Химия
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Общая и неорганическая химия
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Поддубных Людмила Петровна
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 305
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN-онлайн: 978-5-16-112558-8
Артикул: 813984.01.99
В учебном пособии рассмотрены основные теоретические вопросы общей, неорганической и аналитической химии, дополненные лабораторными работами, примерами решения задач и другим справочным материалом, необходимым при изучении дисциплины.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В Ы С Ш Е Е О Б Р А З О В А Н И Е Красноярский государственный аграрный университет Л.П. ПОДДУБНЫХ ХИМИЯ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Рекомендовано Учебно-методическим советом Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Красноярский государственный аграрный университет» для внутривузовского использования в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» Москва ИНФРА-М 2024
УДК 54(075.8) ББК 24я73 П44 Р е ц е н з е н т ы: В.Ф. Дурнев, кандидат химических наук, генеральный директор Общества с ограниченной ответственностью «МедПроект»; И.В. Дубова, кандидат технических наук, доцент кафедры фундаментального естественно-научного образования Института цветных металлов и материаловедения Сибирского Федерального университета Поддубных Л.П. П44 Химия : учебное пособие / Л.П. Поддубных. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 305 с. — (Высшее образование). ISBN 978-5-16-112558-8 (online) В учебном пособии рассмотрены основные теоретические вопросы общей, неорганической и аналитической химии, дополненные лабораторными работами, примерами решения задач и другим справочным материалом, необходимым при изучении дисциплины. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции». УДК 54(075.8) ББК 24я73 ISBN 978-5-16-112558-8 (online) © Красноярский государственный аграрный университет, 2024 ФЗ № 436-ФЗ Издание не подлежит маркировке в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11
ВВЕДЕНИЕ Химия – наука о веществах и процессах их превращений, сопро вождающихся изменением состава и структуры. Предметом изучения химии являются химические элементы (атомы) и их соединения. К превращениям, изучаемым химией, относятся химические изменения, в результате которых возникают новые вещества, то есть химические реакции. Химия включает в себя законы и принципы, описывающие эти превращения, а также представления и теории, позволяющие дать им объяснение. Данное издание не заменяет рекомендуемые обязательные учеб ники по курсу дисциплины, а лишь является необходимым дополнением к ним. Изданные в последние годы учебники по химии содержат много разнообразных сведений, обусловленных, прежде всего, спецификой химии, находящейся на стыке многих наук, а также ее самобытностью в области научных знаний, связями с другими науками и огромной практической значимостью для общества. Как всякая наука, химия изучает некоторую часть явлений окружающего мира. Она играет значительную роль в научно-техническом прогрессе. Нет ни одной отрасли, не связанной в той или иной мере с при менением химии. Химия – это не просто наука, накапливающая и систематизирующая знания. Без эффективного использования результатов исследований в этой области невозможно функционирование ведущих отраслей промышленности и сельского хозяйства, систем охраны окружающей среды и здравоохранения, оборонного комплекса, космических исследований, а также развитие многих смежных научных областей. Учебное пособие составлено в соответствии с программой курса «Химия». В нем содержатся все разделы, соответствующие рабочей программе. Каждый из них включает краткое изложение основных теоретических вопросов, систематизирующих самостоятельное изучение учебного материала, и акцентирует внимание на узловых моментах изучения дисциплины. После теоретической части приводятся лабораторные работы и примеры решения типовых задач. Для закрепления учебного материала студентам предлагаются вопросы для самопроверки и контрольные задачи. В заключительном разделе приводятся вопросы к экзамену.
Цель учебного пособия состоит в приобретении студентами ос новных навыков по технике химического эксперимента и исследовательской работе, выработке наблюдений и логических выводов по результатам экспериментов и анализа, которые будут необходимы в практической деятельности. Издание позволит сформировать у студентов понятие логиче ской завершенности теоретического и практического циклов всего курса по изучению химии.
Методические рекомендации по изучению дисциплины Курс «Химия» изучается студентами очной формы обучения Института пищевых производств по направлению подготовки 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» во втором и третьем семестре. Приступая к его изучению, целесообразно вначале ознакомиться с программой. Далее необходимо перейти к изучению отдельных тем программы, руководствуясь данными методическими рекомендациями. Изучив теоретический материал, можно приступать к выполнению лабораторных работ. Перед выполнением лабораторной работы нужно внимательно ознакомиться с целью работы, необходимым оборудованием, приборами и реактивами, изучить ход выполнения работы. При оформлении лабораторной работы необходимо указать цель работы, подробно описать все операции, привести необходимые расчеты, представить графики и таблицы и сделать выводы. После изучения каждой темы нужно ответить на вопросы для самопроверки и решить типовые задачи. Только после этого следует перейти к выполнению контрольной работы. Задания для самостоятельной работы расположены непосредственно после методических советов, вопросов для самопроверки по данной теме и примеров решения типовых задач. При оформлении работы необходимо полностью переписать условие задачи, привести ее решение и теоретическое обоснование полученного результата. Работа должна быть аккуратно оформлена. Для замечаний преподавателя оставляются поля. В конце работы следует указать используемую литературу, поставить свою подпись и дату выполнения работы.
Варианты итоговых контрольных работ по общей и неорганической химии Вариант Номер задания 1 1 21 41 61 81 101 121 141 161 181 210 226 2 2 22 42 62 82 102 122 142 162 182 245 227 3 3 23 43 63 83 103 123 143 163 183 246 228 4 4 24 44 64 84 104 124 144 164 184 197 229 5 5 25 45 65 85 105 125 145 165 185 198 230 6 6 26 46 66 86 106 126 146 166 186 199 231 7 7 27 47 67 87 107 127 147 167 187 200 232 8 8 28 48 68 88 108 128 148 168 188 196 233 9 9 29 49 69 89 109 129 149 169 189 199 234 10 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 201 235 11 11 31 51 71 91 111 131 151 171 191 202 236 12 12 32 52 72 92 112 132 152 172 192 203 237 13 13 33 53 73 93 113 133 153 173 193 196 238 14 14 34 54 74 94 114 134 154 174 194 197 239 15 15 35 55 75 95 115 135 155 175 195 196 240 16 16 36 56 76 96 116 136 156 176 196 210 241 17 17 37 57 77 97 117 137 157 177 197 211 242 18 18 38 58 78 98 118 138 158 178 198 212 243 19 19 39 59 79 99 119 139 159 179 199 213 244 20 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 214 225 21 1 40 59 78 97 117 132 158 174 190 204 215 22 2 39 58 77 96 116 135 154 173 192 205 216 23 3 38 57 76 95 114 133 152 171 193 206 217 24 9 37 56 75 94 113 132 151 170 189 207 218 25 10 36 55 74 93 112 131 150 169 188 208 219 26 11 35 54 73 92 111 130 149 168 187 209 220 27 12 34 53 72 91 110 129 148 167 186 210 221 28 13 33 52 71 90 109 128 147 166 185 211 222 29 14 32 51 70 89 110 127 146 165 184 212 223 30 15 31 50 69 88 109 126 145 164 183 213 224
Правила работы в химической лаборатории и техника безопасности Для работы в лаборатории студент получает набор посуды, в который входят: 1) пробирки для выполнения основных реакций; 2) несколько центрифужных пробирок. Следует заметить, что объем раствора с осадком не должен превышать трети пробирки; 3) стаканы и конические колбы, которые применяются для по лучения и хранения твердых образцов и растворов, а также для проведения анализа; 4) мерные колбы для приготовления растворов точной концен трации; 5) фарфоровая чашка для выпаривания растворов; 6) набор стеклянных палочек и шпатылей; 7) бюретки для титрования. В общем пользовании студентов находятся: 1) ящик с растворами реагентов; 2) водяная баня для нагревания и упаривания растворов; 3) электрическая плитка для выпаривания растворов досуха; 4) центрифуга для отделения осадка от растворов; 5) растворы и сухие препараты для общего пользования, кото рые находятся на столе у лаборанта; 6) весы; 7) сушильный шкаф; 8) cпиртовка. При работе в лаборатории студент должен соблюдать сле дующие правила: 1.Содержать свое рабочее место в чистоте и порядке. Посуду мыть содовым раствором с помощью «ерша», затем промывать водопроводной и дистиллированной водой. 2. Быть внимательным при выполнении операций. Во избежание ошибок пробирки и склянки с реактивами нужно снабжать этикетками, указывающими на их содержимое.
3. Собирать в специальные склянки отработанные растворы со лей серебра и органические растворители. 4. Строго соблюдать правила техники безопасности при работе с концентрированными растворами кислот и щелочей. При попадании на кожу кислоты или щелочи пораженное место обмывают большим количеством воды под краном. Остатки кислот, если необходимо, нейтрализуют раствором соды, а остатки щелочи – раствором уксусной кислоты. 5. Проводить под тягой все реакции, сопровождающиеся выде лением дыма или газов. 6. Сторожно нюхать вещества, не наклоняясь над сосудом, а легким движением ладони направлять струю воздуха от сосуда к себе. 7. Оставлять без присмотра работающие установки с включен ными электроприборами. 8. Не допускать использование приборов с открытой спиралью. 9. Соблюдать особую осторожность при работе с центрифугой. Центрифугирование проводят в центрифужной пробирке, помещая ее в специальное гнездо. Для противовеса в другое гнездо помещают такую же пробирку с водой. Центрифугирование проводят в течение 1–2 мин обязательно при закрытой крышке (крышку нельзя снимать до полной остановки гнезд). 10. Не проводить в лаборатории работы, не связанные с выпол нением порученных заданий. 11. Не хранить и не принимать пищу в помещении химической лаборатории. 12. Пользоваться халатами во время работы в химической лабо ратории.
Общие требования к выполнению лабораторных работ и ведению лабораторного журнала Для получения допуска к выполнению лабораторной работы не обходимо изучить ее содержание. Следует ознакомиться с относящимся к работе оборудованием, изучить материал, изложенный в методических указаниях, и получить разрешение преподавателя. По окончании работы необходимо убрать рабочее место, сдать лаборанту в чистоте и сохранности приборы и посуду. Основным отчетным документом студента является лаборатор ный журнал, в который записываются все результаты его работы в лаборатории. При оформлении лабораторной работы в журнал записываются дата выполнения работы, название и цель работы, название и краткое описание опыта, наблюдения, уравнения химических реакций, необходимые расчеты и выводы. При изучении характерных реакций того или иного иона реко мендуется единая запись по схеме: № Изучаемый ион Реагент Условия выполнения Наблюдения Уравнение реакции В графе «Условия выполнения» указывают способ выполнения реакции, условия (pH, температура) и мешающие ионы. Все графы в таблице, кроме графы «Наблюдения», нужно заполнить заранее. Обязательно указывают дату выполнения работы и название. При выполнении контрольных работ результаты обнаружения ионов представляются в журнале в виде таблицы: № Обнаруживаемый ион Реагент Условия выполнения Наблюдения Уравнение реакции Заключение При выполнении отчета по количественному анализу необходи мо указать дату, название и цель работы, применяемое оборудование и реактивы, изложить теоретические основы методов, применяемые в работе, кратко описать ход работы и наблюдения, представить таблицы полученных результатов, построить графики, провести все необходимые расчеты и сделать письменные выводы.
Раздел 1. ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ. НОМЕНКЛАТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Атомно-молекулярное учение заключается в следующем: 1) все вещества состоят из молекул; 2) молекулы состоят из атомов; 3) частицы – молекулы и атомы – находятся в непрерывном дви жении. Между ними существуют силы притяжения и отталкивания. Экспериментальным подтверждением атомно-молекулярного учения явились стехиометрические законы химии. Стехиометрические законы рассматривают количественные со отношения между реагирующими веществами. Основные понятия и законы, используемые в химии Основополагающим законом всей химической науки является Периодический закон, открытый Д.И. Менделеевым в 1869 году. Согласно этому закону, атомы и ионы характеризуются рядом свойств, определяющих их химическое поведение и свойства их соединений. Вид атомов с одинаковым зарядом ядра называют химическим элементом. Атом – наименьшая частица химического элемента, сохраняю щая все его химические свойства. Атомы способны взаимодействовать между собой с образованием молекул. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его хи мическими свойствами. Вещества, состоящие из атомов одного и того же элемента, на зывают простыми веществами. Вещества, состоящие из атомов разных элементов, называют сложными (химическими соединениями). Массы атомов чрезвычайно малы (10-26–10-27 кг), работать с та кими величинами сложно, поэтому используют не абсолютные значения атомных масс, а относительные. За единицу относительных атомных масс Международный съезд химиков принял 1/12 часть массы атома изотопа углерода 12С. Относительной атомной массой элемента (Аr) называется масса его атома, выраженная в атомных едини