Модуль 1. Основні поняття хімії та вчення про будову речовини

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ФІЗИЧНОЇ ТА НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

 

 

Рег. № _____________

 

 

РОБОЧИЙ ЗОШИТ

До лабораторних та семінарських занять

 

З дисципліни Х І М І Я

 

для студентів першого курсу

Напрямків підготовки

050502 Інженерна механіка, з професійною орієнтацією:

- Технологія машинобудування

050503 Машинобудування, з професійною орієнтацією:

- Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів
- Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування
- Обладнання переробних і харчових виробництв

051001 Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології, з професійною орієнтацією:
- Метрологія та вимірювальна техніка

 

факультету машинобудування

 

 

 

ХЕРСОН 2010

 

 

Робочий зошит до лабораторних та семінарських занять з дисципліни хімія для студентів першого курсу факультету машинобудування

Укладачі: О.О. Семенченко, В.М. Безпальченко, кількість сторінок 39.

 

Рецензент: д.т.н., професор, зав. кафедрою ОХВіПБМ Херсонського національного технічного університету Луняка К.В.

 

Затверджено

на засіданні кафедри фізичної та неорганічної хімії

 

протокол № 1 від 30.08.2010 р.

 

Зав. кафедри Міщенко Г.В.

 

ПРАВИЛА РОБОТИ В ХІМІЧНІЙ ЛАБОРАТОРІЇ

До роботи допускаються особи, що пройшли інструктаж із техніки безпеки й розписалися в журналі, і, які ознайомлені зі змістом лабораторної роботи. При роботі зберігайте послідовність операцій проведення дослідів у повній відповідності з інструкцією, без відхилень від умов, наведених в описі. У разі виникнення будь-якої неясності під час проведення досліду роботу слід припинити та звернутися до викладача чи лаборанта за роз’ясненнями.

Під час проведення досліду на робочому місці не повинно бути нічого зайвого. Уважно спостерігайте за ходом досліду, відзначаючи кожну його особливість (випадання й розчинення осадів, зміну забарвлення, температури тощо). Після закінчення досліду запишіть у робочий журнал спостереження й зміни, що відбулися з реагуючими речовинами, рівняння відповідних реакцій, а також надайте їм належне пояснення, зробіть висновки.

Використовуйте тільки реактиви, які приготовлені для даної лабораторної роботи, уважно читайте написи на етикетках. Роботи з концентрованими розчинами кислот та лугів проводьте тільки у витяжній шафі. Забороняється приймати їжу в лабораторії, а також пити воду з хімічного посуду. При визначенні запаху газу чи рідини обережно вдихайте повітря, злегка направляючи рукою струм його від посуду до себе. Нагріваючи рідину в пробірці, тримайте її трохи нахиленою та прогрівайте спочатку верхню її частину, поступово переміщуючи зону нагріву донизу. Не направляйте при цьому отвір пробірки на себе чи вбік тих, хто працює поруч.

Не витрачайте реактивів більше необхідної кількості. Якщо ж випадково взяли розчину чи сухих препаратів більше ніж необхідно, то надлишки викидайте (за вказівкою викладача чи лаборанта) у спеціальні сміттєзбірники. Не плутайте пробки від краплинних піпеток і реактивних склянок. Не виливайте в раковину відпрацьовані концентровані кислоти й луги, а використовуйте для цього спеціальну посуду, яка знаходиться у витяжній шафі.

Після виконання запланованого завдання приберіть робоче місце. При нещасних випадках негайно повідомте лаборанта й викладача. У лабораторії є настінна аптечка для екстреної допомоги.

Запам’ятайте!

1. Під час займання бензину, спирту, ефіру накрийте полум’я азбестом чи засипте піском.

2. У випадку загоряння одягу слід гасити полум’я обгортанням у ковдру. Ні в якому разі не бігти!

3. У випадку порізу склом переконайтеся, що в подряпині немає осколків, і ватою, змоченою розчином калій перманганату, видаліть кров, змажте йодом і забинтуйте.

4. При термічних опіках (від вогню, пари, гарячих предметів чи електричної дуги) накладіть пов’язку (марля, бинт), змочену розчином із масовою часткою калій перманганату (KMnО₄) 3 %, або розчином із масовою часткою стрептоциду 2 %, чи розчином харчової соди. Не можна змазувати опік вазеліном чи жиром. При опіках кислотами насухо витріть опік рушником, промийте великою кількістю води чи розчином із масовою часткою харчової соди 2-3 %, чи слабким розчином амоніаку. У випадку опіку плавиковою кислотою (HF) тривало промивайте постраждале місце водою (до появи почервоніння), а потім прикладіть суспензію з масовою часткою магній оксиду 20 % у гліцерині. При опіках лугами уражене місцеобмийте водою й нейтралізуйте лимонною кислотою чи розчином із масовою часткою оцтової кислоти 1-2 %.

 

Рекомендована література

1. Хімія. Навчальний посібник для студентів технічних спеціальностей вищих навчальних закладів / О.О. Семенченко, В.М. Безпальченко. – Херсон: ХНТУ, 2010. – 279 с.

2. Кириченко В.І. Загальна хімія: Навч. посіб. – К.: Вища шк., 2005. – 639 с.

3. Корчинський Г.А. Хімія. Вінниця: „Поділля-2000”, 2002. – 525 с.

4. Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высш.шк., 1985.– 416 с.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высш.шк., 1998.– 743 с.

6. Безпальченко В.М., Єфімцев В.П., Семенченко О.О. Методичні вказівки та контрольні індивідуальні завдання для самостійної роботи студентів І курсу. Електрохімічні процеси. – Херсон, ХДТУ, 2004. – 54 с.

 

 

Модуль 1. Основні поняття хімії та вчення про будову речовини

Модуль охоплює загальнотеоретичний матеріал, ознайомлення з яким створює базу для подальшого засвоєння дисципліни. Модуль складається з наступних тем: „Класи неорганічних сполук”, „Основні закони хімії”, „Будова атома”, „Періодичний закон і періодична система елементів Д.І. Менделєєва”, „Хімічний зв’язок і будова молекул”.

Мета модуля – формування розуміння основних законів хімії та залежності: будова → властивості → систематика елементів та речовин

За модулем студенти повинні вміти:

– Складати за приведеними схемами рівняння реакцій, визначати їх типи.

– Обчислювати еквівалент речовини, молярні маси еквівалентів простих та складних речовин.

– Розв’язувати задачі за основними законами хімії.

– Використовувати періодичну систему Д.І. Менделєєва для визначення електронних конфігурацій атомів елементів.

– Складати графічні схеми заповнення електронами валентних орбіталей цього атома в нормальному стані.

– Визначати властивості елемента та його сполук за будовою атома та положенням у періодичній таблиці Д.І. Менделєєва.

– Визначати тип хімічного зв’язку в молекулах речовин.

Література: [1] c. 19-73, [2] c. 15-94, [3] c. 11-112, [4] c. 19-53, 108-117, [5] c. 6-46, 77-106

Завдання для самоконтролю до теми

"Класи неорганічних сполук"

1. Складіть рівняння та вкажіть тип реакцій між:

1) магній оксидом і сульфур (VI) оксидом; 2) алюміній оксидом і сульфатною кислотою; 3) хром (VI) оксидом і літій оксидом; 4) цинк гідроксидом і натрій гідроксидом; 5) купрум (II) сульфатом і цинком; 6) карбон (ІV) оксидом і барій оксидом; 7) цинком і хлоридною кислотою; 8) сульфур (IV) оксидом і натрій гідроксидом; 9) натрієм і аргентум нітратом; 10) алюміній оксидом і хлоридною кислотою; 11) магнієм і хлоридною кислотою; 12) алюміній оксидом і натрій гідроксидом; 13) ферум (ІІІ) гідроксидом і нітратною кислотою; 14) розведеною нітратною кислотою і міддю.

2. Складіть рівняння одержання середніх солей із кислих і основних:

 

1. Mg(OH)Cl	5. Al(OH)Cl2	9. Bі(OH)2NO3	13. Fe(OH)SO4
2. KHS	6. Fe(HSO3)2	10. Ca(H2PO4)2	14. Zn(HCO3)2
3. Sb(OH)Br	7. Cr(OH)SO4	11. Sn(OH)Cl	15. (SnOH)2SO4
4. CaHPO4	8. Fe(H2PO4)3	12. Na2HPO4	16. Cu(HCO3)2

 

3. Які солі можуть утворитися при взаємодії даних речовин. Напишіть рівняння реакцій.

 

1. Ca(OH)2+H3PO4 →	6. Al(OH)3 + H2SO4 →	11. NH4OH+ H3PO4 →
2. NaOH + H2CO3 →	7. Bа(NO3)2+ Na2SO4→	12. Cr(OH)2+HNO3 →
3. Bі(OH)3 + H2SO4 →	8. SO2 + NaOH →	13. Nі(OH)2 + HCl →
4. Sn(OH)2+H2CO3 →	9. КОН + H2SO3 →	14. H2SO4+Zn(OH)2 →
5. NH4OH + H2SO4 →	10. H3РO4+ Ва(OH)2 →	15. Zn(OH)2+ HCl →

 

4. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

1) Ca ® Ca(OH)₂ ® CaCO₃ ® Ca(HCO₃)₂ ® CaCO₃ ® CaO;

2) Al ® Al₂O₃ ® AlCl₃ ® Al(OH)₃® Al(НSO₄)₃;

3) Cu ® Cu(NO₃)₂ ® Cu(OH)₂ ® CuO ® CuSO₄ ® CuS;

4) Zn ® ZnO ® Zn(NO₃)₂ ® Zn(OH)₂ ® ZnOHNO₃;

5) K ® K₂O→К₂SO₄ → KOH ® К₂ZnO₂.

 

Завдання для самоконтролю до теми

"Основні закони хімії"

1. Обчисліть молярну масу еквівалентів Нітрогену в оксидах N₂O, NO, NO₂.

2. Обчисліть молярну масу еквівалентів металу в сполуках: Mn₂O₇, Mg₂P₂O₇, Ba(OH)₂, Ca₃(PO₄)₂.

3. Обчисліть молярну масу еквівалентів металу, якщо при взаємодії 7,2 г металу з хлором було отримано 28,2 г солі. Молярна маса еквівалентів хлору 35,45 г/моль.

4. При відновленні 5,1 г метал (ІІІ) оксиду утворилось 2,7 г води. Визначте молярну масу еквівалентів металу і атомну масу металу. Молярна маса еквівалентів води дорівнює 9 г/моль.

5. На нейтралізацію 10 г лугу витрачено 9,9 г хлоридної кислоти. Обчисліть молярну масу еквівалентів лугу.

6. При пропущенні сірководню крізь розчин, який містить 2,98 г метал (І) хлориду, утворюється 2,2 г сульфіду. Обчисліть молярну масу еквівалентів металу.

7. Обчисліть молярні маси еквівалентів металу та його оксиду, якщо відомо, що 24 г металу сполучаються з 16 г кисню.

Завдання для самоконтролю до теми

"Будова атома. Хімічний зв’язок "

1. Серед приведених електронних конфігурацій вказати неможливі та пояснити причину неможливості їх реалізації: а) 1s⁴; б) 3р⁵; в) 2p⁸; г) 6s¹; д) 2d⁷⁰; е) 6p⁶; ж) 2f⁷.

2. Який підрівень заповнюється у атомах після підрівня 2р; 4s; 5р; 4d; 5f; 6s?

3. Скільки неспарених електронів у незбудженого атому: а) Йоду (№ 53); б) Індію (№ 49); в) Фосфору (№ 15); г) Титану (№ 22)?

4. Запишіть електронну формулу атому з порядковим номером а) 35; б) 22; в) 17; г) 48; д) 66; є) 80; ж) 51; з) 88.

5. Вкажіть елемент, у якого електронна конфігурація зовнішнього рівня: а) 6s²6p²; б) 4s²4p⁵; в) 4s²4p¹; г) 3s²3p³; д) 5s¹; є) 5s²5p⁶.

6. Запишіть електронну формулу атома Купруму. До якої родини елементів він належить?

7. Запишіть електронну формулу йонів: а) Mg²⁺; б) Fe²⁺; в) S^2–; г) Br^–; д) Ti²⁺.

8. Назвіть елементи, яким відповідають такі електронні конфігурації: 1s²; 1s²2s¹; 1s²2s²2p¹; 1s²2s²2p⁶; 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s².

9. Складіть електронну формулу атома і графічну схему заповнення електронами валентних орбіталей цього атома в нормальному стані: Фосфору, Молібдену, Телуру, Осмію, Стануму.

10. Зобразіть схематично будову атомів: а) Sr i Ba; б) Rb i Sr; в) As i Bi; г) Tl i Pb; д) P i Cl. У якого з елементів сильніше виражені металічні властивості? Поясніть.

11. Вкажіть квантові числа для зовнішнього електрону атомів: а) Гідрогену, б) Сульфуру, в) Алюмінію, г) Титану, д) Барію, ж) Стануму, з) Карбону.

12. Наведіть електронні конфігурації атомів елементів І групи в нормальному стані. Як розподіл на підгрупи на елементів даної групи періодичної системи Д.І. Менделєєва відповідає будові їхніх атомів.

13. Виходячи з положення металу в періодичній системі, дайте мотивовану відповідь на запитання: який з двох гідроксидів є сильнішою основою: Ва(ОН)₂ чи Mg(ОН)₂; Cа(ОН)₂ чи Fe(ОН)₂; Сd(ОН)₂ чи Sr(ОН)₂.

14. Вкажіть тип хімічного зв’язку в молекулах: Н₂; Н₂О; HCl; NaCl; N₂; NH₃; CCl₄; NH₄Cl; CaS.

15. Як змінюється міцність зв’язків у ряду однотипних сполук галогенів: HF; HCl; HBr; HI. Яка з кислот є найсильнішою? Назвіть причини.