражения состава растворов
- •Равновесия в растворах электролитов
- •Коллигативные свойства растворов
- •Модуль 5. Основы электрохимии
- •1. Основная литература:
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •II. Строение атома. Периодическая система
- •III. Химическая связь
- •IV. Химическая термодинамика
- •V. Химическая кинетика и равновесие
- •VI. Растворы неэлектролитов
- •VII. Растворы электролитов
- •VIII. Ионообменные реакции
- •3. Какие пары ионов могут быть использованы при составлении молекулярного уравнения, которому отвечает ионное уравнение
- •IX. Дисперсные системы и поверхностные явления
- •X. Окислительно-восстановительные процессы
- •XI. Электрохимические процессы
- •XII. Коррозия
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •2. Дополнительная литература:
- •3. Справочная литература:
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Школа естественных наук глоссарий
- •180100.62 – Кораблестроение, океанотехника и системотехникаобъектов морской инфраструктуры
- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Константы диссоциации слабых оснований
- •Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых систем в водных растворах при 25 с
- •Потенциалы металлов
- •Произведение растворимости веществ в воде
- •Термодинамические константы некоторых веществ и ионов
Тема 2. Электролиз
Цели, задачи:
На фактическом уровне получения знаний:
1. Электролиз, как окислительно-восстановительный процесс;
2. Катод и анод, их поляризация от внешнего источника, характер процессов и их последовательность;
3. Явление поляризации электродов и ее разновидности;
4. Количественные законы электролиза;
5. Прикладное значение электрохимических процессов.
На операционном уровне получения знаний:
Обучить студента:
1. Характеризовать электрохимическую систему;
2. Использовать значения окислительно-восстановительных потенциалов для решения вопроса о характере анодных и катодных процессов;
3. Описывать уравнение реакций анодного окисления и катодного восстановления с учетом явления поляризации;
4. Использовать законы Фарадея и выход по току для количественных расчетов.
На аналитическом уровне получения знаний:
1. Используя значения стандартных электродных потенциалов, определять окислитель, восстанавливающийся катодным током, и восстановитель, окисляющийся анодным током;
2. Описывать уравнения электродных реакций. Анализируя систему, формировать при необходимости вторичные продукты электролиза и приводить общие уравнения реакции;
3. Использовать законы Фарадея и выхода по току, определять массы первичных и вторичных продуктов.
Фактический материал:
I. Электролизом называется окислительно-восстановительный процесс на электродах при протекании элекетрического тока от внешнего источника Э.Д.С. через раствор или расплав электролитов. В процессе электролиза электрическая энергия преобразуется в химическую, для совокупного окислительно-востановительного процесса ΔG>0.
II. Правила катодного восстановления и анодного окисления. Особенности электролиза с активным анодом.
III. Потенциал разложения, перенапряжение при электролизе, вызванное явлением поляризации электродов, т.е. сдвигом значения потенциала катода в отрицательную область, а анода в положительную. Поляризационные процессы классифицируются: а) концентрационная поляризация, возникающая за счет изменения концентраций ионов в приэлектродном слое; б) электро-химическая, вызванная изменением природы поверхности электродов в результате процесса.
IV. Количественные законы электролиза, I и II закон Фарадея, физический смысл постоянной Фарадея.
Повышенный расход электричества в реальных процессах характеризуется с помощью выхода по току.
V. Процессы электролиза используется в таких областях промышленности как: а) химическая (получение щелочей и газов, органический синтез и др.); б) металлургия (получение химически агрессивных металлов, в том числе и алюминия, получение металлов высокой чистоты, т.е. электрорафинирование металлов) в) гальванотехника ( гальваностегия и гальванопластика).
Особая область использования электрохимических процессов – это производство и эксплуатация химических источников электрического тока (ХИЭТ). Классификация ХИЭТ : а) однократного использования – гальванические элементы (сухие или наливные батареи); б) многократного использования – аккумуляторы (кислотные и щелочные); в) топливные элементы , работающие по принципу холодного горения.
Выводы по теме:
1. Электролиз – совокупность процессов, протекающих под действием постоянного электрического тока через систему, состоящую из электродов и электролита.
2. Катод – электронно-избыточный электрод, на котором восстанавливаются окислители электролита с наибольшим потенциалом. Анод – электронно-недостаточный электрод, под действием анодного тока окисляется восстановитель с наименьшим значением потенциала.
3. При наличии нескольких электролитов электролизу подвергается вещество с наименьшим потенциалом разложения.
4. В процессе электролиза формируются как первичные, так и вторичные продукты.
5. Реальные электрохимические процессы, как в гальванических элементах, так и при электролизе существенно отличаются от равновесных вследствие процессов поляризации.
6. Количественно электролиз описывается законами Фарадея и выходом по току.
7. Процесс электролиза используется в технике.
Вопросы для самопроверки:
1. Составить уравнение процессов, протекающих при электролизе расплавов NaOHиNiCl2 cинертными электродами.
2. Составить схемы электролиза водного раствора хлорида цинка, если а) анод – цинковый; б) анод – угольный.
3. Имеется раствор, содержащий KClиCu(NO3)2. Предложить наиболее простой способ получения практически чистогоKNO3
4. При электролизе раствора CuCl2на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Найти массу меди выделившейся на катоде.
5. При электролизе водного раствора Cr2(SO4)3током силой 2 А масса катода увеличилась на 8г. В течение какого времени проводили электролиз?
6. При прохождении через раствор соли трёхвалентного металла тока силой 1,5 А в течение 30 минут на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислить малярную массу атома металла.
7. Вычислить массу серебра, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 6 А через раствор нитрата серебра в течение 30 минут при выходе по току 80%.