Федеральное агентство по рыболовству
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет»
(ФГБОУ ВПО «ДАЛЬРЫБВТУЗ»)
Каткова С.А., Бянкина Л.С., Бут И.В., Хальченко И.Г., Конева Е.Л.
ХИМИЯ
методические указания по выполнению лабораторных работ и организации самостоятельной работы для студентов
всех форм обучения
Владивосток
2012
УДК 54 (075.8)
ББК 24 я 73
С 232
Утверждено редакционно-издательским советом Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета
Автор: к.х.н., доцент Каткова С.А., к.х.н., доцент Бянкина Л.С., доцент Бут И.В., ст. препод. Хальченко И.Г., к.т.н., Конева Е.Л.
Рецензент:
Апанасенко О.А. к.х.н., доцент кафедры «Химия» Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета.
Содержание
1. Л/р №1 «Изучение классов неорганических соединений» 4
Задачи для самостоятельной работы 41
2. Л/р №2 «Приготовление раствора кислоты заданной концентрации» 47 Задачи для самостоятельной работы 55
3. Л/р № 3 «Скорость химических реакций и химическое равновесие» 58
Задачи для самостоятельной работы 68
4. Л/р № 4 «Ионно-обменные реакции» 71
Задачи для самостоятельной работы 79
5. Л/р № 5 «Водородный показатель и гидролиз солей» 81
Задачи для самостоятельной работы 90
6. Л/р № 6 «Окислительно-восстановительные реакции» 92
Задачи для самостоятельной работы 102
7. Л/р № 7 «Электрохимическая активность металлов и
гальванический элемент» 107
Задачи для самостоятельной работы 115
Л/р № 8 «Электролиз растворов солей» 117
Задачи для самостоятельной работы 124
9. Л/р № 9 «Коррозия металлов» 127
Задачи для самостоятельной работы 138
10. Л/р № 10 «Химический контроль воды» 141
Задачи для самостоятельной работы 148
11. Л/р 11 «Полимеры» 149
Задачи для самостоятельной работы 164
Лабораторная работа №1 Изучение классов неорганических соединений Введение
В настоящее время известно более десяти миллионов различных веществ. Классификация их, т.е. объединение в группы или классы, обладающие сходными свойствами, позволяет систематизировать знания о веществах и облегчает изучение веществ. Знание того, к какому классу принадлежит то или иное вещество, позволяет прогнозировать его физические и химические свойства.
Огромное количество соединений приводит к необходимости создания способа наименования химических веществ, или номенклатуры. До тех пор, пока веществ было известно сравнительно немного, они получали бессистемные названия, отражающие их свойства, способ получения, имя первооткрывателя и т.д. Часто это были весьма образные названия, многие из которых сохранились и поныне — глауберова соль, соляная кислота, нашатырный спирт и т.д. Однако с развитием химии появилась необходимость в универсальном способе названия веществ, который отражал бы их строение и был бы международным.
В современной химии принято использовать несколько видов номенклатуры: международная систематическая номенклатура ИЮПАК (IUРАС - международный союз теоретической и прикладной химии) и исторически сложившаяся тривиальная и рациональная номенклатуры. Однако только номенклатура ИЮПАК связывает структуру соединения и его названия.
Исторически первой и до сегодняшнего времени наиболее употребимой является классификация веществ, основанная главным образом на их строении (Рис. 1).
В зависимости от состава все вещества можно разделить на две большие группы: простые и сложные.
Простыми называют вещества, образованные атомами одного элемента.
Сложными веществами (или химическими соединениями) называют вещества, образованные атомами разных элементов.
Простых веществ гораздо меньше (учитывая аллотропные модификации – около 400), чем сложных; как правило, название простого вещества совпадает с названием образующего его элемента. Исключение составляют названия разных аллотропных модификаций одного вещества; как правило, они имеют собственные названия (например, алмаз, графит и т.д.).
Вещества Металлы
Рис. 1. Классификация веществ
Простые вещества делят на металлы и неметаллы. Неметаллов всего 22: водород, галогены, благородные газы, азот, кислород, углерод, бор, фосфор, сера, мышьяк, селен, теллур.
Сложные вещества делят на две большие группы: органические и неорганические. К органическим относят большинство соединений углерода, за исключением его оксидов, солей угольной кислоты и ряда других.
Неорганические соединения могут классифицироваться как по составу, так и по свойствам (функциональным признакам). По составу они, прежде всего, подразделяются на двухэлементные (бинарные) и многоэлементные соединения.
К бинарным соединениям относятся, например, соединения элементов с кислородом (оксиды), галогенами (галиды – фториды, хлориды, бромиды, иодиды), серой (сульфиды), азотом (нитриды), фосфором (фосфиды), углеродом (карбиды), соединения металлов с водородом (гидриды). Названия бинарных соединений образуются из латинского корня названия более электроотрицательного элемента с окончанием «ид» и русского названия менее электроотрицательного элемента в родительном падеже. Так, Al2O3 – оксид алюминия, OF2 – фторид кислорода (так как фтор – более электроотрицательный элемент, чем кислород).
Среди многоэлементных соединений важную группу образуют гидроксиды, т.е. вещества, в состав которых входят гидроксильные группы –ОН и которые можно рассматривать как соединения оксидов с водой. К ним относятся как основания (основные гидроксиды - NaOH), так и кислоты (кислотные гидроксиды – H2SO4 или SO2(OH)2), а также вещества, способные проявлять как кислотные, так и основные свойства (амфотерные гидроксиды – Al(OH)3).
По функциональным признакам неорганические соединения подразделяются на классы в зависимости от характерных функций, выполняемых ими в химических реакциях: оксиды, основания (гидроксиды), кислоты и соли.
Рассмотрим важнейшие классы неорганических веществ.
ОКСИДЫ
Оксидами называются сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых — кислород.
Оксиды, в свою очередь, делятся на две группы солеобразующие и несолеобразующие.
По химическим свойствам солеобразующие оксиды делят на три подгруппы: основные, кислотные и амфотерные.
Несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями. Наиболее важные из них такие, как СО - оксид углерода (II), N2O - оксид азота (I), NО - оксид азота (II).