Строение вещества и химическая связь

МИНИCTEPCTBO НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 

 
 
 
 

 

CТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА  
И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ 

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ 

(ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ) 

 
 
 

Направление подготовки 28.03.02 Наноинженерия 

 

Профили подготовки «Диагностика материалов и наносистем  

в промышленности», «Нанотехнологии и наноматериалы» 

 

Квалификация выпускника – бакалавр 

 
 
 
 
 

 
 
 

Ставрополь 

2022 

УДК 544.14 (075.8)
ББК 24.1 я73 

С 86

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета 
Северо-Кавказского федерального 

университета

 

Рецензенты: 

канд. хим. наук, доцент Дюдюн О.А. 

(Ставропольский государственный медицинский университет  

Министерства здравоохранения РФ) 

канд. физ.-мат. наук, доцент Куникин С.А. (СКФУ) 

 
С 86 Строение вещества и химическая связь: учебное пособие 

(лабораторный практикум) / А. В. Блинов, А. А. Блинова,  
М. А. Ясная, И. М. Шевченко, А. Г. Испирян. – Ставрополь: 
Из-во СКФУ, 2022. – 114 с. 

 

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС 

ВО 3++, с рабочим учебным планом и рабочей программой дисциплины «Строение вещества и химическая связь». В нём представлены лабораторные работы, содержащие краткие теоретические 
сведения по изучаемым темам, методические указания по их выполнению, планы составления отчета, контрольные вопросы и задания по изучаемой теме, списки рекомендуемой литературы. 

Предназначено для студентов, обучающихся по направле
нию подготовки бакалавров 28.03.02 Наноинженерия направленности (профили) «Диагностика материалов и наносистем в промышленности», «Нанотехнологии и наноматериалы». 

 
УДК 544.14 (075.8) 
ББК 24.1 я73 

Авторы-составители: 

ст. преподаватель А. В. Блинов, 

канд. техн. наук, доцент А. А. Блинова, 

канд. хим. наук, доцент М. А. Ясная, 

доцент И. М. Шевченко, 

канд. физ-мат. наук А. Г. Испиярн 

 

©  ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский 

Федеральный университет», 2022 

СОДЕРЖАНИЕ 

Предисловие …………………………………………………...

1. Техника безопасности в химической лаборатории ………
2. Химическая посуда …………………………………………
3. Основные химические операции …………………………..
4. Приготовление растворов заданной концентрации ………
5. Определение эквивалента металла ………………………...
6. Скорость химических реакций …………………………….
7. Химическое равновесие ……………………………………
8. Установление состава химических соединений ………….
9. Определение молекулярных весов газообразных

веществ …………………………………………………………..

10. Окислительно-восстановительные реакции ……………..
11. Комплексные соединения ………………………………...
12. Электролиз водных растворов ……………………………

Рекомендуемая литература …………………………………...
Приложения ……………………………………………………

4

5
13
27
35
43
51
58
65

70
78
87
95

106
107

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
Основная задача учебного пособия заключается в проведении 

лабораторных опытов и экспериментов, иллюстрирующих основные представления о химической связи и строении веществ. Авторы старались показать основные закономерности протекания химических процессов, свойства важнейших веществ и реакции их 
взаимодействия. С одной стороны, представленные лабораторные 
работы отличаются доступным аппаратурным оформлением, с 
другой стороны, они не ограничены и не сводятся лишь к одним 
пробирочным испытаниям. Отдельные работы предполагают возможность инновационных форм проведения занятия, в частности, 
мастер-классы, проводимые преподавателем или лаборантом. 

Все лабораторные работы рассчитаны на двухчасовое занятие. 

Для каждого профиля направления подготовки бакалавров 
28.03.02 Наноинженерия работы группируются в соответствии с 
содержанием учебной программы. Выполнение лабораторных работ предполагает формирование у студентов общепрофессиональных компетенций. Описание того, как компетенции интерпретируются по компонентам (знать, уметь, владеть) приводится к каждой лабораторной работе и отвечает ее целям и содержанию. 

Компетенции обучающегося, формируемые в результате осво
ения дисциплины по направлению 28.03.02 Наноинженерия: 

- ОПК-1 – Способен решать задачи профессиональной деятель
ности на основе применения естественнонаучных и общеинженерных знаний, методов математического анализа и моделирования; 

- ОПК-3 – Способен проводить измерения и наблюдения, об
рабатывать и представлять экспериментальные данные. 

1. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ  

В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ 

 
Цель работы: усвоить правила работы и поведения в химиче
ской лаборатории, правила техники безопасности, меры предупреждения и предотвращения несчастных случаев. 

В результате выполнения лабораторной работы студенты 

должны: 

Знать: правила поведения, содержания рабочего места и тех
ники безопасности при работе в химической лаборатории; особенности работы с концентрированными веществами (кислотами, щелочами) и сильными окислителями. 

Уметь: самостоятельно организовывать безопасную работу с 

основными приборами, химическим оборудованием, химическими 
реактивами. 

Владеть: методами безопасной работы в химической лабора
тории; способностью демонстрировать знания в данной области и 
готовностью использовать их в случае оказания первой помощи. 
 

Теоретическая часть 

Знание правил работы в химической лаборатории и прохожде
ние первичного инструктажа по технике безопасности является обязательным условием для допуска студента к выполнению лабораторной работы. 

Соблюдение правил работы и техники безопасности обеспечи
вает нормальное прохождению процесса изучения дисциплины 
«Строение вещества и химическая связь» в формате лабораторных 
работ. Правила работы регламентируют основные модели поведения, которые препятствуют возникновению какой-либо внештатной 
ситуации, но определяют алгоритм действий в случае наступления 
такой ситуации и позволяют снизить риск несчастного случая до 
минимума. 

 

Оборудование и материалы 

Химическая лаборатория с комплектом необходимого обору
дования: вытяжные шкафы с принудительной вентиляцией, лабораторные столы с электрическими розетками на 220 и 12 В, лабо

раторные стулья, мойки, средства защиты, специализированные 
шкафы для хранения химреактивов. 
 

Задание 

Внимательно изучите следующие указания и распишитесь в 

журнале по технике безопасности (получить у лаборанта). 

 

ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ  

В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ 

1. Студенты, не знающие правил работы с отдельными при
борами, а также правил техники безопасности или сознательно 
нарушающие их, к работе в лаборатории не допускаются. 

2. Во время работы в химической лаборатории соблюдайте ти
шину, чистоту и порядок. С первых дней работы в лаборатории студент должен выработать в себе самостоятельность и серьезное отношение ко всем процессам лабораторного эксперимента, что включает 
теоретическую и практическую подготовку, подготовку химических 
реактивов, расчет данных и проведение самого опыта. 

3. He приступайте к работе без разрешения преподавателя или 

дежурного лаборанта. 

4. При работе в лаборатории строго запрещается выполнять 

опыты, не предусмотренные лабораторным практикумом. 

5. Запрещается работать в лаборатории одному. 
6. Работайте в лаборатории стоя. 
7. Работать студент должен за закрепленным за ним рабочим 

местом. 

8. He допускайте попадания химических реактивов на кожу и 

одежду. 

9. Экономьте реактивы, газ, воду, электричество. 
10. Реактивы общего пользования не уносите на свои рабочие 

места. Если нет указаний по дозировке реактивов для данного опыта, то берите их в минимальном количестве. 

11. Аккуратно и осторожно обращайтесь с химической 

посудой, приборами и реактивами. Если посуда оказалась разбитой 
сдайте ее дежурному лаборанту. 

12. Bo время проведения опыта пользуйтесь только дистилли
рованной водой. 

13. He путайте пробки от склянок с разными реактивами. Сухие 

реактивы нужно брать только чистым шпателем, неизрасходованные реактивы не высыпайте (не выливайте) в те склянки, из которых они взяты. 

14. При использовании реактивов и препаратов внимательно 

читайте надписи на этикетках. Пользоваться реактивами без этикеток или с сомнительными этикетками категорически запрещается. 

15. He работайте с грязной посудой, сами не оставляйте ее не
мытой. 

16. He пускайте прибор без предварительной проверки. Не 

оставляйте включенный прибор без присмотра. 

17. He выносите из лаборатории приборы, реактивы, посуду. 
18. Особую осторожность соблюдайте при работе с ядови
тыми и вредными веществами: с концентрированными кислотами и щелочами. Работу с ними проводите только в вытяжном шкафу, окна которого должны быть открыты не более чем на одну треть. 

19. He выливайте в раковины остатки кислот, щелочей, огне
опасных жидкостей и т.д. Сливайте эти вещества в специальные 
склянки, помещенные в вытяжной шкаф. Не бросайте в раковину 
бумагу, песок, металлы и др. твердые вещества. 

20. Осторожно, внимательно работайте с газовыми горелками, 

т.к. они являются источниками возникновения пожара. Соблюдайте 
правила пользования газовыми горелками (см. раб. № 3). 

21. При нагревании или кипячении жидкости (особенно с осад
ком) на газовой горелке или спиртовке во избежание разбрызгивания нагревать верхнюю часть пробирки, при этом держать 
отверстием от себя и работающих рядом. 

22. При взвешивании сухих реактивов не высыпайте их прямо 

на чашку весов. Взвешивайте на часовом стекле или на фильтровальной бумаге. 

23. Запрещается курить и принимать пищу в химической ла
боратории. 

24. He пробуйте на вкус какие-либо реактивы и препараты. Со 

всеми веществами в лаборатории обращайтесь, как с более или менее токсичными.  

25. Bo время работы надевайте халат: имейте в лаборатории 

мыло и полотенце. После окончания работы тщательно вымойте руки с мылом. 

26. При всех несчастных случаях сразу же обращаться к пре
подавателю или к дежурному лаборанту. 

27. Уходя из лаборатории, проверьте, выключены ли газ, 

вода, электричество. 

ОСОБЫЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ 

И ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ 

1. Запрещается проводить на рабочих столах опыты, сопровож
дающиеся выделением легколетучих токсичных веществ: аммиака, 
брома, хлора, йода, оксидов азота, оксида углерода (II), оксида серы 
(IV), сероводорода и др. 

2. При разбавлении концентрированной серной кислоты лейте 

кислоту в воду, а не наоборот (в противном случае первые порции воды, смешиваясь с кислотой, вскипают, разбрызгиваясь во все стороны). 

3. Разбавлять концентрированную серную кислоту, а также го
товить хромовую смесь или производить другие операции, связанные с выделением большого количества теплоты, нужно только в 
посуде из толстостенного стекла или фарфора. 

4. Попавшие на открытые участки тела брызги концентри
рованной кислоты быстро сотрите тканью или фильтрованной бумагой, хорошо впитывающей влагу, смойте большим количеством воды, после чего промойте пораженный участок 2-5%-ным 
раствором пищевой соды. Щелочь смывайте водой до тех пор, пока 
не исчезнет ощущение скользкости. Затем нейтрализуйте 1%-ным 
раствором борной кислоты. 

5. При случайном попадании реактивов внутрь, рекомендуется 

выпить побольше воды. Наряду с этим необходимо: а) при отравлении кислотами выпить стакан 2% раствора двууглекислой соды; б) при отравлении щелочами выпить стакан 2% уксусной или 
лимонной кислоты. 

6. Опыты с бромом проводите только в вытяжном шкафу, не 

допуская вдыхания его паров. Остерегайтесь попадания на открытые участки тела капель брома, ибо они вызывают сильные 
труднозаживающие ожоги. В случае попадания брома на открытые участки тела промойте обожженное место концентрированным 
раствором тиосульфата натрия. 

7. При случайном вдыхании паров брома необходимо по
нюхать разбавленный раствор аммиака (нашатырного спирта), а 

затем выйти на свежий воздух, сделать искусственное дыхание и 
вызвать врача. 

8. Работая со щелочами, с щелочными металлами надевать 

защитные очки. 

9. Аммиачный раствор серебра готовьте перед опытом в коли
честве, необходимом для работы, поскольку при хранении раствор 
может взрываться в результате образования гремучего серебра. 

10. Работайте с легко воспламеняющимися жидкостями и га
зами вдали от открытого огня, чаще всего в специально оборудованных вытяжных шкафах. Для тушения воспламенившегося 
спирта, эфира или других растворителей, пользуйтесь песком, засыпая им пламя. 

11. При появлении ожогов пораженное место смочите 

концентрированным раствором перманганата калия (
4
KMnO ) или 

приложите вату, смоченную этиловым спиртом. 

12. При неосторожном изгибании трубок, возможен порез и ра
нения. При порезах в первую очередь нужно удалить из раны осколки, края раны дезинфицировать 3%-ным спиртовым раствором йода, 
а затем наложить стерильную повязку, при сильных кровотечениях 
следует наложить выше раны жгут и вызвать врача или направить пострадавшего в медпункт университета (поликлинику). 

13. В случае воспламенения одежды не следует бежать, надо 

набросить на пострадавшего противопожарное полотно, халат и т.п. 

РАБОЧЕЕ МЕСТО СТУДЕНТА 

Для выполнения лабораторного практикума за каждым сту
дентом закреплено рабочее место (часть лабораторного стола). На 
каждое рабочее место выдается штатив пробирок и предметы индивидуального пользования. 

С самого начала работы студент должен правильно использо
вать свое рабочее место, т.е. рационально на нем размещать приборы, посуду, рабочий журнал, в котором делаются необходимые записи. Рабочее место содержать в чистоте и порядке, не загромождать его посторонними предметами. 

Чистота посуды и рабочего места является залогом 

успешного проведения всех опытов и экспериментов. Чем выше 
культура студента, тем аккуратнее его рабочее место, тем более 
правильными будут полученные им результаты. 

При выполнении лабораторной работы пользуйтесь своими 

наборами посуды и реактивов, а при отсутствии чего-либо обращай

тесь к лаборанту. Не берите недостающие реактивы или посуду с 
других горок. Не забывайте так же о том, что, выполняя различные 
опыты с концентрированными кислотами, щелочами, токсичными и 
сильнопахнущими летучими соединениями, работу необходимо 
проводить в вытяжном шкафу. 

Находясь на своем рабочем месте, не создавайте неудобств для 

своих товарищей, не отвлекайте их от работы и громко не разговаривайте. 

После окончания всей запланированной работы уберите свое 

рабочее место, а также в вытяжном шкафу, где проводили отдельные опыты. 

 

Содержание отчета 

Отчёт о выполнении лабораторной работы должен содержать 

наименование и цель работы, законспектированные правила поведения в химической лаборатории. 

 

Контрольные вопросы по усвоению теоретического материала 

1. Перечислите правила работы с реактивами. 
2. Какие жидкости относятся к легковоспламеняющимся? 

Перечислите правила работы с легковоспламеняющимися жидкостями. 

3. Куда следует сливать агрессивные жидкости? 
 

4. Как приготовить разбавленный раствор серной кислоты из 

концентрированной кислоты? 

5.  Почему нельзя греть раствор в толстостенной посуде? 

 

Тестовые задания 

Выберите один из вариантов ответа. 
1. Почему твердую щелочь нельзя брать руками 

1.
Плавится в руках
3. Все указанное в предыдущих 

пунктах

2.
Происходит ожог рук
4. Пачкаются руки

2. Почему нельзя пробирку с раствором нагревать в одном 

месте? 
1.
Раствор плохо нагревается 
3.
Раствор долго не закипает 

2.
Может произойти выброс 
жидкости

4.
Пробирка начнет плавиться

3. Для чего используются вытяжные шкафы?