Волгодонск 2012

Е.И.Шаврак, В.М. Сапельников

 

Введение

 

Химия – одна из фундаментальных наук естествознания, формирующих естественно-научное мировоззрение будущих специалистов. Наличие прочных химических знаний способствует воспитанию творческой личности, целостно воспринимающей мир, способной прогнозировать эффективность новых решений, организовывать их практическую реализацию, активно влиять на процессы, происходящие в социальной и профессиональной сферах.

Таким образом, курс «Общая химия» является базовым для последующего изучения общепрофессиональных и специальных дисциплин.

Целью настоящих методических указаний является оказание помощи студентам в изучении курса «Общая химия» и выполнении контрольной работы (для студентов-заочников) или индивидуального домашнего задания (для студентов дневной формы обучения). Контрольная работа состоит в решении задач по темам курса. Перед условиями задач каждой темы даны пояснения и приведены примеры решения. В конце указаний приведены справочные материалы, необходимые для решения задач.

 

 

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Таблица вариантов заданий приведена в конце пособия (прил. 1). Вариант задания контрольной работы определяется в соответствии с двумя последними цифрами номера зачетной книжки.

В каждом варианте выделены три блока заданий, отличающихся степенью сложности. Задание из блока 1-го уровня оценивается в 1 балл, задание из блока 2-го уровня – в 1, 5 балла, задание из блока 3-го уровня – в 2 балла. Контрольная работа считается зачтенной, если общее количество баллов, набранных за правильно решенные задания, - не менее 15 при условии, что охвачены все разделы, представленные в методическом указании. Количество баллов, набранных студентом за контрольную работу, учитывается при сдаче им экзамена по общей химии, в совокупности с баллами за выполнение лабораторного практикума.

При выполнении работы необходимо соблюдать следующие правила:

- оформление работы должно соответствовать Общим требованиям и правилам оформления текстовых документов в учебном процессе;

- контрольную работу следует выполнять аккуратно, оставляя поля для замечаний рецензента;

- условия задач своего варианта переписывать полностью;

- при решении для всех полученных числовых значений должна быть приведена их размерность;

- решение задачи, ответы на вопросы необходимо кратко обосновать, подробно изложить ход решения с математическими преобразованиями;

- используемые формулы должны сопровождаться пояснениями;

- в контрольной работе следует указывать учебники и учебные пособия, которые использовались при решении задач.

Контрольные работы или индивидуальные домашние задания, оформленные без соблюдения указанных правил, а также работы, выполненные не по своему варианту, не рецензируются и не зачитываются.

При выполнении контрольных работ и индивидуальных домашних заданий рекомендуется использовать следующие учебники и учебные пособия:

1. Коровин Н.В. Общая химия: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 1998.-559с.

2. Хомченко И.Г. Общая химия. – М.: Высш. шк., 1999.

3. Глинка Н.Л. Общая химия.- М.: Химия, 1986. - 718с.

4. Фролов В.В. Химия.- М.: Высш. шк., 1983. - 559с.

5. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. 4-е изд. – М.: Высш. шк., 2001.-527с.

6. Глинка Н.Л.. Задачи и упражнения по общей химии.- Л.,: Химия, 1986.-322с.

7. Пучкин П.А., Шалимов В.Н. Методические указания к решению задач в курсе общей химии/ Новочеркасский политехнический институт. -Новочеркасск: НПИ, 1986. - 16с.

Основные понятия и законы химии

 

Относительная атомная масса (А_r) химического элемента показывает, во сколько раз средняя масса атома естественного изотопного состава элемента больше 1/12 массы изотопа углерода-12 (¹²С):

А_r = m_атома: (1/12 m (¹²С)).

Относительная молекулярная масса (М_r) простого или сложного вещества показывает, во сколько раз средняя масса молекулы естественного изотопного состава элемента больше 1/12 массы изотопа углерода-12 (¹²С):

М_r = m_{молекулы}: (1/12 m (¹²С)).

Атомная единица массы (а.е.м.) = 1, 66·10^-27кг; А_r и М_r – безразмерные величины.

Количество вещества ν – физическая величина, равная количеству молей структурных элементов, составляющих систему. Определяется ν отношением числа структурных единиц N, содержащихся в системе, к постоянной Авогадро N_А:

ν = N: N_А.

Моль – это количество вещества системы, содержащей столько же структурных единиц, сколько содержится атомов в углероде ¹²С, взятогомассой 0, 012 кг. Принято считать, что число структурных единиц в одном моле численно равно постоянной Авогадро N_А = 6, 02·10²³ моль^-1.

Молярная (мольная) масса М (Х) – масса единицы количества вещества Х, т.е. масса одного моля данного вещества (г/моль). Молярная масса М (Х) численно равна его относительной молекулярной массе (М_r).

Эквивалент – это некоторая реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо иным способом эквивалентна одному атому или одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Данное определение предложено Конгрессом ИЮПАК. Однако оно отличается громоздкостью, допускает использование в количественных соотношениях реально не существующих «условных» частиц и, к тому же, страдает неопределенностью: «эквивалент - частица …, которая эквивалентна…»(тавтология!).

Кроме того, при таком определении величина эквивалента вещества становится безразмерной и тождественной фактору эквивалентности.

Более конкретным и лишенным перечисленных недостатков является следующее определение: Эквивалент вещества (Э) – это количество вещества, приходящееся на единицу его валентного химического сродства.

Под валентным химическим сродством (W) понимается произведение валентности (модуля заряда для ионов, числа отданных или принятых электронов в окислительно-восстановительной реакции) частицы (В) на их количество в формуле вещества (n):

W = В· n [безразмерна].

Эталоном эквивалента вещества принят 1 моль атомарного водорода. Расчет эквивалента любого вещества производят по формуле

[моль].

Безразмерная величина, показывающая, какая часть моля элемента или вещества Х эквивалентна 1 моль атомарного водорода, называется фактором эквивалентности f_э (Х):

.

Масса одного эквивалента (эквивалентная масса) М_э(Х), г/моль, определяется по формуле

М_э(Х) = f_э (Х)·М(Х). (1.1)

Если в реакции участвуют газы, то могут быть найдены их эквивалентные объемы V_э, л/моль, по формуле (при н.у.)

V_э(Х) = f_э (Х)·22, 4.