Міністерство освіти і науки, молоді та спорту

України

Сумський державний університет

Машинобудівний коледж

ОПОРНІ КОНСПЕКТИ

з дисципліни

„Хімія”

для студентів ІІ курсу всіх форм навчання спеціальностей:

5.05050302 „Технологія обробки матеріалів на верстатах і автоматичних лініях”,

5.05050311 „Хімічне і нафтове машинобудування”,

5.05040201 „Ливарне виробництво чорних і кольорових металів і сплавів”

2011 р.

Опорні конспекти розроблені викладачами дисципліни „Хімія” Пальмовою І.О. та Хроленко І.А.

Розглянуто і затверджено цикловою комісією природничо-математичних дисциплін

Протокол № від „ ” _________ 2011р.

ЗМІСТ

РОЗДІЛ 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ ХІМІЇ. ХІМІЧНИЙ ЗВ'ЯЗОК. 6

Тема 1.1. Основні закони хімії 6

1. Закон збереження маси речовини 6

Тема 1.2. Будова атома 8

1. Сучасні уявлення про будову атома. * 8

Тема 1.3. Будова речовин 11

1. Основні положення атомно-молекулярного вчення. 11

Тема 1.4. Періодичний закон і періодична система Д.І. Менделєєва 13

1. Періодичний закон. 13

Тема 1.5. Хімічний зв'язок. 15

1. Поняття про хімічний зв'язок. Типи хімічного зв’язку. 15

Тема 1.6. Міжмолекулярна взаємодія. Типи кристалічних ґраток. 18

РОЗДІЛ 2. ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ. 19

Тема 2.1. Реакції іонного обміну 19

Тема 2.2. Окисно-відновні реакції 21

Тема 2.3. Енергетика хімічних реакцій 23

Тема 2.4. Хімічна кінетика 25

Тема 2.5. Хімічна рівновага 27

РОЗДІЛ 3. ДИСПЕРСНІ СИСТЕМИ. РОЗЧИНИ. КОМПЛЕКСНІ РЕЧОВИНИ. 30

Тема 3.1. Дисперсні системи 30

Тема 3.2. Розчини і розчинність 34

1. Розчин, його склад. 34

Тема 3.3. Розчини електролітів. Електролітична дисоціація. 37

Тема 3.4. Гідроліз солей. 39

Тема 3.5. Комплексні речовини 41

1. Координаційна теорія Вернера. * 41

РОЗДІЛ 4. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОХІМІЇ. 44

Тема 4.1. Електрохімічні процеси. Електродні потенціали і електрорушійна сила. 44

1. Електрохімія. Поняття про електроди. 44

Тема 4.2. Електроліз 47

1. Поняття про електроліз. 47

Тема 4.3. Корозія металів 49

1. Корозія металів. Види корозії. 49

РОЗДІЛ 5. МЕТАЛИ ТА МАТЕРІАЛИ 53

Тема 5.1. Метали та їх сплави 53

1. Загальні властивості металів. 53

Тема 5.2. Одержання металів 56

1. Добування металів з руд. * 56

Тема 5.3. Магній і берилій. 58

1. Положення в ПС і будова атома. 58

Тема 5.4. Алюміній і титан 60

1. Положення в ПС і будова атома. 60

Тема 5.5. Ванадій, хром і марганець 63

1. Положення в ПС і будова атома. 63

Тема 5.6. Залізо, кобальт, нікель і мідь 65

1. Положення в ПС і будова атома. 65

Тема 5.7. Цинк, галій, олово і свинець 68

1. Положення в ПС і будова атома. 68

Тема 5.8. Інструментальні й абразивні матеріали 70

1. Бор і його сполуки.* 70

Рівні засвоєння навчального матеріалу:

• перший рівень – початковий – відповідь студента при відтворенні навчального матеріалу – елементарна, фрагментарна, зумовлюється початковими уявленнями про предмет вивчення;

• другий рівень – середній – студент відтворює основний навчальний матеріал, здатний розв’язувати завдання за зразком, володіє елементарними вміннями навчальної діяльності (*);

• третій рівень – достатній – студент знає істотні ознаки понять, явищ, закономірностей зв’язків між ними, а також самостійно застосовує знання в стандартних ситуаціях, володіє розумовими операціями (аналізом, абстрагуванням, узагальненням тощо), уміє робити висновки, виправляти допущені помилки; відповідь повна, правильна, логічна, обґрунтована, хоча їй бракує власних суджень (**);

• четвертий рівень – високий – знання студента є глибокими, міцними, узагальненими, системними; студент уміє застосовувати знання творчо, його навчальна діяльність має дослідницький характер, позначена вмінням самостійно оцінювати різноманітні життєві ситуації, явища, факти, виявляє і відстоює особисту позицію (***).

Розділ 1. Основні поняття та закони хімії. Хімічний зв'язок. Тема 1.1. Основні закони хімії

План

1. Закон збереження маси речовини

2. Закон сталості складу

3. Закон кратних відношень

4. Закон об’ємних відношень газів

5. Закон Авогадро та наслідки з закону

6. Закон еквівалентів **

1. До основних законів хімії належать:

• закон збереження маси речовини (Ломоносов М.В., 1748р., Лавуазьє 1789р.)

• закон сталості складу (Ж. Пруст, 1797р.)

• закон кратних відношень (Дальтон, 1803р.)

• закон об’ємних відношень (Гей-Люссак, 1802р.)

• закон Авогадро (1811р.)

• закон еквівалентів

Закон збереження маси речовини:

Маса речовин, що вступила в реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися в результаті реакції.

Маса реагентів = масі продуктів реакції

Цей закон використовується при розставлянні коефіцієнтів в рівняннях реакцій, при розв’язуванні задач за рівняннями хімічних реакцій

2. Закон сталості складу:

Речовини з молекулярною структурою мають сталий якісний і кількісний склад незалежно від способу їх добування.

Цей закон дає можливість складати хімічні формули речовин та проводити за ними розрахунки.

3. Закон кратних відношень:

Якщо два елементи утворюють один з одним кілька хімічних сполук, то маси одного з елементів, які припадають у цих сполуках на ту саму масу другого, відносяться між собою як невеликі цілі числа.

Приклад: СО і СО₂ містять на 12 г Карбону 16 і 32г Оксигену відповідно, тобто маси Оксигену, що припадають на одну й ту саму масу Карбону відносяться один до одного як 1:2.

Цей закон підтвердив атомну теорію будови речовин, він безпосередньо свідчить про те, що елементи входять до складу сполук лише певними порціями.

4. Закон об’ємних відношень газів:

Об’єми газів, що вступають в реакцію, відносяться один до одного і до об’ємів газоподібних продуктів реакції, що утворилися, як невеликі цілі числа.

Приклад: 2Н₂ + О₂ → 2Н₂О(г)

V(Н₂) : V(О₂) : V(Н₂О) = 2:1:2

Цей закон дає можливість розв’язувати задачі за рівняннями реакцій за участю газоподібних речовин.

5. Закон Авогадро:

У рівних об’ємах будь-яких газів, взятих при однаковій температурі і однаковому тиску, міститься однакове число молекул.

1 моль 1 моль 1 моль

Наслідки:

1) Однакове число молекул будь-яких газів за однакових умов займають однаковий об’єм.

2) Об’єм 1 моль будь-якого газу за нормальних умов завжди дорівнює 22,4л.

Цей закон дає можливість розв’язувати розрахункові задачі за участю газоподібних речовин за нормальних умов.

6. Із закону сталості складу виходить, що елементи сполучаються один з одним точно визначених кількісних співвідношеннях. Тому в хімію було введено поняття еквівалента й еквівалентної маси («рівноцінний»)

Еквівалент елемента – така кількість елемента, що сполучається з 1 молем атомів Гідрогену або заміщає ту саму кількість атомів Гідрогену в хімічних реакціях. Пр.: НCl (1), H₂S (1/2), NH₃ (1/3).

Маса 1 еквівалента елемента називається його еквівалентною масою.

Пр.: еквівалентна маса хлору, сульфуру та нітрогену відповідно дорівнює 34,45 г/моль, 32/2 = 16 г/моль; 14/3 = 4,67 г/моль

Закон еквівалентів:

Речовини взаємодіють одна з одною у кількостях, пропорційних їхнім еквівалентам.

При розв’язуванні деяких задач зручніше користуватися іншим формулюванням закону еквівалентів:

Маси (об’єми) реагуючих одна з одною речовин пропорційні їхнім еквівалентним масам(об’ємам).