Химия (стр. 3 )

Задачи: изучить способы выражения концентрации растворов, коллигативных свойств растворов.

6. Растворы электролитов – 3 часа.

Цель работы: ознакомить с основными свойствами растворов электролитов.

Задачи: вычислить pH раствора, расчет константы гидролиза, степени гидролиза, запись различных видов гидролиза солей.

Самостоятельная работа

1. Домашнее задание «Строение вещества. Закономерности протекания химических процессов. Процессы в растворах».

Цель: уметь объяснять строение простых веществ с позиции МВС, уметь определять возможности протекания процесса, определять температуру замерзания и кипения раствора.

Задачи: установить состав атома: число протонов (заряд ядра), нейтронов, электронов; изобразить электронно-структурную формулу валентного уровня; определить возможные значения степеней окисления; указать наиболее устойчивые степени окисления для данного элемента; описать физические свойства простого вещества; привести уравнения реакций характеризующие химические свойства простого вещества; записать формулы и приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства характеристических соединений: высшего оксида и высшего гидроксида. С позиций МВС объяснить строение предложенных молекул. Указать тип гибридизации центрального атома, изобразить перекрывание орбиталей, указать порядки всех связей и их тип, определить, полярна ли данная молекула. Методом электронного баланса расставить коэффициенты в уравнении окислительно-восстановительной реакции.

Вычислить энтропию, энтальпию, энергию Гиббса и константы равновесия. На основе расчетов сделать вывод о тепловом эффекте процесса, его термодинамической возможности при заданных температурах и положении химического равновесия. Уметь определять энергию активации, константу скорости, температурный коэффициент скорости и количество вещества, израсходованного за известное время.

Рассчитывать массовую долю растворенного вещества, молярную концентрацию, моляльность раствора, мольную долю растворенного вещества растворов, полученных при растворении веществ в воде. Определять температуру замерзания, кажущуюся степень диссоциации. Вычислить константы, степени гидролиза и pH в водном растворе соли.

2. Проработка лекций, подготовка к лабораторным работам, защита выполненных работ.

3. Подготовка и прохождение рубежного контроля.

Рубежный контроль проводится в форме письменного выполнения индивидуального задания.

Модуль 2 «Электрохимические процессы и химия элементов »

Виды учебной работы	Объем в часах	Сроки проведения, недели
Лекции	18	9-17
Семинары
Лабораторные работы	18	9-17
Практические занятия
Самостоятельная работа: §  домашнее задание, §  проработка лекций, подготовка к лабораторным работам, защита выполненных работ §  подготовка и прохождение рубежного контроля	2 16 2	9-15 17 16
Трудоемкость, час	56
Трудоемкость, зач. единицы	1,6

Контроль освоения модуля 2

Неделя проведения контроля модуля	Формы контроля	Оценка в баллах
минимальная	максимальная
9-17	Контроль посещения аудиторных занятий	2,5	4,5
9-17	Контроль выполнения и проверка отчетности по лабораторным работам	9	15
15	Проверка выполнения индивидуального домашнего задания	2	3
16	Рубежный контроль	7,5	12,5
	ИТОГО	21	35

После освоения модуля 2 «Электрохимические процессы и химия элементов» студент должен приобрести следующие знания, умения и владения, соответствующие компетенциям ООП:

Результаты изучения модуля

Код компетенции или части компетенции

Знать: закономерности изменения свойств атомов, простых веществ и важнейших соединений (оксиды, гидроксиды) s-, p- и d-элементов; общие свойства металлов; основы физико-химического анализа, как научная основа получения сплавов с заданными свойствами; теоретические основы равновесий в электрохимических системах, принцип работы источников постоянного тока; закономерности процесса электролиза; виды коррозионных процессов, механизмы химической и электрохимической коррозии и методы защиты металлов от коррозии. Уметь: вычислять электродвижущую силу (ЭДС) гальванического элемента по данным о соответствующих электродных потенциалах полуреакций; записывать схему электродных процессов на катоде и аноде при электролизе; оценивать влияние изменения условий на ход процесса и его конечный результат; анализировать результаты, обобщать и систематизировать данные эксперимента, делать выводы; пользоваться основными неорганическими реактивами, растворителями и химической посудой. Владеть: навыками определения протекания электрохимических процессов и возможности прохождения коррозии.

П-1, П-3, СЛ-1; ОК-10

Содержание модуля 2

Лекции

5. Электрохимия -10 часов.

Процессы на границе металл – раствор электролита. Двойной электрический слой. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал. Стандартный водородный электрод. Зависимость величины электродного потенциала металла от концентрации ионов в растворе и от температуры. Уравнение Нернста. Термодинамика равновесных электрохимических процессов. Принцип функционирования гальванического элемента (на примере элемента Даниэля – Якоби.

Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Активные и инертные электроды. Потенциал разложения. Процессы, протекающие на электродах в растворах и расплавах электролитов. Кинетика электрохимических процессов. Поляризация. Применение электролиза в технике (электрохимический синтез, электрометаллургия, гальваностегия, гальванопластика, электрополирование). Химические источники постоянного тока (первичные элементы, аккумуляторы, топливные элементы).

Коррозия – самопроизвольный процесс. Классификация коррозионных процессов. Общие представления о термодинамике и кинетике коррозионного процесса. Химическая коррозия. Условия и причины возникновения. Механизм химической коррозии. Влияние различных факторов на скорость химической коррозии.

Условия и причины возникновения электрохимической коррозии. Механизм. Термодинамика электрохимической коррозии. Количественная оценка скорости коррозионных процессов. Методы защиты металлов от коррозии.

Рациональное конструирование. Создание коррозионностойких сплавов. Изменение состава коррозионной среды (уменьшение концентрации деполяризаторов, использование ингибиторов). Применение защитных покрытий (неметаллических, металлических). Электрохимические методы защиты.

6. Химия элементов – 8 часов.

Строение атомов s-элементов. Закономерности изменения свойств атомов в зависимости от положения в периодической системе. Свойства простых веществ (свойства типичных металлов). Свойства характеристических соединений. Нахождение в природе. Методы получения. Применение в технике.

Жесткость воды. Негативное воздействие на технические системы. Методы определения и устранения жесткости.

Строение атомов p-элементов. Закономерности изменения свойств атомов в зависимости от положения в периодической системе. Закономерности изменения свойств простых веществ. Свойства алюминия, кремния, германия, олова и свинца. Свойства характеристических соединений. Нахождение в природе. Методы получения. Применение в технике.

Особенности строения атомов d-элементов. Положение в периодической системе. Особенности валентных возможностей d-элементов. Отличие свойств простых веществ d-металлов от свойств типичных металлов. Влияние степени окисления атома на кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов, образуемых d-элементами. Комплексоны. Окислительно-восстановительные свойства соединений d-элементов. Особенности свойств элементов семейства железа.

Лабораторные работы

7. Определение электропроводности и константы диссоциации слабого электролита - 2 часа.

Цель работы: освоить метод кондуктометрии.

Задачи: вычислить молярную электропроводность, степень диссоциации и константы диссоциации.

8. Электролиз. Металлические покрытия – 2 часа.

Цель работы: ознакомить с назначением и процессами нанесения металлических покрытий на металлы электрохимическим методом, нанесения никеля на медь.

Задачи: изучить электрохимических процессов при электролизе растворов с инертными и активными электродами; расчет параметров электролиза с использованием законов Фарадея; изучить электрохимический способ нанесения металлического покрытия на металл.

9. Изменение электродных потенциалов металлов -2 часа.

Цель работы: освоить методику измерения электродных потенциалов.

Задачи: изучить принципа работы гальванического элемента; использовать стандартные электроды сравнения (хлорсеребряный электрод) для измерения ЭДС электрохимической цепи и расчета электродного потенциала металлических электродов.

10. Коррозия металлов – 2 часа.

Цель работы: ознакомить с процессами в основе химической и электрохимической коррозии металлов в различных средах.

Задачи: изучить процессы, протекающие при химической и электрохимической коррозии металлов.