Коллоидное состояние веществ

 

Объем требований к допуску

 

Углерод. Строение атома и валентные возможности. Нахождение в природе, изотопный состав. Органические и неорганические соединения углерода, их многообразие. Предмет органической химии.

Простое вещество углерод. Получение. Аллотропные модификации углерода. Кристаллическая структура алмаза и графита, строение карбина и фуллеренов. Физические и химические свойства, применение алмаза и графита. Аморфный углерод. Активированный уголь.

Соединения углерода с водородом и их производные. Классификация углеводородов. Метан, этилен и ацетилен, получение, строение, свойства, применение. Причины устойчивости углеродных цепочек. Органические полимеры, их роль в биологии и технике. Карбиды, их классификация по типу химической связи, получение, свойства и применение. Понятие о металлорганических соединениях и металлокомплексах.

Соединения углерода с кислородом. Моноксид и диоксид углерода, получение, строение, свойства и применение. Сравнение строения молекул азота и монооксида углерода. Физиологическое действие оксидов углерода и техника работы с ними. Координационные соединения монооксида углерода, карбонилы.

Кислородсодержащие кислоты углерода и анионы этих кислот. Угольная, муравьиная и щавелевая кислоты. Карбонаты и гидрокарбонаты, формиаты и оксалаты, получение, строение, свойства и применение.

Соединения углерода с галогенами. Тетрахлорметан, трихлорметан, фосген, получение, строение, свойства и применение. Фторпроизводные углеводородов фреоны, тетрафторэтилен, фторопласты, их применение.

Соединения углерода с азотом. Дициан, синильная кислота и цианиды, получение, строение, свойства, применение, техника работы. Цианидные комплексы. Цианистые соединения как псевдогалогениды. Циановая, изоциановая и гремучая кислоты, цианаты, изоцианаты и фульминаты, их строение. Цианамид и цианамиды металлов, получение, строение, свойства, применение. Карбамид, получение, строение, свойства, применение.

Соединения углерода с серой. Сероуглерод, получение, строение, свойства, применение. Тиоугольная кислота и тиокарбонаты, получение, строение, свойства. Роданистоводородная кислота и роданиды, получение, строение, свойства. Роданидные комплексы.

Кремний. Строение атома и валентные возможности. Нахождение в природе. Роль кремния в построении земной коры.

Простое вещество кремний. Получение и очистка кремния. Кристаллическая структура кремния, его физические и электрические свойства. Химические свойства кремния. Применение кремния.

Соединения кремния с водородом и их производные. Силан, получение, строение, свойства, применение. Дисилан, получение, строение. Сравнение свойств силанов и углеводородов. Силициды металлов, получение, строение, свойства, применение.

Соединения кремния с кислородом. Диоксид кремния, получение, строение, свойства, применение. Полиморфные модификации диоксида кремния. Аморфный диоксид кремния и кварцевое стекло. Монооксид кремния, получение, свойства.

Кислородсодержащие кислоты кремния и анионы этих кислот. Кремниевые кислоты, силикаты. Получение, строение, свойства, применение. Золь и гель кремниевой кислоты, силикагель, получение, применение. Природные силикаты. Асбест, слюда, полевые шпаты, каолин. Синтетические силикаты. Силикатные стекла, ситаллы, цемент, бетон. Алюмосиликаты.

Соединения кремния с галогенами. Тетрафторид кремния, гексафторокремниевая кислота и гексафторосиликаты, получение, строение, свойства, применение. Тетрахлорид кремния, получение, строение, свойства, применение. Трихлорсилан.

Соединения кремния с углеродом. Карбид кремния, получение, строение, свойства, применение. Кремнийорганические соединения: алкилхлорсиланы, силиконы, силоксаны.

 

Варианты лабораторных заданий

 

1. Оксид углерода (II)

4. Получение оксида углерода (IV) и его свойства

5. Получение и свойства кремния

6. Гель и золь кремниевой кислоты

7. Гидролиз кремниевокислого натрия

8. Выщелачивание стекла

 

Литература

 

1. Некрасов Б.В. Основы общей химии.- М., 1973.- Т. 1.- С. 492 – 607.

2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М., 1993.- С. 362 – 384.

3. Угай Я.А. Неорганическая химия.- М., 1989.- С. 180 – 214.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М., 1988.- С. 372 – 400.

5. Реми Г. Курс неорганической химии.- М., 1963.- Т. 1.- С. 448 – 562.

6. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия.- М., 1994.- С. 228 – 247.

7. Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах.- М., 1999.- С. 53 – 59.

8. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ.- М., 1996.- С. 99 – 119.

 

 

РАБОТА 12. БОР. АЛЮМИНИЙ

 

Объем требований к допуску

 

Бор. Строение атома и валентные возможности. Электронный дефицит атома бора в ковалентных соединениях. Нахождение в природе, изотопный состав.

Простое вещество бор. Получение, свойства, применение.

Соединения бора с водородом. Гомологические ряды боранов. Диборан, получение, строение, свойства, применение, техника работы. Борогидриды. Тетрагидридоборат натрия, получение, строение, свойства, применение. Соединения бора с металлами, получение, применение.

Кислородные соединения бора. Борный ангидрид, получение, строение, свойства, применение. Боросиликатные стекла.

Кислородсодержащие кислоты бора и их анионы. Борная ортокислота, получение, строение, свойства, применение. Метабораты и тетрабораты, получение, строение, свойства, применение. Сложные эфиры борной кислоты.

Соединения бора с галогенами. Трифторид бора, получение, строение, свойства, применение. Тетрафтороборная кислота и тетрафторобораты, получение, строение, свойства, применение. Трихлорид, трибромид и трийодид бора, получение, строение, свойства, применение.

Соединения бора с водородом. Боразол, получение, строение, свойства, применение. Неорганические полимеры на основе бора. Боразон, кубическая и гексагональная модификации, строение, свойства, применение. Аналогия строения с аллотропными модификациями углерода.

Алюминий. Строение атома алюминия. Распространенность, изотопный состав. Минералы алюминия (боксит, нефелин, каолин). Переработка боксита на окись алюминия.

Простое вещество алюминий. Получение алюминия и его производство. Физические и химические свойства алюминия. Применение алюминия и его сплавов.

Соединения алюминия (III). Гидрид алюминия и алюмогидриды щелочных металлов, получение, строение, свойства, применение.

Оксид алюминия (III). Получение, строение, свойства. Корунд, природные и искусственные рубины. Гидроксид алюминия, получение, свойства, применение. Старение гидроксида алюминия за счет процессов гидроксоляции. Алюминаты, их получение твердофазным синтезом и в водных растворах, строение и свойства. Гидролиз алюминатов.

Бинарные соединения алюминия (III). Галогениды алюминия, получение, строение безводных галогенидов, свойства, применение. Субгалогениды алюминия, их получение, строение, свойства и применение. Сульфид, нитрид и карбид алюминия, получение, свойства, применение.

Соли алюминия (III). Получение, строение, свойства, применение. Комплексные соединения и двойные соли алюминия. Гидролиз соединений алюминия (III).

Соединения алюминия (I). Субгалогениды алюминия, получение, свойства. Очистка алюминия субгалогенидным методом.

 

Варианты лабораторных заданий

 

1. Получение борной кислоты и оксида бора

2. Получение аморфного бора из оксида бора

3. Получение перлов буры

4. Качественная реакция на бор

5. Получение пероксобората натрия

7. Алюмотермия. Взаимодействие алюминия с кислотами, щелочами, иодом

8. Получение гидроксида алюминия и исследование его свойств

 

Литература

 

1. Некрасов Б.В. Основы общей химии.- М., 1973.- Т. 2.- С. 5 – 51.

2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М., 1993.- С. 342 – 356.

3. Угай Я.А. Неорганическая химия.- М., 1989.- С. 138 – 156.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М., 1988.- С. 413 – 439.

5. Реми Г. Курс неорганической химии.- М., 1963.- Т. 1.- С. 351 – 406.

6. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия.- М., 1994.- С. 212 – 227.

7. Турова Н.Я. Неорганическая химия в таблицах.- М., 1999.- С. 67 – 71.

8. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химические свойства неорганических веществ.- М., 1996.- С. 74 – 88.

 

Оформление отчета о лабораторной работе

 

Отчет о лабораторной работе содержит следующие элементы:

1. Титульный лист (приложение 1).

2. Цель работы: краткое содержание лабораторного задания, назначенного преподавателем после сдачи допуска.

3. Литературный обзор: краткий анализ учебной, справочной, специальной (монографической), периодической литературы, имеющий непосредственное отношение к цели работы и необходимый для решения поставленной преподавателем задачи. Ссылки на использованные источники приводятся арабскими цифрами в квадратных скобках; при многократном цитировании одного и того же источника в скобке после порядкового номера через запятую приводится номер страницы, содержащей необходимую информацию. В отчетах допускаются ссылки на частные сообщения (материалы лекций, семинаров, консультаций, бесед и др.).

4. Теоретическую часть (она приводится в том случае, если студент желает выдвинуть новые научные положения, предложить более совершенные способы обработки результатов и т.п.). Теоретическая часть не является обязательным элементом и может отсутствовать.

5. Экспериментальную часть, содержащую: перечень приборов, материалов, реактивов, использованных в работе; подробное описание методики опыта, наблюдаемых явлений (изменения окраски, агрегатного состояния, количества вещества и т.п.); первичные экспериментальные результаты (условия измерения, отсчеты по приборам, параметры аппаратов и т.п.); методику обработки результатов и конечный результат.

6. Обсуждение результатов: рассмотрение эксперимента в целом, формулирование и анализ закономерностей, понятий, правил в обобщенном виде, сопоставление экспериментальных результатов с теоретическими, справочными, контрольными данными, составление необходимых уравнений реакций. На основании этого выявляется общий результат работы (успех опыта, достоинства и недостатки методики опыта, точность результатов и др.), проверяется соответствие полученных данных с ранее известными, анализируются и разрешаются противоречия.

7. Вывод: краткое изложение результатов работы в свете поставленной цели.

8. Список использованных источников: перечень библиографических описаний источников под соответствующими номерами. Примеры библиографических описаний приведены в приложении 2.

Соответствие указаний в методическом описании тексту отчета иллюстрируется приложением 3.

 

 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕКСТУ ОТЧЕТА

 

1. Отчет пишется разборчиво от руки. Допускается машинописное оформление отчета. На одной странице допускается не более 5 исправлений. Допускается двустороннее расположение материала.

2. Каждый рисунок и таблица сопровождаются порядковым номером и заголовком. Размер рисунка выбирается таким образом, чтобы он мог разместиться на одной странице. Подогнутые края у наклеенных рисунков не допускаются.

3. Все листы отчета должны иметь одинаковый формат (тетрадный лист), контрольное поле (при одностороннем расположении материала слева на каждой странице, при двустороннем - слева на нечетной странице и справа на четной), сквозную нумерацию (начиная с титульного листа, в верхней строке страницы при одностороннем расположении материала - справа, при двустороннем - в середине, номера первой и второй страниц не проставляются).

4. Вторая страница отчета (обратная сторона титульного листа) оставляется свободной и предназначается для замечаний преподавателя.

5. Заголовок отчета совпадает с заголовком описания лабораторной работы.

6. Текст отчета пишется в безличной форме в прошедшем или настоящем времени.

7. Допускаются только предусмотренные ГОСТ 7.12-77 сокращения, например: г. (год), т. (товарищ), с. (страница), напр. (например), н.э. (нашей эры), т.е. (то есть), и др. (и другие), и пр. (и прочие), и т.д. (и так далее), и т.п. (и тому подобное), т.о. (таким образом); инициалы (А.С.Пушкин); буквенные аббревиатуры названий некоторых организаций (например, ВДНХ, ООН, НИИ); сокращения ученых степеней и званий (доц., проф., канд., д-р, мл.). В ссылках на иллюстрации, таблицы, примечания допускаются сокращения гл., п., пп., рис., см., ср., табл. В библиографических описаниях сокращаются: вып., изд., пер., нем., англ., ч., т., сост., 2 собственных имени: М.- Москва, Л.- Ленинград. Единицы измерения физических величин также сокращаются, например: кПа, мл/с, мм рт.ст.

 

 

Приложение 1

Федеральное агентство по образованию

 

Нижегородский государственный университет

им. Н.И.Лобачевского

 

Химический факультет

Кафедра неорганической химии

 

Техника проведения лабораторных работ

 

Отчет о лабораторной работе

 

Преподаватель:

доц. А.А.Сибиркин

 

Студент:

Н.Е.Иванова, гр. 212

 

Нижний Новгород, 2006

 

Приложение 2

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия.- М.: Высшая школа, 1988.- 495 с.

2. Определения коэффициента распределения вещества между двумя жидкими фазами методом однократной экстракции / Сост. А.А.Сибиркин; Научн. ред. Ю.Е.Еллиев.- Н.Новгород: ННГУ, 1993.- 9 с.

3. Техника проведения лабораторных работ: Методич. указания к лаборат. работе по неорганич. химии для студ. 1 курса дневн. и вечерн. отд-ния химич. факультета / Сост. Ю.Б.Зверев, И.В.Руновская, С.Г.Чеснокова, П.Е.Гайворонский.- Горький: ГГУ, 1987.- Ч. 2.- 20 с.

4. Тальрозе В.Л., Танцырев Г.Д., Юхвидин Я.А. Анализы газовых и жидких смесей на масс-спектрометре МС-1 // Зав. лаб.- 1955.- Т. 21, № 7-12.- С. 1174.

5. Сибиркин А.А. Частное сообщение: Лекция от 24.04.2005.

 

 

Приложение 3

 

Фрагмент методического описания:

 

3. Получение углекислого газа

В пробирку поместите кусочек мела величиной с горошину и добавьте 5 мл 20 % раствора соляной кислоты. Что наблюдается? Составьте уравнение реакции.

 

 

Пример фрагмента отчета		Комментарий
3. Получение угольной кислоты в лаборатории проводят действием соляной кислоты на мел или мрамор [ 2, с. 213 ].		Литератур- ный обзор
Кусочек мела величиной с горошину был обработан в пробирке 5 мл 20 % раствора соляной кислоты. Произошла бурная реакция, сопровождавшаяся выделением бесцветного газа без запаха (CO2) и образованием бесцветного раствора (водный раствор CaCl2).   CaCO3 + 2HCl ® CaCl2 + CO2 + H2O.		Экспери- ментальная часть
Угольная кислота, полученная из ее соли действием сильной кислоты, при комнатной температуре распадается на углекислый газ и воду. Процесс протекает с достаточно высокой скоростью и пригоден для получения углекислого газа в лабораторных условиях в небольших количествах.		Обсуждение результатов
Таким образом, углекислый газ получается действием соляной кислоты на мел.		Вывод