Электронный учебно-методический комплекс

«Химия»

Автор: Доцент кафедры ХиЭЭ Мясникова Надежда Викторовна

Направление 150700 Машиностроение,

подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение,

профили: Котлы, камеры сгорания и парогенераторы АЭС;

Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели;

Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты; Двигатели внутреннего сгорания; Производство энергетического оборудования; Машины и технологии высокоэффективных процессов обработки материалов.

Дисциплина: Химия (1 семестр) Адрес ресурса:

Контактная Почтовые электронные адреса авторов ресурса, по которому можно информация: получить дополнительную информацию, приобрести ресурс или заключить договор об его использовании: [email protected] Виды занятий, поддерживаемые ресурсом Лекции 2 часа в неделю, лабораторные работы 2 часа в неделю. Самостоятельная работа 76 часов в семестр.

Состав ресурса 1. Рабочая программа учебной дисциплины.

2. Технологическая карта работы студента по дисциплине.

3. Конспект лекций.

4. Описания лабораторных работ.

5. Расчетные задания 6. Контролирующие материалы в соответствии с рабочей программой дисциплины:

тесты, зачетные билеты.

Содержание ресурса Лекции Строение атома. Квантово-механическая модель атома. Квантовые числа. Атомная орбиталь. Строение многоэлектронных атомов. Правила заполнения атомных орбиталей электронами. Электронная конфигурация Периодическая система элементов. Периодический закон. Строение периодической системы. Период, группа, подгруппа. Сокращенные электронные формулы.

Периодическое изменение свойств элементов. Атомный радиус, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, окислительно-восстановительные свойства элементов.

Химическая связь. Основные виды химической связи. Ионная, ковалентная, металлическая связь. Водородная связь. Вандерваальсовы взаимодействия. Параметры химической связи. Механизмы образования ковалентной связи. Метод валентных связей.

Полярность ковалентной связи.

Пространственная структура молекул. Типы пространственных структур.

Гибридизация. Полярность молекул.

Комплексные соединения, Внутренняя и внешняя сфера. Состав комплекса.

Комплексообразователь, лиганд. Координационное число. Химическая связь в комплексных соединениях. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Строение комплексов. Теория кристаллического поля. Магнитные свойства и окраска комплексных соединений.

Элементы химической термодинамики. Основные понятия. Система, параметры состояния, характеристические функции системы. Внутренняя энергия. 1-ый закон термодинамики. Энтальпия. Тепловой эффект химической реакции. Термохимическое уравнение. Закон Гесса и следствия из него. Энтальпия образования вещества.

Стандартное состояние вещества. Зависимость энтальпии реакции от температуры. Закон Кирхгофа. Энтропия. 3-ий закон термодинамики. Расчет изменения энтропии химической реакции. Зависимость энтропии реакции от температуры.

Направление химических процессов. Энергия Гиббса. Энергия Гельмгольца.

Термодинамический критерий возможности самопроизвольного протекания реакции.

Энергия Гиббса образования вещества. Расчет стандартной энергии Гиббса химической реакции. Уравнение изотермы Вант-Гоффа. Влияние температуры на направление химической реакции.

Химическое равновесие. Равновесные концентрации. Термодинамическое и кинетическое условие химического равновесия. Константа равновесия. Связь константы равновесия с термодинамическими функциями системы. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изобары Вант-Гоффа. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Химическая кинетика.Скорость химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от различных факторов. Закон действующих масс. Кинетическое уравнение реакции. Константа скорости Частный порядок реакции по веществу.

Элементарная реакция. Общий порядок реакции. Молекулярность реакции. Время полураспада. Кинетические уравнения 0, 1, 2 и 3 порядков. Кинетические кривые. Методы определения порядка реакции.

Кинетика обратимых химических реакций. Кинетическое условие химического равновесия. Константа химического равновесия. Особенности кинетики гетерогенных реакций. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Связь энергии активации с тепловым эффектом реакции. Теория активированного комплекса. Катализ.

Растворы. Концентрация. Насыщенный раствор. Растворимость. Электролиты и неэлектролиты. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Реакция среды.

Водородный показатель. Слабые электролиты. Константа диссоциации. Закон Оствальда.

Сильные электролиты. Активность, коэффициент активности. Ионная сила раствора.

Правило ионной силы. Расчет значений РН в растворах сильных и слабых электролитов.

Гидролиз солей. Степень гидролиза, константа гидролиза и связь между ними.

Гидролиз солей различных типов. Расчет значений РН в растворах солей. Смещение гидролитического равновесия. Малорастворимые электролиты. Произведение растворимости (ПР). Расчет растворимости малорастворимых электролитов через ПР.

Смещение равновесия в растворах малорастворимых электролитов.

Электрохимические процессы. Химические источники тока и электролиз.

Внутренняя и внешняя цепь. Электрод. Проводники 1-го и 2-го рода. Катод. Анод. Законы Фарадея. Электродный потенциал. Стандартный водородный электрод. Уравнение Нернста. Расчет равновесных потенциалов водородного и кислородного электродов.

Гальванический элемент. Схема гальванического элемента ГЭ. Реакции на катоде и аноде, токообразующая реакция ТОР. Электродвижущая сила ЭДС ГЭ. Связь ЭДС с изменением энергии Гиббса ТОР. Кинетика электродных процессов. Поляризация.

Поляризационная кривая. Концентрационная поляризация и способы ее уменьшения.

Электрохимическая поляризация и способы ее уменьшения.

Электролиз. Схема электролизера. Порядок процессов восстановления на катоде и окисления на аноде. Растворимые, частично растворимые и нерастворимые аноды. Выход по току. Потенциал разложения или выделения. Поляризация. Поляризационные кривые.

Коррозия. Химическая коррозия. Электрохимическая коррозия. ЭДС коррозионного гальванического элемента. Водородная деполяризация, кислородная деполяризация, смешанная деполяризация. Скорость электрохимической коррозии.

Защита металлов от коррозии. Легирование металлов. Нанесение защитных покрытий. Металлические покрытия (катодное и анодное). Электрохимическая защита (катодная, анодная, присоединение протектора). Изменение свойств коррозионной среды.

Ингибиторы коррозии.

Эквивалент и молярная масса эквивалентов. Определение молярной массы эквивалентов металла методом вытеснения водорода.

Электронная структура атомов и одноатомных ионов металлов.

Металлы побочных подгрупп. Комплексные соединения меди. Получение комплексных соединений цинка и кадмия.

Измерение тепловых эффектов химических реакций. Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты сильным основанием.

Кинетика химических реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Зависимость скорости реакции от температуры.

Водородный показатель среды рН. Измерение водородного показателя среды раствора соляной кислоты электрохимическим методом. Зависимость рН раствора уксусной кислоты от концентрации.

Гидролиз солей. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой.

Электродвижущие силы (ЭДС) и напряжение гальванических элементов. Влияние концентрации растворов электролитов на ЭДС и напряжение гальванического элемента.

Электролиз. Электролиз водного раствора сульфата натрия с никелевым электродом.

Коррозия металлов. Коррозия железа в контакте с углеродом. Защита металлов от коррозии. Анодные и катодные защитные покрытия.