724

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова»

И.Д. Якимова, Я.В. Быков

ОБЩАЯ ХИМИЯ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ, СЕМИНАРЫ

И ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Практикум

Пермь

ИПЦ «Прокростъ»

2019

1

УДК 542+546.1+546.3+546.04 ББК 24.12

Я 453

Рецензенты:

А.Е. Леснов, д-р хим. наук, старший научный сотрудник ИТХ УрОРАН; В.С. Корзанов, канд. хим. наук, доцент кафедры неорганической химии,

химической технологии и техносферной безопасности ФГБОУ ВО ПГНИУ

Я 453 Якимова, И.Д.

Общая химия: теоретические аспекты, семинары и лабораторные работы : практикум / И. Д. Якимова, Я. В. Быков; М-во с.-х. РФ; федеральное гос. бюджетное образов. учреждение высшего образов. «Пермский гос. аграр- но-технолог. ун-т им. акад. Д.Н. Прянишникова». – Пермь : ИПЦ «Прокростъ», 2019.– 176 с.

ISBN 978-5-94279-416-3

В практикуме приведены теоретические аспекты, описаны правила техники безопасности, методы работы с веществами, при изложении материала введен элемент научного исследования, позволяющий развить у студентов навыки самостоятельной экспериментальной работы. Имеется необходимый справочный табличный материал.

Практикум предназначен для студентов высших учебных заведений по направлениям подготовки бакалавров 05.03.06 Экология и природопользование, 06.03.02 Почвоведение, 06.03.01 Биология, 38.03.07 Товароведение, 35.03.03 Агрохимия и агропочвоведение.

УДК 542+546.1+546.3+546.04 ББК 24.12

Утверждено в качестве практикума на заседании методической комиссии факультета почвоведения, агрохимии, экологии и товароведения ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ (протокол № 9 от15.05. 2018)

Учебное издание Якимова Ирина Дмитриевна, Быков Ярослав Валерьянович

ОБЩАЯ ХИМИЯ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ, СЕМИНАРЫ И ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Практикум

Подписано в печать 28.12. 2018 Формат 60*84 1/16 Усл. печ. л.11

Тираж 100 экз. Заказ № 5

ИПЦ "ПрокростЪ"

Пермского государственного аграрно-технологического университета имени академика Д.Н. Прянишникова,

614990, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23 тел. (342) 217-95-42

ISBN 978-5-94279-416-3

ИПЦ «Прокростъ», 2019Якимова И.Д., 2019Быков Я.В., 2019

2

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений……………………………………………………….5

2.1.Способы выражения концентрации раствора………………………….. 26

2.2.Теория электролитической диссоциации……………………………….. 27

2.5.1.Растворы неэлектролитов………………………………………… 38

2.5.2.Растворы электролитов…………………………………………… 40

2.6.Буферные растворы………………………………………………………. 42 Лабораторная работа № 3 Растворы………………………………………………. 46 Лабораторная работа № 4. Электролитическая диссоциация, ионные реакции.. 49

4.1Гальванический элемент………………………………………………….. 110

4.2Коррозия……………………………………………………………………. 116

4.3Электролиз………………………………………………………………… 118

4.4Химические источники тока………………………………………………. 121

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………. 161

Таблица 7.Плотности водных растворов солей…………………………………… 165

4

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

г - газообразное агрегатное состояние; ж – жидкое агрегатное состояние;

к – кристаллическое агрегатное состояние; конц – концентрированный раствор;

Kk – константа диссоциации кислоты; KO – константа диссоциации основания; KW – ионное произведение воды;

нас – насыщенный раствор; ох – окислитель; рН – водородный показатель;

рОН - гидроксильный показатель; Росм – осмотическое давление; red – восстановитель;

станд – стандартный;

t з – температура замерзания; t к – температура кипения;

ЭДС (E) – электродвижущая сила.

5

ВВЕДЕНИЕ

Практикум предназначен для изучения предмета «Общая химия», содержит теоретические аспекты, примеры решения задач и лабораторные работы.

Данное издание составлено авторами с учетом требований федерального государственного стандарта высшего образования, актуальность его заключается в формировании умений и навыков по изучаемой дисциплине. Особенностями авторской концепции и новизной данного издания является подбор соответствующих лабораторных работ для студентов факультета почвоведения, агрохимии, экологии и товароведения.

Цель изучения дисциплины: обучение студентов навыкам написания химических формул и реакций, ознакомление с современными представлениями о химических и физикохимических процессах, протекающих в природе, приобретение навыков химического и экологического мышления, изучение методов аналитического, химического и физикохимического анализа.

Практиткум предназначен для следующих направлений подготовки бакалавров:

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

основы термодинамики и кинетики химических реак-

ций;

основы квантовой теории строения атома и ее связь с периодической системой Д.И. Менделеева и химическими свойствами вещества;

теорию электролитической диссоциации;

теорию окислительно-восстановительных процессов;

методы расчета концентраций растворов и содержания определенных компонентов.

Уметь:

характеризовать свойства химических элементов, исходя из электронного строения атома элемента;

составлять формулы соединений любого класса неорганических веществ;

составлять молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих в растворах;

составить уравнения окислительно-восстановительных реакций, определять возможность и направление их течения;

Владеть:

методикой расчета концентрации растворов, расчета

7

навесок для анализа, расчета содержания определяемого компонента;

методикой проведения химического анализа.

Для успешного освоения дисциплины, студенту необходимо, внимательно изучить теорию по теме, инструкцию к лабораторной работе и правила безопасной работы в лаборатории. Выполнив экспериментальные исследования, объяснить изученные явления и сделать необходимые расчеты.

8

Правила техники безопасности при работе в лаборатории

Работа с небольшими количествами веществ снижает возможность несчастных случаев, но не исключает их полностью. Каждому работающему в лаборатории органической химии необходимо знать и выполнять правила техники безопасности:

1.При возникновении пожара выключить вентиляцию и нагревательные приборы. Отключенные загоревшие электроприборы тушить песком или углекислотным огнетушителем. При загорании одежды на человеке немедленно закутать его

водеяло или огнестойкую накидку.

2.Все работы с дурно пахнущими и ядовитыми веществами (бром, оксиды азота, сероводород и др.) необходимо проводить в вытяжном шкафу.

3.Работу с металлическим натрием проводить вдали от источников огня и влаги. Кусочки натрия хранят в склянке с обезвоженным бензином или вазелиновым маслом. Кусочки натрия достают из банки пинцетом, обсушивают между листами фильтровальной бумаги и переносят в сухую пробирку. Запрещается бросать обрезки натрия в раковину. Обрезки натрия хранят в специальных склянках под слоем керосина.

4.Работы с легковоспламеняющимися жидкостями (бензол, толуол и др.) проводят вдали от источников огня.

5.Работы с концентрированными кислотами и щелочами проводят в вытяжном шкафу. Разлитые кислоты и щелочи засыпают песком, нейтрализуют соответственно раствором карбоната натрия или уксусной кислоты и только затем проводят уборку.

7.Нагревать жидкость в пробирке следует постепенно, направляя отверстие пробирки в сторону от себя и работаю-

9

щих в лаборатории, так как вследствие частичного перегрева может произойти выброс жидкости.

8.При работе с газоотводной трубкой необходимо следить, чтобы ее конец был погружен в жидкость. Прекращать нагревание нужно после удаления газоотводной трубки из жидкости. В противном случае жидкость засосет в газоотводную трубку и может произойти разбрызгивание ее на лицо и руки работающего.

9.Запрещается пробовать любые вещества на вкус.

10.Запрещается наклоняться над пробиркой с кипящей жидкостью. Нюхать вещества нужно направляя рукой к себе пары или газы.

11.Если при проведении опыта разбился термометр необходимо собрать ртуть. Поверхность пола или стола обработать 20%-ным раствором хлорида железа (III).

Меры первой помощи при несчастных случаях

1.О любом несчастном случае немедленно сообщить преподавателю и воспользоваться медикаментами лабораторной аптечки.

2.При термических ожогах обожженное место промыть спиртом или 5%-ным раствором танина в спирте.

3.При химических ожогах удалить с кожи вещества, вызвавшие ожог, а затем обработать рану соответствующим образом:

а) при ожогах концентрированными кислотами или щелочами промыть обожженное место под сильной струей воды, а затем нейтрализовать 1%-ными растворами гидрокарбоната натрия или уксусной кислоты соответственно;

б) при ожоге бромом пораженное место обработать 10%-ным раствором тиосульфата натрия, промыть большим

10