Неорганическая и аналитическая химия

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

 

СТУДЕНТАМ ФЗО ПО биологическим СПЕЦИАЛЬНОСТЯМ

И НАПРАВЛЕНИЯМ: АГРОНОМИЯ, САДОВОДСТВО, 

ЗООТЕХНИЯ, ВЕТЕРИНАРИЯ, ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

КРАСНОДАР, 2011

 

УДК 546 (075.8)

 

Учебно-методическое пособие составили:

Е.А.Кайгородова, профессор, И.И. Сидорова, доцент, Н.А. Кошеленко, доцент, Н.Е. Косянок, доцент.

 

 

Рецензенты:

Зав. кафедрой неорганической химии ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет, д.т.н., профессор Боковикова Т.И., доцент кафедры органической химии и технологий ГОУ ВПО «Кубанский государственный университет», кандидат химических наук Пушкарева К.С.

 

 

Кайгородова Е.А., Сидорова И.И., Кошеленко Н.А., Косянок Н.Е. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ СТУДЕНТАМ биологическиХ ФАКУЛЬТЕТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ. – Краснодар: КубГАУ, 2011. – 208 с.

В учебно-методическом пособии кратко изложены современные теоретические положения неорганической и аналитической химии, необходимые для подготовки студентов биологических факультетов. Основные теоретические вопросы тесно связаны с конкретными вопросами прикладного характера, ориентированными на специальные дисциплины. В пособии представлены примеры решения типовых задач, а также содержатся контрольные вопросы и задачи.

Учебно-методическое пособие снабжено глоссарием и необходимыми для выполнения упражнений и решения задач справочными материалами.

Учебное пособие предназначается для подготовки студентов факультета заочного обучения по биологическим специальностям и направлениям: 110400.62 - агрономия, 110500.62 - садоводство, 111100.62 - зоотехния, 111801.65 - ветеринария, 111900.62 - ветеринарно-санитарная экспертиза, 260100.62 - продукты питания из растительного сырья, 260200.62 - продукты питания животного происхождения.

 

Одобрено и рекомендовано к изданию методической комиссией факультета агрохимии, почвоведения и защиты растений (протокол № 8 от 30.05.2011).

 

© Кубанский государственный аграрный университет, 2011.

1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Курс неорганической и аналитической химии включает в себя материал, необходимый для подготовки специалистов и бакалавров биологических специалльностей. Студент – заочник, изучая курс неорганической и аналитической химии, должен хорошо подготовиться к успешному усвоению специальных дисциплин, основывающихся на курсе химии и в той или иной мере использующих химический материал.

В результате усвоения общетеоретической части учебного материала студент – заочник должен приобрести тот минимальный запас знаний, который необходим для восприятия важных сведений по специальной части курса на современном научном уровне.

В специальной части курса на основе кратких сведений по химии отдельных элементов изучаются необходимые данные о веществах и процессах, важных для сельскохозяйственного производства.

Весь учебный материал разбит по темам. По отдельным, наиболее трудным темам даются методические указания. Там, где необходимо, приводятся типовые задачи и их решения. Особое внимание уделяется вопросам, трудным для изучения.

Контрольная работа. Студенты, обучающиеся по направлениям: «Зоотехния», «Перерабатывающих технологий», выполняют одну контрольную работу по дисциплине «Неорганическая и аналитическая химия»; студенты, обучающиеся по направлниям: «Агрономия», «Садоводство», «Ветеринария», выполняют две контрольные работы по дисциплинам «Неорганическая химия» и «Аналитическая химия». Вариант задания обозначается двумя последними цифрами номера зачётной книжки. Например, номер студенческой зачётной книжки студента 61122; последние цифры его 22; следовательно, должна быть выполнена контрольная работа, обозначенная вариантом 22.

Контрольную работу нужно писать аккуратно, разборчиво, только ручкой. Уравнения химических реакций выносятся на отдельную строку. Ход решения задач, все расчёты должны быть доведены до конца и изложены ясно. Неряшливо или неполностью выполненная контрольная работа возвращается студенту для доработки.

Вопросы и задачи контрольной работы следует записывать полностью и указывать номера задач в соответствии с контрольным заданием. В конце работы указываются учебники и пособия, которыми пользовался студент, и дата выполнения работы. Для замечаний рецензента необходимо оставлять поля не менее 4 см. Контрольная работа сдаётся на проверку в сроки, предусмотренные учебным графиком, но не позже экзаменационной сессии.

Проверенную контрольную работу студент должен внимательно просмотреть, знакомясь со всеми замечаниями и указаниями преподавателя. Защита контрольной работы проводится в форме собеседования.

Лабораторно-экзаменационная сессия. Студент, изучивший весь предусмотренный программой материал и успешно выполнивший контрольную работу, допускается к лабораторно – экзаменационной сессии, во время которой выполняет лабораторные работы и сдаёт экзамен.

При защите лабораторной работы необходимо предъявить аккуратно оформленный лабораторный журнал и уметь в краткой форме изложить сущность проделанных опытов, обосновать их результаты. Студенты, небрежно или неполно оформившие свой лабораторный журнал (недописанные уравнения реакций, не до конца решенные задачи, незаконченные расчёты) к сдаче экзамена не допускаются. Записи на отдельных листках не принимаются.

К сдаче экзамена по химии допускаются студенты, имеющие зачтенные контрольные работы, рабочий журнал по лабораторному практикуму, подписанный руководителем лабораторных занятий.

 

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ТЕМ

ДИСЦИПЛИНЫ И ВОПРОСЫ КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

2.1. Основные понятия и законы химии.

Количественные химические расчеты невозможны без знаний основных понятий, таких, как: атом, молекула, относительная атомная и относительная молекулярная массы, молярная масса, количество вещества, количество вещества эквивалентов.

Атом – наименьшая частица элемента, обладающая его химическими свойствами. Это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и электронов.

Элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Ядро составляет фундаментальную основу атома и определяет его индивидуальность. В состав ядра входят протоны (m_р=1,67265•10^-27кг и заряд q=1,60219•10^-19 Кл) и нейтроны (m_n = 1,67495*10^-27кг, заряд равен нулю).

Молекула – наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами.

В химии используют не абсолютные атомные массы (они очень малы), а относительные. В 1961г за единицу атомной массы принята атомная единица массы (а.е.м.) - 1/12 часть массы атома изотопа ¹²С.

1 а.е.м. = 1,6606·10^{-27 кг}, m_a = A_r · 1 а.е.м., A_r= m_a / 1 а.е.м.

A_r- относительная атомная масса элемента – это величина, равная отношению средней массы атома при его природном изотопном составе к 1/12 массы изотопа углерода ¹²С.

Это величина безразмерная, подстрочный индекс «r» происходит от латинского «relativus» – относительный. A_r (О) = 15,9994, A_r (Н) = 1,00794.

Относительные атомные массы известных элементов приведены в таблице «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева».

Относительной молекулярной массой вещества (M_r) называют отношение средней массы молекулы естественного изотопического состава, включающего атомы отдельных элементов в их природном изотопном составе, к 1/12 массы атома изотопа углерода ¹²С. Это величина безразмерная, равная сумме соответствующих относительных атомных масс.

Например: M_r (Н₂О) = 2·1 + 16 = 18, m(молекулы) = M_r·1а.е.м.

Любое вещество состоит из определенных структурных единиц, называемые формульными единицами и обозначаемые как ФЕ.

ФЕ - это реально существующие частицы, представляющие собой электроны, атомы, молекулы, ионы, условные молекулы кристаллических веществ и полимеров. Для характеристики числа частиц введено понятие количества вещества.

Количество вещества n (или υ) – это физическая величина, указывающая на число ФЕ вещества относительно постоянной Авогадро.

n_в= N(ФЕ)/N_А,

где N(ФE) – число частиц вещества,

N_А – постоянная Авогадро равная 6,02 · 10²³, показывающая число атомов, содержащихся в 12 г изотопа углерода ¹²С, или количество атомных единиц массы в 1 г вещества. Количество вещества измеряют в молях.

Моль – это такое количество вещества, которое содержит столько ФЕ, сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода ¹²С.

Например: 1 моль атомарного кислорода (О) содержит 6,02•10²³атомов,

 1 моль молекулярного кислорода (О₂) содержит 6,02•10²³ молекул или 12,04·10²³атомов.

Масса 1 моль ФЕ вещества называется молярной массой (М). Она рассчитывается через массу и количество вещества по формуле: М_в = m_в/n_в.

Значение молярной массы вещества численно равно значению относительной молекулярной массы этого вещества, но выраженное в г/моль.

Основные законы химии. Раздел химии, изучающий весовые и объемные отношения между реагирующими веществами называется стехиометрией. Основу стехиометрии составляют следующие законы:

1. Закон сохранения массы, открытый М.В. Ломоносовым (1748-1756 гг.)