Учебное пособие 46

зависимости от состава электролита и природы электродов. Знать основные законы электролиза – законы Фарадея и уметь использовать их при решении задач. С учетом широкого практического применения электролиза студенты должны иметь представление о наиболее важных электрохимических процессах, используемых в радиотехнике – электрорафинировании, гальванопластике, гальваностегии, электрохимической обработке металлов и сплавов ( травление, полирование, анодирование).

Материалы темы 3.8.1 содержатся в главе 9 учебника [1,

с. 260-267]

Материалы темы 3.8.2 содержатся в главе 9 учебника [1,

с. 268-275]

Материалы темы 3.8.3 содержатся в главе 9 учебника [1,

с. 278-286]

Материалы темы 3.8.4 содержатся в главе 9 учебника [1,

с. 286-291]

Материалы темы 3.8.5 содержатся в главе 9 учебника [1,

с. 292-299]

Вопросы для самопроверки

1.Как осуществляется взаимодействие двух окислительно-восстановительных систем при работе гальванического элемента и что называют его электродвижущей силой (ЭДС)?

2.Чем определяется направленность движения электронов во внешней и ионов во внутренней цепи гальванического элемента? Какой электрод является окислителем, восстановителем, анодом и катодом?

3.Что называют стандартным водородным электродом? Для каких целей его используют?

4.Почему водородный электрод в паре с серебряным является анодом, а в паре с никелевым – катодом?

19

5.Составьте схему двух гальванических элементов, в одном из которых свинец являлся бы положительным, а в другом – отрицательным электродом.

6.Чем обусловлено направление движения ионов в процессе электролиза? Какие электроды называют: катодом и анодом? Какую роль играет внешний источник тока?

7.В какой последовательности должны разряжаться на катоде ионы Ag+, Fe2+, Cu2+, Ni2+? Чем это определяется?

8.При каком значении рН потенциал водородного электрода принимается за нуль и чему он равен при рН=7? В каком из этих случаев водород выделяется на катоде легче?

9.Покажите различие катодных реакций, происходящих при электролизе двух растворов: нитрата серебра и нитрата калия?

10.Что называют анодным растворением металла и при каких условиях возможен этот процесс? Сравните металлы кальций, медь и серебро в отношении их возможности функционировать в качестве растворимого анода.

11.На чем основан метод очистки металлов электролизом?

3.9.Коррозия и защита металлов

3.9.1.Химическая коррозия и методы защиты.

3.9.2.Электрохимическая коррозия и методы защиты.

Методические указания

Из вводной части этого раздела студенты должны иметь представление о материальном ущербе, который обусловлен процессами коррозии, знать классификацию коррозионных процессов (по условиям протекания коррозии, характеру разрушения и механизму) и их особенности. Знать причины возникновения химической коррозии, законы роста оксидных пленок, механизм коррозионных процессов, количественные показатели коррозии и методы защиты от химической коррозии. Уметь отличить химическую коррозию от

20

электрохимической коррозии. Понимать при каких условиях возникает электрохимическая коррозия. Иметь представление о коррозии с водородной и кислородной деполяризацией и уметь составлять соответствующие схемы протекающих коррозионных реакций. Знать методы защиты от электрохимической коррозии: электрохимические (анодные и катодные гальванопокрытия, протекторная защита, электрозащита), конверсионные покрытия, применение ингибиторов.

Материалы темы 3.9.1 содержатся в главе 10 учебника

[1, с. 310-318]

Материалы темы 3.9.2 содержатся в главе 10 учебника

[1, с. 318-336]

Вопросы для самопроверки

1.Что называют коррозией металлов? Какие различают виды коррозии? К каким из них относится газовая коррозия?

2.Почему некоторые достаточно активные металлы, например алюминий не коррозируют на воздухе? Назовите другие металлы с аналогичными свойствами.

3.Какие металлы в микрогальванических элементах (парах) называют анодными и катодными?

4.Какой газ выделяется на катодном металле микрогальванического элемента в кислой среде и какие ионы образуются на нем в нейтральной среде?

5.Одинаково ли отношение к коррозии технического и химически чистого металла? Чем вызывается коррозия обычной стали?

6.Какие существуют способы защиты металлов от коррозии? Кратко изложите сущность каждого из них.

7.Какие вещества называют ингибиторами коррозии? Приведите примеры.

21

3.10. Химические свойства металлов высокой проводимости и магнитных металлов

Химические свойства металлов высокой проводимости (медь, серебро, золото) и магнитных металлов (железо, кобальт, никель) рассматриваются по взаимодействию их с окислителями (кислород, хлор) и неорганическими кислотами (HCl, H2SO4, HNO3 ).

Методические указания

На основании электронных структур указанных выше элементов и с учетом их активности (значения стандартных электродных потенциалов и свойств поверхностных оксидных пленок) студентам необходимо знать поведение этих металлов в среде окислителей и в водных растворах кислот, уметь правильно записывать соответствующие реакции. Должны иметь представление об основных физических свойствах – электронной проводимости и магнитных.

Материалы темы 3.10 содержатся в главе 10 учебника

[1, с. 377-381].

Вопросы для самопроверки

1.Какова особенность электронных структур у элементов 1В группы (подгруппы меди)? Как это сказывается на активности металлов (значениях потенциалов ионизации)?

2.Дайте общую характеристику магнитных d – металлов (Fe, Co, Ni) на основе электронного строения их атомов.

3.Какие степени окисления возможны и характерны для железа, кобальта и никеля? Приведите примеры соединений.

4.Как взаимодействуют железо, кобальт и никель с соляной, серной и азотной кислотами различной концентрации? Приведите примеры реакций.

5.Какими физическими свойствами простых веществ характеризуются d – металлы 1 В группы (медь, серебро, золото)?

22

6.Возможно ли взаимодействие 1 В группы: а) с кислородом и хлором; б) растворение меди в соляной кислоте

сучастием и без него в соляной кислоте?

7.Какой метод используется для рафинирования черновой меди?

4.ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Таблица 3

23

Продолжение табл. 3

24

25

Методические указания

Перед проведением лабораторных работ проводится коллективное обсуждение каждой темы в течение 30 мин. С этой целью студенты самостоятельно друг другу задают вопросы по наиболее важным разделам данной темы, обращая внимание на технику проведения химических опытов. Каждая работа должна быть оформлена и защищена.

Материалы раздела 1 содержатся в введении учебника [1, с. 10-16], в главе 1 задачника [2, с. 8-27] и главе 2 задачника

[2, с. 28-36].

Материалы раздела 2 содержатся в главе 5 учебника [1, с. 115-135] и методических указаниях [4].

Материалы раздела 3 содержатся в главах 6 и 7 учебника [1, с. 142-182] и методических указаниях [4].

Материалы раздела 4 содержатся в главе 1 учебника [1, с. 17-14] и методических указаниях [4 и 8].

Материалы раздела 7 содержатся в главе 8 учебника [1, с. 204-250] и методических указаниях [4].

Материалы раздела 9 содержатся в главе 9 учебника , с. 251-259] и методических указаниях [4 и 7].

Материалы раздела 11 содержатся в главе 9 учебника [1, с. 260-275] и методических указаниях [5 ].

Материалы раздела 12 содержатся в главе 9 учебника [1, с. 278-299] и методических указаниях [5].

Материалы раздела 14 содержатся в главе 10 учебника [1, с. 377-381] и методических указаниях [5 и 9].

Вопросы для самопроверки представлены в указанных выше методических указаниях

26

5. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

5.1Контрольные вопросы и задания

5.1.1Используемые формы текущего контроля:

-тесты, контрольные работы;

-отчет и защита выполненных лабораторных работ,

-мини-опрос перед началом лекции по изложенному ранее материалу;

-коллоквиумы.

5.1.2Рабочая программа дисциплины обеспечена фондом КИМ входного и текущего контроля, промежуточной аттестации. Фонд включает примерные варианты контрольных работ, вопросы к зачету и экзамену. Фонд оценочных средств представлен в учебно-методическом комплексе дисциплины.

5.2Темы контрольных работ

1семестр

5.2.1Входной контроль: “Основные законы и классы неорганических соединений”

5.2.2Химическая термодинамика

5.2.3Скорость химических реакций

5.2.4Строение атомов и закономерности изменения свойств элементов и их соединений

2семестр

5.2.6 Окислительно-восстановительные реакции

27

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1.Коровин, Н. В. Общая химия [Текст]: учебник для вузов / Н. В. Коровин. – М.: Высш. шк., 2007. – 558 с.

2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии [Текст] : учеб. пособие для вузов / Н. Л. Глинка; под ред. В. А. Рабинович, Х. М. Рубиной. – М.:Интеграл-Пресс, 2013. – 240 с.

3.Спиридонов, Б. А. Курс общей химии [Текст]: учебное пособие / Б. А. Спиридонов. – Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. – 185 с.

4.Методические указания по выполнению лабораторных работ № 1-8 по химии для студентов всех специальностей [Текст] / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Б. А. Спиридонов. – Воронеж, 2012. – 49 с.

5.Методические указания по выполнению лабораторных работ № 9-15 по химии для студентов всех специальностей [Текст] / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Б. А. Спиридонов, В. П. Горшунова. – Воронеж, 2013. – 49 с.

6.Методические указания к выполнению лабораторной работы “Химические свойства металлов высокой проводимости и магнитных материалов” для студентов

радиотехнических специальностей [Текст] / ГОУВПО

28