- •Общие методические указания
- •Учебная программа
- •Рабочая программа. Содержание дисциплины
- •Лабораторный практикум
- •Литература
- •Квантово-механическое объяснение строения атома
- •Строение многоэлектронных атомов
- •Периодическая система элементов д.И. Менделеева
- •Строение атома и периодический закон
- •1.5. Свойства элементов и периодическая система
- •Примеры решения типовых задач
- •2. Строение молекул и химическая связь
- •2.1. Ковалентная связь. Метод валентных связей
- •2.2. Гибридизация атомных орбиталей
- •2.3. Ковалентные связи с участием атома углерода
- •2.4. Ионная химическая связь
- •2.5. Металлическая связь
- •2.6. Водородная связь
- •Связи, образуемые атомом н, находящимся между двумя атомами электроотрицательных элементов, называются водородными:
- •2.7. Поляризация связи и дипольный момент
- •2.8. Основные параметры молекул
- •2.9. Примеры решения типовых задач
- •3. Основы химической термодинамики
- •3.1. Некоторые понятия термодинамики
- •3.2. Понятие о функции состояния
- •3.3. Внутренняя энергия, теплота, работа
- •3.4. Первый закон термодинамики. Понятие об энтальпии
- •3.5. Тепловой эффект химической реакции
- •3.6. Термохимические расчеты
- •3.7. Понятие об энтропии и второй закон термодинамики
- •3.8. Число микросостояний (термодинамическая вероятность) и энтропия
- •3.9. Свойства энтропии. Зависимость энтропии от объема
- •Зависимость энтропии от давления
- •Зависимость энтропии от температуры
- •3.10. Энергия Гиббса и состояние химического равновесия
- •3.11. Энергия Гиббса и состояние химического равновесия
- •3.12. Примеры решения типовых задач
- •4. Основы химической кинетики
- •4.1. Основные понятия химической кинетики
- •4.2. Скорость химических реакций
- •4.3. Гомогенные химические реакции
- •4.4. Зависимость скорости гомогенной химической реакции от концентрации реагирующих веществ
- •4.5. Графический метод определения констант дифференциального кинетического уравнения
- •4.6. Зависимость концентрации реагирующих веществ от времени для реакции первого порядка. Интегральное кинетическое уравнение
- •4.7. Скорость гетерогенной химической реакции
- •4.8. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса
- •4.9. Энергия активации
- •4.10. Распределение молекул по энергиям
- •4.11. Энтропия активации. Стерический фактор
- •4.12. Расчет энергии активации
- •4.13. Каталитические реакции
- •Сущность каталитического действия.
- •4.14. Химическое равновесие
- •4.14.1. Состояние равновесия
- •4.14.2. Константа равновесия
- •Изменение концентраций.
- •Влияние температуры.
- •4.15. Примеры решения типовых задач
- •5. Растворы
- •5.1.Тепловой эффект растворения
- •5.2. Растворимость
- •5.3. Концентрация растворов
- •5.4. Законы Рауля
- •Следствия закона Рауля
- •5.5. Примеры решения типовых задач
- •6. Растворы электролитов
- •6.1. Механизм процесса диссоциации
- •6.2. Сильные и слабые электролиты
- •6.3. Электролитическая диссоциация солей, кислот и гидроксидов
- •6.4. Смещение ионных равновесий
- •6.5. Ионные равновесия в растворах амфотерных электролитов
- •6.6. Ионное равновесие в гетерогенных системах. Произведение растворимости
- •6.7. Смещение равновесий в ионных реакциях. Направление ионных реакций
- •6.8. Ионное произведение воды
- •6.9. Водородный показатель среды (рН)
- •6.10. Гидролиз солей
- •6.11. Примеры решения типовых задач
- •7. Окислительно-восстановительные реакции
- •7.1. Понятие о степени окисления
- •7.2. Окислительно-восстановительные пары и их количественная характеристика
- •7.3. Направление окислительно-восстановительных реакций
- •7.4. Составление уравнений окислительно- восстановительных реакций
- •7.5. Влияние среды на характер окислительно-восстановительных реакций
- •7.6. Виды реакций окисления-восстановления
- •7.7. Примеры решения типовых задач
- •8. Электрохимические процессы
- •8.1 Основные понятия, определения
- •8.2. Электродные потенциалы
- •8 .3. Стандартный водородный электрод
- •8.4. Ряд стандартных электродных потенциалов (ряд напряжений металлов)
- •8.5. Уравнение Нернста
- •8.6. Потенциалы газовых электродов
- •Cхемы щелочных аккумуляторов:
- •На катоде – восстановление кислорода
- •8.8. Примеры решения типовых задач
- •9. Электролиз
- •9.1. Основные понятия электролиза
- •2NaCl расплав
- •4NaОНрасплав
- •9.2.2. Электролиз раствора электролита
- •9.2. Последовательность протекания электродных процессов при электролизе
- •9.2.1. Электролиз расплава электролита
- •9.3. Законы Фарадея в электролизе
- •Объединяя оба закона, можно записать
- •Уравнение (9.2) может быть записано как
- •9.4. Применение электролиза
- •9.5. Примеры решения типовых задач
- •10. Коррозия металлов
- •10.1. Классификация коррозионных процессов
- •10.2. Коррозия металлов в растворах электролитов при различных значениях рН
- •10.3. Поляризационные явления в гальванических элементах и при коррозии металлов
- •10.4. Защита металлов от коррозии
- •10.5. Примеры решения типовых задач
- •11. Минеральные вяжущие вещества
- •11.1. Природные силикаты
- •11.2. Понятие о минеральных вяжущих веществах
- •11.3. Процессы твердения минеральных вяжущих веществ
- •11.4. Характеристика минеральных вяжущих веществ
- •1000°С ангидритовое вяжущее вещество.
- •12. Экспериментальная часть
- •12.1. Лабораторная работа «Ионные равновесия в растворах электролитов»
- •12.2. Лабораторная работа «Коррозия и защита металлов»
- •13. Контрольные вопросы
- •13.1. Строение атома. Химическая связь.
- •13.2. Основы химической термодинамики
- •62. Рассчитайте количество теплоты, выделяемое при полном
- •13.3. Химическая кинетика
- •13.4. Свойства растворов, способы выражения концентраций
- •13.5. Растворы электролитов
- •13.6. Окислительно-восстановительные реакции
- •13.7. Электрохимические процессы
- •13.8. Электролиз
- •13.9. Коррозия металлов
- •Приложение
- •Термодинамические свойства веществ (при 298,15 к)
- •Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы (Ео298) в водных растворах
- •Вопросы для подготовки к зачету по курсу «Химия» для студентов заочного факультета
- •Вопросы для подготовки к экзамену по курсу «Химия» для студентов заочного факультета
- •Силикаты. Минеральные вяжущие вещества
- •Элементы органической химии. Органические вяжущие вещества
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы (Ео298) в водных растворах
Окислительно-восстановительная пара (ОВП) |
Уравнение реакции восстановления |
Ео298, В |
Соединения азота |
||
(Н+) NO-3/NO2 (Н2О) |
NO−3
+ 2H+
+
|
+0,78 |
(Н+) NO-3/HNO2 (Н2О) |
NO−3 + 3H+ + 2 HNO2+ H2O |
+0,93 |
(Н+) NO-3/NO-2 (Н2О) |
NO−3 + 2H+ + 2 NO2− + H2O |
+0,94 |
(Н+) NO-3/NO (Н2О) |
NO−3 + 4H+ + 3 NO+ 2H2O |
+0,96 |
(Н+) NO-2 /N2 (ОН-) |
NO−2 + 2H+ + 2 N2 + 2OH− |
+0,99 |
(Н+) 2NO2/N2 (Н2О) |
2NO2 + 8H+ + 8 N2 + 4H2O |
+1,36 |
(Н+) 2HNO2/N2 (Н2О) |
2HNO2 + 6H+ + 6 N2 + 4H2O |
+1,45 |
(Н+) 2NO/N2 (Н2О) |
2NO + 4H+ + 4 N2 + 2H2O |
+1,68 |
Соединения бора |
||
(Н+) H3BO3/B (Н2О) |
H3BO3 + 3H+ + 3 B + 3H2O |
−0,71 |
Соединения брома |
||
BrO-3/Br- (OH-) |
BrO−3 + 3H2O + 6 Br− + 6OH− |
+0,60 |
Br2/2Br- |
Br2 + 2 2Br− |
+1,09 |
(Н+) BrO-3/Br- (Н2О) |
BrO−3 + 6H+ + 6 Br− + 3H2O |
+1,44 |
(Н+) 2BrO-3/Br2 (Н2О) |
2BrO−3 + 12H+ + 10 Br2 + 6H2O |
+1,52 |
Соединения йода |
||
(Н2О) JO-3/J- (OH-) |
JO−3 + 6H2O + 6 J− + 6OH− |
+0,26 |
J2/2J- |
J2 + 2 2J− |
+0,53 |
(H+) JO-3/J- (Н2О) |
JO−3 + 6H+ + 6 J− + 3H2O |
+1,09 |
(H+) 2JO-3/J2 (Н2О) |
2JO−3 + 12H+ + 10 J2 + 6H2O |
+1,20 |
Соединения кислорода |
||
(Н2О) H2O/H2 (OH-) |
2H2O + 2 H2 + 2OH− |
−0,83 |
(Н2О) O2/H2O2 (OH-) |
O2 + 2H2O + 2 H2O2 + 2OH− |
−0,08 |
(H+) O2/H2O2 |
O2 + 2H+ + 2 H2O2 |
+0,68 |
(H+) O2/2H2O (Н2О) |
O2 + 4H+ + 4 2H2O |
+1,23 |
(H+) H2O2/2H2O (Н2О) |
H2O2 + 2H+ + 2 2H2O |
+1,78 |
Соединения марганца |
||
Mn2+/Mn |
Mn2+ + 2 Mn |
−1,18 |
MnO4-/ MnO42- |
MnO4- + MnO42− |
+0,56 |
MnO4-/ MnO2(OH-) |
MnO4− + 2H2O + 3 MnO2 + 4OH− |
+0,57 |
MnO42- / MnO2(OH-) |
MnO42- + 2H2O + 2 MnO2 + 4OH- |
+0,58 |
Продолжение табл. 11 |
|||
|
|||
Окислительно-восстановительная пара (ОВП) |
Уравнение реакции восстановления |
Ео298, В |
|
(H+) MnO2/Mn2+ |
MnO2 + 4H+ + 2 Mn2+ + 2H2O |
+1,24 |
|
(H+)MnO4-/ Mn2+ (Н2О) |
MnO4− + 8H+ + 5 Mn2+ + 4H2O |
+1,53 |
|
(H+)MnO4-/ МnO2(Н2О) |
MnO4− + 4H+ + 3 MnO2 + 2H2O |
+1,73 |
|
Соединения свинца |
|||
Pb2+/Pb |
Pb2+ + 2 Pb |
−0,13 |
|
(H+) PbO2/ Pb2+ (Н2О) |
PbO2+ 4H+ +SO42− +2 PbSO4+ H2O |
+1,46 |
|
Pb4+/ Pb2+ |
Pb4++ 2 Pb2+ |
+1,69 |
|
Соединения серы |
|||
(Н2О)SO42-/ SO32-(OH-) |
SO42−+ H2O + 2 SO32−+ 2OH− |
−0,93 |
|
(H+) SO42-/ S2- (Н2О) |
SO42− + 8H+ + 8 S2−+ 4H2O |
−0,15 |
|
(H+) S/H2S |
S + 2H+ + 2 H2S |
+0,17 |
|
(H+)SO42-/ SO32- (Н2О) |
SO42− + 2H+ + 2 SO32− + H2O |
+0,20 |
|
Соединения фосфора |
|||
(H+) PO43- /P (Н2О) |
PO43- + 8H+ + 5 P + 4H2O |
−0,38 |
|
(H+) PO43- /PO33- (Н2О) |
PO43− + 2H+ + 2 PO33− + H2O |
−0,28 |
|
(H+) P/PH3 |
Р + 3Н+ + 3 РН3 |
−0,04 |
|
Соединения хлора |
|||
Cl2/2Cl- |
Cl2 + 2 2Cl− |
+1,36 |
|
(H+) ClO3-/Cl- (Н2О) |
ClO3− + 6H+ + 6 Cl− + 3H2O |
+1,45 |
|
(H+) 2ClO3-/Cl2 (Н2О) |
2ClO3− + 12H+ + 10 Cl2 + 6H2O |
+1,47 |
|
(H+) 2ClO-/Cl2 (Н2О) |
2ClO− + 4H+ + 2 Cl2 + 2H2O |
+1,63 |
|
Соединения хрома |
|||
Cr3+/Cr |
Cr3+ + 3 Cr |
−0,74 |
|
(Н2О)CrO42- /Cr(OH)3 |
CrO42− + 4H2O + 3 Cr(OH)3 + 5OH− |
−0,13 |
|
(H+) CrO42-/Cr (Н2О) |
CrO42- + 8H+ + 6 Cr + 4H2O |
+0,37 |
|
(H+)CrO42-/CrO2-(Н2О) |
CrO42− + 4H+ + 3 CrO2− + 2H2O |
+0,95 |
|
(H+)Cr2O72-/2Cr3+(Н2О) |
Cr2O72− + 14H+ + 6 2Cr 3++ 7H2O |
+1,33 |
|
(H+) CrO42-/Cr3+ (Н2О) |
CrO42−+ 8H+ + 3 Cr3++ 4H2O |
+1,48 |
|
Другие соединения |
|||
(H+) As/AsH3 |
As + 3H+ + 3 AsH3 |
−0,54 |
|
Sn2+/Sn |
Sn2+ + 2 Sn |
−0,14 |
|
Fe3+/Fe2+ |
Fe3+ + Fe2+ |
+0,77 |
|
F2/2F- |
F2 + 2 2F− |
+2,85 |
|
Таблица 12
Стандартные потенциалы металлических электродов
(ряд напряжений)
Электрод |
Электродный процесс |
Ео, В |
Li+/ Li |
Li+ + ē Li |
−3,040 |
Rb+/ Rb |
Rb+ + ē Rb |
−2,925 |
К+/ К |
К++ ē К |
−2,925 |
Cs+/ Cs |
Cs+ + ē Cs |
−2,923 |
Ba2+/ Ba |
Ba2+ + 2ē Ba |
−2,906 |
Ca2+/ Ca |
Ca2+ + 2ē Ca |
−2,866 |
Na+/ Na |
Na+ + ē Na |
−2,714 |
Mg2+/ Mg |
Mg2+ + 2ē Mg |
−2,363 |
Be2+/ Be |
Be2++ 2ē Ве |
−1,847 |
Al3+/ Al |
Al3+ + 3ē Al |
−1,662 |
Ti2+/ Ti |
Ti2+ + 2ē Ti |
−1,628 |
Mn2+/ Mn |
Mn2+ + 2ē Mn |
−1,180 |
Zn2+/ Zn |
Zn2+ + 2ē Zn |
−0,763 |
Cr3+/ Cr |
Cr3+ + 3ē Cr |
−0,744 |
Fe2+/ Fe |
Fe2+ + 2ē Fe |
−0,440 |
Cd2+/ Cd |
Cd2+ + 2ē Cd |
−0,403 |
Co2+/ Co |
Co2+ + 2ē Co |
−0,277 |
Ni2+/ Ni |
Ni2+ + 2ē Ni |
−0,250 |
Mo3+/Mo |
Mo3+ + 3ē Mo |
−0,200 |
Sn2+/ Sn |
Sn2+ + 2ē Sn |
−0,136 |
Pb2+/ Pb |
Pb2+ + 2ē Pb |
−0,126 |
Fe3+/ Fe |
Fe3+ + 3ē Fe |
−0,036 |
2H+/ H2 |
2H+ + 2ē H2 |
+0,000 |
Sb2+/ Sb |
Sb2+ + 2ē Sb |
+0,200 |
Bi3+/ Bi |
Bi3+ + 3ē Bi |
+0,220 |
Cu2+/ Cu |
Cu2+ + 2ē Cu |
+0,337 |
Hg22+/ 2Hg |
Hg22++ 2ē 2Hg |
+0,790 |
Ag+/ Ag |
Ag+ +ē Ag |
+0,799 |
Hg2+/ Hg |
Hg2+ +2ē Hg |
+0,854 |
Pd2+/ Pd |
Pd2+ + 2ē Pd |
+0,987 |
Pt2+/ Pt |
Pt2+ + 2ē Pt |
+1,190 |
Au3+/ Au |
Au3+ + 3ē Au |
+1,498 |
