Вертикальная интеграция в преподавании химии в ГОУ СПО

1
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ В ПРЕПОДАВАНИИ ХИМИИ В ГОУ СПО
Преподавателя Гуро Ольги Петровны
Предмет Химия
2
Данная методическая разработка составлена в соответствии с программой по химии для средних специальных
учебных заведений (на базе основного общего образования). Также использованы программы дисциплин по
специальности 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» и по специальности 140448
«Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования».
В соответствии с учебным планом колледжа на изучение вопросов общей, неорганической и органической химии по
специальности 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» (базовой подготовки), 140448
«Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования» (базовой
подготовки) выделяется 117 часов. Однако в программе не учитывается специфика специальности.
Междисциплинарные связи – это современный принцип обучения, который влияет на отбор и структуру учебного
материала целого ряда дисциплин, усиливая системность знаний студентов. Существенно затрудняет и обедняет
изучение химии отсутствие специальных учебников и учебно-методических пособий по предмету. Анализ
квалификационных характеристик и содержания общепрофессиональных и специальных дисциплин по выявлению
междисциплинарных связей с химией показал, что многие химические понятия, термины и законы являются базовыми
для изучения таких дисциплин, как «Строительные материалы и изделия», «Материаловедение», «Инженерная
геология», «Горное дело». «Охрана труда», «Геология» и другие.
Знания, получаемые студентами при изучении химии на первом курсе, должны служить в дальнейшем основой
для овладения знаниями по общепрофессиональным и специальным дисциплинам.
Специальность 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» (базовой подготовки)
Наименование дисциплины и
темы, содержание программы
дисциплины.
Вопросы практического
характера.
Содержание материала
междисциплинарного характера
Название темы по химии
3
Дисциплина. Строительные
материалы и изделия
Тема .Основные свойства
строительных материалов.
Зависимость свойств материалов
от его состава (материалы
органические и неорганические).
Аморфные и кристаллические
вещества. Химические свойства
материалов.
Химический состав строительных
материалов позволяет судить о
некоторых их свойствах: огнестойкости,
биологической стойкости, механических
и других технических характеристиках.
Химический состав неорганических
вяжущих веществ (цемента, извести и
др.) и каменных материалов удобно
выражать количеством содержащихся в
них оксидов. Основные и кислотные
оксиды химически связаны между собой
и образуют минералы, которые и
определяют многие свойства материала.
Например, в портландцементе
содержание силиката (3СаО SiO2)
составляет 45-60%, при большем его
количестве ускоряется его твердение,
повышается прочность цементного
камня.
Структура веществ, составляющих
материал, может быть кристаллическая
и аморфная. Кристаллическая форма
всегда более устойчива. Чтобы вызвать
химическое взаимодействие между
кварцевым песком и известью, в
Тема: Основные классы
неорганических соединений.
Оксиды, основания, кислоты, соли.
Состав, строение, свойства.
Тема: Строение вещества.
Агрегатное состояние вещества.
В аморфных веществах отсутствует
строгая закономерность в
расположении молекул, атомов и
4
технологии силикатного кирпича
применяют автоклавную обработку
отформованного сырца насыщенным
водяным паром с температурой 1750С и
давлением 0,8 МПа. Между тем
аморфная форма оксида кремния вместе
с известью после взаимодействия с
водой образует гидросиликат кальция
при температуре 15-250С. Аморфная
форма вещества может перейти в более
устойчивую кристаллическую форму. В
строительстве применяют
поликристаллические каменные
материалы, в которых разные кристаллы
ориентированы беспорядочно. Подобные
материалы рассматриваются как
изотропные по своим строительнотехническим свойствам. Исключение
составляют слоистые каменные
материалы (гнейсы, сланцы и др.).
Внутренне строение веществ,
составляющих материалы, определяет
его механическую прочность, твердость,
тугоплавкость и другие важные свойства.
Кристаллические вещества, входящие в
ионов. В связи с этим они изотропны,
не обладают симметрией в строении.
Аморфные вещества не устойчивы и со
временем кристаллизуются. Кристалл
– это природное тело, естественная
многогранная форма которого
обусловлена особенностями
внутреннего строения. Молекулы
(атомы, ионы) размещаются в нем в
определенном строгом порядке –
параллельными рядами, расстояния
между ними в рядах одинаковы.
Кристаллические вещества
характеризуются анизотропностью
(свойства монокристаллов
неодинаковы в разных направлениях).
Особенностью кристаллического
вещества является определенная
температура плавления и
определенная геометрическая форма
кристаллов каждой его модификации.
Кристаллические решетки.
Пространственная кристаллическая
5
состав строительного материала,
различают по характеру связи между
частицами, образующими
пространственную кристаллическую
решетку.
Молекулярные кристаллические решетки
и соответствующие им молекулярные
связи образуются преимущественно в
кристаллах тех веществ, в молекулах
которых связи ковалентные. Кристалл
этих веществ построен из целых
молекул, которые удерживаются друг
около друга сравнительно слабыми вандер-ваальсовыми силами
межмолекулярного притяжения. При
нагревании связи между молекулами
легко разрушаются, поэтому вещества
обладают низкими температурами
плавления.
В сложных кристаллах (кальцит, полевые
шпаты) существуют ковалентная и
ионная связи. Свойства подобных
материалов весьма разнообразны.
Кальцит СаСО3 при достаточно высокой
прочности обладает малой твердостью.
решетка может быть образована
нейтральными атомами (атомная),
(одного и того же элемента, как в
алмазе или разных элементов, как в
кварце); ионами (ионная),
(разноименно заряженными, как в
кальците СаСО3, или одноименными,
как в металлах); целыми молекулами
(молекулярная), (кристаллы льда).
6
Показатели прочности и твердости
полевых шпатов довольно высокие, хотя
и уступают кристаллам алмаза с чисто
ковалентной связью.
Силикаты, занимающие особое место в
строительных материалах, имеют
сложную структуру, обусловившую их
особенности. Так, волокнистые
материалы (асбест) состоят из
параллельных силикатных цепей,
связанных между собой
положительными ионами,
расположенными между цепями. Ионные
силы слабее ковалентных связей внутри
каждой цепи, поэтому механические
воздействия, недостаточные для
разрыва цепей, разделяют такой
материал на волокна. Пластинчатые
минералы (слюда, каолинит) состоят из
силикатных групп, связанных в плоские
сетки. Сложные силикатные структуры
построены из тетраэдров, связанных
между собой общими вершинами
(общими атомами кислорода), и
образуют объемную решетку.
Тема: Типы химической связи.
Ковалентная, ионная связь.
Ковалентная связь, осуществляемая
обычно парой электронов, образуется
в кристаллах простых веществ (алмаз,
графит) и в кристаллах некоторых
соединений из двух элементов (кварц,
карборунд, другие карбиды). Такие
материалы отличаются очень высокой
механической прочностью и
твердостью, кроме того они весьма
тугоплавки.
Ионная связь образуется в кристаллах
тех материалов, в которых она носит
преобладающе ионный характер.
Распространенные строительные
материалы этого типа – гипс и
ангидрит – имеют высокую прочность и
твердость; они неводостойки.
7
Тема . Древесные материалы.
Основные свойства древесины,
долговечность и способы ее
повышения.
Вопросы:
1. Фторид натрия прекрасно
предохраняет деревья от
гниения, уничтожая вредных
жучков и насекомых. Его
растворами пропитывают
столбы, железнодорожные
шпалы, строительные детали.
Напишите формулу фторида
натрия и укажите вид связи в
молекуле.
В сухих условиях и при надлежащем
проветривании древесина сохраняется
долго. Столь же долговечна древесина,
постоянно находящаяся в воде без
доступа воздуха. Повременное
увлажнение и высыхание деревянных
элементов создает благоприятную среду
для гниения древесины. На древесину
влияет и химический состав воды. В
морской воде древесина сохраняется
хуже. В строительстве гидротехнических
сооружений применяют в основном
сосну, обладающую стабильной
долговечностью в воздушных и водных
условиях эксплуатации. Дуб и
лиственницу используют в конструкциях,
которые должны быть прочными и
стойкими против гниения. В
лесоматериалах для гидротехнических
сооружений не допускается гнили.
Химическая стойкость древесины к
действию кислот и щелочей неодинакова
для различных древесных пород.
Тема: Полисахариды. Целлюлоза.
Химические свойства целлюлозы.
8
Разрушение древесины зависит от
концентрации и длительности
воздействия растворов. Слабые
органические кислоты (уксусная,
молочная и т.п.) не разрушают
древесину, так же как и слабощелочные
растворы. Сильные минеральные
кислоты (серная, фосфорная и т.п.)
дегидратируют древесину, вызывая
явление, подобное обугливаниию.
Основным способом борьбы с гнием
древесины является химический –
введение в древесину антисептиков.
Применяют антисептики, не понижающие
прочности древесины и не вызывающие
коррозии металлических креплений.
Антисептики должны сохраняться в
условиях эксплуатации. Для воздушных
условий применяют антисептики,
растворимые в воде. Антисептирование
деревянных элементов, подвергающихся
действию воды (шпалы, столбы сваи и
т.п.) осуществляют не растворяющимися
маслянистыми веществами.
9
Тема . Природные каменные
материалы.
Понятие о химическом составе,
свойствах и применении горных
пород, используемых в
строительстве. Гранит, базальт,
песок, доломит, магнезит,
известняк, мел, мрамор.
Химические способы защиты
природных каменных материалов
от разрушения.
Водорастворимые антисептики – фторид
натрия NaF, кремнефторид натрия
Na2SiF6, препараты ХХЦ (смесь хлорида
цинка и натриевого хромпика).
Маслянистые антисептики антраценовое масло (продукт перегонки
каменноугольного дегтя), сланцевое
масло, каменноугольное креозотовое
масло.
Граниты – глубинные горные породы,
обладают благоприятным для
строительного камня минеральным
составом, отличающимся высоким
содержанием кварца (25-30%), натриевокалиевых шпатов (35-40%) и плагиоклаза
(20-25%), обычно небольшим
количеством слюды (5-10%) и
отсутствием сульфидов; высокая
механическая прочность на сжатие,
малая пористость, высокая
морозостойкость, высокое
сопротивление истиранию. Цвет зависит
от окраски полевых шпатов.
Базальт – излившаяся горная порода,
темного цвета, очень плотная.
Тема: Основные классы
неорганических соединений.
Оксиды: диоксид кремния SiO2 –
бесцветный, молочно-белый или
серый; обладает исключительно
высокой прочностью, твердостью,
уступающей только твердости топаза,
корунда и алмаза. Высокая химическая
стойкость, из кислот на него действуют
только фтористоводородная кислота и
горячая фосфорная кислота; едкие
щелочи вступают в химическое
взаимодействие с кварцем при
повышенной температуре. Плавится
10
Главные породообразующие материалы:
кварц (SiO2) – широко используется в
огнеупорных материалах, самый
распространенный минерал;
прозрачные, полупрозрачные и красиво
окрашенные разновидности носят
названия6 горный хрусталь, аметист,
дымчатый топаз, морион (черный).
Искусственный монокристалл – фианит,
синтезирован на основе твердых
растворов тугоплавких оксидов циркония
и гафния, по качеству превосходят
природные минералы, высокая
твердость, устойчивы к окислителям,
хорошие оптические свойства;
полевые шпаты – ортоклаз K2O AI2O3
6SiO2; обладают меньшей прочностью,
чем кварц, реже встречаются в
осадочных породах.
Излившиеся горные породы – пемза –
пористое вулканическое стекло,
образовавшееся в результате
выделения газов при быстром
застывании кислых и средних лав;
хорошие теплоизоляционные свойства.
при температуре 17000С.
11
Доломит Са Мq(CO3)2 – бесцветный или
белый минерал, часто с желтоватым или
буроватым оттенком. Блеск стеклянный.
В соляной кислоте вскипает только в
порошке и при нагревании. Применяется
в качестве сырья для производства
вяжущих веществ, огнеупорных
материалов, в качестве строительного
камня, щебня для бетона.
Магнезит МqСО3 – бесцветный, серый,
белый, желтый, коричневый минерал.
Растворяется в соляной кислоте при
нагревании. Применяется для
производства огнеупорного кирпича, как
вяжущий материал.
Известняк состоит в основном из
карбоната кальция СаСО3.
Тема . Минеральные вяжущие
вещества.
Общие сведения о вяжущих
веществах.
Глина как вяжущее вещество.
Гипсовые вяжущие вещества.
Известь воздушная, гашение,
механизм твердения.
Вяжущие вещества по составу делят на
две группы: 1 -неорганические (известь,
цемент, гипсовые вяжущие, жидкое
стекло и др.), которые затворяют водой;
2 - органические (битумы, дегти,
животный клей, полимеры), которые
переводят в рабочее состояние
Тема: Кальций.
Оксид кальция, получение, свойства.
Гидроксид кальция, получение,
свойства. Карбонаты, получение,
свойства.
12
Жидкое стекло.
Вопросы:
1. Можно ли для освобождения
диоксида углерода от влаги
использовать трубку,
наполненную кусками
негашеной извести? Почему?
2. Почему негашеную известь
следует хранить в
закупоренной таре?
3. Для ускорения ввода в
эксплуатацию вновь
отстроенных кирпичных
зданий предлагалось ставить в
комнаты жаровни с горящим
углем. Для чего?
4. Как, имея в своем
распоряжении только
известняк и воду, получить
пять новых сложных веществ?
5. Негашеная известь содержит
часто в виде примеси
известняк и песок. Как
обнаружить в ней примеси?
6. Как отличить прозрачную
нагреванием, расплавлением или
растворением в органических жидкостях.
Известняк обжигают в шахтных печах.
Известь гасят на специализированных
растворных заводах в известегасильных
машинах. В зависимости от количества
воды, добавляемой к комовой извести,
можно получить известковое тесто или
гидратную известь (пушонку) в виде
порошка. Известь применяется в виде
строительных растворов, т.е. в смеси с
песком и другими заполнителями. На
воздухе известковый раствор постепенно
отвердевает под влиянием двух
одновременно протекающих процессов:
а) высыхания раствора, сближения
кристаллов гидроксида кальция и их
срастания; б) карбонизации извести под
действием углекислого газа, который в
небольшом количестве содержится в
воздухе. Образующийся карбонат
кальция срастается с кристаллами
Са(ОН)2 и упрочняет известковый
раствор. При карбонизации выделяется
вода, поэтому штукатурку и стены, в
Обжигом известняка получают оксид
кальция: СаСО3 = СаО + СО2.Продукт
обжига содержит и некоторое
количество оксида магния,
образовавшегося в результате
термической диссоциации МqCO3. При
обжиге удаляется углекислый газ,
составляющий 44% массы известняка.
Гашение извести заключается в
гидратации оксида кальция при
действии воды:
СаО + Н2О = Са(ОН)2. Гашение
сопровождается разогревом массы
вследствие выделения значительного
количества теплоты. На воздухе в
присутствии углекислого газа идет
реакция карбонизации гидроксида
кальция: Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О.
13
известковую воду от
разбавленного раствора
гидроксида натрия, располагая
лишь стеклянной трубкой?
7. Белильная известь
(гидроксид кальция) через
некоторое время становится
устойчивой к воде, хотя она в
ней растворима. Какие
свойства извести лежат в
основе применения ее для
побелки?
8.Как распознать в
производственных условиях
мел, сульфат кальция,
известняк и определить
годность извести?
9. Какие соединения металлов
второй группы широко
применяются в строительной
промышленности в качестве
вяжущих материалов? Как их
получают и чем
обусловливаются их вяжущие
свойства? Проиллюстрируйте
которых применены известковые
растворы, подвергают сушке. Сушка
ускоряет процесс их твердения. Для
ускорения твердения к извести
добавляют цемент и гипс. Они
повышают водостойкость известковых
растворов.
Стекло. Основным сырьем для
изготовления стекла является кварцевый
песок, известняк, сода и сульфат натрия.
Строительное силикатное стекло имеет
следующий примерный химический
состав, %, по массе:
SiO2 -71-73%; Na2O -13-15%; CaO – 810%; MqO -1-4%; AI2O3 -0,5-1%; Fe2O3 –
0,1%; K2O – 1%;SO3 -0,7%. В процессе
изготовления в стекло вводят
соединения, придающие ему
специальные свойства. Глинозем AI2O3
повышает механическую прочность,
термическую и химическую стойкость
стекла. Борный ангидрид В2О3 повышает
скорость стекловарения, улучшает
осветление, уменьшается склонность к
кристаллизации. Оксид свинца PbO,
Тема: Кремний.
Соли кремния – силикаты.
14
ответ уравнениями реакций.
10. Какие виды строительной
извести получаются при
гашении жженой извести?
11. Какие химические
процессы происходят при
схватывании строительного
материала (какого)?
12. Какая кирпичная кладка
прочнее: построенная 2 года
назад или 20 лет назад и
почему?
вводимый главным образом, при
изготовлении оптического стекла и
хрусталя, повышает показатель
светопреломления. Оксид цинка ZnO
понижает температурный коэффициент
линейного расширения стекла,
благодаря чему повышается его
термическая стойкость.
Специальность 140448 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического
оборудования» (базовой подготовки)
Наименование дисциплины и
темы. Содержание программы
дисциплины. Вопросы
практического характера.
Содержание материала
междисциплинарного характера
Содержание программы химии
Дисциплина «Горное дело»
Раздел . Шахтная вентиляция.
Тема. Шахтный воздух.
Понятие о шахтном воздухе.
Факторы, влияющие на степень
Шахтный воздух – это поступающий в
выработки атмосферный воздух, который
в результате взаимодействия с горными
породами, происходящих в шахте
окислительных процессов и выделения
Неорганическая химия.
Тема: Кислород
Кислород (O2) – газ без цвета и запаха,
15
его загрязнения. Главные
составляющие шахтного воздуха.
Опасность ядовитых и
взрывчатых примесей шахтного
воздуха. Предельно допустимые
концентрации ядовитых и
взрывчатых газовых примесей в
шахтной атмосфере.
Вопросы:
1. Почему в природе всегда
одинаковое количество
связанного азота, хотя азот с
трудом вступает в химические
реакции, но легко выделяется
из соединений?
2. В цилиндрах с притертыми
пробками находятся
газообразные вещества: азот,
кислород, оксид углерода (II),
оксид углерода (IV). Как
определить, где какой газ?
различных газов претерпевает
изменения: в нем уменьшается
содержание кислорода из-за увеличения
объема углекислого газа, азота и
присоединения ядовитых (сероводород,
сернистый газ, оксиды углерода) и
взрывчатых (метан, водород) газов.
Кроме того в нем содержится угольная и
породная пыль. Шахтный воздух можно
рассматривать состоящим их трех
частей: атмосферный воздух + активные
газы + мертвый воздух.
К активным газам относятся ядовитые –
оксид углерода(П), сероводород,
сернистый газ, диоксид азота, метан,
водород и др.
Под мертвым воздухом понимается
смесь углекислого газа (5-15%) и азота
(85-95%), содержание которых в шахтном
воздухе выше, чем в атмосферном.
Главные составные части шахтного
воздуха: Кислород – необходим для
дыхания людей. Согласно ПБ,
содержание его в воздухе выработок
должно быть не менее 20%. При
плотность при нормальных условиях
равна 1,43т/м3. Химическая
активность высокая, легко соединяется
с простыми и сложными газами,
поддерживает горение. Растворимость
кислорода в воде незначительна (5%
по объему при 00С).
16
понижении до 17% у человека
появляется одышка и сердцебиение.
Причины понижения содержания
кислорода в шахтном воздухе:
выделение других газов (метан,
углекислый газ и др.), окисление горных
пород, угля, дерева, выделение газов
при ведении буровзрывных работ, в
меньшей мере –дыхание людей. Резкое
снижение содержания кислорода
наблюдается при шахтных пожарах,
взрывах метана и угольной пыли.
Азот – в шахте образуется при
взрывных работах, гниении органических
веществ, иногда выделяется из пластов
угля и горных пород.
Углекислый газ – из-за высокой
плотности этот газ скапливается у почвы
выработок, в нижней части шурфов, в
уклонах, поэтому замеры углекислого
газа следует производить у почвы,
особенно это касается старых
заброшенных выработок. По ПБ
содержание СО2 в действующих
выработках не должно превышать 0,5%,
17
в исходящей струе воздуха шахты –
0,75%. Углекислый газ в шахте обычно
образуется при гниении крепежного леса,
в результате медленного окисления угля;
кроме того он выделяется
непосредственно из горных пород и угля.
Второстепенные источники образования
СО2 – дыхание людей, взрывные работы,
при пожарах.
Главные ядовитые и взрывчатые
примеси шахтного воздуха.
Оксид углерода(II) - длительная работа
человека в атмосфере, содержащей
0,01% СО, вызывает хроническое
заболевание с тяжелыми
последствиями. Согласно ПБ
допускается содержание СО в
рудничном воздухе не свыше 0,0017%.
Главные источники образования СО в
шахтах – рудничные пожары, взрывы
метана или угольной пыли (при взрыве 1
кг угольной пыли образуется 1,5 м3СО),
оксид углерода (II) образуется также при
взрывных работах.
Сероводород – в шахтах образуется
Тема: Азот.
Азот (N2) – газ без цвета, запаха,
плотность при нормальных условиях
равна 1,25 кг/м3, дыхания и горения не
поддерживает.
Тема: Углерод
Оксид углерода (IV), углекислый газ
(СО2) – без цвета, обладает
слабокислым вкусом, не горит и не
поддерживает горения, плотность при
нормальных условиях равна 1,98 кг/м3.
Сам по себе этот газ слабо ядовит и в
небольших количествах он необходим
для стимулирования дыхания. При
содержании в воздухе 3% СО2 дыхание
человека учащается в два раза, 5% учащается в три раза и становится
тяжелым, 6% - появляется сильная
одышка и слабость, 10% - наступает
обморочное состояние, 20-25% возможно смертельное отравление.
Оксид углерода (II) – ядовитый газ без
цвета и запаха, плотность при
18
при взрывных работах, в случаях
неполного сгорания взрывчатых
веществ, при горении угля, содержащего
пирит, а также выделяется из трещин
угольных пластов и пород, иногда
совместно с метаном. В выработках, где
есть скопление воды и чувствуется запах
сероводорода не следует заходить без
респиратора. Предельное содержание
сероводорода в шахтном воздухе
0,00071%.
Сернистый газ- присутствие газа даже
в незначительных количествах приводит
к разъеданию слизистых оболочек,
особенно глаз. Слабое ощущение
жжения в глазах наступает уже при
содержании сернистого газ 0,0005%, при
0,002% ощущается резь в глазах,
сопровождающаяся сильным
слезотечением. Кратковременное
пребывание человека в атмосфере,
содержащей 0,05% SO2, опасно для
жизни. Согласно ПБ допускается
содержание SO2 в рудничной атмосфере
не свыше 0,00038%. Поскольку
нормальных условиях 1,25 кг/м3.
Содержание в атмосфере 0,4% СО
считается смертельно опасным, при
1% СО человек теряет сознание после
нескольких вздохов. Оксид углерода
(II) горит и взрывается при
концентрации его в воздухе 16,2-75%,
наиболее сильный взрыв возникает при
концентрации 30%, температура
воспламенения газовоздушной смеси
630-8100 С.
Тема: Сера.
Сероводород (Н2S) - газ без цвета, с
характерным запахом тухлых яиц и
сладковатым вкусом, плотность при
нормальных условиях 1,53 кг/м3.
Обладает сильными ядовитыми
свойствами. Сероводород образуется
при разложении органических веществ.
Сероводород горит и при концентрации
в воздухе 6% взрывается, температура
воспламенения 290-4870С.
Сероводород хорошо растворяется в
воде. При нормальном атмосферном
19
сернистый газ имеет острый запах, его
обычно удается обнаружить при малых
концентрациях, не опасных для
здоровья, что дает возможность
своевременно принять
предупредительные меры.
Оксиды азота – образуются в шахтах
при взрывных работах. Наиболее
устойчив NO2/ В качестве меры борьбы с
ними применяют орошение. Оксиды
азота чрезвычайно ядовиты. Опасность
усугубляется еще и тем, что токсическое
действие их на организм человека
проявляется через 6, а иногда и 40 часов
после отравления. Смертельная
концентрация оксидов азота при
кратковременном вдыхании – 0,025%.
Содержание оксидов азота в воздухе
действующих выработок угольных шахт
не должно превышать 0,00026% в
пересчете на оксид азота (IV).
Аммиак – образуется при разложении
азотсодержащих соединений, при
тушении пожаров, при взрывных
работах. Допустимое содержание
давлении и температуре +150С в 1 л
воды растворяется 3,23 л Н2S.
Оксид серы (IV), сернистый газ –
бесцветный газ с острым запахом,
сильно ядовит, плотность при
нормальных условиях 2,86 кг/м3.
Тема: Азот.
Азот образует несколько оксидов,
отличающихся по свойствам.
Оксид азота (I) N2O- это бесцветный
газ сл слабым приятным запахом и
сладковатым вкусом; в 1 объеме воды
при 200С растворяется 0,63 объема
газа, но без химического
взаимодействия, при повышенных
температурах разлагается на азот и
кислород.
Оксид азота (II) NO – бесцветный,
малорастворимый в воде газ, не
взаимодействующий с ней химически,
легко окисляется кислородом воздуха
до оксида азота (IV).
Оксид азота (IV) NO2 – газ красно-
20
аммиака 0,0025%.
Водород – горит и взрывается при
содержании его в воздухе от 4 до 74%,
температура его воспламенения на 1002000С ниже температуры воспламенения
метана. Водород выделяется из пород,
пластов угля, а также образуется в шахте
при зарядке аккумуляторных батарей.
Максимально допустимая концентрация
водорода в воздухе 0,5%. Для контроля
ядовитых и взрывчатых примесей
шахтного воздуха применяют химические
газоопределители.
Тема. Метан и борьба с ним.
Свойства метана. Допустимые
нормы содержания метана в
шахте.
Образование и форма
сохранения метана в толще
Метан. Вдыхание воздуха, содержащего
50-80% метана при нормальном
количестве кислорода, вызывает
сильную головную боль и сонливость. В
подземных выработках горение и взрыв
метана часто происходит в условиях
недостатка кислорода, что приводит к
образованию окиси углерода. При
бурого цвета, легко обнаруживается по
резкому специфическому запаху
задолго до опасной концентрации,
тяжелее воздуха, раздражает
дыхательные пути, ядовит. Сильный
окислитель, многие вещества (уголь,
сера, фосфор) горят в нем.
Аммиак NH3 – газ без цвета, с резким
характерным запахом. Плотность при
нормальных условиях 0,77 кг/м3,
хорошо растворяется в воде. Ядовит,
раздражает слизистые оболочки и
кожу. Воздух, при содержании в нем
30% аммиака, взрывается.
Тема: Водород.
Водород Н2 – бесцветный газ,
плотность 0,09 кг/м3, горит.
Тема: Предельные углеводороды.
Алканы.
Метан СН4 – метан газ без цвета,
запаха и вкуса, приблизительно в два
раза легче воздуха, плотность при н.у.
0,72 кг/м3. Метан не ядовит, но при
увеличении содержания его в воздухе,
он вытесняет кислород. Метан плохо
21
горных пород.
Вопросы:
1.Назовите области
применения метана. На
основании каких свойств
основано его применение?
2. Как очистить метан от
примесей паров воды и
углекислого газа? Напишите
уравнение реакции.
3. С какими предельными
углеводородами вы
встречались в жизни? Где они
находят применение и на
основании каких свойств?
4.Какие вещества
(неорганические) можно
использовать для
обезвоживания жидких
предельных углеводородов?
5 Какие вещества можно
получить из метана и они
соприкосновении с источником тепла
метан воспламеняется с некоторым
запозданием (при 6500С до 10 сек., при
10000С до 0,1 сек.). Это свойство
используется при ведении взрывных
работ с использованием
предохранительных взрывчатых веществ
(ВВ). В зависимости от процентного
содержания метана в воздухе различают
следующие горючие и взрывчатые смеси
метана с воздухом: при концентрации
метана до 5% смесь может гореть при
наличии источника воспламенения; 514% - смесь взрывается; более 14% смесь горит при притоке свежего
воздуха. Наиболее сильный взрыв
получатся при концентрации метана
9,5%, т.к. при этом кислород,
содержащийся в воздухе, сгорает
полностью. Взрывы метана в шахте
сопровождаются двумя ударными
волнами – прямой и обратной. Прямая
волна образуется в результате
распространения продуктов взрыва,
обладающих высоким давлением и
растворяется в воде, при 200С и
давлении 101,3 кПа растворяется не
более 3,5 объема газа на 1000
объемов воды. В обычных условиях,
при нормальной температуре и
давлении, метан химически инертен и
соединяется только с галогенами.
Характерное свойство метана – его
способность гореть и в смеси с
воздухом взрываться, при этом
образуются углекислый газ и вода.
Температура воспламенения метана
650-7500С.
Метан образовался вместе с
угольными пластами в результате
метаморфизма первичной
органической массы без доступа
кислорода. Существенная роль при
этом принадлежала процессам
брожения, вызываемым деятельностью
анаэробных бактерий. В зависимости
от свойств покрывающих наносов и их
мощности метан мог выходить на
поверхность или оставаться в угле.
При разработке угольных пластов на
22
используются в вашей
профессии?
6. Основываясь на свойствах
метана, назовите области его
применения.
температурой. Обратная волна
возникает от разряжения,
образующегося в месте взрыва,
вследствие остывания продуктов взрыва
и конденсации паров воды. Если на пути
движения волны встречается скопление
метана, то она сжимает его, а
подошедшее пламя вызывает повторный
взрыв значительно большей силы, чем
первоначальный. Поэтому при
расследовании аварий первоначальный
очаг взрыва нельзя определять по
наибольшему разрушению. При
содержании метана выше 9,5% во время
взрыва сгорает не весь метан и поэтому
после прохождения волны пламени в
направлении прямого удара (первичное
пламя) может возникнуть волна пламени
в направлении обратного удара
(вторичное пламя). Выработки, в которых
произошел взрыв, заполняются смесью
газов, почти лишенной кислорода и
состоящей главным образом из азота,
углекислого газа и окиси углерода,
количество которой особенно
верхних горизонтах метана очень мало
или он отсутствует; при углублении
горных работ количество метана
увеличивается.
23
значительно в тех случаях, когда
одновременно с метаном взрывается
угольная пыль. Продукты взрыва
распространяются по близлежащим
выработкам, и в этом заключается
наибольшая опасность.
Различают три вида выделений метана:
Обыкновенное - со всей обнаженной
поверхности угля и пород из пор и
трещин со скоростью от доле до
десятков куб.метров в минуту.
Суфлярное – метан выделяется часто со
свистом из крупных трещин в угле или
породе со скоростью 1м3/мин и более на
участке длиной 20м. Продолжительность
суфляров от нескольких дней до
нескольких лет.
Внезапные выбросы – если прочные
породы почвы внезапно разрушаются в
выработанном пространстве лавы или в
подготовительной выработке то
происходит прорыв метана с
интенсивностью от 1,5 до 300 м3/мин,
общее выделение метана достигает 1
24
Виды выделения метана:
обыкновенное, суфлярное,
внезапные выбросы, их
характерные признаки. Слоевые
скопления метана. Примеры
проявления выделения метана в
шахте.
Меры против образования
взрывоопасных концентраций
метана. Контроль за составом
шахтного воздуха.
Тема. Шахтная пыль и борьба с
нею.
Мероприятия по предупреждению
и локализации взрывов угольной
пыли.
млн. м3.
Основной метод борьбы со скоплениями
метана – деятельное проветривание
шахт, обеспечивающее снижение
концентрации газа в атмосфере
подземных выработок до допустимых
норм.
Следующий способ- дегазация угольных
шахт, разрабатываемого пласта и
выработанного пространства
посредством газопровода, проложенного
в вентиляционном штреке.
Контроль за составом шахтного воздуха:
- отбор проб шахтного воздуха;
- ежесменные замеры.
- Побелка выработок известковоцементным раствором, состоящим из
одной части цемента, двух частей
извести и тридцати частей воды.
-Обмывка выработок водой, а в местах
интенсивного отложения пыли раствором
смачивателя. Жидкие растворы состоят
из смачивателя ДБ и гигроскопической
соли – хлористого кальция.
Тема: Кальций.
Оксид и гидроксид кальция, их
свойства. Хлорид кальция.
25
Тема . Характеристика взрыва
и основные свойства
взрывчатых веществ.
Химическая характеристика
взрывчатых веществ: химическая
стойкость.
Тема. Промышленные
взрывчатые вещества.
Химическая стойкость ВВ характеризует
скорость разложения ВВ при хранении и
определяет способность его сохранять
химический состав и связанные с ним
физико-химические и взрывчатые
свойства в течение гарантийного срока
хранения. Она зависит от химической
природы ВВ, наличия или отсутствия в
нем нестойких примесей, от условий
хранения.
Тема: Углеводы. Полисахариды.
В зависимости от характерной формы
химического превращения и назначения
ВВ подразделяют на три класса: пороха,
Тема: Бензол. Гомологи бензола.
Химические свойства крахмала:
способность давать темно-синее
окрашивание при взаимодействии с
йодом.
Стойкость нитроглицерина определяют
йодкрахмальной пробой, по которой
продукты разложения (оксиды азота)
улавливаются чувствительной
йодкрахмальной бумажкой. Оксиды
азота, воздействуя на бесцветный ион
йода в йодистом калии, переводят его
в элементарный йод, который с
крахмалом окрашивается в бурый цвет.
Для более четкого обнаружения
реакции йодкрахмальную бумажку
перед испытанием смачивают до
половины водным раствором
глицерина. Тогда на границе раздела
сухой и влажной бумажки видна ясно
различимая цветная полоса.
Тринитротолуол (тротил) - светло-
26
Классификация промышленных
ВВ по основному компоненту в
составе, степени опасности при
хранении.
Взрывчатые нитросоединения.
Тротил.
Аммиачно-селитренные ВВ и их
компоненты. Аммониты, их
свойства и состав. Токсичность.
Вопросы:
1. Как получить аммонийную
селитру из азота воздуха и
воды?
2. Какая соль азотной кислоты
используется для получения
черного пороха? Почему?
3. Какие соли азотной кислоты
применяют для получения
взрывчатых веществ?
бризантные ВВ и пиротехнические
составы. К порохам относят ВВ,
способные к нормальному горению и
применяемые в качестве метательных
средств. К бризантным относят ВВ,
способные к устойчивой детонации и
используемые во взрывной технике как
средство дробления, разрушения
горных пород. К пиротехническим
составам относят разнообразную по
химическому составу группу смесей,
содержащих окислитель и горючее.
Применяются в пиротехнических
изделиях различного назначения. По
химическому составу ВВ подразделяют
на индивидуальные соединения и смеси.
Наиболее распространенные
бризантные ВВ относятся к органическим
азотистым соединениям ароматического,
алифатического и гетероциклического
рядов, в том числе к нитросоединениям,
содержащим группу NO2 (тротил,
тринитробензол, нитрометан, пикриновая
кислота), нитратам спиртов,
содержащим группу ONO2
желтое вещество, в зависимости от
технологии получения
кристаллической, чешуйчатой или
гранулированной формы. Получается
по реакции нитрования толуола смесь.
Азотной и серной кислот. Температура
плавления очищенного продукта
80,60С. Тротил токсичен, предельно
допустимая концентрация 0,001 мг/л,
он поражает дыхательные пути,
пищеварительный тракт. При
длительном воздействии вызывает
слабость, головокружение, дерматиты
кожи, гепатит.
Очищенный тротил- химически стойкое
вещество, достаточно безопасное в
обращении. Термостойкость тротила
2150С в течение 4часов 40 минут.
Тема: Многоатомные спирты.
Нитроглицерин и нитрогликоль
представляют собой маслянистые
бесцветные жидкости. Нитроглицерин
получают реакцией нитрования
глицерина. Нитрогликоль получают
реакцией нитрования этиленгликоля.
27
(нитроглицерин, нитрогликоли). Из
неорганических соединений слабые
взрывчатые свойства имеют
аммониевые соли азотной кислоты
(аммиачная селитра).
Нитроглицерин имеет склонность к
переохлаждению. Затвердевая, он
может образовывать две формы:
лабильную и стабильную с различными
точками плавления. Нитроглицерин
чувствителен к механическим
воздействиям. От прикосновения
раскаленного железа нитроглицерин
взрывается. Замерзший нитроглицерин
чувствителен к трению и поэтому
значительно опаснее. Нитрогликоль
менее чувствителен к удару, чем
нитроглицерин.
Тема: Азот. Соли азотной кислоты.
Аммиачная селитра представляет
собой белое кристаллическое
вещество, получаемое
взаимодействием аммиака с азотной
кислотой. Выпускается в виде гранул,
чешуек или кристаллов. Пожаро- и
взрывоопасные свойства селитры
возрастают при наличии в ней
примесей органического
происхождения, а также при укупорке в
28
горючие материалы. Загорание
селитры возможно от открытого огня,
искр, сильных разрядов электричества.
При загорании селитра плавится и
растекается по полу помещения,
причем опасность возникновения
взрыва расплавленной селитры выше,
чем кристаллической.
Дисциплина «Охрана труда»
Тема . Профилактика и тушение
пожаров.
Огнегасительные свойства
веществ ( воды, химической и
воздушно-механической пены,
применяемых при пожарах;
условия их применения.
Вопросы:
1. Какую роль в противогазе
выполняет уголь?
2. О каком соединении
углерода может идти речь: газ
без цвета и запаха, практически
Огнегасительные свойства воды
заключаются в следующем: обладая
высокой теплоемкостью и теплотой
парообразования, вода охлаждает
горящий материал; пар, образующийся
при попадании воды на горящую
поверхность, изолирует ее на некоторое
время от кислорода воздуха;
Отрицательные свойства воды: при
подаче воды внутрь очага пожара в
количестве, недостаточном для его
подавления, происходит бурное
парообразование. Происходит
разложение воды на водород и
кислород, и образование взрывчатых
пожарных газов. Поэтому при тушении
Тема: Углерод.
Оксид углерода (IV), физические и
химические свойства.
29
нерастворим в воде, немного
легче воздуха, горит голубым
пламенем? Ответ объясните.
3. Можно ли тушить пламя над
карбидом кальция водой?
Дайте обоснованный ответ.
компактной струей воды, ее следует
направлять не в центр очага пожара, а
на периферию, менее раскаленную, и
постепенно перемещать к центру.
Нельзя тушить компактной струей воды
горючие жидкости, так как они всплывают
поверх воды, что приводит к увеличению
площади горения. Тонко распыленной
водой можно тушить и горючие жидкости
с температурой вспышки более 450С
(мазут, масла и др.).
Огнегасительные свойства пены. Пена
представляет собой пузырьки жидкости,
заполненные углекислым газом
(химическая пена) или воздухом
(воздушно-механическая пена).
Огнегасительные свойства пены
заключаются в том, что она изолирует
горящие предметы от доступа воздуха, а
выделяющийся газ при получении
химической пены еще больше усиливает
процесс тушения. Особенно эффективно
тушение пеной горючих жидкостей, так
как пена не тонет в них, а покрывает
30
соприкасающуюся с воздухом
поверхность горючей жидкости,
охлаждая ее и изолируя от
содержащегося кислорода в воздухе.
В начальной стадии пожара наиболее
эффективными средствами
пожаротушения оказываются ручные
огнетушители. В зависимости от
применяемого средства огнетушители
бывают пенные, химические,
углекислотные, бромэтиловые и
порошкообразные.
Огнетушители, их назначение,
типы, устройство, принцип
действия и правила пользования.
Пенные огнетушители (ОП-5, ОПШ-9)
не применяют для тушения горящих
электрических установок, находящихся
под напряжением. Для тушения пожаров
углекислотными огнетушителями
используется жидкая углекислота
(сжиженный углекислый газ), которая при
открытии запорного вентиля баллона
выбрасывается сильной струей,
состоящей из газа и снега.
Углекислотными огнетушителями можно
тушить любые пожары, в том числе и
31
пожары электрических установок под
напряжением.
Для тушения пожаров бромэтиловыми
огнетушителями (ОГС-5 ), (ОГС-7)
используют заряд из механической
смеси двух жидкостей бромэтила и
углекислоты(сжиженный углекислый газ).
Выталкивание заряда через спрыск
осуществляется сжатым воздухом.
Приведение его в действие производится
поворотом запорного вентиля. Бромэтил,
обладаю хорошей смачивающей
способностью, обеспечивает
эффективное тушение тлеющих
материалов, а углекислота, испаряясь,
снижает содержание кислорода в
воздухе над поверхностью горения.
Этими огнетушителями могут
пользоваться только горноспасатели,
включенные в изолирующие
дыхательные аппараты.
Дисциплина
«Материаловедение»
Раздел . Физико-химические
Ковалентная связь характерна для
многих кристаллических твердых тел.
Примером может служить алмаз –
Тема: Химическая связь и строение
вещества.
Ковалентная связь. Ионная связь.
32
закономерности
формирования структуры
материалов.
кристаллическая модификация углерода
с ковалентной связью. Ковалентные
связи характерны для пластмасс.
Тема. Строение и свойства
материалов.
Наиболее известный и широко
распространенный материал с ионным
типом связи – стекло, основой которого
являются оксиды различных элементов.
Кристаллическое строение
металлов. Типы кристаллических
решеток. Характерные свойства
материалов. Анизотропия.
Влияние типа связи на структуру
и свойства кристаллов. Структура
полимеров, стекла, древесины.
Химические свойства металлов –
коррозионная стойкость.
Тема. Термическая и
химическая обработка
металлов и сплавов.
Влияние химико-термической
обработки на свойства
материалов.
Вопросы:
1. На чем основаны химико-
Наличие электронного газа определяет
свойства металла: теплопроводность и
электропроводность. Отсутствие
сильных направленных связей между
атомами определяет одно из важнейших
свойств металлов – их пластичность. При
изготовлении металлопродукции
применяют методы пластического
деформирования – ковку, прокат,
волочение.
Типы кристаллических решеток
металлов: кубическая
объемноцентрированная, кубическая
гранецентрированная, гексагональная.
Многие металлы при разных
температурах имеют неодинаковое
строение кристаллических решеток. Это
Металлическая связь. Кристаллические
решетки.
Ковалентная связь устанавливается в
результате образования устойчивых
соединений путем обобществления
электронов определенными атомами.
Механическая прочность ковалентной
связи достаточно велика вследствие ее
направленного характера.
Ионная связь присуща соединениям,
образованным разнородными атомами.
Внешние электроны атома одного
элемента переходят на внешние
орбиты атомов доугого элемента,
образуя устойчивые электронные
конфигурации. Металлическая связь
образуется в металлах, атомы которых
имеют небольшое число внешних
электронов, которые слабо связаны с
ядром. При сближении атомов внешние
электроны теряют связь со своими
атомами, становятся общими для всех
атомов данного металла, образуя
электронный газ. Положительно
33
механические способы
обработки металлов?
2. Чем можно объяснить, что
сварные швы подвергаются
коррозии чаще основного
металла?
3. Почему на практике в
основном используют сплавы,
а не чистые металлы?
4.Почему сплавы не
используют для изготовления
электрических проводов?
5. Назовите известные вам
сплавы и расскажите об их
практическом применении.
6. На чем основаны химикомеханические способы
обработки металлов? Дайте
объяснение с точки зрения
строения кристаллической
решетки.
7. Среди многочисленных
явление называется полиморфизмом.
Свойства кристаллических решеток в
разных направлениях разные. Это
явление называется анизотропией.
Анизотропность определяется
характером расположения атомов в
кристаллической решетке.
заряженные ионы располагаются на
таком расстоянии друг от друга, что
силы притяжения между отрицательно
заряженными электронами и
положительно заряженными ионами
уравновешиваются силами
отталкивания между ионами.
Коррозионная стойкость металлов
особенно важна для изделий,
работающих в химически активных
средах. Детали, которые должны
обладать высокой коррозионной
стойкостью производят из специальных
коррозионно-, кислотостойких и
жароупорных сталей и других сплавов.
Тема: Химия металлов.
Целью химико-термической обработки
является получение поверхностного слоя
стальных изделий, обладающего
повышенной твердостью,
износоустойчивостью, жаростойкостью
или коррозионной стойкостью. Для этого
нагретые заготовки подвергают
воздействию среды, из которой путем
диффузии в поверхностный слой
Общие свойства металлов. Коррозия
металлов. Металлы главных и
побочных подгрупп.
34
марок стали встречаются
такие, которые содержат хром.
Для чего добавляют хром?
8. Почему нержавеющая сталь
обладает высокой
антикоррозионной
стойкостью?
9. Из каких марок стали
изготовляют резец токарного
станка? Почему?
10. При химико-механической
обработке деталей используют
растворы электролитов с
суспензированными в них
зернами абразивного металла.
Вследствие вытеснения более
активным металлом менее
активного из раствора
поверхностный слой
разрыхляется, что облегчает
его шлифование. Напишите
уравнение химической
реакции, происходящей при
химико-механическом
заготовок переходят нужные для
получения заданных свойств элементы:
углерод, азот, алюминий, хром, кремний
и др. Эти элементы диффундируют в
поверхностный слой лучше, когда они
выделяются в атомарном состоянии при
разложении какого либо соединения.
Подобное разложение легче всего
происходит в газах, поэтому их и
стремятся применять для химикотермической обработки стали. Атом
элемента проникает в решетку кристалла
и образует твердый раствор или
химическое соединение. Виды химикотермической обработки: цементация
(поглощение углерода), азотирование
(поглощение азота), цианирование
(насыщение поверхностного слоя
одновременно углеродом и азотом).
Конструкционные материалы – стали.
Прочность, вязкость, жаростойкость и
холодостойкость, коррозионная
стойкость углеродистых сталей являются
недостаточными для многих
высоконагруженных деталей машин и
35
шлифовании стальной детали
с применением раствора
сульфата меди.
Раздел 2. Материалы,
применяемые в
машиностроении и
приборостроении.
Вопросы:
1. Почему металлы
непрозрачны, блестящи?
2.Из каких металлов
изготовляются электрические
провода?
3. Как согласовать
представление о высокой
химической активности
алюминия с наблюдаемым на
повседневном опыте
поведением алюминиевых
изделий. Почему алюминиевая
посуда не разрушается
кипящей водой? Почему
алюминий широко
строительных конструкций. Инструменты
из углеродистой инструментальной стали
тверды, но не выдерживают повышенной
скорости резания, так как размягчаются
при нагреве уже до температуры 2500С,
кроме того они хрупки. Прокаливаемость
углеродистой стали также невелика в
связи с большой критической скоростью
закалки, у заготовок больших размеров
внутренние слои остаются не
закаленными. Вводимые в сталь
легирующие элементы (хром, никель,
марганец, кремний, вольфрам,
молибден, кобальт, титан, алюминий,
медь и другие ) улучшают ее
механические, физические и химические
свойства.
В технике используют сплавы меди с
цинком, оловом, алюминием, бериллием,
кремнием, марганцем, никелем, свинцом.
Легирование меди обеспечивает
повышение ее механических,
технологических и антифрикционных
свойств. Сплавы меди с цинком
называют латунями и томпаками, все
36
применяется для изготовления
проводов в электротехнике?
4. Можно ли применять
кальций в качестве
конструкционного материала?
другие ее сплавы называют бронзами.
К легким сплавам относятся сплавы на
основе алюминия, магния и титана.
5. Чем объяснить, что чугун
трудно поддается сварке?
6.Как защищают стальные
провода от атмосферной
коррозии?
7. Назовите способы изоляции
поверхности металла от
окружающей среды?
Дисциплина «Геология»
Тема . Минералы.
Кристаллические и аморфные
вещества, их основные отличия.
Анизотропия, изотропия; причины
их возникновения.
В аморфных веществах отсутствует
строгая закономерность в расположении
молекул, атомов и ионов. В связи с этим
они изотропны, не могут самоограняться
и не обладают симметрией (стекло,
пластмасса, клей, смола) Аморфные
вещества не устойчивы и со временем
кристаллизуются. Кристалл – это
природное тело, естественная
многогранная форма которого
Тема: Строение вещества.
Агрегатное состояние веществ.
37
обусловлена особенностями внутреннего
строения. Молекулы (атомы, ионы)
размещаются в определенном строгом
порядке – параллельными рядами,
расстояние между ними в рядах
одинаковы. Анизотропность
(неравносвойственность).
Тема . Магматические горные
породы.
Классификация магматических
пород по химическому составу и
зависимости от содержания
кремнекислоты.
Все магматические породы разделяются
по содержанию кремнекислоты на
группы: ультраосновные (менее 45%),
основные (45-52%), средние (52-65%),
кислые (65-75%).В отдельную группу
выделяют щелочные породы,
содержащие до 20% щелочей и 40-55%
кремнекислоты. Химический состав
пород принято выражать массовой долей
содержания главных породообразующих
оксидов SiO2, AI2O3, Fe2O3, FeO, CaO,
MgO, Na2O, K2O и H2O.Суммарный
объем оксидов составляет 98% всех
магматических пород. Основными
компонентами магматических пород
являются кремнезем SiO2 и глинозем
AI2O3.
Тема: Основные классы
неорганических соединений.
Оксиды.
38
Тема. Осадочные горные
породы.
Хемогенные породы : железные,
марганцевые руды, бокситы,
фосфориты, известняки,
доломиты, каменная и калийная
соли, гипс.
Хемогенные породы образуются при
выпадении солей из насыщенных водных
растворов или в результате химических
реакций, происходящих в земной коре
или на ее поверхности. К наиболее
распространенным породам этой группы
относят: железистые, марганцевые
породы, бокситы, фосфориты,
кремнистые, карбонатные породы и
различные соли. Образование
железистых осадочных пород при
разложении магматических и
метаморфических пород, богатых
железистыми минералами. Осаждение
железа происходит в прибрежно-морских
и озерно-болотных условиях, иногда с
участием бактерий.
Тема: Железо.
Марганцевые породы содержат в своем
составе марганца не более 10% и по
минеральному составу окисные (черного
цвета с землистым сложением) и
карбонатные (серовато-белые с розовым
оттенком, розовые). Образование их
происходит в результате разрушения
кристаллических пород и выноса
Оксиды и гидроксиды марганца.
Гидроксид железа (III) и оксид железа
(III) имеют бурые, красно-бурые и
вишнево-красные тона.
Тема: Марганец.
39
марганца водами в виде гидроксида.
Бокситы – осадочные горные породы,
являющиеся рудой на алюминий при
содержании глинозема не менее
28%.Породообразующие минералы:
каолинит, гиббсит, лимонит и др.
Фосфориты – осадочные горные породы,
сложенные более чем на 50%
аморфными и кристаллическими
фосфатами кальция. Относят породы,
содержащие не менее 10% оксида
фосфора.
Известняки состоят из зерен кальцита.
Окраска меняется от светлых тонов до
темных. Все известняки бурно реагируют
с соляной кислотой.
Тема. Газоносность угольных
пластов, газобильность горных
выработок и внезапные
выбросы.
Формы нахождения газов в
угольных пластах. Виды
газопроявления в шахтах.
Угли и вмещающие их породы содержат
следующие природные газы: метан,
углекислый газ, тяжелые углеводороды,
азот, сероводород и водород. Газы
образуются в процессе превращения
растительного материала в торф и уголь
при метаморфизме и при выветривании
углей.
Метан - образовался при биохимических
Тема: Алюминий.
Оксиды и гидроксиды алюминия.
Тема: Фосфор.
Оксиды фосфора. Соли фосфорной
кислоты.
Тема: Кальций.
Соли угольной кислоты.
Тема: Предельные углеводороды.
Метан в чистом виде не имеет цвета,
запаха и вкуса. С примесью других
газов он приобретает специфический
запах. С воздухом образует
взрывчатые смеси. Наибольшая сила
взрыва при содержании метана 9,5%,
40
процессах. При метаморфических
преобразованиях в углях создавалась
пористая структура, в которой появились
силы, связывающие уголь с газом, что
сделало возможным создание и
сохранение до настоящего времени
природного равновесия система «газуголь». Основная масса метана
образовалась в период формирования
углей и в настоящее время является
остаточной. Образование метана в
незначительных количествах
продолжается и в настоящее время.
Тяжелые углеводороды – (этан) в
угленосной толще образовались в
результате метаморфизма угольного
вещества.
Углекислый газ – 25% в составе газов
угольных месторождений. Образовался в
результате превращения растительного
вещества при углеобразовании, не мог
сохраниться и достичь значительных
объемов. Кроме того, углекислый газ
обязан своим появлением процессам
сорбции атмосферного кислорода с
свыше 16% - метан не горит и не
взрывается, т.к. недостаточно
кислорода воздуха для сгорания
данного количества метана и для
поддержания горения.
Тема: Углерод.
Углекислый газ бесцветен, со слабым
кислым вкусом и слабым запахом. Он
не поддерживает горения, легко и в
больших объемах растворяется в воде.
Тяжелее воздуха, поэтому
скапливается у почвы выработок и в
забоях уклонов. При слабом
проветривании эти скопления могут
быть опасными для работы.
Тема: Сера.
Сероводород – газ без цвета, с
характерным запахом тухлых яиц, со
сладковатым вкусом. Хорошо горит и
41
окислением углерода до углекислого
газа, а также выносу его
циркулирующими водами в
растворенном состоянии из верхних
горизонтов биосферы.
Сероводород – своим происхождение
обязан процессам превращения
растительного вещества в результате
восстановления сульфатов бактериями.
Образуется также при восстановлении
сульфатов углеводородными газами..
дает с воздухом взрывчатую смесь
(6%). Легко растворяется в воде. Очень
ядовит, отравляет кровь, раздражает
слизистые оболочки.
Литература:
1. Рабочая программа по химии (на базе основного общего образования), разработанная на основе примерной
программы по химии ФГОУ СПО,.2011 г.
2. Примерные программы дисциплин по специальности 270802.
3. Примерные программы дисциплин по специальности 140448.
4. Ю.М.Ерохин. Химия. М. 2002.
5. А.М. Адаскин, В.М.Зуев. Материаловедение. М. 2001.
6. В.М .Никифоров. Технология металлов и конструкционные материалы. М. 1987.