Работа 6. Электролитическая диссоциация

 

Объем требований к допуску

 

Электролитическая диссоциация. Развитие представлений об ионах, электролитах и электролитической диссоциации.

Электролиты. Вода как растворитель. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссоциации. Константа диссоциации. Электропроводность растворов сильных и слабых электролитов. Коллигативные свойства растворов электролитов. Изотонический коэффициент.

Ионные равновесия. Точный и приближенный расчет ионных равновесий. Расчет рН в растворах сильных кислот и оснований. Ионные равновесия в растворах слабых кислот и оснований. Закон разбавления Оствальда. Расчет степени диссоциации и рН в растворах слабых кислот и оснований. Гидролиз солей. Степень гидролиза. Константа гидролиза. Расчет степени гидролиза и рН растворов солей. Буферные растворы. Расчет рН смесей растворов слабых кислот или оснований с их солями.

Гетерогенное равновесие в растворах электролитов. Собственная и полная растворимость. Произведение растворимости. Условие выпадения и растворения осадка. Влияние концентрации одноименного иона на растворимость.

 

Варианты лабораторного задания

 

1. Исследование электропроводности веществ.

2. Определение рН, степени диссоциации и константы диссоциации растворов слабых электролитов.

3. Гидролиз солей.

4. Исследование растворимости веществ.

 

Литература

 

1. Глинка Н.Л. Общая химия.- Л., 1984.- С. 223-234, 241-255.

2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М., 1981.- С. 245-270.

3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М., 1988.- С. 181-191, 207-214.

4. Крешков А.П. Основы аналитической химии.- М., 1976.- Т. 2.- С. 93-94, 103-104, 105-108, 109-117, 303-304, 306-309.

5. Неницеску К.Д. Общая химия.- М., 1968.- С. 242-265.

6. Спицын В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия.- М., 1991.- С. 433-452.

7. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Электрохимия.- М., 1987.- С. 9 - 33.

8. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии.- М.,1978.- С. 31-51, 105-107, 217-236.

 

РАБОТА 7.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

 

Объем требований к допуску

 

Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстновители, продукты их химического превращения в различных средах. Перенос электронов в окислительно-восстановительных реакциях.

Стехиометрия окислительно-восстановительных реакций. Методы расстановки коэффициентов в уравнениях окислительно-восстновительных реакций. Метод электронного баланса. Расчет степеней окисления атомов в различных соединениях. Метод полуреакций. Эквивалентные массы и объемы окислителей и восстановителей.

Термодинамика окислительно-восстановительных процессов. Проводники первого и второго рода. Понятие электрода. Классификация электродов. Электродные потенциалы. Зависимость электродных потенциалов от концентрации раствора. Уравнение Нернста. Стандартные электродные потенциалы. Ряд напряжений металлов. Гальванические элементы. Электродвижущая сила гальванических элементов. Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Количественные соотношения при электролизе. Законы Фарадея. Электрохимический эквивалент. Практическое применение гальванических элементов и процессов электролиза.

 

Варианты лабораторных заданий

 

1. Окислительно-восстановительные свойства серной и азотной кислот, перманганата калия, бихромата калия и галогенов

2. Реакции внутримолекулярного окисления и диспропорционирования

Литература

 

1. Глинка Н.Л. Общая химия.- Л., 1984.- С. 255-295.

2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М., 1988.- С. 214 - 224.

3. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии.- М., 1984.- С. 140-175.

4. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М., 1981.- С. 190-195, 202-212.

5. Неницеску К.Д. Общая химия.- М., 1968.- С. 199-203, 218-241.

6. Спицын В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия.- М., 1991.- С. 460-475.

7. Физическая химия / Под ред. К.С.Краснова.- М., 1982.- С. 454-456, 466-520.

8. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия.- М., 1988.- С. 248-283.

9. Киреев В.А. Курс физической химии.- М., 1975.- С. 560 - 625.

10. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Электрохимия.- М., 1987.- С. 111-146.

11. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии.- М., 1978.- С. 321-347.

РАБОТА 8. ГАЛОГЕНЫ

 

Объем требований к допуску

 

Общая характеристика элементов подгруппы галогенов. Строение атомов и валентные возможности атомов фтора, хлора, брома и йода. Атомарные галогены, получение, изменение химической активности в подгруппе.

Фтор и его соединения. Простое вещество фтор. Нахождение в природе. Получение химическими и электрохимическими методами, строение, физические и химические свойства, применение.

Фтороводород. Получение, строение, свойства, применение, техника работы. Аномалии физических свойств фтороводорода и его водных растворов, их причины. Травление стекла. Фториды. Ионные фториды, получение, строение, свойства, применение. Амфотерные фториды и фторидные комплексы. Гидрофториды, получение, строение, свойства, применение.

Кислородные соединения фтора, получение, строение, свойства и применение.

Хлор и его соединения. Простое вещество хлор. Нахождение в природе, лабораторные и технические способы получения, строение, свойства, применение, техника работы.

Хлороводород. Лабораторные и технические способы получения, строение, свойства, применение. Цепная реакция синтеза хлороводорода из простых веществ и ее механизм. Растворимость в воде, хлористоводородная (соляная) кислота, техника работы. Понятие азеотропной смеси. Ионные хлориды, получение, строение, свойства, применение. Хлоридные комплексы. Ковалентные хлориды и хлорангидриды кислот.

Кислородные соединения хлора. Оксид дихлора, диоксид хлора, гексаоксид дихлора, гептаоксид дихлора. Получение, строение, свойства, применение этих соединений.

Кислородсодержащие кислоты хлора и анионы этих кислот. Хлорноватистая, хлористая, хлорноватая и хлорная кислоты. Гипохлориты, хлориты, хлораты и перхлораты. Получение, строение, свойства и применение этих соединений. Хлорная вода, хлорная известь и жавелева вода. Бертолетова соль. Ангидрон. Техника работы с ними. Сравнение термической устойчивости, кислотных свойств и окислительной активности кислородсодержащих кислот хлора и их солей.

Бром, йод и их соединения. Простые вещества бром и йод. Нахождение в природе, методы получения и очистки, физические и химические свойства, применение, техника работы. Растворимость в воде и органических растворителях. Экстракция брома и иода. Сравнение физических и химических свойств галогенов. Порядок взаимного вытеснения галогенов из галогенид-ионов. Проявление металлических свойств йодом. Иодидное рафинирование металлов как пример химических транспортных реакций.

Бромоводород и йодоводород. Получение, строение, свойства, применение, техника работы. Растворимость в воде, бромоводородная и йодоводородная кислоты. Ионные бромиды и иодиды, получение, строение, свойства и применение. Полибромиды и полийодиды. Сравнение термической устойчивости и кислотных свойств галогеноводородных кислот. Сравнение восстановительных свойств галогеноводородов и галогенид-ионов.

Кислородные соединения брома и йода, их малая устойчивость. Ентаоксид дийода, получение, строение, свойства и применение.

Кислородсодержащие кислоты брома и йода и анионы этих кислот. Бромноватистая, бромноватая и бромная кислоты. Гипобромиты, броматы и перброматы. Йодноватистая, йодноватая, ангидройодноватая и йодные кислоты. Гипойодиты, йодаты и перйодаты. Получение, строение, свойства и применение этих соединений. Бромная и йодная вода. Амфотерность йодноватистой кислоты. Склонность йода к образованию ортокислот.

Межгалогенные соединения. Получение, строение, свойства, применение. Кислотный характер межгалогенных соединений, их окислительные свойства, склонность к комплексообразованию.

 

Варианты лабораторных заданий

 

1. Получение хлора, брома, иода и их свойства.

2. Галогеноводороды и их свойства.

3. Кислородные соединения галогенов.

 

Литература

 

1. Некрасов Б.В. Основы общей химии.- М., 1973.- Т. 1.- С. 238 – 285.

2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М., 1993.- С. 457 – 471.

3. Угай Я.А. Неорганическая химия.- М., 1989.- С. 350 – 371.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М., 1988.- С. 270 – 296.

5. Реми Г. Курс неорганической химии.- М., 1963.- Т. 1.- С. 825 – 873.

6. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия.- М., 1994.- С. 320 – 343.

7. Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах.- М., 1999.- С. 6 – 10.

8. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ.- М., 1996.- С. 252 – 279.

РАБОТА 9. ХАЛЬКОГЕНЫ

 

Объем требований к допуску

 

Общая характеристика элементов подгруппы галогенов. Строение атомов и валентные возможности атомов серы, селена и теллура. Биологическая роль элементов, техника работы с их соединениями.

Сера и ее соединения. Простое вещество сера. Нахождение в природе. Получение и методы очистки. Строение. Полиморфные модификации серы. Поведение серы при нагревании и охлаждении. Физические и химические свойства. Применение.

Соединения серы с водородом и их производные. Сероводород и сульфаны, получение, строение, свойства, применение. Техника работы с сероводородом. Сульфиды, гидросульфиды и полисульфиды металлов, получение, строение, свойства и применение. Применение сульфидов в качественном анализе неорганических соединений. Сульфиды металлов как важнейшее минеральное сырье. Ковалентные сульфиды, тиокислоты и их соли.

Кислородные соединения серы. Диоксид и триоксид серы. Получение, строение, свойства, применение, техника работы.

Кислородсодержащие кислоты серы и анионы этих кислот. Сернистая кислота, сульфиты, гидросульфиты и дисульфиты, получение, строение, свойства и применение. Серная кислота, сульфаты, гидросульфаты, пиросерная кислота и пиросульфаты. Нитрозилсерная кислота. Получение, строение, свойства, применение и техника работы. Олеум. Производство серной кислоты контактным и нитрозным способами. Значение серной кислоты в химической промышленности. Гидросернистая, тиосернистая, политионовые кислоты и их соли, получение, строение, свойства и применение. Жидкость Вакенродера. Пероксокислоты серы и соли этих кислот, получение, строение, свойства и применение.

Галогениды и галогенангидриды кислородсодержащих кислот серы. Хлористый тионил и хлористый сульфурил, получение, строение, свойства, применение, техника работы. Хлорсульфоновая кислота, получение, строение, свойства, применение. Дихлорид дисеры, дихлорид серы, получение, строение, свойства, применение.

Селен, теллур и их соединения. Простые вещества селен и теллур. Получение, строение, свойства и применение.

Селеноводород, теллуроводород, селениды и теллуриды. Получение, строение, свойства, применение, техника работы. Сравнение термической устойчивости и кислотных свойств водородных соединений элементов подгруппы серы. Сравнение восстановительных свойств водородных соединений элементов и халькогенидов.

Кислородные соединения селена и теллура. Диоксиды селена и теллура. Получение, строение, свойства и применение. Сравнение кислотных и окислительно-восстановительных свойств диоксидов серы, селена и теллура. Основные свойства диоксида теллура. Триоксид селена, получение, строение, свойства.

Селенистая и теллуристая кислоты, селениты и теллуриты. Получение, строение, свойства и применение. Сравнение кислотных и окислительно-восстановительных свойств сернистой, селенистой и теллуристой кислот.

Селеновая и теллуровая кислоты, селенаты и теллураты. Получение, строение, свойства и применение. Склонность теллура к образованию ортокислоты. Сравнение кислотных и окислительных свойств серной, селеновой и теллуровой кислот.

Галогениды селена и теллура. Тетрахлорид и тетраиодид теллура. Получение, строение, свойства, применение. Кислотный характер галогенидов теллура.

 

Варианты лабораторных заданий

 

1. Плавление и получение аллотропных модификаций серы.

2. Получение оксида серы (4) и его свойства.

3. Свойства серной кислоты.

4. Получение тиосульфата натрия и его свойства.

 

Литература

 

1. Некрасов Б.В. Основы общей химии.- М., 1973.- Т. 1.- С. 311 – 364.

2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М., 1993.- С. 436 – 452.

3. Угай Я.А. Неорганическая химия.- М., 1989.- С. 316 – 334.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М., 1988.- С. 309 – 328.

5. Реми Г. Курс неорганической химии.- М., 1963.- Т. 1.- С. 750 – 808.

6. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия.- М., 1994.- С. 296 – 297, 304 – 320.

7. Кудрявцев А.А. Химия и технология селена и теллура.- М., 1968.- С. 7 – 140, 177 – 205.

7. Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах.- М., 1999.- С. 18 – 24.

8. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ.- М., 1996.- С. 209 – 251.

 

РАБОТА 10. АЗОТ И ФОСФОР

 

Объем требований к допуску

 

Азот. Строение атома и валентные возможности. Нахождение в природе. Биологическая роль азота.

Простое вещество азот. Получение, строение, свойства, применение. Жидкий азот. Причины прочности молекулы и химической инертности. Проблема связывания атмосферного азота.

Соединения водорода с азотом и их производные. Аммиак, получение, строение, свойства, применение, техника работы. Жидкий аммиак. Физико-химические основы промышленного синтеза аммиака. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония. Аммиачные комплексы. Соли аммония, получение, строение, свойства, применение. Термический распад солей аммония. Нитриды, амиды и имиды, получение, строение, свойства, применение. Гидразин, получение, строение, свойства, применение. Соли гидразиния. Гидроксиламин, получение, строение, свойства, применение. Соли гидроксиламмония. Азотистоводородная кислота и азиды, получение, строение, свойства, применение.

Кислородные соединения азота. Оксонитрид азота, оксид азота, триоксид диазота, диоксид азота, тетраоксид диазота, пентаоксид диазота. Получение, строение, свойства и применение этих соединений. Биологическое действие оксидов азота и техника работы с ними. Магнитные свойства молекул оксидов азота.

Кислородсодержащие кислоты азота и анионы этих кислот. Азотистая кислота и нитриты, получение, строение, свойства, применение. Азотная кислота и нитраты, получение, строение, свойства и применение. Сравнение кислотных и окислительных свойств азотной и азотистой кислот. Продукты восстановления нитрат-иона. Промышленное получение азотной кислоты. Царская водка. Природные нитраты. Термическое разложение нитратов. Азотные удобрения. Взрывчатые вещества.

Соединения азота с галогенами. Трифторид азота, нитриды хлора и йода, получение, строение, свойства. Различие в поведении соединений азота с галогенами в обменных реакциях.

Фосфор. Строение атома и валентные возможности. Нахождение в природе.

Простое вещество фосфор, получение. Аллотропные модификации фосфора. Белый и красный фосфор, их строение. Физические и химические свойства, применение и техника работы.

Соединения фосфора с водородом и их производные. Фосфин и дифосфин, получение, строение, свойства и применение. Соли фосфония, получение, строение, свойства. Сравнение свойств аммиака и фосфина, солей аммония и солей фосфония. Фосфиды металлов, получение, строение, свойства, применение.

Соединения фосфора с кислородом. Фосфористый и фосфорный ангидриды, получение, строение, свойства и применение.

Кислородсодержащие кислоты фосфора и анионы этих кислот. Фосфорные ортокислота, метакислота, пирокислота и их соли. Получение, строение, свойства, применение. Взаимный переход фосфорных кислот и их солей. Полимерное строение фосфорной метакислоты и метафосфатов. Роль производных фосфорной кислоты в биологических процессах. Фосфорные удобрения. Фосфористая кислота и фосфиты, получение, строение, свойства и применение. Фосфорноватистая кислота и гипофосфиты, получение, строение, свойства, применение. Фосфорноватая кислота и гипофосфаты. Получение, строение, свойства. Фосфористофосфорная кислота, получение, строение, свойства. Основность кислородсодержащих кислот фосфора.

Соединения фосфора с галогенами. Тригалогениды, пентагалогениды и оксотригалогениды фосфора, получение, строение, свойства, применение. Неорганические полимеры на основе галогенидов фосфора, фосфонитрилхлорид.

 

Варианты лабораторных заданий

 

1. Получение азота, аммиака и его свойства.

2. Получение оксидов азота и азотистой кислоты, их свойства.

3. Получение азотной кислоты и ее свойства.

4. Свойства фосфора, фосфорного ангидрида и фосфорной кислоты.

 

Литература

 

1. Некрасов Б.В. Основы общей химии.- М., 1973.- Т. 1.- С. 382 – 462.

2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М., 1993.- С. 395 – 421.

3. Угай Я.А. Неорганическая химия.- М., 1989.- С. 246 – 282.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М., 1988.- С. 329 – 361.

5. Реми Г. Курс неорганической химии.- М., 1963.- Т. 1.- С. 625 – 700.

6. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия.- М., 1994.- С. 260 – 295.

7. Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах.- М., 1999.- С. 37 – 43.

8. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ.- М., 1996.- С. 137 – 185.