ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
И.А. Бабичева, С.С. Шукшина
ПРАКТИКУМ
ПО ХИМИИ
Учебно-методическое пособие
Оренбург
Издательский центр ОГАУ
2015
Стр.1
УДК 54(02)
ББК 24я73
Б12
Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом Оренбургского
государственного аграрного университета (председатель совета
– профессор В.В. Каракулев).
Рассмотрено на заседании кафедры (протокол № 22 от 25.05.2015 г.)
и рекомендовано к изданию методической комиссией факультета ветеринарной
медицины и биотехнологии (протокол № 9 от 27 мая 2015 г.).
Рецензенты:
Мустафин Р.З. – кандидат биологических наук, доцент кафедры химии
ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»;
Фарус О.А. – кандидат химических наук, доцент кафедры химии
и методики преподавания химии ФГБОУ ВПО «Оренбургский
государственный педагогический университет»
Бабичева, Ирина Андреевна.
Б12
Практикум по химии: учебно-методическое пособие / И.А. Бабичева,
С.С. Шукшина. – 2-е издание. – Оренбург, 2015. – 202 с.
ISBN 978-5-88838-929-4
I. Шукшина, Светлана Сергеевна.
В книге отражены основные понятия и закономерности химии. Наряду с теоретическими
основами наиболее важных вопросов дисциплины рассматриваются
практические аспекты. Представлены основные формулы и множество алгоритмов
решения задач, что позволит самостоятельно осваивать новый материал.
Более глубокому пониманию способствуют рисунки, схемы, таблицы и графики.
Предназначено для студентов направлений подготовок 110800.62 «Агроинженерия»,
220400.62 «Управление в технических системах», 280700.62 «Техносферная
безопасность», 35.03.06 «Агроинженерия», 27.03.04 «Управление в технических системах»,
20.03.01 «Техносферная безопасность».
Будет полезно преподавателям и студентам высших и средних учебных заведений,
рассматривающих основные разделы химии.
УДК 54(02)
ББК 24я73
ISBN 978-5-88838-929-4
© Бабичева И.А., Шукшина С.С., 2015
© Издательский центр ОГАУ, 2015
Стр.2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Химия, являясь одной из фундаментальных естественно-научных
дисциплин, изучает материальный мир, законы его развития, химическую
форму движения материи. Знание химии необходимо для плодотворной
творческой деятельности инженера любой специальности. В процессе
изучения химии формируется диалектико-материалистическое
мировоззрение, вырабатывается научный взгляд на мир в целом. Химическая
подготовка современного специалиста заключается не в накоплении
фактических сведений о свойствах различных материалов, не
в запоминании существующих технологических рекомендаций, а в создании
химического мышления, помогающего решать вопросы качества
и надежности и многообразные частные физико-химические проблемы.
Инженер непрерывно сталкивается со сложными физико-химическими
процессами, со свойствами конструкционных, инструментальных и
других материалов. Он должен использовать в своей работе достижения
химии и активно участвовать в разработке новых материалов и
конструкций, выдвигая перед специалистами-химиками определенные
задачи.
Необходимо, чтобы студент, изучая материал пособия, обращал особое
внимание на те разделы и даже отдельные вопросы курса, которые
ближе всего отвечают профилю избранной им специальности. Так, будущим
инженерам-механикам рекомендуется особенно внимательно
изучать термохимию, кристаллохимию, адсорбцию, электрохимию,
коррозию металлов, электролиз и его применение в ремонтном деле,
высокомолекулярные соединения.
Будущие инженеры-электрики должны более основательно изучать
общую электрохимию, химические источники электрической энергии,
в том числе аккумуляторы, сухие элементы, хорошо знать принципы
работы топливных элементов. Особое внимание надо уделять химии
полупроводниковых материалов, а также материалам, применяемым в
фотоэлементах, ознакомиться с диэлектрическими свойствами полимеров,
иметь представление о сплавах, широко применяемых в электротехнике.
Данное
учебное пособие полностью соответствует требованиям государственного
образовательного стандарта.
Каждое занятие построено по единой схеме.
Тема занятия.
Цель занятия – достижение единства теоретических знаний, приобретаемых
по определенному разделу химии, и практических навы3
Стр.3
ков, получаемых студентами при выполнении качественных и количественных
исследований.
Краткие сведения по теме – изложение программных вопросов,
включая знания, необходимые для выполнения лабораторных работ, и
интерпретация ее результатов.
Самостоятельная работа – самостоятельное освоение вопросов
дисциплины.
Интерактивные задания – работа с образовательными программами
Интернета.
Лабораторная работа – выполнение лабораторных исследований с
использованием химических технологий.
Упражнения и решение типовых задач – задания по определенной
теме с предлагаемым алгоритмом действий для отработки у студентов
навыков решения задач.
Вопросы для самопроверки.
Тестовые задания для самопроверки.
Для глубокого изучения химии как науки, основанной на эксперименте,
необходимо выполнить лабораторный практикум. Он развивает
у студентов навыки научного экспериментирования, исследовательский
подход к изучению предмета, логическое химическое мышление.
При выполнении лабораторных работ студенты должны научиться
применять теоретические знания для анализа полученных при работе
результатов, использовать приобретенные знания, навыки и умения для
решения практических задач.
Каждую лабораторную работу предлагается студентам оформить по
следующему плану:
1. Дата.
2. Наименование темы занятия.
3. Цель и задачи.
4. Приборы и реактивы.
5. Суть метода работы.
6. Химизм процесса.
7. Ход работы.
8. Наблюдаемые эффекты.
9. Расчетно-графическая часть.
10. Выводы по итогам лабораторной работы.
11. Заключение по проведенному занятию.
4
Стр.4
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ....................................................................................................3
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ .................................................................................5
Тема 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ .........................................7
Краткие сведения по теме .....................................................................7
Упражнения ...........................................................................................10
Самостоятельная работа .....................................................................11
Решение типовых задач .......................................................................12
Интерактивные задания .......................................................................16
Вопросы для самопроверки ................................................................16
Тестовые задания для самопроверки .................................................17
Тема 2 КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.
ОСНОВЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ..............................................19
Краткие сведения по теме ...................................................................19
Лабораторная работа № 1. Классы неорганических
соединений. Основы качественного анализа ....................................27
Упражнения ...........................................................................................29
Самостоятельная работа .....................................................................30
Решение типовых задач .......................................................................32
Интерактивные задания .......................................................................33
Вопросы для самопроверки ................................................................34
Тестовые задания для самопроверки .................................................34
Тема 3 СТРОЕНИЕ АТОМА. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ
ЗАКОН Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА ..................................................................36
Краткие сведения по теме ...................................................................36
Энергетические характеристики атома ..............................................41
Упражнения ...........................................................................................42
Самостоятельная работа .....................................................................43
Решение типовых задач .......................................................................44
Интерактивные задания .......................................................................49
Вопросы для самопроверки ................................................................50
Тестовые задания для самопроверки .................................................51
Тема 4 ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ ..............................53
Краткие сведения по теме ...................................................................53
Упражнения ..........................................................................................58
198
Стр.198
Самостоятельная работа .....................................................................58
Решение типовых задач .......................................................................59
Интерактивные задания .......................................................................59
Вопросы для самопроверки ................................................................61
Тестовые задания для самопроверки .................................................61
Тема 5 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ
ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ......................................................................63
Краткие сведения по теме ...................................................................63
Лабораторная работа № 2. Определение теплоты
реакции нейтрализации .......................................................................64
Упражнения ...........................................................................................65
Самостоятельная работа .....................................................................65
РЕШЕНИЕ типовых задач .........................................................................66
Вопросы для самопроверки ................................................................67
Тестовые задания для самопроверки: ................................................67
Тема 6 ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА ...................................................................69
Краткие сведения по теме ...................................................................69
Лабораторная работа № 3. Скорость химических реакций ...............70
Упражнения ...........................................................................................72
Самостоятельная работа .....................................................................73
Решение типовых задач .......................................................................73
Интерактивные задания .......................................................................74
Вопросы для самопроверки ................................................................75
Тестовые задания для самопроверки: ................................................75
Тема 7 ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
И ЕГО СМЕЩЕНИЕ ...............................................................................77
Краткие сведения по теме ...................................................................77
Лабораторная работа № 4. Химическое равновесие
и его смещение ....................................................................................78
Упражнения ...........................................................................................78
Самостоятельная работа .....................................................................79
Решение типовых задач .......................................................................80
Вопросы для самопроверки ................................................................81
Тестовые задания для самопроверки: ................................................81
Тема 8 ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ ....................82
Краткие сведения по теме ...................................................................82
Лабораторная работа № 5. Коллоидные растворы ............................85
199
Стр.199
Лабораторная работа № 6. Поверхностные явления
дисперсных систем. Сорбция .............................................................87
Упражнения ..........................................................................................88
Самостоятельная работа .....................................................................89
Решение типовых задач .......................................................................90
Вопросы для самопроверки ................................................................91
Тестовые задания для самопроверки: ................................................92
Тема 9 РАСТВОРЫ ...........................................................................................94
Краткие сведения по теме ...................................................................94
Лабораторная работа № 7. Приготовление
8%-ного раствора NaCl из раствора
с большей концентрацией ...................................................................96
Упражнения ...........................................................................................97
Самостоятельная работа .....................................................................98
Решение типовых задач .......................................................................99
Интерактивные задания .....................................................................100
Вопросы для самопроверки ..............................................................101
Тестовые задания для самопроверки ...............................................101
Тема 10 РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ...........................................................103
Теория электролитической диссоциации ........................................103
Лабораторная работа № 8. Сравнение химической
активности сильных и слабых электролитов ....................................106
Упражнения........................................................................................107
Самостоятельная работа ..................................................................107
Интерактивные задания ....................................................................108
Лабораторная работа № 9. Окраска индикаторов
в различных средах ...........................................................................110
Упражнения........................................................................................110
Самостоятельная работа ..................................................................111
Гидролиз солей .................................................................................111
Лабораторная работа № 10. Гидролиз солей .................................112
Упражнения........................................................................................113
Интерактивные задания ....................................................................113
Жесткость воды .................................................................................114
Лабораторная работа № 11. Определение
карбонатной жесткости воды ...........................................................115
Упражнения........................................................................................115
Самостоятельная работа ..................................................................115
200
Стр.200
Примеры решения задач ..................................................................116
Вопросы для самопроверки .............................................................118
Тестовые задания для самопроверки ..............................................118
Тема 11 ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ ..................120
Краткие сведения по теме ................................................................120
Лабораторная работа № 12.
Окислительно-восстановительные реакции ...................................123
Упражнения........................................................................................124
Самостоятельная работа ..................................................................125
Решение типовых задач ....................................................................126
Интерактивные задания ....................................................................127
Вопросы для самопроверки .............................................................128
Тестовые задания для самопроверки ..............................................128
Тема 12 ЭЛЕКТРОХИМИЯ ..............................................................................130
Краткие сведения по теме ................................................................130
Лабораторная работа № 13. Приготовление и анализ
аккумуляторной серной кислоты ......................................................137
Упражнения........................................................................................138
Самостоятельная работа ..................................................................139
Примеры решения типовых задач ....................................................140
Вопросы для самопроверки .............................................................143
Тестовые задания для самопроверки ..............................................143
Тема 13 МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ .......................................................................145
Краткие сведения по теме ................................................................145
Лабораторная работа № 14. Качественный
бесстружковый анализ легированных сталей ..................................148
Упражнения........................................................................................149
Самостоятельная работа ..................................................................150
Примеры решения типовых задач ....................................................150
Вопросы для самопроверки .............................................................151
Тестовые задания для самопроверки ..............................................151
Тема 14 КОРРОЗИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ КОРРОЗИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ И ВИДОВ КОРРОЗИИ ...............................................152
Краткие сведения по теме ................................................................152
Лабораторная работа № 15. Коррозия металлов ...........................157
Упражнения........................................................................................158
Самостоятельная работа ..................................................................159
201
Стр.201
Примеры решения типовых задач ....................................................160
Интерактивные задания ....................................................................162
Тема 15 ПОЛИМЕРЫ ........................................................................................165
Краткие сведения по теме ................................................................165
Лабораторная работа № 16. Полимеры ..........................................166
Упражнения........................................................................................168
Самостоятельная работа ..................................................................169
Интерактивные задания ....................................................................169
Решение типовых задач ....................................................................170
Вопросы для самопроверки .............................................................171
Тестовые задания для самопроверки ..............................................172
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ ПО ХИМИИ ..........................174
ЛИТЕРАТУРА ...................................................................................................179
ПРИЛОЖЕНИЯ .................................................................................................180
Стр.202
Учебное издание
Бабичева Ирина Андреевна, Шукшина Светлана Сергеевна
ПРАКТИКУМ ПО ХИМИИ
Учебно-методическое пособие
Технический редактор М.Н. Рябова
Корректор Н.А. Иванов
Верстка Б.З. Хавин
Подписано в печать 18.09.2014. Формат 60×84/16.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 11,7.
Тираж 120 экз. Заказ № 7793.
Издательский центр ОГАУ
460014, г. Оренбург‚ ул. Челюскинцев‚ д. 18
Тел.: (3532) 77-61-43
Отпечатано в Издательском центре ОГАУ
Стр.203