Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы химико-педагогических исследований» для специальности 5В011200 — «Химия» (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН государственный университет имени Шакарима г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня	УМКД	УМКД 042-16-13.1.07 /03-2013
УМКД Учебно-методические материалы по дисциплине «Основы химико-педагогических исследований»	Редакция № 1 от.09.2013 г.

       

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ДИСЦИПЛИНЫ

«Основы химико-педагогических исследований»

для специальности 5В011200 – «Химия»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Семей 

2013

Содержание

1.	Глоссарий	4
2.	Лекции	7
3.	Лабораторные занятия	45
4.	Самостоятельная работа студента	47

ГЛОССАРИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Адсорбцией называется изменение концентрации вещества на поверхности раздела двух фаз, обусловленное особыми свойствами поверхностного слоя.

Актуальная реакция почвы – реакция почвенного раствора, которая определяется активной концентрацией водородных ионов.

Аллотропия – явление существования одного и того же химического элемента в виде различных простых веществ.

Анион – положительно заряженный ион.

Атом -  наименьшая частица химического элемента.

Буферность почвы – способность почвы противостоять изменению реакции.

Вещество простое - форма существования химического элемента в свободном состоянии (гомоатомное химическое соединение).

Вещество сложное - форма существования химических соединений  (гетероатомное химическое соединение).

Внутрикомплексными или клешневидными соединениями, или хелатами, называются соединения, состоящие из центрального металлического иона и окружающих его радикалов органических молекул.

Водородная связь – химическая связь между атомом водорода одной молекулы (или части молекулы) и сильноэлектроотрицательным атомом элемента другой молекулы (или части молекулы).

Вторичные минералы образуются из первичных в результате воздействия физических, химических и биологических факторов.

Выветривание – совокупность процессов физического и химического разрушения минералов и горных пород на месте их залегания, в результате воздействия на них колебаний температуры, воды, газов атмосферы и растворенных в воде, жизнедеятельности организмов и др.

Гидратация представляет собой притяжение молекул воды к поверхности минералов.

Гидролитической кислотностью называют ту часть почвенной кислотности, которая определяется при помощи нормального раствора ацетата натрия с рН 8,2.

Гиматомелановые кислоты – не самостоятельная группа гумусовых веществ, а спирторастворимая фракция гуминовых кислот.

Гуминовые кислоты представляют собой группу веществ, извлекаемых из почвы щелочами (или другими растворителями) в виде более или менее темноокрашенного раствора и осаждаемые кислотами в виде аморфного осадка – геля.

Дипольный момент – мера полярности связи.

Длина связи – расстояние между центрами атомов, образующих молекулу

Емкость поглощения почвы – способность почв удерживать то или иное количество катионов в обменной форме.

Ионная связь – химическая связь между ионами, образуется между типичным металлом и типичным неметаллом.

Катион – положительно заряженный ион.

Ковалентная связь – химическая связь, образующаяся общими электронными парами.

Комплексные соединения – соединения, образующие при диссоциации сложный комплексный ион.

Комплексный ион – ион, способный к самостоятельному существованию состоящий из атома в определенной валентности, связанного с одной или несколькими молекулами или ионами.

Константа нестойкости – величина, которая характеризует устойчивость комплексного соединения, отношение произведения концентрации продуктов распада комплекса к концентрации комплекса.

Константа решетки – наименьшее расстояние между центрами двух соседних частиц в его элементарной ячейке.

Кристаллизация – процесс перехода вещества в кристаллическое, строго упорядоченное состояние при затвердевании жидких тел, при испарении растворителя из насыщенного раствора, при сублимации.

Кристаллическая решетка – пространственный каркас кристалла.

Магматические (массивно-кристаллические) породы образуются при остывании расплавленной жидкой магмы, составляющей следующую за литосферой внутреннюю оболочку Земли. 

Металлическая связь – химическая связь, которую осуществляют относительно свободные электроны между атомами и катионами металлов.

Метаморфические породы образуются из осадочных и магматических пород в результате воздействия на них высокой температуры и давления.

Минерал – более или менее однородный в физическом и химическом отношениях продукт природных реакций, входящий в состав земной коры.

Молекула – наименьшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства.

Молекулярная орбиталь – одноэлектронная волновая функция, описывающая состояние электрона в молекуле.

Мононы – молекулы, из которых состоят мицеллы.

Первичные минералы – минералы, измельченные под влиянием физических факторов выветривания, эти минералы в том или ином количестве присутствуют в почве в химически неизмененном виде.

Плодородие – основное и специфическое свойство почвы, отличающее ее от горной породы.

Полионы -  это мицеллы.

Поляризуемость химической связи – способность ее становиться полярной или более полярной под воздействием внешнего электрического поля.

Полярность химической связи – смещение электронов, осуществляющих химическую связь в сторону более электроотрицательного атома.

Потенциальная кислотность почвы – способность почвы (ее твердых фаз) проявлять себя при взаимодействии с растворами как кислота.

Почва – природное тело, образующееся в результате взаимодействия ряда природных факторов, а также производственной деятельности человека.

Сероземы – почвы сухих субтропиков, образуются в условиях слабого увлажнения и высоких температур.

Сродство к электрону –энергия, которая выделяется при присоединении электрона к атому.

Степень окисления – условный заряд, который приписывается соединении, исходя из предположения, что соединение состоит только из ионов.

Фаза – однородная часть системы, которая, обладая определенным комплексом физических свойств, отделена резкой физической поверхностью от другой однородной части, обладающей иным комплексом физических свойств.

Фульвокислотами называют гумусовые вещества желтой или красноватой окраски, которые остаются в растворе после подкисления щелочной вытяжки из почвы и выпадения в осадок гуминовых кислот.

Функциональные или реактивные группы представляют собой боковые цепи линейно-полимеризованного углерода, которые определяют характер взаимодействия гуминовых кислот с окружающей средой.

Химическая связь – взаимодействие двух или нескольких атомов, обуславливающее образование химически устойчивой многоатомной системы и характеризующееся существенной перестройкой электронных оболочек связывающихся атомов.

Щелочные почвы – почвы с излишне высокими значениями рН.

Электроотрицательность – способность атома к поляризации химической связи (притягивать к себе электронную плотность).

Элементный состав почв – набор и количественное соотношение химических элементов в почвенной массе.

Энергия ионизации – энергия, необходимая для отрыва 1-го электрона от атома.

Энергия связи –  энергия, которую нужно затратить для разрыва химичкой связи.

КРАТКИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Лекция № 1,2: Введение. Методологические подходы в современных химико-педагогических исследованиях.

Цель: раскрыть предмет, рассмотреть основные задачи и понятия химии почв, элементный и минеральный состав почв.

Основные вопросы:

Современная химия почв, ее содержание и задачи. Особенности элементного состава почв. Материнские породы, их происхождение и состав.

СОВРЕМЕННАЯ ХИМИЯ ПОЧВ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ.

Современная химия почвы призвана решать задачи, связанные с происхождением, свойствами и использованием почв. Поэтому в качестве наиболее общего ее определения можно дать следующее: химия почвы - это раздел почвоведения, изучающий химические основы почвообразования и плодородия почв. Основой для решения этих вопросов служит исследование состава, свойств почв и протекающих в почвах процессов на молекулярном и коллоидном уровнях. Согласно определению, предметом изучения химии почв является особое естественноисторическое тело - почва.

Химия почв, как и почвоведение в целом, использует сравнительно-географический и профильно-генетический методы, но не располагает особыми методами, позволяющими качественно отграничить химию почв от других разделов почвоведения. Разработаны методы и показатели, характеризующие специфические свойства почв. К их числу можно отнести показатели  поглотительной способности почв, групповой состав гумуса, профильное распределение элементов, распределение элементов по группам подвижности и доступности растениям, нитрификационная способность почв, но все, же эти методы не выводят химию почв за рамки почвоведения. Неверно было бы рассматривать химию почв и как раздел  химии, поскольку ее главное целевое назначение - решение почвенных задач. Правильное решение вопроса о месте химии почв в системе наук имеет важное методологическое значение, так как оно определяет пути развития химии почв, ее роль в решении народнохозяйственных задач.

Современную химию почв можно подразделить на четыре главных направления:

химия почвенной массы, химия почвенных процессов, химические основы почвенного плодородия, аналитическая химия почв.

В каждом из перечисленных направлений можно выделить ряд подразделов; иногда химию почв сводят к первому (химия почвенной мaccы) и четвертому из указанных разделов (аналитическая химия почв). Это неоправданно сужает химию почв и даже отвлекает внимание от ее главных задач - химии почвообразования и химических основ плодородия. Аналитическая химия почв поставлена в этом перечне на последнее место не случайно. Несмотря на исключительную важность методов, без которых невозможно решение проблем и задач первых трех направлений, аналитическая химия выполняет служебную роль, давая исследователю средства и инструменты для решения основных вопросов. И хотя методическая работа предшествует собственно эксперименту, не следует забывать, что метод должен подбираться и разрабатываться применительно к задачам исследования.