Министерство сельского хозяйства рф

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

ПРАКТИКУМ ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Санкт-Петербург

2012

УДК: 546.3:619

Саргаев П.М., Луцко Т.П., Злотникова Р.А.Практикум по неорганической химии. - СПб., Издательство ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ», 2012. – 49с.

«Практикум по неорганической химии» написан в виде методических рекомендаций в соответствии с рабочей программой по неорганической химии для студентов 1 курса, обучающихся по специальности «Ветеринария», «Ветеринарно-санитарная экспертиза», «Биоэкология», «Водные ресурсы и аквакультура».

Авторы:	проф., доктор хим. наук Саргаев П.М.
	доц., канд. хим. наук Луцко Т.П.
	доц., канд. хим. наук Злотникова Р.А.

Рецензент:	доц., канд. биол. наук Пилаева Н.В.

Издание седьмое,

переработанное и дополненное

Утверждено методическим советом ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ» Протокол № 8 от 06.09.12г.

© ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ», 2012 г.

Введение

Настоящий Практикум предназначен для студентов 1 курса дневной и заочной форм обучения факультетов ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, специального обучения, биоэкологии, водных ресурсов и аквакультуры. Практикум состоит из 14 тем, в каждой из которых приведены основные вопросы по теме, примеры решения задач, домашние задания, методики выполнения лабораторных работ и список литературы. С целью приближения Практикума к особенностям специальностей факультетов в плане каждой темы включены вопросы по биологическому действию рассматриваемых соединений, возможного применения основных изучаемых соотношений и свойств химических соединений в практике ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, мониторинга экосистем и водных ресурсов.

Для закрепления материала предполагается активное участие студента в образовательном процессе: обсуждение вопросов по теме; выполнение домашних заданий; решение задач, выполнение лабораторных работ; составление отчетов, включающих описание методик проведения опытов, результатов реакций; написание уравнений (в том числе термохимических) химических реакций, и выводы. Процесс обучения предполагает участие студентов в анализе возможностей применения изучаемых, элементов, методик и химических реакций, как для целей идентификации веществ, так и изучения процессов ассимиляции энергии и веществ неорганического происхождения организмом животного.

Практикум составлен в соответствии с программой лабораторных работ по неорганической химии. При переработке Практикума учтены изменения рабочего плана, рекомендованные МСХ РФ учебные пособия и особенности дифференциации студентов по специальностям факультетов ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, биоэкологии, водных ресурсов и аквакультуры.

Тема 1. Классификация элементов и неорганических соединений Содержание темы

1. Биологическая роль, содержание в организме животного и применение в практике ветеринарной медицины и ветеринарно-санитарной экспертизы как основа классификации элементов на макроэлементы, микроэлементы и элементы ветеринарно-практического значения. Расположение макро- и микроэлементов в таблице Д.И. Менделеева.

Макроэлементы: Водород H, с одной стороны, являетсяs-элементом, с другой - у него не хватает одного электрона до завершения электронного слоя, поэтому водород может быть отнесен к первой группе какs-элемент и к группе 7 – по второму признаку. Более определенное положение в таблице Д.И. Менделеева занимают натрийNaи калийK, магнийMgи кальцийCa–s-элементы первой и второй группы таблицы, а такжеp-элементы (углеродC, азотN, фосфорP, кислородO, сераS, хлорCl).

Известно 60 микроэлементов. Типичными микроэлементами являются: некоторые d-элементы (Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Cu,Zn,Mo,W),p-элементы (B,Si,Ge,As,Sb,Se,F,Br,I).

В практике ветеринарной медицины и ветеринарно-санитарной экспертизы используются соединения, содержащие макро- и микроэлементы, а также элементы Li,Ag,Au,Ba,Cd,Hg,Al,Sn,Pb,Sb,Biи другие.

Степень окисления элемента, имеющего переменную валентность, ставится в скобках римскими цифрами в названии соединения. Например,SO₂- оксид серы(IV),Fe(OH)₃- гидроксид железа(III),PbSO₄- сульфат свинца(II), ноNa₂O- оксид натрия,Ca(OH)₂- гидроксид кальция,ZnS- сульфид цинка.

Названия кислот и солей связаны со степенью окисления элемента, образующего кислотный остаток.

2. Оксиды, их состав, названия. Способы получения. Оксиды основные, кислотные, амфотерные; их свойства, зависимость от степени окисления элемента, расположения в системе элементов.

Примеры не образующих соли оксидов: H₂O,N₂O,CO,SiO,NO,SO.

Солеобразующие оксиды классифицируют как основные, кислотные и амфотерные.

Элементы, образующие основные оксиды, сосредоточены в левой и нижней части таблицы Д.И. Менделеева. Примерами основных оксидов являются оксиды s-элементов первой группы и нижней части второй - (Mg,Ca,Sr,Ba,Ra).

Элементы, оксиды которых имеют кислотный характер, сосредоточены в правой и верхней части таблицы Д.И. Менделеева. Примерами типичных кислотных являются оксиды p-элементов группы 7 и солеобразующие оксиды группы 6.

Элементы, образующие амфотерные оксиды, сосредоточены преимущественно в центре таблицы Д.И. Менделеева. Примерами типичных оксидов с амфотерными свойствами являются: BeO,ZnO,Al₂O₃,Ga₂O₃,In₂O₃,GeO,SnO,PbO,GeO₂,SnO₂,PbO₂,As₂O₃,Sb₂O₃,Cr₂O₃,MnO₂.

Амфотерность оксидов можно обнаружить по правилу усиления кислотных свойств оксидов элемента по мере увеличения степени окисления элемента. Примеры: Оксиды As₂O₃иSb₂O₃- амфотерные, тогда какAs₂O₅иSb₂O₅– кислотные. ОксидыCrO- основной,Cr₂O₃– амфотерный,CrO₃– кислотный;MnO- основной;MnO₂- амфотерный;MnO₃иMn₂O₇– проявляют кислотные свойства.

Некоторые оксиды проявляют амфотерные свойства только при высоких температурах. Примером является Fe₂O₃, который при высоких температурах образует соли с металлами и в таком виде может попасть в организм животного.

3. Основания. Состав и название оснований. Химические свойства. Классификация по кислотности, растворимости, силе основания. Связь свойств со строением электронной оболочки атома элемента, образующего гидроксид.

Силу основания элемента можно оценить по химическим свойствам, электролитической диссоциации и электропроводимости растворов. Растворы слабых оснований плохо проводят электрический ток. Примерами сильных являются основания s-элементов первой группы и некоторых (Ca,Sr,Ba,Ra) второй группы. Примерами слабых являются существующие основанияd- иf-элементов, а такжеMg(OH)₂иNH₄OH.

4. Кислоты. Состав и названия. Химические свойства. Классификация кислот по основности, составу и по их силе.

5. Амфотерные гидроксиды. Их свойства.

6. Соли. Состав и название средних, основных и кислых солей. Получение и свойства солей.

7. Роль солей, оксидов, кислот и оснований в организме животных. Применение в ветеринарной практике.

Хлороводородная кислота HClявляется единственной из неорганических кислот, которая постоянно присутствует в свободном виде в желудочном соке животных и человека. Её концентрация в желудочном соке человека составляет 0,3%. Другие неорганические кислоты находятся в связанном состоянии. Физиологическое действие соединений элемента, образующего основные и амфотерные гидроксиды, в существенной мере определяется силой оснований этого элемента, силой кислот, с которыми он взаимодействует, и растворимостью продуктов взаимодействия во внутренней среде организма животного. Эти факторы проявляются в дифференциации организмом свойств элементов разных групп (например,s-элементов первой (Na,K) и второй групп (Mg,Ca)) таблицы Д.И. Менделеева. Дифференциация характеристик элементов связана с высокой структурированностью и организованностью организма животных.