Неорганическая химия (стр. 1 )

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский государственный университет им. А.Байтурсынова

Кафедра биологии и химии

Алишева Разия Калкамановна

Неорганическая химия

Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных и практических работ для студентов

специальности: 050727-Технология продовольственных продуктов;

050728-Технология перерабатывающих производств; 050801-Агрономия; 050802-Зоотехния; 050732-СМС; 050607-Биология; 050608-Экология

Костанай, 2010

ББК 24.1

А 50

Авторы:

Алишева Разия Калкамановна – старший преподаватель

– доцент

Рецензенты:

- кандидат химических наук, доцент

кафедры биологии и химии КГУ им. А.Байтурсынова

Ергалиева Айжан Халиуллаевна – кандидат химических наук, доцент

кафедры биологии и химии КГУ им. А.Байтурсынова

Таурбаева Гульжан Ормантаевна – кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры химии КГПИ

,

А 50 Неорганическая химия. Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов. – Костанай: КГУ им. А.Байтурсынова, 2010. – 108 с.

В учебно-методическое пособие включено выполнение лабораторных и практических занятий, даны методические рекомендации, контрольные задания, тесты для самопроверки. Предназначены для студентов 1 курса специальности: 050727-Технология продовольственных продуктов; 050728-Технология перерабатывающих производств; 050801-Агрономия; 050802-Зоотехния; 050732 - СМС; 050607 - Биология; 050608 - Экология.

ББК 24.1

Утверждено Учебно-методическим советом КГУ им. А.Байтурсынова Протокол от ___ _____20___ г., № ___

@ Костанайский государственный

университет им. А. Байтурсынова

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...4

Тема 1 Основные понятия и законы химии

Практическое занятие……………………….….……………………………………5

Лабораторная работа…………………………………………………………………9

Тема 2 Строение вещества. Строение атома

Практическое занятие……………………….….…………………………………..12

Тема 3 Периодический закон и система в свете строения атома………………………………………………………………………………….18

Практическое занятие……………………….….…………………………………..18

Тема 4 Типы химических связей. Характеристика веществ с различным типом химической связи

Практическое занятие……………………….….…………………………………..25

Тема 5 Комплексные соединения……………………………………………….....28

Практическое занятие……………………….….…………………………………..29

Лабораторное занятие……………………….….…………………………………..36

Тема 6 Закономерности протекания химических процессов……………………40

Практическое занятие……………………….….…………………………………..41

Тема 7 Химическая кинетика. Скорость химических реакций.…………………48

Лабораторное занятие……………………….….………………………………….49

Тема 8 Растворы. Способы выражения концентраций растворов.……………...56

Практическое занятие……………………….….…………………………………..57

Лабораторное занятие……………………….….…………………………………..60

Тема 9 Растворы электролитов…………………………………………………….62

Практическое занятие……………………….….…………………………………..63

Лабораторное занятие……………………….….………………………………….85

Тема 10 Гидролиз солей

Практическое занятие………………………………………………………………88

Лабораторное занятие……………………….….………………………………….94

Тема 11 Окислительно - восстановительные реакции. Электрохимические процессы……………………………………………………………………………..97

Практическое занятие……………………….….…………………………………..98

Лабораторное занятие……………………….….…………………………………101

Приложения………………………………………………………

..103

Введение

Учебно-методическое пособие составлено с целью оказания методической помощи студентам, самостоятельно изучающим тот или иной раздел химии.

Учебно-методическое пособие содержит рекомендации к выполнению лабораторных работ, методические советы к решению задач на практических и семинарских занятиях, а для более глубокой теоретической подготовки даны вопросы и задачи для самопроверки, тестовые задания.

Для закрепления и контроля знаний предложены индивидуальные домашние задания по вариантам.

При изучении темы следует:

1 Изучить теоретический материал по рекомендованной литературе

2 Отметить особо сложный и неизвестный материал

3 После проработки материала учебников попытаться ответить на контрольные вопросы и вопросы для самопроверки. Неясные вопросы и задания следует отметить, чтобы выяснить их на СРСП

4 Попытаться прорешать предложенные задачи, используя методические рекомендации к их решению

5 Проверить усвоение темы по индивидуальному домашнему заданию и тестам.

Тема 1 Основные понятия и законы химии

Практическое занятие

Цели: закрепить и проверить теоретические знания студентов, научить решать задачи различных видов и типов по данной теме, подготовить к контрольной работе, проверить понимание студентами сущности стехиометрических законов и их практическое значение.

Развивать умения применять теоретические знания на практике.

Воспитывать у студентов интерес к химии, к химическим задачам, а в процессе их решения усидчивость, внимание, целеустремленность.

Должны знать: формулы для решения задач, формулировки стехиометрических законов химии.

Должны уметь: производить различные вычисления по химическим формулам и уравнениям.

ПЛАН

1 Формулировки стехиометрических законов химии.

2 Вычисления по химическим формулам и уравнениям.

Методические рекомендации

Стехиометрия – раздел химии, изучающий количественные отношения, в которых вещества вступают в химическое взаимодействие. Все стехиометрические расчеты в химии базируются на трех основных законах:

1)  сохранения массы веществ при химических реакциях;

2)  постоянства состава химических соединений;

3) эквивалентов.

В химических расчетах используется специфическая единица количества вещества – моль. Масса моля численно равна молекулярной массе. (1моль Cl2 – 71г., H3PO4 - 98г. и т. д.). Один моль любого вещества содержит 6,02*1023 молекул (число Авогадро), хотя масса одного моля разных веществ – различна. Масса любого газообразного вещества при нормальных условиях (н. у.) занимает объем равный 22,4 л/ моль.

1 моль – весит м. г. – содержит 6,02* 1023- занимает при нормальных условиях объем 22,4 л/моль (для газов).

Обозначение:

υ - количество вещества – моль.

Mr – относительная молекулярная масса – а. е.м.

М – молярная масса – г/моль

NА - число Авогадро (6,02*1023 молекул)

Vm – молярный объем (22,4 л/моль).

При расчетах можно использовать формулы:

m V N

υ = M ; υ = Vm; υ = NА ;

где: m – масса вещества – грамм

υ – объем газа – литр (л); мл.

N - число молекул

Например: Сколько молей и молекул и какой объем занимают 100г N2?

Дано: Решение:

M(N2) = 100г

υ = m/M ; N = NA· υ; V = Vm· υ; исходя из формул

υ=? N=? 1 Находим число молей в 100г N2

M(N2) = г/моль 1 моль – 28г.

100

υ = 28 = 3,57 молей Х моль – 100г

2 Находим число молекул в 100г N2

28г - 6,02 • 1023 молекул

100г – х молекул

N = NA• υ; N = 6,02 •1023 • 3,57 = 2,15 • 1024 молекул

3 Находим объем занимающий 100г N2.

22,4л – 28г

Х – 100г. V = 22,4 • 3,57 = 79,97л

Ответ: 79,97л.

Вопрос для самопроверки

1  Назовите известные Вам формы существования материи.

2  В чем сущность движения химической формы движения материи

3  Основы атомно-молекулярного учения. Атомная и молекулярная масса. Моль. Число Авогадро. Молярный объем.

4  Понятие об эквиваленте. Закон эквивалентов. Как рассчитывают эквивалентную массу простых и сложных веществ.

ЗАДАЧИ

1  Во сколько раз молекула серной кислоты тяжелее молекулы воды?

Решение: Mr(H 2SO4 ) = 2Ar(H) + Ar(S) +4Ar(O)

Mr(H 2SO4 ) = 2• 1 + 32 + 4•16 = 98 а. е.м.

Mr(H 2O)= 2Ar (H) + Ar(O)

Mr(H 2O)= 2• 1 + 16 = 18 а. е.м.

Mr(H 2SO4 ) = 98 г/моль

Mr(H 2O)= 18 г/моль

M(H 2SO4 ) 98 г/моль

M(H 2O) = 18 г/моль = 5,4 раз.

Ответ: молекула H 2SO4 тяжелее молекулы воды в 5,4 раз.

Самостоятельно: Во сколько раз молярная масса карбоната калия больше молярной массы оксида азота (IV) = ?

2  Сколько молей вещества соответствует хлороводороду массой 73г?

Решение: m m

М = υ υ = M

Mr (HCl) = Ar(H) + Ar(Cl)

Mr (HCl) = 1 + 35,5 = 36.5 а. е.м.

M (HCl) = 36,5 г/моль

73г

(HCl) = 36,5г/моль = 2 моль

Ответ: 2 моль вещества соответствует хлороводороду массой 73г

Самостоятельно: Сколько молей соответствует сульфату алюминия Al2(SO4)3 массой 1026г?

3  Какой массе серной кислоты соответствует количество вещества 0,2 моль?

Решение: m

М = υ m = Мυ

Mr (H2SO4 ) = 2Ar(H) + Ar(S) + 4Ar(O)

Mr (H2SO4 ) = 2 • 1 + 32 + 4 • 16 = 98 а. е.м.

Mr (H2SO4 ) = 98 г/моль

m(H2SO4 )= 98 г/моль • 0,2 моль = 19,6 г/моль

Ответ: количество вещества 0,2 моль соответствует 19,6г серной кислоты.

Самостоятельно: Какой массе сульфата натрия Nа2SO4 соответствует количество вещества 5 моль?

4  Вычислите объем следующих газов при нормальных условиях, если взято:

а) 2 моль азота; б) 56г азота;

в) 16г кислорода; г) 0,5 моль кислорода

V

а) Vm = υ V= Vm• υ Vm = 22,4 л/моль

Vm(N2) = 22,4 л/моль • 2 моль = 44,8л

m m

б) М = υ υ = M

Мr (N2) = 28 а. е.м.

М (N2) = 28 г/моль

56г

υ = 28г/моль = 2 моль

V(N2) = 22,4 л/моль • 2 моль = 44,8л

Ответ: а) V(N2) = 44,8л б) V (N2) = 44,8л

в) и г) самостоятельно.

5  Вычислить количество молекул, содержащихся в 54г воды.

Решение: Н2О

υ = 1 моль

Mr = 2Ar(H) + Ar(O)

Mr = 2• 1 + 16 = 18 а. е.м.

M = 18 г/моль

m = M

m = 18 г/моль • 1моль = 18г

18г Н2О - 6,02 • 1023 молекул

54гН2О - х молекул

6,02 •1023• 54г

Х = 18г = 18,06•1023 молекул

Ответ: в 54г воды содержится 18,06•1023 молекул

Самостоятельно: Вычислить количество молекул, содержащихся в 320г кислорода.

6  Вывести простейшую формулу соединения, массовая доля элементов в котором: фосфора – 18,9%; натрия – 42,1%; кислорода – 39,0%.