Химия

Оглавление 
 

1 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ХИМИЯ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2021 

 

 

Химия 
 

2 

УДК 54(07) 
ББК 24я73 
         Х465  
 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы:  
Е. В. Фоменко, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Сибирского отделения Российской академии наук; 
П. В. Фабинский, доктор химических наук, профессор, заведующий 
кафедрой неорганической химии Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Х465     Химия : учеб. пособие / И. Д. Зыкова, Л. В. Наймушина,               
М. П. Прокушкина, О. Ю. Щербакова. – Красноярск : Сиб. федер. 
ун-т, 2021. – 180 с.  
ISBN 978-5-7638-4490-0 
 
Изложены теоретические сведения по основным разделам химии. Приведены решения типовых задач, лабораторные работы. Подробно рассмотрены основы строения атома и химической связи. Даны контрольные вопросы и задания. 
Особое внимание уделено вопросам техники безопасности работы с химреактивами, со стеклянной посудой, электрооборудованием, органическими растворителями и т. п. Кратко описаны меры предотвращения опасных ситуаций, наиболее эффективные средства защиты. 

Предназначено для студентов, обучающихся по инженерным направлениям 

и специальностям. 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 54(07) 
ББК 24я73 
 
ISBN 978-5-7638-4490-0                                                           © Сибирский федеральный  
                                                                                                         университет, 2021 

 

 

Оглавление 
 

3 

 
 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 4 

1. ТЕХНИКА  БЕЗОПАСНОСТИ  
В ХИМИЧЕСКОЙ  ЛАБОРАТОРИИ ........................................................... 5 

2. КЛАССЫ  НЕОРГАНИЧЕСКИХ  СОЕДИНЕНИЙ .................................. 16 

3. РАСТВОРЫ ................................................................................................... 25 

4. ЖЕСТКОСТЬ  ВОДЫ  И  МЕТОДЫ  ЕЕ  УМЯГЧЕНИЯ ........................ 33 

5. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕКАЯ  ДИССОЦИАЦИЯ ............................................. 41 

6. ГИДРОЛИЗ  СОЛЕЙ ..................................................................................... 52 

7. ТЕПЛОВЫЕ  ЭФФЕКТЫ.  НАПРАВЛЕНИЕ  
ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ........................................................................ 60 

8. ХИМИЧЕСКАЯ  КИНЕТИКА  И  РАВНОВЕСИЕ ................................... 71 

9. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ  РЕАКЦИИ .................... 84 

10. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ  ПРОЦЕССЫ ................................................. 92 

11. КОМПЛЕКСНЫЕ  СОЕДИНЕНИЯ ........................................................ 116 

12. ПОЛУЧЕНИЕ  ДИСПЕРСНЫХ  СИСТЕМ. УСТОЙЧИВОСТЬ  
КОЛЛОИДНЫХ  РАСТВОРОВ .............................................................. 126 

13. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ  СВОЙСТВА  МЕТАЛЛОВ ...................... 138 

14. СТРОЕНИЕ  АТОМА 
И  ПЕРИОДИЧЕСКИЙ  ЗАКОН  Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА ...................... 149 

15. ХИМИЧЕСКАЯ  СВЯЗЬ  И  СТРОЕНИЕ  МОЛЕКУЛ ......................... 158 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 165 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК .......................................................... 166 

ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................... 168 
Приложение 1 .................................................................................................. 168 
Приложение 2 .................................................................................................. 174 
Приложение 3 .................................................................................................. 175 
 
 

 

Химия 
 

4 

 
 

 
ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Ученые открывают существующий мир,  
инженеры же создают мир, которого  
никогда не было. 
                                        Теодор фон Карман 
 
 
Задача инженерного образования – подготовка выпускников вуза 
к успешной профессиональной деятельности, а значит, формирование 
у студентов предметной компетентности, понимания социального контекста и стремления к инновациям. 
В новых реалиях на изучение дисциплины «Химия» как одной из базовых дисциплин естественнонаучного цикла отводится не так уж много 
времени, поэтому задача педагога – за короткий срок успеть создать некий 
базис, который впоследствии позволит сформировать профессиональные 
знания и умения. 
Работа в химической лаборатории способствует более глубокому усвоению получаемых теоретических знаний. Кроме того, в лаборатории 
создается оптимальная атмосфера как для индивидуального, так и социального обучения, при котором студенты могут делиться друг с другом 
опытом, учиться друг у друга и общаться в группах. 
Учебное пособие предназначено для студентов разных направлений 
и специальностей подготовки. Так или иначе в своей профессии любой 
столкнется с проблемой защиты окружающей среды, коррозией металлов, 
альтернативными источниками энергии, а в основе этих процессов лежат 
законы химии. 
В учебное пособие включены разделы о строении атома и химической связи; энергетике химических превращений; кинетике и равновесию; 
процессах, происходящих в растворах (электролитическая диссоциация, 
гидролиз солей и т. п.), электрохимии. 
Успешного всем погружения в тайны химии и дальнейшем использовании ее законов! 

 

1. Техника безопасности в химической лаборатории 
 

5 

 
 

 
1. ТЕХНИКА  БЕЗОПАСНОСТИ  
В  ХИМИЧЕСКОЙ  ЛАБОРАТОРИИ* 
 
 
Общие требования 

К работе в лаборатории допускаются студенты, прошедшие инструктаж по охране труда и пожарной безопасности и поставившие подпись 
в журнале регистрации инструктажа. 
В лаборатории запрещается курить, принимать пищу и напитки. 
Запрещается находиться в лаборатории в отсутствие преподавателя 
или лаборанта, а также выполнять экспериментальные работы, не связанные с выполнением учебного практикума. 
Во время проведения лабораторных работ необходимо поддерживать 
чистоту, тишину и порядок. При всех работах с химическими веществами 
соблюдать максимальную осторожность, помня, что неаккуратность, невнимательность, недостаточное знакомство с приборами и свойствами веществ могут повлечь за собой несчастный случай. 
Все процедуры (отмеривание реактивов, их переливание, нагревание 
и т. д.) при выполнении работы должны производиться под тягой. 
При работе со спиртом и другими легковоспламеняющимися веществами возможно неожиданное воспламенение паров. Количество этих  
веществ при выполнении лабораторных работ ограничено. 
Запрещается подключать неизвестные приборы к розеткам в лаборатории. 
Запрещается переносить включенные приборы. 
Все вопросы по выполнению эксперимента, возникающие в процессе 
работы, следует немедленно выяснить у преподавателя. Возможные опасности при работе в лаборатории: 
● поражение электрическим током; 
● химический ожог разных частей тела; 
● травмирование при нарушении правил безопасности при работе 
с приборами и оборудованием. 
 
_____________________________________________________________ 

* На основе типовой инструкции по охране труда для лаборанта химического 
анализа РД 34.03.277–93. 

 

 

Химия 
 

6 

Требования охраны труда во время работы в лаборатории 

Студент должен быть информирован о содержании предстоящей лабораторной работы и знать ее методические особенности. 
Работа в лаборатории должна производиться с исправными приборами, неповрежденной посудой, известными реактивами и материалами. 
Химическая посуда должна быть чистой, так как грязь может изменить ход реакции. 
Работа с газообразными и летучими веществами, вредными для здоровья, должна производиться только под тягой, с применением средств 
индивидуальной защиты. 
Запрещается проводить опыты, не назначенные преподавателем, 
вносить и выносить из лаборатории любые вещества и приборы без разрешения преподавателя. 
Химические реакции надлежит выполнять с такими количествами 
и концентрациями веществ, в таких приборах и посуде, как указано в описании работ. Необходимо внимательно прочесть надпись на этикетках 
склянок и банок с реактивами, прежде чем взять их для опыта. 
Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус. Нюхать 
какие бы то ни было вещества в лаборатории необходимо с осторожностью, не 
вдыхая полной грудью, а направляя к себе пары или газ движением руки. 
Обо всех неполадках в работе оборудования, водопровода, электросети студенты обязаны сообщить преподавателю. Устранять неисправности самостоятельно запрещается. 
При получении травм (порезы, ожоги и т. п.), а также при плохом 
самочувствии необходимо немедленно сообщить преподавателю. 
Необходимо соблюдать большую осторожность при работе с кислотами, щелочами, солями тяжелых металлов. Следует остерегаться попадания указанных реактивов на кожу, одежду и внутрь организма. 
Перед зажиганием спиртовки нужно удостовериться, что корпус ее 
исправен, фитиль выпущен на нужную высоту и распущен, а горловина 
и держатель фитиля сухие. Фитиль должен плотно входить в направляющую трубку держателя (иначе возможна вспышка паров внутри спиртовки 
и взрыв). Зажженную спиртовку нельзя переносить с места на место, нельзя 
зажигать одну от другой. Гасить спиртовку нужно одним способом – накрывать пламя фитиля колпачком. Задувать пламя запрещается. 
Нельзя наклоняться над сосудом, в котором кипит или в который наливается какая-нибудь жидкость (особенно едкая), так как брызги могут 
попасть в глаза. 
При нагревании жидкости в пробирке или колбе сосуд должен быть 
закреплен в держателе, его отверстие должно быть направлено в сторону 
от себя и соседей по работе. 

1. Техника безопасности в химической лаборатории 
 

7 

Горячему стеклу надо дать хорошенько остыть, прежде чем брать его 
руками. Помните, что горячее стекло по виду ничем не отличается от холодного. 
Сосуды с веществами или растворами необходимо брать одной          
рукой за горлышко, а другой – снизу поддерживать за дно. 
При переливании жидкостей необходимо пользоваться воронкой,  
поставленной в кольцо штатива над сосудом-приемником. 
Набирать в пипетку растворы химических веществ ртом строго запрещено. 
Неиспользованные реактивы никогда не помещают обратно в тот сосуд, из которого они были взяты. Нельзя опускать в сосуды с реактивами 
никаких других веществ или предметов, кроме чистого шпателя для набирания сухого реагента. 
 
Требования охраны труда в аварийных ситуациях 

О любом несчастном случае пострадавший или очевидцы обязаны 
незамедлительно сообщить руководителю. 
При возникновении несчастного случая заведующий кафедрой (преподаватель, лаборант) обязан принять меры по предотвращению воздействия травмирующего фактора на потерпевшего и оказать первую помощь 
либо обратиться в здравпункт, либо вызвать «Скорую помощь» (вызов со 
стационарного телефона – 03; 903, с сотового телефона – 112), либо доставить потерпевшего в организацию здравоохранения. 
При обнаружении пожара или признаков горения (задымление, запах 
гари, повышение температуры и т. п.) немедленно сообщить преподавателю (лаборанту) и следовать его указаниям. 
 
Основные правила противопожарной безопасности 

Причинами возникновения пожара в лаборатории могут быть неисправность электропроводки, электроприборов, неправильное обращение 
с горючими и взрывоопасными веществами. Особая осторожность необходима при работе с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) – эфиром, ацетоном, толуолом, бензином и т. д.  
Для предотвращения возможности возгорания необходимо внимательно следить за тем, чтобы вблизи нагревательных приборов и особенно 
вблизи открытого пламени не находились ЛВЖ, чтобы с нагретой поверхностью электроплитки и с открытым пламенем не соприкасались резиновые шланги, бумага, полотенце, рукава халата, длинные волосы (они 
должны быть обязательно подобраны). 
При возникновении пожара необходимо немедленно, но без паники: 
● громко оповестить работающих в лаборатории; 

Химия 
 

8 

● выключить электроприборы; 
● убрать от огня все горючие вещества и склянки с горючими жидкостями; 
● спокойно, но быстро приступить к тушению пожара. 
Во многих случаях очаг возгорания нельзя заливать водой горящие 
органические жидкости, смеси, содержащие металлический натрий, кальций, электропроводку. Очаг можно засыпать песком, который обязательно 
имеется в лаборатории. Помните, что песок – самое надежное и простое 
средство тушения пожара. Большие очаги пожара ликвидируют с помощью углекислотного огнетушителя. 
При возгорании одежды нельзя бегать по комнате. Чтобы ограничить 
доступ воздуха к загоревшейся одежде, надо немедленно набросить на пострадавшего асбестовое одеяло, халат и т. п. Можно потушить пламя,           
перекатываясь по полу. 
 
Правила работы с химическими реактивами 

Химические реактивы хранят чаще всего в стеклянной реактивной 
таре – склянках (с узким горлышком) для жидкостей и банках (с широким 
горлом) для твердых веществ. 
Склянки и банки с реактивами должны быть обязательно закрыты 
и снабжены этикетками с указанием названия, химической формулы вещества и необходимой информации, например, о концентрации растворов, 
содержании основного вещества и т. д. 
Условия хранения реактивов зависят от их свойств. Непосредственно 
в лаборатории хранят в небольших количествах реактивы, необходимые 
для текущей работы. Основное место хранения – сухой, проветриваемый 
склад. 
Недопустимо хранить рядом реактивы, которые могут реагировать 
между собой, например концентрированные растворы аммиака и летучих 
кислот. 
Летучие реактивы (эфир, бром, концентрированный аммиак, соляная 
и азотная кислоты) хранят в сосудах с тщательной герметизацией. 
В лаборатории банки и склянки с реактивами хранят в специальном 
шкафу. Ядовитые, летучие и огнеопасные вещества в количествах, необходимых для работы в течение рабочего дня, ставят в вытяжной шкаф. 
Склянки с растворами веществ, не разлагающихся под действием света, 
можно ставить на открытые полки. 
При работе с химическими реактивами необходимо следовать правилам, несоблюдение которых может привести к отравлениям, ожогам, повреждениям глаз, дыхательных путей и другим нежелательным последствиям (порче оборудования, одежды, личных вещей): 

1. Техника безопасности в химической лаборатории 
 

9 

1. Не пробовать реактивы на вкус. 
2. Нюхать реактивы следует только в случае необходимости и очень 
осторожно. 
3. Недопустимо брать твердые реактивы руками. Следует пользоваться чистым и сухим шпателем. Реактив, случайно просыпавшийся на 
стол, неизбежно загрязняется, его нельзя высыпать обратно в банку. 
4. Жидкие реактивы, например различные растворы, переливают, 
пользуясь воронкой. Неизрасходованный, но уже взятый для опыта реактив нельзя выливать обратно в склянку! 
5. Реактивы следует расходовать экономно. 
6. Нельзя путать пробки и крышки от склянок и банок, так как это 
ведет к загрязнению реактивов. 
7. Опыты с едкими, ядовитыми, сильно пахнущими веществами следует проводить в вытяжном шкафу. 
Особого внимания требует работа с концентрированными растворами 
кислот и щелочей, которые могут вызывать тяжелые, плохо заживающие 
химические ожоги. Такую же опасность представляют некоторые растворы, например хромовая смесь, содержащая концентрированную серную 
кислоту. 
Если концентрированная кислота прольется на пол, ее тут же следует 
засыпать песком, собрать его и вынести из помещения, а место, на которое 
попала кислота, обработать раствором соды. 
Концентрированные растворы кислот запрещается выливать в раковину. Отработанные кислоты разбавляют, нейтрализуют содой, нейтральные растворы можно затем сливать в канализацию. 
Во избежание разбрызгивания растворы кислот и щелочей наливают, 
располагая склянку непосредственно над сосудом. При наливании растворов пользуются воронкой. При случайном разливе растворов на стол их 
необходимо сразу убрать. 
При отборе проб растворов кислот и щелочей их следует набирать 
в пипетку с помощью груши. 
При попадании кислот на руки, лицо, одежду их смывают проточной 
водой в течение 15 мин, затем пораженное место обрабатывают 2%-ным 
раствором гидрокарбоната натрия (питьевой содой). При попадании растворов щелочей пораженное место также промывают большим количеством воды, а затем обрабатывают 2%-ным раствором борной или уксусной 
кислоты. 
В случае попадания кислоты в глаза после промывания их водой 
в течение 10–15 мин продолжают промывание 2%-ным раствором гидрокарбоната натрия. 

Химия 
 

10 

Особенно опасны ожоги глаз щелочью, так как после них остаются 
рубцы на роговице. При попадании щелочи в глаза необходимо промыть 
их водой в течение 10–15 мин водой, а затем рекомендуется продолжить 
промывание физиологическим раствором в течение 30–60 мин. 
При поражении глаз химическими веществами после тщательного 
промывания следует немедленно обратиться к врачу. 
 
Работа со стеклянной посудой  

Работа со стеклом требует внимания, определенных навыков и выполнения ряда правил. При неправильном обращении со стеклянной химической посудой возможны порезы рук. 
Для работы используют только чистую посуду без трещин и других 
повреждений. 
Со стеклянной посудой и приборами (в том числе и термометрами) 
нужно обращаться бережно, не класть на край стола, не задевать локтями, 
рукавами халата. 
При сборке приборов, при укреплении колб и бюреток в штативе, 
пробирок в пробиркодержателе и других операциях не следует применять 
больших усилий. 
Если при открывании возникают затруднения притертой пробкой, 
надо, обернув горлышко колбы полотенцем, попытаться ее открыть, осторожно покачивая пробку. Можно осторожно постучать по горлышку, немного нагреть его теплым полотенцем. 
Нагревать на электроплитке можно только термостойкие стаканы 
и колбы, проследив предварительно, чтобы внешняя поверхность сосуда 
была сухой. 
Если разбился стеклянный предмет, следует немедленно собрать осколки стекла со стола и пола. 
В случае небольшого пореза надо осмотреть рану (удалить осколки), 
промыть ее и обработать 3%-ным раствором перекиси водорода или смазать края 3%-ным спиртовым раствором йода и забинтовать. При более 
серьезных порезах первую помощь оказывает лаборант или преподаватель. 
После окончания работы посуду необходимо тщательно вымыть 
и сполоснуть дистиллированной водой.  
Следует мыть посуду после окончания работы, а не перед началом! 
 
Меры безопасности при работе с электроприборами 

В лаборатории должен быть общий рубильник для включения и выключения внутрилабораторной сети.