Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Херсонський політехнічний коледж
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
ЩОДО ВИКОНАННЯ САМОСТІЙНИХ РОБІТ
З ДИСЦИПЛІНИ дисципліни
«Прикладна хімія»
для спеціальності 5.05050302 «Обробка матеріалів на верстатах і автоматичних лініях»
денної форми навчання
Затверджено методичною радою ХПТК ОНПУ
Протокол № ___ від _________ 20__ р.
Херсон 2013
Методичні рекомендації щодо виконання самостійних робіт з дисципліни «Прикладна хімія»/ Уклад: Т.О. Литвиненко - Херсон: ХПТК ОНПУ, 2012. - 35с.
Навчальне видання
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ
ЩОДО ВИКОНАННЯ САМОСТІЙНИХ РОБІТ
З ДИСЦИПЛІНИ «ХІМІЯ (СПЕЦРОЗДІЛИ)»
для студентів спеціальності 5.05070104 «Монтаж і
експлуатація електроустаткування
підприємств і цивільних споруд»
|
Укладач |
Литвиненко Тетяна Олександрівна, викладач хімії, викладач І категорії. |
|
Відповідальний редактор |
А.М.Шахман, методист базового ВНЗ |
|
Технічний редактор |
Л.М. Білоусова, завідувач лабораторії курсового та дипломного проектування |
|
Коректор |
Л.В. Удод, викладач гуманітарних і спецдис-циплін, викладач вищої категорії, голова ЦК |
|
Рецензент |
С.О. Заболотна, викладач хімії та біології, викладач вищої категорії |
За редакцією укладача
Надруковано з оригінал-макета замовника
Підп. до друку __ __.2012.Формат 600х840М1/16
Папір офсетний. Ум. друк. арк.2,09. Гарнітура Times
Спосіб друку - ризографія. Тираж 10 прим. Зам. № 12
Лабораторія організаційно-видавничої діяльності
ХПТК ОНПУ
73000, м. Херсон, вул. 40 років Жовтня, 23
Тел. (0552) 22-58-38, тел./факс(0552) 22-27-43
ВСТУП
Вивчення дисципліни "Прикладна хімія" базується на засадах інтеграції теоретичних і практичних знань, отриманих студентами в загальноосвітніх навчальних закладах (природознавство, фізика, хімія, трудове навчання тощо), одержаних при вивченні загальноосвітніх дисциплін у вищому закладі освіти та набутому життєвому досвіді.
Дані методичні рекомендації спрямовані допомогти студентам у виконанні самостійних робіт. На самостійне вивчення виведені окремі теми розділів, які доповнюють навчальний матеріал, що вивчається у лекційному курсі і нескладні за змістом.
Всі записи самостійних робіт рекомендується вести в основному конспекті, відокремлюючи аудиторну і самостійну роботи.
Кожна самостійна робота має тему, мету, план вивчення,
основні теоретичні відомості, питання для самоконтролю і рекомендовану літературу. Тему, мету і план роботи слід записувати в конспект.
Основні теоретичні відомості є стислим викладом теми, а іноді (СР№ 3, СР№ 4) доповнюють теоретичний матеріал, що є в підручнику і довідковій літературі. Конспектувати основні теоретичні відомості не обов’язково, якщо не зазначено інакше, але рекомендовано для попереднього читання перед виконанням роботи.
Самостійні роботи № 1-7 передбачають роботу тільки з підручником, а № 8 та № 9, окрім роботи з літературою, мають посилання на мережу Internet.
Самостійні роботи № 5-7 відрізняються від інших за будовою. Кожна з цих робіт має 8 завдань, які передбачають заповнення схем і таблиць, а також роботу з даними Періодичної системи.
При виконанні завдання №1 не потрібно переносити всю таблицю в загальний конспект. Достатньо перенести заголовок таблиці і колонку Параметри, вказуючи стрілками, як змінюються характеристики з ростом заряду ядра. Пусті ячейки таблиць слід заповнити згідно змісту.
Приклад
Таблиця 1
|
Параметри |
Cu |
Ag |
Au |
|
1. Загальна формула |
ns1(n-1)d10, де n номер періоду |
||
|
2. Порядковий номер |
збільшується |
||
|
3. Відносна атомна маса |
збільшується |
||
|
4. Зовнішній шар |
4s13d10 |
5s14d10 |
6s15d10 |
|
5. Радіус атомів, нм |
збільшується |
У завданнях № 2-8 слід повністю перенести таблиці в зошит і заповнити, використовуючи відповідний параграф підручника.
Кожна самостійна робота має завдання і питання для самоперевірки. Їх виконання обов’язкове. В тих роботах, що мають тільки теоретичний матеріал, закріплення запропоновано у вигляді криптограми. Структуру кросворду бажано зберегти і виділити ключове слово кольоровою пастою.
В самостійних роботах № 6 та № 7 питання для перевірки містять рисунки, які відображають окремі галузі застосування металів, що вивчаються. Відповіді на ці питання подають так:
Рисунок 1 — Вироблення мідного дроту.
Рисунок 2— Створення конструкційних матеріалів.
На питання для самоконтролю слід дати стислу відповідь, не переписуючи питання.
Форма самостійної роботи студентів із здобуття нових знань є одним з найефективніших засобів навчання студента самостійності у прийнятті рішень, вирішенні виробничих проблем у майбутній професійній діяльності як фахівця з даної спеціальності.
|
ПЕРЕЛІК ТЕМ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ВИВЧЕННЯ Складено відповідно до робочої навчальної програми дисципліни «Прикладна хімія» |
|
Розділ 1. Загальні поняття та закони хімії |
|
Самостійна робота № 1 Закономірності зміни властивостей атомів елементів у Періодичній системі. |
|
Розділ 2. Загальні властивості металів. Електрохімія |
|
Самостійна робота № 2. Загальна характеристика металів, поняття про сплави. Типи металічної кристалічної ґратки. |
|
Самостійна робота №3. Хімічні джерела енергії. |
|
Самостійна робота № 4. Застосування електролізу. |
|
Самостійна робота №5. Цинк як представник ІІ–В групи. |
|
Самостійна робота № 6. Хром як представник VІ–В групи. |
|
Самостійна робота № 1 |
|
|
Тема: Закономірності зміни властивостей атомів елементів у Періодичній системі |
|
|
Мета: |
|
|
—знати: причини явища періодичності та закономірності змін властивостей простих та складних сполук у групах та періодах; знати визначення понять: група, підгрупа, період; |
|
|
—вміти: прогнозувати властивості атомів, писати електронні та графічні формули елементів І-VII періоду, виходячи з положення елементу в періодичній системі. |
|
|
План вивчення |
|
|
1. |
Сучасне формулювання періодичного закону [3], c.46 |
|
2. |
Будова Періодичної системи (групи, підгрупи, періоди великі і малі). |
|
3. |
Властивості атомів (атомний радіус, енергія іонізації). |
|
4. |
Періодичність змін властивостей атомів (зміна радіусів атомів, металічних та неметалічних властивостей). |
|
5. |
Значення періодичного закону. [3], c.47-48 |
Основні теоретичні відомості
1. Фізичний зміст періодичної системи:
—порядковий номер елемента дорівнює заряду ядра і загальній
кількості електронів;
—номер періоду дорівнює числу електронних рівнів в атомі та номеру зовнішнього електронного рівня;
—номер групи дорівнює: а) для головних підгруп - максимальній валентності та числу електронів на зовнішньому рівні;
б) для побічних підгруп - максимальній валентності.
2. В періодах зліва направо:
—збільшується заряд ядра і тому посилюється притягання
електронів;
—зменшується радіус атомів, оскільки електрони потрапляють на одну і ту саму оболонку, яка стискається через посилення притягання до ядра;
—зростає електронегативність— здатність атома відтягувати до себе електрони.
3. В групах зверху донизу:
—збільшується число електронних рівнів;
—збільшуються радіуси атомів;
—послаблюється здатність приєднувати електрони;
—посилюються металічні властивості.
ПРАКТИЧНЕ ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО
Завдання 1. Використовуючи дані основних теоретичних відомостей, заповнюємо таблицю.
Таблиця 1
|
Параметр |
Групи |
Періоди |
|
1. Порядковий номер |
||
|
2. Радіус атомів |
||
|
3. Здатність притягувати до себе електрони |
||
|
4. Металічні властивості |
Завдання 2.
1. Визначте, атом якого елемента має більший радіус:
a) Al—Cl, б) Si—Sn;
2. Визначте, атом якого елемента має більш виражені металічнівластивості:
а) Mg—Ar; б) K—Fr.
3. Визначте, атом якого елемента має більш виражені неметалічні властивості:
а) O—Te, б) P—Cl.
4. Визначте, атом якого елемента є сильнішим окисником:
а) O—S.
5. Визначте, атом якого елемента є кращим відновником:
а) Mg—Ba
|
Рекомендована література |
|
Хомченко И.Г. Общая химия.- М.: Химия, 1987.– 464с. § 2.1, с.30, §2.6, с. 46 |
|
Самостійна робота № 2. |
|
|
Тема: Загальна характеристика металів, поняття про сплави. Типи металічної кристалічної ґратки. |
|
|
Мета: |
|
|
—знати: положення металічних елементів у періодичній системі, особливості будови атомів металічних елементів та металічної кристалічної ґратки; фізичні та хімічні властивості металів, типи кристалічних ґраток металів; |
|
|
—вміти: прогнозувати властивості металів та прогнозувати сфери застосування окремих груп металів. |
|
|
План вивчення |
|
|
1. |
Форми існування металів у природі. |
|
2. |
Особливості будови атомів металічних елементів. |
|
3. |
Будова металічної кристалічної ґратки, типи кристалічних ґраток металів. |
|
4. |
Класифікація металів. |
|
5. |
Фізичні властивості металів. |
|
6. |
Хімічні властивості металів. |
|
7. |
Добування металів у промисловості. |
1. Форми існування металів у природі.
Метали існують у природі переважно у вигляді різноманітних руд: оксидних Fe2O3, Fe3O4, SnO2, Cr2O3; сульфідних FeS2, ZnS, PbS, HgS та інших Na2SO4∙10H2O, CaSO4∙2H2O, NaNO3, KNO3, Ca3(PO4)2.
Однак окремі метали існують у вільному вигляді Ag, Au, Pt. Різниця у видах існування металів полягає у різній хімічній активності металів.
2. Особливості будови атомів металічних елементів.
За хімічною будовою до металів відносять усі елементи, що мають на зовнішньому енергетичному рівні від 1 до 3 електронів. Це можуть бути s-елементи, р-елементи,
d -елементи та f-елементи.
У ПС з 110 відомих нині елементів 88 є металами, а 22 неметалами.
3. Будова металічної кристалічної ґратки.
Хімічні та фізичні властивості металів пов’язані з особливістю їх будови. Для металів характерною є металічна кристалічна гратка .(рис.1).
Рисунок 1 Будова металічної кристалічної гратки
В кристалічній гратці металів електронів набагато менше, ніж існуючих атомних орбіталей, тому електрони здатні вільно рухатися по усім орбіталям одночасно, створюючи таким чином єдину електронну систему, що, нібито клей, склеює усі існуючи атоми металу. Тому структуру металу можна представити як атоми (йони) металу, що зв’язані електронним газом. Металічний зв’зок – це зв’язок між атомами, катіонами та усуспільненими електронами. Металічний зв’язок є делокалізованим та не має направленості.
Чисті метали у твердому стані мають кристалічну будову. Існує декілька типів кристалічних ґрадок металів:
Рис.2 Кубічна об’ємноцентрована кристалічна ґрадка
(натрій, калій, барій, ванадій, вольфрам, хром, залізо)
Рис. 3 Кубічна гранецентрована кристалічна ґрадка
Рис.4 Гексагональна кристалічна ґрадка
(кальцій, алюміній, свинець, мідь, срібло, платина і т.д.):
4. Класифікація металів.
|
1. |
Чорні метали |
Fe, Mn, Cr |
|
2. |
Кольорові метали |
Na, K, Mg, Al, Ca, Ba, Cu, Hg, Pb, Bi, Co, Ni, Zn, Ti |
|
3. |
Легкі рідкісні метали |
Li, Rb, Cs, Be |
|
4. |
Тугоплавкі рідкісні метали |
W, Nb, Ta, Hf, Mo, Zr, Os |
|
5. |
Рідкісноземельні метали |
Sc, Y, La, 14 лантаноїдів |
|
6. |
Радіоактивні метали |
Th, Ra, U, Ac, 14 актиноїдів |
|
7. |
Благородні метали |
Ag, Au |
|
8. |
Платинові метали |
Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt |
4. Загальні фізичні властивості металів.є
Металевий блиск : Метали, на відміну, від скла і інших матеріалів – непрозорі сполуки, тобто світлові промені крізь них не проходять. Вони поглинають їх лише в деякій мірі, інакше вони здавалися б нам чорними тілами. Здебільшого майже всі метали в однаковій мірі поглинають і відбивають своєю поверхнею довго- і короткохвильові світлові промені. Тому метали, як правило, сріблясто – сірого кольору. Виключення становлять мідь та золото.
Електропровідність: обумовлена наявністю вільних електронів .Електрони рухаються від одного вузла кристалічної ґратки до іншого .Електрофізична властивість металів, яка пов’язана з проходженням електричного струму, визначається як позитивний температурний коефіцієнт електроопору. При підвищенні температури електропровідність металів значно падає (тобто підвищується їх електроопір). При знижені температури електропровідність металів зростає. Найбільшу електропровідність мають: срібло, мідь, золото, алюміній.
Теплопровідність: обумовлена наявністю вільних електронів, які є носіями теплової енергії.
Пластичність: це здатність тіла під впливом зовнішньої сили змінювати форму і зберігати її після зупинки дії цієї сили .
У металів пластичність проявляється у здатності коватись, викативатися у листи, витягуваться у проволоку і т.д. Серед металів найбільшу пластичність має золото (з 1 г золота можна витягнути проволоку довжиною 3 км). Високу пластичність мають платина, срібло, мідь, свинець, залізо та інші. Дуже погана пластичність – у марганця. Серед важливих механічних властивостей металів необхідно зазначити також пружність, повзучість та міцність. З інших типових властивостей–магнітні властивості. Вони обумовлені здатністю металів до намагнічування та взаємодією з магнитним полем Метали, які проявляють здатність до намагнічування, називаються парамагнітними (залізо, кобальт, нікель), метали, які нездатні намагнічуватись – діамагнитними .
5. Загальні хімічні властивості металів.
В окисно-відновних хімічних реакціях метали завжди є відновниками, тобто
віддають електрони.
1) Взаємодія активних металів з водою:
Na0 + H2O → Na+OH + H2↑
2) Усі метали, що стоять „до водню” в електрохімічному ряді напруг металів, взаємодіють з розведеними кислотами (HCl, H2SO4):
Zn0 + 2HCl → Zn2+Cl2 +H2↑
3) Більш активні метали здатні витісняти з розчинів солей менш активні метали:
CuCl2 + Fe → FeCl2 + Cu↓
4) Існують метали, що здатні проявляти подвійні властивості, взаємодіючи як з розчинами кислот так і лугів, утоворюючи солі. Ця здатність має назву амфотерності. А такі метали є амфотерними (Al, Zn, Pb, Sn)
2Al + 6HCl → 2AlCl3 +3H2↑
2Al +6NaOHрозплав → 2Na3AlO3 +3H2↑
У періодичній системі металічні властивості збільшуються у підгрупах та зменшуються у періодах.
6. Добування металів у промисловості.
2 ZnO +3O2 → 2ZnO +2SO2↑
Далі оксид металу відновлюють різними шляхами:
1. коксом ZnO +C →Zn +CO
2. воднем CuO + H2 → Cu +H2O
3. алюмінієм Fe2O3 +2Al → 2Fe +Al2O3
У промисловості використовують переважно не чисті метали, а сплави—
тверді розчини. Між собою метали у сплавах утворюють інтерметалічні сполуки:
4Sn + 9Pb → Sn4Pb9
ПРАКТИЧНЕ ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО
Дайте відповіді на тестові запитаня, позначивши тільки правильні.
|
1. Метали існують у природі переважно у вигляді: |
|
А) різних руд; |
|
В) вільному стані; |
|
С) у виді поодиноких атомів. |
|
2. Якщо елемент має на зовнішньому енергетичному рівні 3 електрони, то |
|
за будовою його відносять до: |
|
А) металів; |
|
В) неметалів; |
|
С) перехідних елементів. |
|
3. Метали у хімічних реакціях є: |
|
А) окисниками; |
|
В) відновниками; |
|
С) метали взагалі не проявляють окисно-відновних властивостей. |
|
4. Який газ виділяється при взаємодії металів з кислотами-неокисниками: |
|
А) кисень; |
|
В) азот; |
|
С) водень. |
|
5. Чи буде відбуватися реакція: Fe +NiCl2→ |
|
А) не буде; |
|
В) буде, утвориться Ni +FeCl2; |
|
C) теоретично буде , а практично- ні. |
|
6. Амфотерність—це здатність деяких металів взаємодіяти: |
|
А) з кислотами; |
|
В) з водою; |
|
С) з лугами. |
|
7. Усі фізичні властивості металів пояснюються: |
|
А) арегатним станом металів; |
|
В) кристалічною граткою металів; |
|
С) активністю металів. |
|
8. Для металів характерна: |
|
А) металічна кристалічна гратка; |
|
В) йонна кристалічна гратка; |
|
С) атомна кристалічна гратка; |
|
9. У вузлах такої кристалічної гратки знаходяться: |
|
А) атоми або Йони металу, а між ними вільно рухаються електрони; |
|
В) електрони, а між ними вільно рухаються атоми; |
|
С) молекули, а між ним рухаються електрони. |
|
10. У промисловості метали використовуються переважно: |
|
А) чистому вигляді; |
|
В) у вигляді сплавів; |
|
С) якось по-іншому. |
|
Рекомендована література |
|
Хомченко И.Г. Общая химия.- М.: Химия, 1987.– 464с. § 2.1, с.30, §2.6, с. 46 |