Название: Расчетно-графическая работа по химии (.А. Стениловская)

Жанр: Химия

Просмотров: 1803


Аннотация

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Новосибирский Государственный Технический Университет

________________________________________________________

 

54                                                                                                                    № 2803

Р 248

 

Расчетно-графическая работа по химии

 

Программа курса

и контрольные задания для студентов I курса

направления 100500 «Тепловые электрические станции»

 

Новосибирск

2004

УДК 54 (07)

Р 248

 

Составитель  Л.А. Стениловская, канд. хим. наук, доц.

 

Рецензент  Л.В. Шевницына, канд. хим. наук, доц.

 

Работа подготовлена на кафедре химии

 

©    Новосибирский государственный

технический университет, 2004

 

Согласно Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования 551700 от 27.03.2000 г., раздел ЕН.Ф.05 бакалавр должен иметь представление:

– о фундаментальных константах естествознания;

– физическом, химическом и биологическом моделировании;

– о физико-химических основах использования воды и топлива на ТЭС и АЭС.

Ядро курса составляют разделы «Многокомпонентные химические системы» и «Электрохимические процессы».

Курс позволяет приобрести навыки выделять главное в текстах, представлять информацию на языке знаков и формул, читать графическую информацию о явлениях, оформлять результаты работы в удобной для восприятия форме.

 

Цели курса

Номер цели

                                   Содержание цели

 

1

 

2

3

4

5

6

7

8

 

9

 

10

11

Студент будет иметь представление:

о структуре и содержании курса и его месте в профессиональной образовательной программе

о химических системах и химических процессах

о видах и свойствах химической связи и межмолекулярном взаимодействии

об общих свойствах растворов

о механизме преобразования химической энергии в электрическую

об устройстве и работе химических источников тока

о химической идентификации и методах анализа вещества

о возможных экологических последствиях химических процессов

 

Студент будет знать:

квантово-механическую модель атома и периодичность свойств химических элементов

признаки самопроизвольного и равновесного процессов

выражение закона действия масс, принцип смещения равновесия и зависимость скорости реакции от энергии активации;

12

 

13

 

14

 

15

 

16

 

17

 

18

 

19

20

 

21

 

22

ионное произведение воды и понятие водородный показатель (рН) раствора, индикаторы среды раствора

механизм возникновения электродного потенциала, методы его измерения и уравнение Нернста

последовательность разрядки частиц на электродах электролизера и закон Фарадея

классификацию коррозионных процессов и методов защиты металлов от коррозии

 

Студент будет уметь:

определять химический элемент и его свойства по электронной конфигурации

рассчитывать скорость реакции, константу химического равновесия и определять направление смещения равновесия при изменении внешних условий и концентрации веществ

предвидеть возможность и направленность процесса и рассчитывать изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса

вычислять концентрации веществ в системах

записывать процессы диссоциации, гидролиза, растворения и образования осадка и выражения их констант

обозначать гальванический элемент и электролизер, записывать уравнения электродных процессов и рассчитывать напряжение гальванического элемента и напряжение разложения электролита в электролизере

определять физико-химические свойства полимерных материалов по их составу и строению

 

 

Структура курса

 

 

 

Содержание курса

Ссылка

на цели курса

Часы

Темы лекционных занятий, [1]

1, 5, 6, 8

1

Структура и содержание курса. Предмет химии и ее связь с другими науками. Значение химии в формировании мировоззрения, в изучении природы и развитии техники

2, 3, 9, 16, 22

9

Химические системы, виды систем, параметры систем. Квантово-механическая модель атома. Квантовые числа, атомные орбитали, распределение электронов в атоме по атомным орбиталям. Периодическая зависимость свойств элементов от электронного строения атома. Основные виды и характеристики химической связи. Свойства ковалентной связи. Межмолекулярное взаимодействие. Комплексные соединения. Полимеры

2, 10, 11, 17, 18

10

Химические процессы. Виды процессов, параметры процессов. Энергетические эффекты и термохимические расчеты. Закон Гесса. Энтропия, энергия Гиббса и направленность процесса. Химическая кинетика процессов. Закон действия масс и факторы, влияющие на скорость процесса. Химическое равновесие и принцип смещения равновесия (принцип Ле Шателье)

4, 5, 12, 19, 20

12

Обменные процессы. Растворы. Общие свойства растворов. Способы выражения концентраций растворов. Водные растворы электролитов. Электролитическая диссоциация воды, водородный показатель (рН), индикаторы. Равновесия в растворах электролитов: произведение растворимости, гидролиз

6, 13, 14, 15, 21

10

Электрохимические процессы. Механизм возникновения электродного потенциала и его измерение. Уравнение Нернста. Гальванический элемент: обозначение, электродные процессы. Кинетика электродных процессов. Электролизер. Последовательность процессов на электродах в электролизере. Закон Фарадея. Химические источники тока. Химическая и электрохимическая коррозия металлов и защита от коррозии

7

8

Химическая идентификация и количественные, химические и инструментальные методы анализа веществ

8

1

Экологические проблемы отрасли. Охрана воздушного и водного бассейна от выбросов и сбросов отходов электрообъектов

 

Расчетно-графическая работа

Ссылки на цели курса

Тема

Деятельность студента:

4, 12,19, 20

 

4, 5, 8, 19, 20

 

 

Состояние сильных электролитов в растворах

 

Осаждение малорастворимых электролитов из растворов

1. Моделирует многокомпонентную систему из сильных электролитов

2. Рассчитывает ионную силу раствора

3. Выбирает коэффициент активности иона водорода

4. Делает вывод о величине рН раствора

1. Моделирует процесс образования осадка

2. Формулирует на языке символов равновесие осадка и насыщенного раствора слабого электролита

3. Выбирает способ расчета концентраций ионов в растворе

4. Производит расчет концентраций ионов в растворе

5. Сравнивает полученные результаты с величиной произведения растворимости

6. Делает вывод о возможности образования осадка

 

Задание 1

 

1. Дайте определение понятия сильного электролита и ионной силы.

2. Запишите формулу для расчета ионной силы, активности иона.

3. Дайте определение рН и формулу расчета рН.

4. Рассчитайте рН системы, состоящей из сильных электролитов заданной концентрации.

 

 

Раствор сильных электролитов

Раствор сильных электролитов

1

0,005 М H2SO4 + 0,001 M K2SO4

9

0,004 М НСl + 0,001 М ВаСl2

2

0,005 М НСl + 0,005 М NаСl

10

0,025 М НСl + 0,025 М НNО3

3

0,002 М H2SO4 + 0,001 M ZnSO4

11

0,001 М НСl + 0,002 М КСl

4

0,025 М НСl + 0,025 М НNО3

12

0,005 М H2SO4 + 0,005 M Nа2SO4

5

0,001 М H2SO4 + 0,005 М NаСl

13

0,001 М H2SO4 + 0,002 M K2SO4

6

0,005 М НСl + 0,15 М СаСl2

14

0,025 М НСl + 0,002 М НNО3

7

0,005 М H2SO4 + 0,001 M Nа2SO4

15

0,002 М КСl + 0,005 М H2SO4

8

0,002 М НСl + 0,002 М Nа2SO4

16

0,004 М H2SO4 + 0,004 M Nа2SO4

17

0,002 М НСl + 0,001 М К2SO4

19

0,001 М НСl + 0,004 М ВаСl2

18

0,001 М НNО3 + 0,001 М NаNО3

20

0,002 М НСl + 0,020 М НNО3

 

Задание 2

 

1. Дайте определение понятия «произведение растворимости» и сформулируйте условия выпадения и растворения осадка.

2. Запишите уравнение реакции получения труднорастворимого соединения в молекулярном и молекулярно-ионном виде.

3. Установите образуется ли осадок при смешивании равных объемов электролитов различной концентрации (степень диссоциации примите равной единице).

 

п/п

Электролит № 1

Сэк (1) Н

Электролит № 2

Сэк (2) Н

1

АgNО3

0,0002

NaCl

0,002

2

Al2(SO4)3

0,001

NaOH

0,002

3

CuSO4

0,005

K2S

0,004

4

CaCl2

0,002

Na2CO3

0,002

5

MgCl2

0,006

NaOH

0,04

6

CaCl2

0,004

Na3PO4

0,001

7

FeCl3

0,0008

NaOH

0,001

8

CaCl2

0,002

H2SO4

0,002

9

CuSO4

0,004

NaOH

0.002

Окончание таблицы

 

п/п

Электролит № 1

Сэк (1) Н

Электролит № 2

Сэк (2) Н

10

CuSO4

0,004

Na2CO3

0,002

11

АgNО3

0,0001

NaCl

0,004

12

Al2(SO4)3

0,002

NaOH

0,002

13

CuSO4

0,008

K2S

0,002

14

CaCl2

0,004

Na2CO3

0,001

15

MgCl2

0,003

NaOH

0,08

16

CaCl2

0,002

Na3PO4

0,002

17

FeCl3

0,0004

NaOH

0,002

18

CaCl2

0,004

H2SO4

0,001

19

CuSO4

0,002

NaOH

0.004

20

CuSO4

0,002

Na2CO3

0,004