И 130102 «Технология геологической разведки»



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

И 130102 «Технология геологической разведки»



Москва 2014


 

Рецензент:

доктор химических наук, проф. Н.Н. Акинфиев

 

Бицоев К.Б.

Умрихин В.А.

Общая химия: учебное пособие

 

Цель данного пособия – подготовить студентов РГГРУ всех специальностей к прохождению курса физической химии, который будет изучаться ими в течение  второго и третьего семестров. В пособии весьма сжато излагаются основные понятия, представления и законы, необходимые для дальнейшего углубленного изучения химии и связанных с ней профильных дисциплин: геохимии, гидрогеологии, экологии, петрографии и др.

В пособие включены следующие разделы химии:

1. Атомно-молекулярное учение.

2. Классы неорганических соединений.

3. Растворы.

4. Процессы в растворах.

5. Общие свойства растворов.

6. Окислительно-восстановительные реакции.

7. Дисперсные системы. Коллоиды.

8. Количественные расчеты в химии.


 

Оглавление

Введение. Предмет химии. Основные понятия                                5

I . Классификация неорганических соединении                               7

I .1. Оксиды. Основные понятия и определения                               7

1.1.1. Оснόвные оксиды

1.1.2. Кислотные оксиды

1.1.3. Амфотерные оксиды

I .2 Основания                                                                                            8

I .3 Кислоты. Основные понятия и определения                             9

1.3.1. Химические свойства азотной кислоты

1.3.2. Химические свойства серной кислот

1.3.3. Химические свойства сероводородной кислоты

I .4 Соли. Основные понятия и определения                                      10

1.4.1. Химические свойства солей

1.4.2. Двойные и комплексные соли

I .5. Решение типовых задач                                                                   12

I .6. Упражнения для самостоятельной работы по теме:

«Классификация неорганических соединений»

II . Растворы

2.1. Основные понятия и определения. Классификация растворов  15

Способы выражения состава раствора                                             16

  Концентрация компонента в растворе

2.2.1. Массовая доля растворенного вещества [δ].

2.2.2. Процентное содержание вещества в растворе [ω%]

2.2.3. Мольная доля растворенного вещества [χ]

2.2.4. Молярная концентрация растворенного вещества [С(моль/л)]

2.2.5. Моляльная концентрация растворенного вещества [Сm(моль/(кг Н2О))]

2.2.6. Нормальная концентрация растворенного вещества [Н(моль/л)]

     a) Эквивалент растворенного вещества

     б) Решение задач с использованием закона эквивалентов

     в) Закон эквивалентов

2.2.7. Титр

2.2.8. Расчет концентрации кристаллогидрата в растворе

2.2.9. Концентрация газа в растворе

Газофазные растворы                                                                      21

2.3.1. Решение задач

III . Процессы в растворах                                                                      23

3.1. Выпаривание

3.2. Осаждение из раствора

3.3. Произведение растворимости вещества

3.4. Разбавление растворов

3.5. Пересчет концентраций

3.6. Задачи для самостоятельного решения                                       26

IV . Электролитическая диссоциация                                                  28

4.1. Степень и константа диссоциации

4.2. Диссоциация воды. рН раствора

4.3. Упражнения для самостоятельной работы

V . Общие свойства растворов                                                               30

5.1. Эбулиоскопия

5.2. Криоскопия

5.3. Осмос. Осмотическое давление

5.4. Изотонический коэффициент электролитов

5.5. Решение задач

5.6. Задачи для самостоятельного решения

VI . Окислительно – восстановительные реакции                             32

6.1. Задачи для самостоятельного решения

VII . Дисперсные системы. Основные понятия и определения    34

7.1. Классификация дисперсных систем

7.2. Коллоидные растворы (золи)

7.3. Строение мицеллы. Образование и строение различных золей

7.4. Строение мицеллы

7.5. Методы получения коллоидов и дисперсных систем

7.6. Электрокинетические явления в золях

7.7. Коагуляция коллоидных растворов

7.8. Задачи по теме дисперсные системы

VIII . Металлы. Основные понятия и определения                           38

8.1. Общие способы получения металлов

8.2. Химические свойства металлов

8.3. Отношение металлов к разбавленным и концентрированным кислотам

8.4. Амфотерные металлы

8.5. Жесткость воды

8.6. Коррозия металлов и защита от нее

8.7. Драгоценные металлы

Вопросы и задачи по теме «Металлы»                                          44

 


 

Введение. Предмет химии. Основные понятия

Химия – наука, изучающая процессы превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава и структуры. В химии широко пользуются понятием элемента – определённого вида атомов с одинаковым зарядом ядра (ионы, изотопы и т.д.). Значение заряда ядра атома служит отличительным признаком для различных видов атомов.. В настоящее время известно 114 элементов, но нас будут интересовать только природные 89 элемента от водорода Н до урана U. Вещество может быть простым, т.е. состоять из атомов одного элемента и сложным, т.е. представленным атомами различных элементов. Например, простыми являются газы – кислород O2 и озон O3, а вода H2O – сложное вещество.

Атом –это наименьшая частица элемента, входящая в состав молекул простых и сложных веществ. Молекула – это наименьшая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами. Химические свойства молекулы определяются её составом и строением.

С точки зрения атомно-молекулярного учения химическим элементом называется каждый отдельный вид атомов.

Массы атомов чрезвычайно малы. Так, например, масса атома водорода составляет 1.674×10-27 кг, а масса атома урана 3.953×10-25 кг. В химии традиционно используются не абсолютные значения атомных масс, а относительные. За единицу атомной массы принята атомная единица массы (а.е.м.), которая представляет собой 1/12 часть массы атома изотопа углерода 12C, что составляет 1.66054×10-27 кг. Поэтому относительной атомной массой Ar химического элемента называется величина, равная отношению средней массы атома естественного изотопического состава элемента к 1/12 массы атома углерода 12C. Например, относительная атомная масса урана составляет

238.06.

Современные значения атомных масс приведены в Периодической системе элементов.

Относительной молекулярной массой Mr вещества называется величина, равная отношению средней массы молекулы естественного изотопического состава элемента к 1/12 массы атома углерода 12C. Относительная молекулярная масса численно равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы вещества. Например,

В Международной системе единиц (СИ) за единицу количества вещества принят моль. Чтобы научиться пользоваться этой величиной, сначала определим элементарную единицу вещества. Определим число атомов точно в 12 г 12С:

Это число называется постоянной Авогадро (NA). Теперь можно сказать, что 1 моль любого вещества – это такое его количество, которое содержит NA элементарных единиц.

Молярная масса – величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества. Она имеет размерность г/моль. Обычно её обозначают буквой M.

Молярная масса вещества, выраженная в г/моль, численно равна относительной атомной или относительной молекулярной массе этого вещества. Например, молярная масса газообразного кислорода M(O2) = 2×16 = 32 г/моль, а самородного золота M(Au) = 197 г/моль.

Газы при низких давлениях можно описать как ансамбль несвязанных друг с другом молекул (идеальный газ).  Идеальные газы подчиняются закону Авогадро: в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. Если известна масса или количество газа, а надо вычислить его объём, или наоборот, используют уравнение Менделеева-Клапейрона: ,

где p – давление газа, Па; V – его объём, м3; T – температура в абсолютной шкале, K; n – количество вещества газа, моль; m – масса, г; M – молярная масса газа, г/моль; R = 8.31441 Дж/(моль×К) – универсальная газовая постоянная. При нормальных условиях (температуре 273.15 К и давлении 101325 Па) один моль идеального газа занимает объём равный 22.41 л.

Вещества, взаимодействуя друг с другом, подвергаются различным изменениям и превращениям. Явления, при которых одни вещества превращаются в другие, отличающиеся от исходных составом и свойствами[i], называют химическими превращениями, химическими реакциями или химическими взаимодействиями. При записи уравнения химической реакции следует помнить, что в соответствии с законом сохранения массы число атомов каждого типа, вступающих в реакцию, должно быть равно числу атомов этого же типа в продуктах реакции (баланс массы). Если в реакции участвуют заряженные частицы (ионы), то следует также учитывать баланс заряда. Например, уравнение реакции окисления иона Mn2+ кислородом воздуха запишется в виде

2×Mn2+ + O2 + 2×H2O Þ 2×MnO2 + 4H+

Коэффициенты, стоящие в этом уравнении перед формулами соединений, называются стехиометрическими и необходимы для выполнения условий баланса масс и зарядов.

Решение типовых задач

Задача. Рассчитайте массу одной молекулы C2H5OH в кг.

Решение. Используя периодическую систему, рассчитаем молярную массу нашего вещества

M(C2H5OH) = 2×Mr(C) + 5×Mr(H) + Mr(O) + Mr(H) = 2×12.011 + 5×1.008 + 15.999 + 1.008 = 46.069 г/моль = 46.069×10-3 кг/моль. Полученный результат означает, что масса NA молекул этанола равна 46.069×10-3 кг. Следовательно, масса одной молекулы составляет

Задача. Сколько молекул содержится в 40 л азота при нормальных условиях?

Решение. 1 моль газообразного азота при нормальных условиях занимает объём

 22.41 л. Значит, количество азота в 40 л равно n = 40/22.41 =1.785 моль, которому

соответствует n × NA = 1.785×6.022×1023 = 1.075×1024 молекул.



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.197.197.23 (0.01 с.)