Дисциплина «Химия» Преподаватель: Андросюк Евгения Романовна канд. хим. наук, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Дисциплина «Химия» Преподаватель: - презентация

1 Дисциплина «Химия» Преподаватель: Андросюк Евгения Романовна канд. хим. наук, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» Дисциплина «Химия» Преподаватель: Андросюк Евгения Романовна канд. хим. наук, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия»

2 ЗАНЯТИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ» ВКЛЮЧАЮТ: – лекции (9 лекций); – 8-9 лабораторно-практических занятий (корпус на ВГТЗ); – 7 индивидуальных домашних заданий (ИДЗ); – 1 семестровое задание.

3 Файловое хранилище кафедры ОНХ Имя: onh Пароль: guest В файловом хранилище: - методические указания к лабораторным занятиям по химии ; - индивидуальные домашние задания по темам; - семестровое задание; - техника безопасности по работе в химической лаборатории; - другая информация

4 Лекция 1 Основные понятия и законы ХИМИИ

5 ХИМИЯ ХИМИЯ - наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях друг в друга. ***************** ***************** В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми физическими и химическими свойствами. В результате химических процессов возникают новые вещества с новыми физическими и химическими свойствами.

6 Например, Например, молекулярная форма: молекулярная форма: HCl + NaOH = NaCl + Н 2 O HCl + NaOH = NaCl + Н 2 O кислота щелочь соль вода кислота щелочь соль вода ионно-молекулярная форма (полная): ионно-молекулярная форма (полная): H + +Cl ¯+Na + +OH ¯= Na + + Cl ¯+Н 2 O H + +Cl ¯+Na + +OH ¯= Na + + Cl ¯+Н 2 O кислота щелочь соль вода кислота щелочь соль вода ионно-молекулярная форма (сокращенная): ионно-молекулярная форма (сокращенная): H + + OH ¯ = Н 2 O H + + OH ¯ = Н 2 O

7 ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЗНАКИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Объектом изучения в химии являются химические элементы. Химический элемент Химический элемент – вид атомов, имеющих одинаковый заряд ядра. Атом Атом – наименьшая частица химического элемента, обладающая всеми его химическими свойствами.

8 118 Каждый из элементов имеет определённый химический знак, или символ и определённое название. Химические элементы представлены в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева (ПСЭ). В настоящее время известно о существовании 118 химических элементов. Последний элемент, встречающийся в природе – уран U. Все стоящие за ним получены искусственно – в лабораториях.

9

10 В названиях некоторых хим. элементов отражены их важные свойства, например: водород Н - рождающий воду, кислород О - рождающий кислоты, фосфор Р - несущий свет. Часть хим. элементов названа в честь планет: селен Se (Селена - Луна), теллур Te (Теллурис - Земля), плутоний Pu, нептуний Np, уран U.

11 Многие химические элементы названы в честь государств, частей света, населённых пунктов: полоний Po (Польша), рутений Ru (Рутения - Россия), франций Fr, Европий Eu и т. д. В некоторых названиях увековечены имена учёных физиков и химиков: курчатовий Ku, эйнштейний Es, менделевий Md, нобелий No и т.д.

12 Молекула Молекула – наименьшая частица индивидуального вещества, способная к самостоятельному существованию, обладающая его основными химическими свойствами. Молекулы могут быть: Молекула Одно- атомные Fe, Cu, Не Многоатомные Многоатомные H 2 O, H 2 SO 4 Двух- атомные Н 2, KCl, CuS

13 Простые и сложные вещества Вещества Простые Сложные Fe, Cu, H 2, O 3, Р 4 и др. KCl, CuS, H 2 O, H 2 SO 4 и др. Простые вещества Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента. Сложные вещества Сложные вещества – из атомов разных химических элементов.

14 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ФОРМУЛИРОВКИ m атома A r = 1/12 m( 12 C) Абсолютная атомная масса m - истинная масса атома элемента, г. Относительная атомная масса элемента - величина, показывающая во сколько раз масса атома данного элемента больше 1/12 массы атома изотопа углерода 12 С. m атома A r = 1/12 m( 12 C)

15 Относительная молекулярная масса - Относительная молекулярная масса - величина, показывающая во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 массы атома изотопа углерода 12 С. m молекулы М r = 1/12 m( 12 C) Например, М r (Н 2 О) = 18 у.е.

16 Моль Моль - это количество вещества, содержащее столько же структурных образований (атомов, ионов, молекул и т.п.), сколько содержится атомов углерода в 12 г изотопа углерода 12 C (т.е число Авогадро N А 6,02 ٠ 10 23, моль 1 ).

17 Молярная масса Молярная масса - масса 1 моля вещества - численно равна его относительной молекулярной (атомной) массе, М, г/моль Например, М r (Н 2 О) = 18 у.е. М (Н 2 О) = 18 г/моль

18 Эквивалент Н + ē Эквивалент - это реальная или условная химическая частица, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода Н + в кислотно-основных реакциях или одному электрону ē в ОВР: ē = Н + Н - ē = Н + 1 экв. 1 экв. 1 экв. 1 экв. 1 экв. 1 экв.

19 Эквивалент рассчитывается: а) для элемента W - валентность элемента

20 : б) для кислоты: : в) для основания:

21 г) для соли д) для оксида где m - число атомов кислорода

22 Эквивалентная масса Эквивалентная масса - это масса 1 моль (6,02 х ) эквивалентов. Эквивалентная масса вещества рассчитывается: М э = Э ٠ М а) для элемента

23 б) для кислоты в) для основания

24 г) для соли д) для оксида где m - число атомов кислорода

25 Эквивалентный объем Эквивалентный объем V Э - это объем, который занимает в-во, взятое количеством 1 моль эквивалентов, л/моль.

26 Закон эквивалентов: Закон эквивалентов: массы (объемы) реагирующих и получающихся веществ относятся между собой как их эквивалентные массы (объемы):

27 Пример 1. Определить значение эквивалента и эквивалентной массы O 2 Решение. 1 моль атомов кислорода O способен соединиться с двумя молями атомов водорода H, следовательно, на 1 моль атомов H приходится 1/2 моля атомов O. Тогда, Э(О) = 1/2, М Э (О) = 1/2 16 = 8 г/моль Молекула О 2 состоит из 2 атомов O, т.е. на 1 моль молекул О 2 приходится 4 моль атомов H. Тогда Э(О 2 ) = 1/4, М Э (О 2 ) = 1/4 32 = 8 г/моль.

28 Пример 2: Определить значение эквивалента и эквивалентной массы для веществ: Ca, H 2 SO 4, Mg(OH) 2, Al 2 (SO 4 ) 3. Решение. Проведя аналогичные (пример 1) рассуждения и расчеты, получим: СаH 2 SO 4 Mg(OH) 2 Al 2 (SO 4 ) 3 Э1/2 1/6 M Э, г/моль

29 Пример 3. Определить значение эквивалентов Э, эквивалентных масс M Э и число эквивалентов γ Э всех исходных и полученных веществ в реакциях: 1) H 2 SO 4 + NaOH = NaHSO 4 + H 2 O; 2) H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O; 3) 3H 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O Решение. Для уравнения H 2 SO 4 + NaOH = NaHSO 4 + H 2 O : Н 2 SO 4 NaOHNaHSO 4 H2OH2O Э1111 M Э, г/моль γ Э, моль 1111

30 Пример 3.2. Для уравнения H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O; Решение. В этой реакции в каждой молекуле H 2 SO 4 два катиона Н + замещаются на два катиона Na +, следовательно: Э(Н 2 SO 4 ) = 1/2; М Э (Н 2 SO 4 )= 1/2 М Э (Н 2 SO 4 ), а в реакции принимает участие 1 моль молекул H 2 SO 4 и 2 моль эквивалентов, т. е. γ Э = 2 моль. Тогда: H 2 SO 4 NaOHNa 2 SO 4 H2OH2O Э1/2 M Э, г/моль γ Э, моль 2222

31 Пример 3.3. Для уравнения 3H 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O Решение. В этой реакции также Э(Н 2 SO 4 ) = 1/2; а М Э (Н 2 SO 4 )= 1/2 М Э (Н 2 SO 4 ), но в реакции принимают участие 3 моль молекул H 2 SO 4, то есть 6 моль эквивалентов, следовательно, γ Э = 6 моль и т.п. рассуждения. Тогда: H 2 SO 4 Al(OH) 3 Al 2 (SO 4 ) 3 H2OH2O Э1/21/31/61 M Э, г/моль γ Э, моль 6666

32 ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ

33 Объединенный газовый закон Произведение давления на объем, деленное на абсолютную температуру для данной массы газа есть постоянная величина

34 Уравнение состояния идеального газа, или уравнение Менделеева-Клапейрона:

35 Закон Авогадро: в равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число структурных единиц Первое следствие из закона Авогадро: 1 моль любого газа при одинаковых физич. усл. (Т, р) содержит одинаковое число структурных единиц, равное числу Авогадро N А = 6, моль –1

36 Второе следствие из закона Авогадро При одинаковых физических условиях 1 моль любого газа занимает один и тот же объем. При нормальных условиях При нормальных условиях (Т = 273,15 К; р = Па) молярный объем составляет 22,4 л/моль

37 Относительная плотность одного газа по другому Отношение плотностей, масс или молярных масс первого газа по второму (взятого при тех же условиях) называется плотностью первого газа по второму:

38 Закон Дальтона Общее давление в смеси газов, химически не реагирующих друг с другом, равно сумме парциальных давлений компонентов смеси: Р смеси = Р 1 + Р 2 + …+ Р n Парциальное давление газа в смеси равно тому давлению газа, которым обладал бы данный газ, если бы при той же температуре он занимал объем всей смеси газов