В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах - страница 1

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 

В.В.Приседський В.М.Виноградов О.І.Волкова І.В.Мнускіна

 

 

 

 

 

 

КУРС

ЗАГАЛЬНОЇ ХІМІЇ У ПРИКЛАДАХ

 

 

 

 

 

Рекомендовано Міністерством освіти і науки,

молоді та спорту України

як навчальний посібник

для студентів вищих навчальних закладів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Донецьк

Издательство ДонНТУ 2012УДК 546 ББК 24 К 93

Автори:

В.В.Приседський, завідувач кафедри загальної хімії Донецького національного технічного університету, доктор хімічних наук, професор;

B.М.Виноградов, доцент кафедри загальної хімії Донецького національного технічного університету, кандидат хімічних наук;

О.І.Волкова, доцент кафедри загальної хімії Донецького національного технічного університету, кандидат хімічних наук;

І.В.Мнускіна, доцент кафедри загальної хімії Донецького національного технічного університету, кандидат хімічних наук.

 

Рецензенти:

Н.М. Антрапцева, завідувач кафедри загальної хімії Національного університету біоресурсів і природокористування України Кабінету Міністрів України, доктор хімічних наук, професор;

C.А. Неділько, професор кафедри неорганічної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка, доктор хімічних наук, професор;

О.В. Штеменко, завідувач кафедри неорганічної хімії ДВНЗ «Дніпропетровський державний технічний університет», доктор хімічних наук, професор.

 

Гриф надано Міністерством освіти і науки, молоді та спорту України (Лист№ 1/11-569 від 18.01.2012р.)

 

Курс загальної хімії у прикладах: Навчальний посібник для студентів К93    вищих навчальних закладів / В.В.Приседський, В.М. Виноградов,

О.І. Волкова та ін. - Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2011. - 367 с.: табл. 47; рис. 136.

ISBN 978-966-377-122-9

У посібнику немає громіздких математичних обчислень, довгих виведень і складних доказів. Основна увага приділена розкриттю суті і змісту основних понять і законів хімії, демонстрації і поясненню того, як вони "працюють". Стислий виклад теоретичного матеріалу супроводжується численними прикладами його застосування для розв'язання типових і оригінальних завдань. Наведені контрольні питаннями для самостійної роботи. Для студентів хімічних, хіміко-технологічних та інженерно-технічних спеціальностей.

 

УДК 54(075.8) ББК 93ISBN 978-966-377-122-9


© Приседський В. В., І Виноградов В.М., Волкова О.І., Мнускіна І.В., 2012ЗМІСТ

 

Стор

Вступ                                                                                                                                                5

1.         Основні поняття і закони хімії                                                                                             7

2.         Класи неорганічних сполук                                                                                               13

3.         Стехіометричні розрахунки                                                                                               19

4.         Еквіваленти простих і складних речовин                                                                        30

5.         Електронна структура атома                                                                                              43

6.         Періодичний закон                                                                                                              58

7.         Хімічний зв'язок                                                                                                                  69

8.         Основи хімічної термодинаміки                                                                                         82

9.         Хімічна кінетика                                                                                                                   98

 

10.         Хімічна рівновага                                                                                                                113

11.         Концентрація розчинів                                                                                                     130

12.         Колігативні властивості розчинів                                                                                      142

13.         Електролітична дисоціація                                                                                                 158

14.         Реакції обміну у розчинах електролітів. Добуток розчинності.                                   172
Дисоціація води. Гідроліз солей

15.         Кислотно-основні властивості оксидів і гідроксидів                                                    187

16.         Комплексні сполуки                                                                                                            200

17.         Окисно-відновні реакції                                                                                                     219

18.         Гальванічні елементи                                                                                                        243

19.         Електроліз                                                                                                                             257

20.         Хімічні властивості металів                                                                                                277

21.         Корозія металів                                                                                                                    295

22.                Загальна характеристика елементів та їх сполук                                            309
Додаток 1. Основні фізико-хімічні константи                                                337
Додаток 2. Співвідношення між одиницями фізичних величин                  338Додаток 3. Періодична система елементів Д.І.Менделєєва                                              339
(короткоперіодна)

Додаток 4. Періодична система елементів Д.І.Менделєєва (напівдлинна)                      340

Додаток 5. Електронні структури атомів                                                                              341

Додаток 6. Атомні радіуси                                                                                                     342

Додаток 7. Енергії іонізації атомів                                                                                         343

Додаток 8. Енергії спорідненості атомів до електрона                                                       344

Додаток 9. Електронегативності елементів (за Полінгом)                                                 345

Додаток 10. Іонні радіуси                                                                                                       346

Додаток 11. Термодинамічні властивості речовин                                                              347

Додаток 12. Тривіальні назви деяких речовин                                                                     350

Додаток 13. Назви найважливіших кислот і їхніх солей                                                    351

Додаток 14. Загальні назви бінарних сполук                                                                       352

Додаток 15. Кінетичні константи гомогенних реакцій                                                      352

Додаток 16. Розчинність солей і гідроксидів у воді                                                            353

Додаток 17. Густина розчинів деяких неорганічних кислот та лугів у                             354
воді при 20°С

Додаток 18. Константи дисоціації і величини рК деяких слабких                                    355
електролітів

Додаток 19. Добуток розчинності малорозчинних речовин у воді при                            356

25°С

Додаток 20. Ступінь гідролізу деяких солей у 0,1 М розчинах при 25 °С                        358

Додаток 21. Кріоскопічні і ебуліоскопічні константи розчинників                                  358

Додаток 22. Константи нестійкості деяких комплексних іонів у водних                         359
розчинах

Додаток 23. Стандартні окисно-відновні потенціали за відношенням до                        360

водневого електроду при 25°С

Додаток 24. Стандартні електродні потенціали металів у водних розчинах                    364

(Ф°, В)

Рекомендована література                                                                                                      365

Предметний покажчик            366ВступВСТУП

 

 

Хімія належить до природничих наук, які вивчають оточуючий нас матеріальний світ. Матерія - це наукова категорія для позначення загальної субстанції, що є основою безлічі всіх існуючих у Всесвіті речей і явищ, носієм їх властивостей, зв'язків, відношень, здатності до руху та розвитку. Сучасна наука розрізнює дві основні форми матерії: речовину, що складається із частинок, що мають певну масу спокою, і поле, що є переносником взаємодій. Предметом хімії є речовина, її склад, будова та властивості, перетворення одних речовин на інші.

Загальна хімія вивчає початкові теоретичні основи системи знань про речовину і хімічні перетворення. Вона складається з таких основних розділів: будова речовини, періодичний закон, загальні закони перебігу хімічних процесів (хімічна термодинаміка та кінетика), розчини, окисно-відновні реакції та електрохімія.

Курс загальної хімії важливий не тільки для підготовки хіміків, інженерів-хіміків та технологів, але й для спеціалістів багатьох інших фахів. Значення хімії для студентів вищих навчальних закладів полягає в наступному:

      хімія є однією з природничих наукових дисциплін, які складають базу фундаментальної підготовки фахівця і дозволяють навчити його основам наукового методу;

      хімія - основа сучасного наукового матеріалознавства;

      хімія - фундаментальна основа теорії технологічних процесів;

      хімія - одна з найважливіших основ природоохоронної технології та політики;

      хімія створює теоретичну базу для дисциплін фахової підготовки.

Вивчивши цю дисципліну, студент повинен вміти застосовувати хімічні закони для аналізу. пояснення і систематизації конкретних явищ техніки і технології. Даний посібник призначений допомогти студентам насамперед в практичному оволодінні курсом загальної хімії. Цим визначена форма нашої книги, в якій стислий виклад теоретичного матеріалу хімії (що має метою нагадати і систематизувати найбільш важливі, опорні знання за кожною темою, а не замінити стандартний підручник) супроводжуєтьсдокладними прикладами його застосування при вирішенні учбових і практичних завдань. На нашу думку, кращий спосіб зрозуміти хімію - це побачити, як у величезній різноманітності хімічних явищ, властивостей і фактів виявляється дія невеликого числа єдиних фундаментальних законів. Це ж є і кращий спосіб оволодіння науковим методом у цілому.

У нашому "Курсі" немає довгих виведень і складних доказів. Замість цього основна увага приділена розкриттю суті і змісту основних понять і законів хімії, демонстрації і поясненню того, як вони "працюють". Зазвичай матеріал викладається у такому порядку: простий приклад - його теоретичне узагальнення - застосування для вирішення складніших завдань. Легко бачити, що це повністю відповідає загальній парадигмі сучасного природознавства, як вона представляється з часів Френсіса Бекона: спостереження - обмірковування (теоретичне узагальнення) - практика.

Практикою, що не потребує нічого, окрім листа паперу і олівця, є вирішення завдань. Навчити цьому на прикладах - один із основних намірів цієї книги. Рішення задач надзвичайне важливо у вивченні наук - воно розвиває творчі здібності і навички практичного використання теоретичних знань, уміння "відчути" формули і рівняння, оцінювати і аналізувати з позицій наукового методу явища навколишнього світу. По суті, воно моделює сам процес наукового пізнання і технічного пошуку.

У книзі розглянуті як типові, так і нестандартні, оригінальні завдання. Вибір прикладів диктувався двома основними міркуваннями. Перше - йдучи від простого до складного, розкрити "технологію", методичні принципи їх вирішення. Друге - показати універсальність, необмежений діапазон дії фундаментальних законів хімічної науки. Ряд завдань (наприклад, в розділах, що присвячені хімічній термодинаміці, кінетиці і рівновазі реакцій) направлений на розвиток навичок обробки експериментальних даних. У них викладені характерні для хімічного експерименту прийоми графічної обробки результатів, і там, де потрібно, указується необхідність їх статистичної і комп'ютерної обробки.

У посібнику наведено понад 180 різних прикладів розв'язання завдань. Посібник ілюстрований 26 рисунками і 110 схемами, наведено 47 таблиць із числовими даними. Приклади, рисунки, таблиці й основні рівняння та формули пронумеровані окремо в межах кожного із розділів.

Необхідні довідкові табличні матеріали наведені в 24 додатках у кінці посібника.1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ЗАКОНИ ХІМІЇ

 

 

Речовина - одна з двох (речовина і поле) форм існування матерії, що проявляє себе у вигляді частинок, які мають власну ненульову масу спокою.

Атом - найменша, неподільна при хімічних реакціях частина хімічного елементу, що є носієм його властивостей. Атом - складна електрично нейтральна частинка, що складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів.

Ядро - центральна частина атома, що складається з нуклонів: протонів і нейтронів. Протони і нейтрони мають приблизно однакові маси, але відрізняються зарядом. Нейтрон - електрично нейтральна частинка (n°), а протон несе позитивний заряд (р+), що за абсолютною величиною точно дорівнює заряду електрона (е) - елементарному (найменшому можливому у вільному стані) електричному заряду. У ядрі зосереджена основна частина (більш 99,95%) маси атома.

Масове число - ціле число, що дорівнює загальному числу нуклонів в ядрі атома. Масове число приблизно дорівнює масі атома, що виражена в а. о. м. (див. нижче).

Порядковий (атомний) номер Z - число протонів в ядрі атома. Співпадає з порядковим номером елементу в періодичній системі елементів Д.І. Менделєєва і визначає заряд ядра атома, а також число електронів, що оточують ядро нейтрального атома.

Хімічний елемент - сукупність атомів, що мають однаковий заряд ядра. Ядра атомів даного хімічного елементу мають один і той же атомний номер і містять однакове число протонів (але не обов'язково нейтронів).

Ізотоп - різновид атомів одного і того ж елементу, ядра яких містять однакове число не тільки протонів, але й нейтронів. Різні ізотопи даного елементу містять в ядрах різні кількості нейтронів. Для позначення ізотопів у символі елементу зліва внизу указується порядковий номер елементу. а справа вгорі - масове число. Наприклад: 26Fe54, 1H1.

Атомна одиниця маси (а.о.м.) - 1/12 частина маси атома ізотопу Карбону-12 (С12), тобто атома Карбону, ядро якого містить 6р+ і 6n° (12нуклонів). 1 а.о.м.= 1/12 ma(C12)= 1,66 10 24 г = 1,6610 27 кг. А.о.м. приблизно дорівнює масі найбільш легкого атома - атома Гідрогену або масі одного нуклона (точні значення мас протона і нейтрона дещо розрізняються між собою).

Відносна атомна маса Ar - безрозмірна величина, що дорівнює відношенню маси атома (та) до а.о.м.:

 

A = ma r = 1/12 - та (C12)

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 


Похожие статьи

В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах