Раздел 3. Растворы и другие дисперсные системы

Варианты контрольных заданий для студентов заочной формы обучения

(всех специальностей)

Красноярск 2007

ПРЕДИСЛОВИЕ

Инженер любой технической специальности должен обладать достаточными знаниями в области химии. Изучение курса химии позволяет получить современное научное представление о материи и формах ее движения, о веществе как одном из видов движущейся материи, о механизме превращения химических соединений. Необ­ходимо прочно усвоить основные законы и теорию химии, овладеть техникой химических расчетов.

Знание курса химии необходимо для успешного изучения по­следующих общенаучных и специальных дисциплин.

Основной вид учебных занятий студентов-заочников - само­стоятельная работа над учебным материалом.

Предлагаемое пособие не заменяет изучение программных во­просов химии по учебникам, а служит дополнением, помогает изу­чению материала на уровне сущности, а не отдельных явлений.

В пособии после рассмотрения теоретических вопросов опреде­ленной темы приводятся примеры решений основных типов кон­трольных заданий.

К выполнению контрольной работы студент может приступить только тогда, когда будет изучена теоретическая часть курса и тща­тельно разобраны решения примеров, приведенных в пособии.

При решении задач рекомендуется обращаться к справочному материалу (см. приложения).

Решение задач - один из лучших методов прочного усвоения, проверки и закрепления теоретического материала.

Каждый студент обязан выполнить одну контрольную работу, получив свой вариант у преподавателя. Варианты заданий приведе­ны в данном пособии (табл. 8).

Цель преподавания дисциплины состоит в создании у будущего инженера дополнительных знаний в области химии, химического мышления, помогающих ему решать вопросы качества и надежно­сти в условиях быстро развивающейся техники. Знание законов хи­мии позволяют инженеру любой специальности ориентироваться в частных вопросах, возникающих при прохождении специальных дисциплин. Современное производство невозможно без использова­ния химической науки и химической технологии. Знание химии должно служить и более высокой цели - формированию диалекти­ко-материалистического мировоззрения.

Задача дисциплины состоит в углублении и расширении знаний студентов, в умении практически применять химические знания при изучении других дисциплин. Завершая изучение курса химии, сту­дент должен знать:

основы строения вещества и химической связи в неоргани­ческих соединениях основных классов;

основы химической термодинамики и кинетики химических реакций;

особенности протекания окислительно-восстановительных процессов с участием металлов и их неорганических соединений;

теорию растворов, основные законы, которым подчиняются жидкие и твердые растворы;основы физико-химических свойств металлов, связь этих свойств с положением в периодической системе элементов Д. И. Менделеева.

 

ПРОГРАММА КУРСА

ВВЕДЕНИЕ

Раздел 1. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Основные сведения о строении атомов. Двойственная корпускулярно-волновая природа электрона. Квантово-механическая модель атома: квантовые числа, типы электронных орбиталей. По­рядок заполнения электронных уровней.

Периодическая система Д. И. Менделеева. Диалектический характер периодического закона. Периодическое изменение свойств химических элементов в соответствии с электронной структурой атомов. Энергия ионизации и сродство к электрону: электроотрица­тельность элементов.

Химическая связь и строение простых молекул. Общее представление о химической связи. Основные виды и характеристи­ки химической связи. Ковалентная связь. Энергия, длина и направ­ленность связи. Методы валентных связей и молекулярных орбита-лей. Ионная связь. Строение простейших молекул. Валентные элек­тронные пары и пространственная конфигурация молекул. Поляр­ность связи и ее количественная характеристика.

Типы соединения молекул. Конденсированное состояние ве­щества. Соединение однородных молекул. Конденсация паров, жид­кое состояние. Ван-дер-ваальсовые силы. Поляризация. Водородная связь. Понятие о донорно-акцепторной связи. Строение кристаллов. Типы связи в кристаллической решетке: ионная, молекулярная, атомная, металлическая. Свойства веществ в различных состояниях. Зависимость физических свойств от вида химической связи. Осо­бенности физических и химических свойств поверхности твердых тел.

Раздел 2. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Энергетика химических процессов и химическое средство.

Понятие о химической термодинамике. Основные термодинамиче­ские понятия. I закон термодинамики. Термохимия. Внутренняя энергия и энтальпия. Закон Гесса. Самопроизвольные процессы (основные признаки). II закон термодинамики. Энтропия. Энтропийные и энтальпийные факторы. Энергия Гиббса как мера химического сродства. Термодинамические расчеты энергии Гиббса.

Химическая кинетика в гомогенных и гетерогенных систе­мах. Скорость химических реакций. Гомогенные и гетерогенные системы. Закон действия масс. Константа скорости химической ре­акции. Зависимость скорости гомогенных химических реакций от концентрации и температуры. Энергия активации. Типы гетероген­ных химических реакций. Понятие о лимитирующей стадии реак­ций. Порядок и молекулярность реакций. Кинетика окисления ме­таллов. Критерий сплошности оксидной пленки. Гомогенный ката­лиз.

Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных сис­темах. Химическое равновесие в гомогенных системах. Константа равновесия. Основные факторы, определяющие направление реак­ций и химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье. Правило фаз Гиббса. Особенности равновесия в гетерогенных системах. Связь константы химического равновесия с энергией Гиббса.

Раздел 3. РАСТВОРЫ И ДРУГИЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Термодинамика растворения и свойства истинных раство­ров. Общие понятия о растворах и других дисперсных системах. Способы выражения концентрации растворов. Коэффициент актив­ности. Изменение энтальпии и энтропии при растворении. Плот­ность и давление паров растворов. Законы Вант-Гоффа.

Водные растворы электролитов. Электролитическая диссо­циация, ее причины. Свойства растворов электролитов. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Константа диссоциа­ции слабых электролитов. Состояние сильных электролитов в рас­творе. Отклонение от законов Рауля и Вант-Гоффа.

Особенности воды как растворителя. Электролитическая дис­социация воды. Ионное произведение воды. Водородный показа­тель. Понятие об индикаторах. Твердые растворы, виды, классифи­кация.