Химия. Лабораторный практикум
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Общая и неорганическая химия
Издательство:
Сибирская пожарно-спасательная академия
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 159
Дополнительно
Учебное пособие посвящено вопросам неорганической и органической химии, предусматривает практическое освоение обучающимися основных закономерностей протекания химических процессов; электрохимических процессов; свойств дисперсных систем; физико-химических свойств органических веществ. В пособии представлена теоретическая часть, необходимая для грамотного анализа экспериментов, переработаны методики лабораторных экспериментов, подготовлены иллюстрации опытов. Пособие содержит справочные таблицы и материалы.
Учебное пособие предназначено для обучающихся очной формы по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность», направлению подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 20.03.01: Техносферная безопасность
- ВО - Специалитет
- 20.05.01: Пожарная безопасность
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГПС МЧС РОССИИ Коваль Ю.Н., Васильев А.В., Кондратьева Л.В. ХИМИЯ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ Учебное пособие Допущено Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий в качестве учебного пособия для курсантов, студентов и слушателей образовательных организаций МЧС России Железногорск 2022
УДК 543 ББК 24.4 К 19 Авторы: Коваль Юлия Николаевна, канд. биол. наук, Васильев Александр Викторович, канд. техн. наук, Кондратьева Лариса Владимировна Рецензенты: Татьяна Викторовна Черникова, кандидат химических наук (ФГБУ ДПО Воронежский институт повышения квалификации сотрудников ГПС МЧС России) Коробейникова Елена Германовна, доцент, кандидат технических наук (ФГБУ ВО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России) Шарифуллина Лилия Ринатовна, доцент, кандидат технических наук, заведующий кафедрой химии и материаловедения (ФГБВОУ ВО Академия гражданской защиты МЧС России) Коваль, Ю.Н. Химия. Лабораторный практикум [Текст]: учебное пособие / Ю.Н. Коваль, А.В. Васильев, Л.В. Кондратьева — Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2022. — 159 с.: ил. Учебное пособие посвящено вопросам неорганической и органической химии, предусматривает практическое освоение обучающимися основных закономерностей протекания химических процессов; электрохимических процессов; свойств дисперсных систем; физико-химических свойств органических веществ. В пособии представлена теоретическая часть, необходимая для грамотного анализа экспериментов, переработаны методики лабораторных экспериментов, подготовлены иллюстрации опытов. Пособие содержит справочные таблицы и материалы. Учебное пособие предназначено для обучающихся очной формы по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность», направлению подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность». УДК 543 ББК 24.4 © ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2022 © Коваль Ю.Н., Васильев А.В., Кондратьева Л.В. 2022
ОГЛАВЛЕНИЕ Список сокращений ............................................................................................. 6 Введение ................................................................................................................ 7 1. ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ............................................................ 8 1.1. Основные приемы работы в химической лаборатории............................. 8 1.2. Химическая посуда, реактивы, нагревательные приборы ...................... 12 1.3. Проведение химического эксперимента ................................................... 28 2. ВВЕДЕНИЕ В ОБЩУЮ ХИМИЮ ................................................................. 31 2.1. Введение в предмет. Основные понятия и законы химии ...................... 31 2.1.1. Краткие теоретические сведения по теме «Введение в предмет. Основные понятия и законы химии» ............................................................... 31 2.1.2. Лабораторная работа №1 «Определение эквивалентной массы металла, определение эквивалентной массы сложного вещества» ....... 39 2.2. Общая характеристика химических элементов и их соединений .......... 44 2.2.1. Краткие теоретические сведения по теме «Общая характеристика химических элементов и их соединений» ....................................................... 44 2.2.2. Лабораторная работа №2 «Способы получения и свойства основных классов неорганических соединений» ......................................... 46 3. ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ ................................................. 56 3.1. Элементы химической кинетики ............................................................... 56 3.1.1. Краткие теоретические сведения по теме «Элементы химической кинетики» ............................................................................................................ 56 3.1.2. Лабораторная работа № 3 «Влияние внешних факторов на скорость химических реакций. Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье» ....................................................................................................... 59 4. ХИМИЯ РАСТВОРОВ. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ ................................................................................ 68 4.1. Растворы неэлектролитов ........................................................................... 68 4.1.1. Краткие теоретические сведения по теме «Растворы неэлектролитов» .............................................................................................................................. 68
4.1.2. Лабораторная работа №4 «Способы выражения состава растворов» ..................................................................................................... 69 4.2. Растворы электролитов ............................................................................... 75 4.2.1. Краткие теоретические сведения по теме «Растворы электролитов» 75 4.2.2. Лабораторная работа №5 «Свойства растворов электролитов» ......................................................................................................................... 77 4.3. Основные дисперсные системы ................................................................. 83 4.3.1. Краткие теоретические сведения по теме «Основные дисперсные системы» .............................................................................................................. 84 4.3.2. Лабораторная работа № 6 «Свойства дисперсных систем» ....... 86 4.4. Электрохимические процессы ................................................................... 96 4.4.1. Краткие теоретические сведения по теме «Электрохимические процессы» ............................................................................................................ 96 4.4.2. Лабораторная работа № 7. Коррозия металлов ............................ 98 5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 107 5.1. Строение и свойства углеводородов ....................................................... 107 5.1.1. Краткие теоретические сведения по теме «Строение и свойства углеводородов» ................................................................................................. 107 5.1.2. Лабораторная работа №8 «Физико-химические свойства углеводородов» ............................................................................................. 110 5.2. Кислородсодержащие алифатические соединения ............................... 116 5.2.1. Краткие теоретические сведения по теме «Кислородсодержащие алифатические соединения» ........................................................................... 118 5.2.2. Лабораторная работа №9 «Физико-химические и пожароопасные свойства кислородсодержащих органических веществ» ....................... 120 5.3. Основы химии полимеров ........................................................................ 129 5.3.1. Краткие теоретические сведения по теме «Основы химии полимеров» ............................................................................................................................ 129 5.3.2. Лабораторная работа №10 «Физико-химические и пожароопасные свойства полимеров и полимерных материалов»....... 133 Список использованной литературы .............................................................. 138 ПРИЛОЖЕНИЕ А ............................................................................................ 142 ПРИЛОЖЕНИЕ Б ............................................................................................. 143
ПРИЛОЖЕНИЕ В ............................................................................................ 145 ПРИЛОЖЕНИЕ Г ............................................................................................. 147 ПРИЛОЖЕНИЕ Д ............................................................................................ 148 ПРИЛОЖЕНИЕ Е ............................................................................................ 149 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж ........................................................................................... 150 ПРИЛОЖЕНИЕ З ............................................................................................. 151 ПРИЛОЖЕНИЕ И ............................................................................................ 153
Список сокращений а.е.м. — атомная единица массы В — валентность ГЖ — горючая жидкость ДС — дисперсионная среда ЙЧ — йодное число ОВП — окислительно-восстановительный потенциал ОВР — окислительно-восстановительная реакция ЛВЖ — легковоспламеняющаяся жидкость М — молярность раствора. Это количество молей растворенного вещества, растворенное в 1 кг растворителя ПАВ — поверхностно-активное вещество ПИВ — поверхностно-инактивное вещество ПНВ — поверхностно-неактивное вещество ППГ — прибор для получения газов ПР — произведение растворимости Т, t — температура т.пл. — температура плавления H — раствор однонормальный, в 1 л которого содержится одна эквивалентная масса растворенного вещества H связь — водородная связь Э — элемент Kd — константа диссоциации NA — число Авогадро
Введение Учебный план ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России по программе специалитета 20.05.01 «Пожарная безопасность», направлению подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» и рабочая программа учебной дисциплины «Химия» предусматривают практическое освоение обучающимися в рамках лабораторных занятий основных закономерностей протекания химических процессов; электрохимических процессов; свойств дисперсных систем; физико-химических свойств органических веществ. Учебное пособие посвящено технике проведения лабораторного эксперимента. В пособии представлены лабораторные опыты различных уровней сложности. При выполнении лабораторных работ обучающиеся получают навыки безопасных приемов обращения с химическими реактивами, приборами и посудой, установками, и умение обобщать результаты опытов, рассчитывать теоретический выход продуктов реакции, пользоваться справочной литературой. Учебное пособие состоит из оглавления, списка сокращений, введения, пяти разделов, заключения и списка используемой литературы.
1. ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 1.1. Основные приемы работы в химической лаборатории Химический эксперимент условно делят на несколько типов: демонстрационный эксперимент, занимательный химический эксперимент, лабораторные работы, научно-исследовательский эксперимент, решение задач. Большое внимание необходимо уделять технике выполнения лабораторных работ и правилам техники безопасности при работе в лаборатории. Студенты и курсанты, не сдавшие зачет по технике безопасности, к работе в лаборатории не допускаются! Многие неорганические и органические вещества ядовиты, огнеопасны и взрывоопасны. Работая в химической лаборатории, нужно строго следовать основным правилам: Техника безопасности при работе со стеклянной посудой: 1. Нельзя использовать для выполнения лабораторных работ посуду, имеющую отбитые края или трещины. 2. Нельзя прилагать усилие при работе со стеклянной посудой (при вынимании пробок, разъединении заклинивших шлифов, надевании шлангов). 3. Нельзя нагревать жидкости в закрытых колбах, не имеющих сообщения с атмосферой. Техника безопасности при работе с растворами кислот и щелочей: 1. Нельзя приливать воду в кислоту. При добавлении кислоты в воду ее приливают тонкой струей при постоянном размешивании. 2. Пролитую кислоту или щелочь засыпают песком. После кислоту нейтрализуют щелочью (раствором соды), а щелочь — слабым раствором кислоты. Место пролива обрабатывают водой и вытирают насухо. 3. Нельзя выполнять опыт на открытом столе лаборатории, если в описании указано, что он проводится в вытяжном шкафу (особенно с ЛВЖ).
Вытяжка включается за 20–30 минут до начала и выключается через 20–30 минут после окончания эксперимента. 4. При нагреве растворов и жидкостей посуду располагают так, чтобы выплеснутые из нее капли не попали на открытые участки тела. 5. Нельзя работать в лаборатории без защитных очков и халата. 6. Нельзя набирать любые жидкости в пипетку ртом. Только резиновой грушей или при помощи шприца. Техника пожарной безопасности: 1. Необходимо иметь песок или другие средства тушения огня. 2. В случае воспламенения — исключить доступ кислорода. Позвонить по единому номеру вызова экстренных оперативных служб 112. 3. Нельзя ставить горячие приборы на крышку лабораторного стола. Для этого используют асбестовую сетку. 4. Нельзя нагревать ЛВЖ и летучие вещества (диэтиловый и петролейный эфиры, спирт, бензин, ацетон, сероуглерод и другие) на открытом пламени. Для этого используют электрическую плитку с закрытой спиралью или водяную баню. 5. Нельзя перегонять жидкости досуха без остатка. Это может привести к взрыву или пожару. 6. В случае воспламенения — набросить на горящий объект асбестовое одеяло, пиджак, халат и т. д. Ни в коем случае не давать пострадавшему человеку бежать — это усиливает пламя. 7. Нельзя при воспламенении бензола, эфира, бензина использовать для тушения воду. Пламя тушат асбестовым одеялом или песком. Техника безопасности при работе с электрооборудованием: 1. Все работы следует проводить только с заземленными электроприборами. 2. Нельзя работать вблизи открытых токопроводящих частей оборудования.
3. В случае перерыва в подаче тока все электроприборы и электрооборудование должны быть выключены. 4. При загорании проводов или электроприборов необходимо их немедленно обесточить и гасить огонь при помощи сухого углекислотного огнетушителя. Оказание первой помощи: 1. При ожоге кислотами и щелочами обожженное место обильно промывают водой в течение 10-15 минут. 2. При отравлении сероводородом, хлором, бромом, угарным газом необходимо вывести пострадавшего на воздух. 3. При всех несчастных случаях следует немедленно обратиться к преподавателю или дежурному, а после — к врачу. В химической лаборатории необходимо: – строго соблюдать правила техники безопасности; – соблюдать чистоту на рабочем месте; – работать обязательно в халате, иметь полотенце, мыть руки после работы; – аккуратно обращаться с реактивами; – внимательно относиться к коллегам; – знать, где находится аптечка; – о нестандартных ситуациях немедленно сообщать преподавателю или дежурному. Отбор веществ для проведения опыта: При выполнении эксперимента пользуются малым количеством вещества. Пипеткой отбирают жидкие, а шпателем — твердые и сыпучие вещества. Растворы реактивов в количестве 2–10 капель берут пипетками. Запрещено употреблять одну и ту же пипетку или шпатель для отбора различных веществ. Перенося твердое вещество в рабочую пробирку, шпатель надо держать над отверстием пробирки, не опуская его внутрь (во избежание загрязнения реактивов).