Рачилина Л.В. - Демонстрационный материал по учебной

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
«БАЛАШИХИНСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПО
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
«ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ПАРИКМАХЕРСКИХ УСЛУГ»
РАЗРАБОТАНО:
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ХИМИИ
РАЧИЛИНА Л.В.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ.
В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСНОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОБУЧАЮЩИЙСЯ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
Роль химии в естествознании, ее связь с
парикмахерским искусством, другими
естественными науками, значение в жизни
современного общества;
 Основные законы химии: закон сохранения массы
веществ, закон постоянного состава веществ,
Периодический закон Д.И.Менделеева, закон Гесса,
закон Авогадро, их значение в парикмахерском
искусстве;


Важнейшие химические понятия: вещество,
химический элемент, атом, молекула, масса
атомов и молекул, ион, радикал, аллотропия,
нуклиды и изотопы, атомные s-, p-, d-орбитали,
химическая связь, электроотрицательность,
валентность, степень окисления, гибридизация
орбиталей, пространственное строение молекул,
моль, малярная масса, молярный объем
газообразных веществ, вещества молекулярного и
немолекулярного строения, комплексные
соединения, дисперсные системы, истинные
растворы, электролитическая диссоциация,
кослотно-основные реакции в водных растворах,
гидролиз, окисление и восстановление,
электролиз, скорость химической реакции,
катализ, тепловой эффект реакции, энтальпия,
теплота образования, энтропия, химическое
равновесие, константа равновесия, углеродный
скелет, функциональная группа, гомология,
структурная и пространственная изомерия,
индуктивный и мезомерный эффекты,
электрофил, нуклеофил, основной тип реакции в
неорганической и органической химии, их
использование и применение в парикмахерском
искусстве;
Основные теории химии: строение атома, химической
связи, электролитической диссоциации, кислот и
оснований, строения органических и неорганических
соединений, химическую кинетику и химическую
термодинамику, их значение в парикмахерском искусстве;
Классификацию и номенклатуру неорганических и
органических соединений;
Природные источники углеводородов и способы их
переработки;
Вещества и материалы, широко используемые в практике:
основные металлы и сплавы, графит, кварц, минеральные
удобрения, минеральные и органические кислоты, щелочи,
аммиак, углеводороды, фенол, анилин, метанол, этанол,
этиленгликоль, глицерин, формальдегид, ацетальдегид,
ацетон, глюкоза, сахароза, крохмал, клетчатка,
аминокислоты, белки, искусственные волокна, каучуки,
пластмассы, жиры, мыла и моющие средства;
Уметь:
 Называть: изученные вещества по
«тривиальной» или
международной номенклатурам;




Определять: валентность и степень окисления химических
элементов, тип химической связи в соединениях, заряд иона,
пространственное строение молекул, тип кристаллической
решетки, характер среды в водных растворах, окислитель и
восстановитель, направление смещения равновесия под влияние
различных факторов, изомеры и гомологи, принадлежность
веществ к разным классам неорганических и органических
соединений; характер взаимного влияния атомов в молекулах,
типы реакций в неорганической и органической химии;
Характеризовать: s-,p-,d-элементы по их положению в
Периодической таблице Д. И. Менделеева; общие химические
свойства металлов, неметаллов, основных классов
неорганических и органических соединений; строение и свойства
органических соединений;
Объяснять: зависимость свойств химического элемента и
образованных им веществ от положений в Периодической
таблице Д. И. Менделеева; природу химической связи ,
зависимость скорости химической реакции от различных
факторов, реакционной способности органических соединений от
строения и молекул;
Выполнять химический эксперимент по распознаванию
важнейших неорганических и органических веществ,
получение конкретных веществ, относящихся к изученным
классам соединений;
 Проводить расчеты по химическим формулам и
уравнениям реакции;
 Осуществлять самостоятельный поиск химической
информации с использованием различных источников;
использовать компьютерные технологии для обработки и
передачи химической информации и ее представления в
различных формах;

ИСПОЛЬЗОВАТЬ ПРИОБРЕТЕННЫЕ ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ В
ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ПОВСЕДНЕВНОЙ
ЖИЗНИ:









Для понимания глобальных проблем, стоящих перед
человечеством: экологических, энергетических и сырьевых;
Объяснение химических явлений, происходящих в природе, быту
и парикмахерском искусстве;
Экологически грамотного поведения в окружающей среду;
Оценки влияния химического загрязнения в окружающей среде;
Безлопастной работы с веществами в лаборатории, быту и
парикмахерским искусстве;
Определение возможности протекания химических превращений в
различных условиях и оценки их последствий;
Распознавания и индикации важнейших веществ и материалов;
Оценка качества питьевой воды и отдельных пищевых продуктов;
критической оценки достоверности химической информации,
поступающих из различных источников;
Парикмахер должен знать, почему возникают те или иные
реакции и явления должен правильно использовать их в тех
случаях, когда они нужны, и устранять нежелательные явления,
когда они вредны.
ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯВЕЩЕСТВА, ЭЛЕМЕНТЫ,
СОЕДИНЕНИЯ, СМЕСИ.
ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА- ЭТО ВСЕ ЧАСТИЦЫ, НЕ ЯВЛЯЮЩИЕСЯ АТОМНЫМИ ЯДРАМИ ИЛИ
АТОМАМИ. В УЗКОМ СМЫСЛЕ — ЧАСТИЦЫ, КОТОРЫЕ НЕЛЬЗЯ СЧИТАТЬ СОСТОЯЩИМИ ИЗ
ДРУГИХ ЧАСТИЦ. ЭЛЕМЕНТАРНЫМИ ЧАСТИЦАМИ ТАКЖЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЭЛЕКТРОНЫ И
ПОЗИТРОНЫ.
Атом
Наименьшая частица химического элемента, обладающая всеми его свойствами. Атом состоит из
ядра и «облака» электронов вокруг него. Ядро состоит из положительно заряженных протонов и
нейтральных нейтронов. Взаимодействуя, атомы могут образовывать молекулы.
Атом — предел химического разложения любого вещества. Простое вещество разлагается на атомы
одного вида, сложное вещество — на атомы разных видов.
Атомы неделимы химическим путём.
 Молекула
Молекулярная структура изображает связи и относительное положение атомов в молекуле. На
иллюстрации показана молекула паклитаксела-4,10-бис-13-{окси}- 1,7-дигидрокси-9-оксо-5,20эпокситакс-11-ен-2-ил бензоат).
Частица, состоящая из двух или более атомов, которая может самостоятельно существовать. Имеет
постоянный качественный и количественный состав. Её свойства зависят от атомов, входящих в её
состав, и от характера связей между ними, и от их пространственного расположения. Может иметь
несколько разных состояний и переходить от одного состояния к другому под действием внешних
факторов. Свойства вещества, состоящего из определённых молекул, зависят от состояния молекул и
от свойств молекулы.
 Вещество
В соответствии с классическими научными воззрениями различаются две физические формы
существования материи — вещество и поле. Вещество — это форма материи, обладающая массой
покоя. Химия изучает большей частью вещества, организованные в атомы, молекулы, ионы и
радикалы. Те, в свою очередь, состоят из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтронов и т.
д.

Простые и сложные вещества.
Химические элементы
Среди чистых веществ принято
различать простые и сложные
вещества.
Простые вещества следует отличать от
понятий «атом» и «химический
элемент».
это вид атомов с определённым
положительным зарядом ядра. Все
химические элементы указаны в
Периодической системе элементов
Д. И. Менделеева; каждому элементу
отвечает свой порядковый номер в
Периодической системе. Значение
порядкового номера элемента и
значение заряда ядра атома того же
элемента совпадают, то есть
химический элемент — это
совокупность атомов с одинаковым
порядковым номером.

ЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА И СМЕСИ ВЕЩЕСТВ

Индивидуальное чистое вещество обладает
определённым набором характеристических
свойств. От чистых веществ следует отличать
смеси веществ, которые могут состоять из двух
или большего числа чистых веществ,
сохраняющих присущие им свойства.





В гомогенных смесях составные части нельзя
обнаружить ни визуально, ни с помощью
оптических приборов, поскольку вещества
находятся в раздробленном состоянии на
микроуровне. Гомогенными смесями являются
смеси любых газов и истинные растворы, а также
смеси некоторых жидкостей и твёрдых веществ,
например сплавы.
В гетерогенных смесях либо визуально, либо с
помощью оптических приборов можно различить
области разных веществ, разграниченные
поверхностью раздела; каждая из этих областей
внутри себя гомогенна. Такие области называются
фазой.
Гомогенная смесь состоит из одной фазы,
гетерогенная смесь состоит из двух или большего
числа фаз.
Гетерогенные смеси, в которых одна фаза в виде
отдельных частиц распределена в другой,
называются дисперсными системами. В таких
системах различают дисперсионную среду и
дисперсную фазу.
С помощью физических методов разделения можно
провести разделение смесей на их составные части,
то есть на чистые вещества.
СОСТАВ ВЕЩЕСТВА,
ХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ
ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЩЕСТВА.

Качественный и
количественный состав
вещества изображают с
помощью химической
формулы, составляемой на
основании валентностей (
степеней окисления)
элементов, образующих
данное вещество.
Валентностью называют
число, показывающее, со
сколькими
одновалентными атомами
соединен ( или замещает
их) атом данного элемента.
За единицу валентности
принята валентность
атома водорода, который
считается одновалентным

Качественный и количественный состав
веществ выражается при помощи химических формул.
Различают простейшие формулы и молекулярные
формулы. Определение качественного и
количественного состава веществ сильно облегчилось
благодаря усовершенствованию методов анализа, а в
последнее время и благодаря созданию автоматических
приборов, выполняющих такие операции, как
элементный анализ, разделение смесей аминокислот и
др. Распространение микрометодов позволяет
обходиться навесками в несколько миллиграммов вместо
прежних 200 - 300 мг. Определение молекулярной массы
с помощью масс-спектромегприи требует тысячных
долей миллиграмма и дает, кроме точной молекулярной
массы, еще и ценные сведения о фрагментах, на которые
распадается молекула. Иногда одних этих данных
достаточно для построения структурной формулы.

Хими́ческая фо́рмула — условное обозначение
химического состава и структуры соединений с
помощью символов химических элементов,
числовых и вспомогательных знаков (скобок,
тире и т. п.). Химические формулы являются
составной частью языка химии, на их основе
составляются схемы и уравнения химических
реакций, а также химическая классификация
и номенклатура веществ[1]. Одним из первых
начал использовать их русский химик А. А.
Иовский.
ВИДЫ ХИМИЧЕСКИХ ФОРМУЛ:


Простейшая формула. Может быть получена опытным путём через
определение соотношения химических элементов в веществе с
применением значений атомной массы элементов. Так,
простейшая формула воды будет H2O, а простейшая формула
бензола CH (в отличие от C6H6 — истинной, см. далее). Атомы в
формулах обозначаются знаками химических элементов, а
относительное их количество — числами в формате нижних
индексов
Истинная формула. Молекулярная формула] — может быть
получена, если известна молекулярная масса] вещества. Истинная
формула воды Н2О, что совпадает с простейшей. Истинная
формула бензола С6Н6, что отличается от простейшей. Истинные
формулы также называют брутто-формулами. Они отражают
состав, но не структуру молекул вещества. Истинная формула
показывает точное количество атомов каждого элемента в одной
молекуле. Этому количеству отвечает [нижний] индекс —
маленькая цифра после символа соответствующего элемента. Если
индекс равен 1, то есть в молекуле присутствует только один атом
данного элемента, то такой индекс не указывают.
Рациональная формула. В рациональных формулах выделяются группы атомов,
характерные для классов химических соединений. Например, для спиртов выделяется
группа -ОН. При записи рациональной формулы такие группы атомов заключаются в
круглые скобки (ОН). Количество повторяющихся групп обозначаются числами в формате
нижних индексов, которые ставятся сразу за закрывающей скобкой. Квадратные скобки
применяются для отражения структуры комплексных соединений. Например, К4[Co(CN)6]
— гексацианокобальтат калия. Рациональные формулы часто встречаются в
полуразвернутом виде, когда часть одинаковых атомов показывается по отдельности для
лучшего отражения строения молекулы вещества.
Эмпирическая формула. Разные авторы могут использовать этот термин для обозначения
простейшей], истинной или рациональной] формулы.
Структурная формула. В графическом виде показывает взаимное расположение атомов в
молекуле. Химические связи между атомами обозначаются линиями (чёрточками).
Различают двумерные (2D) и трёхмерные (3D) формулы. Двумерные представляют собой
отражение структуры вещества на плоскости (также скелетная формула — попытки
приблизить 3D-структуру на 2D-плоскости). Трёхмерные [пространственные модели]
позволяют наиболее близко к теоретическим моделям строения вещества представлять его
состав, и, зачастую (но не всегда), более полное (истинное) взаимное расположение атомов,
угол связи и расстояния между атомами.

Количество вещества — физическая величина,
характеризующая количество однотипных
структурных единиц, содержащихся в
веществе. Под структурными единицами
понимаются любые частицы, из которых
состоит вещество (атомы, молекулы, ионы,
электроны или любые другие частицы.
Единица измерения количества вещества в
Международной системе единиц (СИ) и в
системе СГС — моль
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ — ИСТОРИЧЕСКИЙ ЗАКОН ФИЗИКИ, СОГЛАСНО
КОТОРОМУ МАССА КАК МЕРА КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА СОХРАНЯЕТСЯ ПРИ
ВСЕХ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССАХ, ТО ЕСТЬ НЕСОТВОРИМА И НЕУНИЧТОЖИМА. С
ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ, ЭТОТ ЗАКОН НЕВЕРЕН. НАПРИМЕР,
ПРИ РАДИОАКТИВНОМ РАСПАДЕ СОВОКУПНАЯ МАССА ВЕЩЕСТВА
УМЕНЬШАЕТСЯ.

Пользуясь законом сохранения массы
можно вычислить массу или одного
вступившего в реакцию вещества или
одного из полученных веществ, если
известны массы всех остальных. Так,
если необходимо узнать массу
кислорода, получившегося при
разложении определённого количества
оксида ртути, то для этого нам не нужно
собирать кислород для взвешивания.
Достаточно определить массу
участвующего в реакции оксида ртути и
массу ртути, которая выделилась в
результате реакции. Согласно закону
сохранения массы сумма масс ртути и
кислорода равняется массе
разложившегося оксида ртути.
Следовательно, вычитая из массы
оксида ртути массу полученной ртути,
мы получим массу выделившегося
кислорода.
ЗАКОН
(Ж. Л. ПРУСТ, 1801—1808ГГ.) — ЛЮБОЕ
ОПРЕДЕЛЕННОЕ ХИМИЧЕСКИ ЧИСТОЕ СОЕДИНЕНИЕ, НЕЗАВИСИМО ОТ СПОСОБА ЕГО
ПОЛУЧЕНИЯ, СОСТОИТ ИЗ ОДНИХ И ТЕХ ЖЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРИЧЁМ
ОТНОШЕНИЯ ИХ МАСС ПОСТОЯННЫ, А ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ЧИСЛА ИХ АТОМОВ
ВЫРАЖАЮТСЯ ЦЕЛЫМИ ЧИСЛАМИ. ЭТО ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ХИМИИ.
ЗАКОН ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ ДЛЯ БЕРТОЛЛИДОВ (СОЕДИНЕНИЙ
ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА). ОДНАКО УСЛОВНО ДЛЯ ПРОСТОТЫ СОСТАВ МНОГИХ
БЕРТОЛЛИДОВ ЗАПИСЫВАЮТ КАК ПОСТОЯННЫЙ. НАПРИМЕР, СОСТАВ ОКСИДА
ЖЕЛЕЗА(II) ЗАПИСЫВАЮТ В ВИДЕ FEO (ВМЕСТО БОЛЕЕ ТОЧНОЙ ФОРМУЛЫ FE1-XO).
ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА
Чтобы получить сульфид железа, мы смешивали железо и серу в массах
отношениях 7 : 4. Если порошки железа и серы смешать в других массовых
отношениях, то химическая реакция произойдет, но 3 г железа в реакцию не
вступят. В определенных массовых отношениях реагирующих веществ
химические реакции протекают и между другими веществами.
Возникает вопрос: почему наблюдается такая закономерность?
Вам известно, что в сульфиде железа на один атом железа приходится один атом
серы. Учитывая численные значения атомных масс железа и серы, нетрудно
понять, почему эти элементы соединяются в массовых отношениях 7 : 4, т. е.
Ar(Fe) : Ar(S) = 56 : 32 = 7:4
Постоянным составом обладает большинство химических соединений.
Закон постоянства состава веществ был открыт французским ученым Ж. Прустом
в 1799 - 1806 гг. Закон был сформулирован так:
Каждое химически чистое вещество независимо от места нахождения и способа
получения имеет один и тот же постоянный состав.
ЗАКОН АВОГАДРО — В РАВНЫХ ОБЪЕМАХ РАЗЛИЧНЫХ
ГАЗОВ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ТЕМПЕРАТУРЕ И ДАВЛЕНИИ
СОДЕРЖИТСЯ ОДИНАКОВОЕ ЧИСЛО МОЛЕКУЛ.
Следствие 1 : Один моль любого газа
при одинаковых условиях занимает
одинаковый объем
 Следствие 2 : Отношение масс
одинаковых объемов двух газов есть
величина постоянная для данных газов

ЗАКОН ГЕССА


Тепловой эффект химической реакции, проводимой в
изобарно-изотермических или изохорно-изотермических
условиях, зависит только от вида и состояния исходных
веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её
протекания.
Иными словами, количество теплоты, выделяющееся
или поглощающееся при каком-либо процессе, всегда
одно и то же, независимо от того, протекает ли данное
химическое превращение в одну или в несколько стадий
(при условии, что температура, давление и агрегатные
состояния веществ одинаковы). Например, окисление
глюкозы в организме осуществляется по очень сложному
многостадийному механизму, однако суммарный
тепловой эффект всех стадий данного процесса равен
теплоте сгорания глюкозы.
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН — ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ
ЗАКОН ПРИРОДЫ, ОТКРЫТЫЙ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВЫМ
В 1869 ГОДУ ПРИ СОПОСТАВЛЕНИИ СВОЙСТВ
ИЗВЕСТНЫХ В ТО ВРЕМЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И
ВЕЛИЧИН ИХ АТОМНЫХ МАСС.


В отличие от своих предшественников, Менделеев не только составил
таблицу и указал на наличие несомненных закономерностей в численных
величинах атомных масс, но и решился назвать эти закономерности общим
законом природы. На основании предположения, что атомная масса
предопределяет свойства элемента, он взял на себя смелость изменить
принятые атомные веса некоторых элементов и подробно описать свойства
не открытых ещё элементов. Для предсказания свойств простых веществ и
соединений Менделеев исходил из того, что свойства каждого элемента
являются промежуточными между соответствующими свойствами двух
соседних элементов в группе периодической таблицы (то есть сверху и
снизу) и одновременно двух соседних элементов в периоде (слева и справа)
(т. н. «правило звезды»).
Д. И. Менделеев на протяжении многих лет боролся за признание
Периодического закона; его идеи получили признание только после того,
как были открыты предсказанные Менделеевым элементы: экаалюминий,
экабор и экасилиций, соответственно галлий (Поль Лекок де Буабодран,
1875), скандий (Ларс Нильсон, 1879) и германий (Клеменс Винклер, 1886).
С середины 1880-х годов Периодический закон был окончательно признан
в качестве одной из теоретических основ химии.
СМЕСИ ВЕЩЕСТВ, ПОНЯТИЕ ДОЛЯ
И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В
ПАРИКМАХЕРСКОМ ИСКУССТВЕ
СМЕСИ ВЕЩЕСТВ.

Традиционная эмпирическая классификация химических
веществ основана на их делимости на составные
части[8][9][10][11] и не использует представлений атомномолекулярной теории. В отечественной литературе принято
делить химические вещества на индивидуальные (чистые)
вещества (простые и соединения) и их смеси[12][13][14][15].
На сегодняшний день стандартизированное определение
индивидуального вещества отсутствует[15], поэтому в
физической химии в качестве его синонима используют
термин составляющее вещество[16], понимая под ним
любое вещество, которое может быть выделено из системы и
существовать вне её[17][18][19][20] (иногда говорят не о
составляющих веществах и независимых составляющих
веществах — компонентах, — а о компонентах и
независимых компонентах[21][22]). Отказ от использования
терминов «чистое вещество» и «индивидуальное вещество»
исключает произвол, связанный с привязкой этих понятий
к степени чистоты вещества и требованиям постоянства его
состава и свойств.