- •Химия Учебное наглядное пособие
- •Содержание
- •Раздел 1. Основные понятия и законы химии
- •1.1. Атомно-молекулярное учение
- •1.2. Законы химии
- •Закон сохранения массы вещества
- •Способы выражения количества вещества эквивалентов
- •Раздел 2. Классификация неорганических веществ
- •2.1.Оксиды
- •Химические свойства оксидов
- •2.2. Гидроксиды металлов
- •Химические свойства гидроксидов
- •Доказательство амфотерности
- •2.3. Кислоты
- •2.4. Соли
- •Средние кислые основные
- •Получение солей
- •2.5. Комплексные соединения
- •Раздел 3. Растворы
- •3.1. Способы выражения концентрации растворов
- •3.2. Растворы неэлектролитов
- •3.3. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация
- •3.4. Ионно-молекулярные уравнения реакций
- •3.5. Гидролиз
- •Раздел 4. Элекрохимические системы
- •Законы Фарадея
- •4.1. Степень окисления
- •4.2. Окислительно-восстановительные реакции (овр)
- •Направление овр
- •4.3. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
- •4.4. Электродвижущая сила (эдс)
- •Стандартный водородный электрод
- •4.5. Электролиз
- •Электролиз с инертным анодом
- •Электролиз с растворимым анодом
- •4.6. Коррозия и защита металлов от коррозии
- •Защита металлов от коррозии
- •Раздел 5. Периодический закон д.И.Менделеева
- •5.1. Строение атома
- •Состав ядра
- •5.2. Модель состояния электрона в атоме Квантовые числа
- •Возможные значения квантовых чисел
- •5.3.Основные положения строения электронных оболочек атома
- •Ряд последовательного заполнения электронами орбиталей
- •Раздел 6. Химическая связь
- •Раздел 7. Химическая кинетика и равновесие
- •Раздел 8. Химическая термодинамика
- •8.1. Параметры состояния системы
- •8.2. Закон Гесса
- •Раздел 9. Химия элементов
- •Углерод c
- •Физические свойства аллотропных модификаций c
- •Химические свойства с
- •Соединения с
- •Кремний Si
- •Соединения Si
- •Соединения n
- •Соли аммония
- •Особые химические свойства
- •Разложение нитратов: фосфор p
- •Соединения р
- •Халькогены
- •Кислород
- •Соединения s
- •Галогены f, Cl, Br, I хлор Cl2
- •Соединения Cl
- •Подгруппа хрома
- •Хром Cr
- •Подгруппа железа
- •Железо Fe
- •Раздел 10. Органическая химия
- •10.1.Углеводороды Предельные углеводороды. Алканы
- •Непредельные углеводороды. Алкены
- •Диеновые углеводороды
- •Ароматические углеводороды. Ряд бензола. Арены
- •Нефть и ее переработка
- •10.2. Кислородсодержащие органические соединения Спирты
- •Альдегиды
- •Формальдегид
- •Ацетальдегид
- •Поликонденсация
- •Кетоны r – c – r
- •Карбоновые кислоты
- •Определение строения веществ
- •11.1. Методы качественного анализа (реакции обнаружения) Окрашивание пламени (предварительная проба)
- •Реакции осаждения
- •Реакции с выделением газа
- •Качественный элементный анализ
- •Цветные реакции
- •Обнаружения газов
- •Реакции обнаружения органических соединений
- •Индентификация синтетических материалов
- •11.2. Методы количественного анализа Титриметрический анализ (объемный анализ)
- •Кондуктометрическое титрование
- •Потенциометрия
- •Окислительно-восстановительное титрование
- •Комплексонометрия
- •Осадительное титрование
- •Аргентометрия
- •Гравиметрия
- •11.3. Спектроскопические методы анализа
- •Ультрафиолетовая спектроскопия и абсорбционная спектроскопия в видимой области
- •Характерные инфракрасные полосы поглощения
- •Спектроскопия ядерного магнитного резонанса
- •11.4. Дифрактометрический метод анализа
- •Дифракция рентгеновых лучей для определения типа кристаллической решетки
- •Дифракция рентгеновых лучей для определения электронной плотности
- •Раздел 12. Химия окружающей среды Глобальные аспекты
- •Загрязнение окружающей среды
- •Охрана окружающей среды
- •Атмосфера как область окружающей среды
- •Загрязнение воздуха
- •Влияние вредных веществ на окружающую среду
- •Методы очистки воздуха
- •Гидросфера как область окружающей среды
- •Вредные примеси питьевой воды
- •Жёсткость воды
- •Сточные воды
- •Вредные вещества в сточных водах
- •Поступления сточных вод
- •Литосфера как область окружающей среды
- •Удобрения
- •Загрязнение стойкими биоцидами
- •Заражение ядовитыми тяжелыми металлами
- •Методы санации зараженных почв
- •Отходы в окружающей среде
- •Вторичное использование
- •Продовольствие и питание
- •Углеводы в качестве пищевого продукта
- •Жиры в качестве пищевого продукта
- •Протеины как продукт питания
- •Витамины
- •Минеральные вещества
- •Микроэлементы
- •Пищевые добавки
- •Консерванты
- •Раздел 13. Коллоидная химия
- •Адсорбция, ее виды
- •Дисперсные системы
- •Коллоидные растворы
- •Строение коллоидных частиц
- •Приложение а Физико-химические постоянные
- •Групповые названия химических элементов
- •Растворимость веществ в воде при температуре 25 °с
- •Эбуллиоскопические (Кэ) и криоскопические (Ккр) константы некоторых растворителей
- •Произведения растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25 °с
- •Возможные степени окисления элементов
- •Электронное строение атомов в основном состоянии
- •Стандартные термодинамические функции образования
- •Нормальные (стандартные) окислительно-восстановительные потенциалы е0 в водных растворах при 25 0с по отношению к нормальному водородному электроду
- •Рыбалкин Евгений Михайлович Ковалик Ольга Юрьевна химия
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Гравиметрия
Определяемый ион переводится в малорастворимое, поддающееся взвешиванию соединение постоянного состава. В осадок, измеряемый количественно, должно выпадать только одно соединение. Осадок должен быть отделен от раствора, промыт, просушен или прокален до состояния, в котором его состав будет постоянным (весовая форма). |
Ва2+ + SO42– = BaSO4↓ Ca2+ + C2O42– + H2O → CaC2O4·H2O↓ CaCO3 + CO + H2O Выделение (осаждение) определяемых ионов можно производить при помощи электролиза (электрогравиметрический анализ), в особенности при помощи катодного восстановления на платиновых электродах. Сu2+ + 2ē = Cu↓ Определение точной массы проводится вместе с электродом, масса которого определяется заранее. |
11.3. Спектроскопические методы анализа
Взаимодействие между молекулами и электромагнитным излучением. Путем поглощения электромагнитного излучения в молекулы переходят в возбужденное состояние. При этом важную роль играет энергия, т. е. длина волны поглощенного излучения. |
Вид излучения |
Длина волны |
Процесс возбуждения |
Рентгеновы лучи |
0,05-5нм |
Внутренних электронов в атомах и молекулах |
Ультрафиолетовое излучение |
5-400нм |
Внешних электронов в атомах и молекулах |
Видимый свет |
400-700нм |
Внешних электронов в сопряженных π-электронных системах |
Инфракрасное излучение |
700нм-500мк |
Колебаний молекул |
Микроволны |
500мк-30см |
Вращения молекул |
Радиоволны |
>30см |
Спиновых переходов в атомных ядрах (ядерный магнитный резонанс) |
Поглощение излечения позволяет в спектрометрии его измерять и регистрировать. При этом падающее излучение делится на эталонное и измеряемое при одинаковой интенсивности. Измеряемое излучение проходит через пробу; при этом происходит поглощение, изменяется интенсивность. Различия в интенсивности измеряются детектором и записываются на самописце в виде сигнала (пика). Особое значение для выяснения строения имеют: спектроскопия в ультрафиолетовом и видимом диапазонах спектра (ультрафиолетовая спектроскопия и абсорбционная спектроскопия в видимой области), спектроскопия в инфракрасном диапазоне и спектроскопия ядерного магнитного резонанса. |
Ультрафиолетовая спектроскопия и абсорбционная спектроскопия в видимой области
Поглощение электромагнитного излучения из ультрафиолетовой и видимой части спектра; возбуждает переходы электронов в молекулах с занятых на незанятые энергетические уровни. Чем больше разность в энергии между энергетическими уровнями, тем большую энергию, т. е. более короткую длину волны, должно иметь излучение. |
Возбуждаемая связь |
Длина волны (λ) поглощенного излучения |
σ-связь |
5–180 нм (дальняя УФ-область) |
Изолированная π-связь |
180–400 нм (ближняя УФ-область) |
Сопряженные π-связи |
400–700 нм (видимая область) |
Часть молекулы, которая в значительной части определяет поглощение света, называется хромофором. Практическое значение для определения строения органических молекул имеет область от 200 до 700 нм. Поглощение света в сопряженных полиенах: СH3–(CH=CH)n–СH3 | |
Связь |
λмахс, нм |
СН3–(СН=СН)3–СН3 |
275 |
СН3–(СН=СН)4–СН3 |
310 |
СН3–(СН=СН)5–СН3 |
342 |
Количественное измерение. Наряду с положением максимума поглощения для анализа также важно значение экстинкции (ослабления) излучения, т.е. интенсивности его поглощения. В соответствии с законом Ламберта-Бера Е = Lg·I0/I = εcd где E – экстинкция, зависит от концентрации поглощающего вещества; I0 – интенсивность падающего света; I – интенсивность проходящего света; ε – молярный коэффициент экстинкции, см2/моль; с – концентрация, моль/л; d – толщина слоя пробы, см. |
Фотометрия. Использует зависимость экстинкции от концентрации при определенной длине волны для оптического исследования в растворе. Измерение проводится визуально или с помощью фотоэлементов. |
Колориметрия. Позволяет определять концентрацию в видимой части спектра путем визуального сравнения окрашенных растворов с такими же эталонными растворами. |
Инфракрасная спектроскопия. Поглощение электромагнитного излучения из инфракрасной части спектра; возбуждает колебания внутри молекулы. |
Колебания молекул. Процессы в молекуле, при которых изменяется длина связей (валентные колебания) или угол связи (деформационные колебания). Оптическое возбуждение колебаний происходит лишь в том случае, если при колебательном процессе симметрия распределения зарядов изменяется, т. е. возникает колебательный диполь. |
Обработка инфракрасных спектров. Инфракрасные спектры позволяют обнаруживать функциональные группы и характерные связи в молекулах, идентифицировать связи и их частоту, а также количественно определять газы. |