министерство образования и науки респуплики казахстан

Западно-Казахстанский Государственный университет
им. М.Утемисова
«Утверждаю»
Декан естественно – математического
факультета
Карагойшин Ж.М.
____________
«_13_»_____09_____ 2009_
Педагогический институт
Кафедра химии
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
_____________Химия___________
по кредитной технологии обучения
для студентов специальности
050608 – «Экология»
Курс – 1
Семестр –2
Количество кредитов -4
Лекции – _30 часов
Лабораторные занятия – _30 часов
СРСП – 60 часов
СРС– 60 часов
Экзамен – 2 - семестр
Всего – 180 часов
Уральск - 2009 г.
1
Составила: доцент кафедры химии, к.х.н. Ниязбекова А.Б.
1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
по дисциплине «Экологическая экспертиза и нормирование»
для студентов бакалавриата,
обучающихся по кредитной системе обучения
050608
составлена: на основании ГОСО РК и типовой учебной программы:
УТВЕРЖДЕННОЙ ПРИКАЗОМ №289 МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И
НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН . от 11 мая 2005 ТИПОВАЯ УЧЕБНАЯ
ПРОГРАММА.АЛМАТЫ,2005.
Утвержден на заседании кафедры Химии
Протокол № 1 от « 13» 09. 200 9 г.
Зав. кафедрой ______________ Мендалиева Д.К.
Согласован: руководитель ООУП и УМР ___________ Какимова А.А.
Утвержден на заседании учебно-методического совета педагогического
института
Протокол № 1 от « 13 » 09. 2009 г.
Председатель УМС естественно – математического факультета
__________ Терещенко Т.А.
2
2. Учебная программа курса
Данные о преподавателях
Ниязбекова А.Б. - преподаватель кафедры химии
Офис: корпус №5, кафедра химии каб. №17
Данные о дисциплине
Дисциплина «Химия», 4 кредита.
Период изучения – 1 семестр учебного года.
Время проведения аудиторных занятий и часы СРСП указаны в расписании
учебных занятий.
Распределение кредита на наделю:
Время
Занятия
Время
Занятия
проведени
СРО
Проведения
я
Контактный час
1
СРСП, СРС
(лекция 1)
Количество кредитов
Место проведения: по расписанию
Химия
4
Распределение
Объем нагрузки студента (часов)
по курсам
Итоговая
Всего Лекции
СРСП СРС
форма
часов
контроля
Лаб.ра
б.отата
б
Наименован
ие циклов и
дисциплин
Число
кредитов
Выписка из учебного плана:
Экзамен
180
30
3
0
60
60
Для студентов специальности: 050608 – «Экология»
Введение
.
Краткое описание курса
Сведения о дисциплине. Химия – один из главных разделов химии,
изучающий свойства и превращения веществ. Химия является фундаментом
комплекса наук о живом веществе, образующих основу промышленной и
сельскохозяйственной биотехнологии, медицины и экологии.
3
Цели изучения дисциплины. Обучение химии на биологических
специальностях преследует следующие основные цели:
1) развивающую, которая заключается в формировании у студентов
естественно-научного мировоззрения и в развитии у него химического и
экологического мышления;
2) общевоспитательную, которая заключается в воспитании стремления к
самообразованию и творческого подхода к решению проблемных вопросов;
3) конкретно-практическую, связанную с формами применения химических
законов и процессов в современном сельскохозяйственном производстве, в
связи с внедрением безотходных технологий, необходимостью уменьшения
энергозатрат, созданием новых видов, с экологическим
обоснованием
практических решений.
Задачи изучения дисциплины:
1)Приобретение студентами устойчивых знаний по следующим ключевым
вопросам
А)Предмет и объекты, изучаемые неорганической химией.
Б)Положение неорганической химии среди естественных дисциплин, её
значение в науке, промышленности и жизни современного общества.
С)Основные понятия и законы общей химии.
Д)Строение
атомов
и
молекул.
Основные
квантово-механические
представления об образовании химических связей.
Е)Основные классы неорганических веществ. Номенклатура неорганических
соединений.
Ж)Основы химической термодинамики и её использование в неорганической
химии.
З)Растворы. Электрическая диссоциация .
И)Комплексные соединения.
Химия простых соединений элементов.
К)Основные методы изучения структуры и свойств неорганических веществ.
Л)Роль неорганической химии в решении экологических проблем.
М)Основные положения техники безопасности при работе с неорганическими
соединениями.
2) Приобретение студентами следующих умений и практических навыков (для):
А) Проведение реакций синтеза наиболее важных неорганических соединений.
Б) Определения наиболее вероятных свойств вещества на основе его
элементного состава и структура.
С) Определения элементного состава и свойства по данным различных физикохимических методов.
Перечень знаний, умений и навыков, приобретаемых в ходе изучения
курса.
В результате изучения курса студент должен з н а т ь:
- основные законы и концепции химии;
- современные представления о строении вещества;
- основные термодинамические и кинетические закономерности
химических процессов;
4
- свойства химических элементов и их соединений в связи с положением
элемента в периодической системе Д.И.Менделеева.
у м е т ь:
- выполнять подготовительные и основные операции при проведении
химического эксперимента;
- проводить взвешивание и работать на современных приборах,
предназначенных для химических и физико-химических исследований;
- рассчитывать соотношение компонентов и готовить растворы заданной
концентрации;
б ы т ь о з н а к о м л е н:
- с применением химических концепций, закономерностей и расчетов при
решении практических задач.
Пререквизиты: набор навыков и знаний, необходимых для освоения
изучаемого курса
Необходимым условием для успешного изучения химии в высшей школе
является знание программы школьного курса химии: основных понятий,
законов, умение составлять формулы химических соединений, писать
уравнения химических реакций, выполнять математические действия.
Постреквизиты: перечень дисциплин, в которых используются знания
изучаемого курса
Знания, практические навыки и умения, полученные при изучении курса
неорганической химии, требуются для дальнейшего изучения дисциплин
химического цикла, в частности органической, аналитической,
биологической химии
5
1
Неделя 1
Кредит- час 1
Лекция №1
Тема : Введение. Место химии среди естественнонаучных дисциплин
План лекции:
1. Предмет и задачи химии. Её связь с другими науками.
2. Значение химии для подготовки специалистов сельского хозяйства. Химизация
сельского хозяйства.
1. Основные понятия химии.
2. Основные законы химии: закон сохранения массы веществ и энергии, закон
постоянства состава, закон эквивалентов, закон Авогадро.
Литература.
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Ознакомление с темой и подготовка к практической работе по предлагаемым
вопросам.
Кредит час 2.
Тема: Предмет химии.
План лекции:История химии. Физические и химические превращения веществ.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Ознакомление с темой и подготовка к практической работе по предлагаемым
вопросам.
Кредит час 3.
Тема: Основные законы и понятия химии.
План лабораторного занятия: Основные понятия и законы стехиометрии. Химический
анализ. Понятие о химическом элементе.
2
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Ознакомление с темой. Подготовка индивидуального задания.
Кредит час 4.
Тема: Правила техники безопасности при работе в химической лаборатории и
химическая посуда.
План практического занятия: Знакомство с посудой и оборудованием химической
лаборатории и правилами техники безопасности при работе в химической
лаборатории.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Зарисовать химическую посуду.
Неделя №2:
Кредит час 1
Тема: Основные понятия и законы химии.
План лекции: Газовые законы.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Атомно – молекулярное учение. Строение атома. (1)
План лекции: Основные понятия о строении атомов.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3.
Тема: Атомно – молекулярное учение. Строение атома. (2)
План лекции: Квантовая теория энергии образования и разложения. Электронно –
энергетические уровни атома. Химическое и биологическое содержание теории
строения атома. Постулаты атомно-молеулярного учения.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
a.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час4
4
Тема: Основные понятия и законы химии.
План практического занятия: Решение задач и упражнений по теме Газовые законы
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение дополнительных задач.
3 Неделя
Кредит час 1-2
Тема: Периодический закон и периодическая система химических элементов
Д.И.Менделеева.
План лекции: Периодический закон Д.И.Менделеева как основа развития
неорганической химии. Периодическая система элементов Д.И.Менделеева и
электронное
строение атома. Периодический закон и биогенные элементы,
перспективы развития периодической системы.
Открытие Д.И.Менделеевым периодического закона и
периодической системы
химических элементов. Значение периодического закона Д.И.Менделеева.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
Тема: Периодический закон Д.И. Менделеева. (1)
План практического занятия: Открытие Д.И.Менделеевым периодического закона и
периодической системы химических элементов. Структура периодической системы
химических элементов: периоды, ряды, группы, подгруппы.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
5
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 4
Кредит час 1
Тема: Природа химической связи. (1)
План лекции: Качественные характеристики химической связи: длина связи, энергии
связи, валентные углы. Изменение этих характеристик в рядах сходных веществ.
Ковалентная связь. Основные положения метода валентных связей. Свойства
ковалентной связи. Ионная связь как крайний случай поляризации ковалентной связи.
Металлическая связь. Межмолекулярные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса.
Донорно-акцепторное взаимодействие. Водородная связь. Биологическая роль
водородной связи.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Природа химической связи. (2)
План лекции: Применение теории химической связи в биологии и химии.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
6
Кредит час 3-4
Тема: Природа химической связи. (1)
План лабораторного занятия: Качественные характеристики химической связи: длина
связи, энергии связи, валентные углы. Изменение этих характеристик в рядах сходных
веществ. Ковалентная связь. Основные положения метода валентных связей. Свойства
ковалентной связи. Ионная связь как крайний случай поляризации ковалентной связи.
Металлическая связь. Межмолекулярные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса.
Донорно-акцепторное взаимодействие. Водородная связь. Биологическая роль
водородной связи. Применение теории химической связи в биологии и химии.
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 5
Кредит час 1
Тема: Окислительно-восстановительные реакции. (2)
План
лекции: Окислительно-восстановительные реакции, их типы. Условия
протекания окислительно-восстановительных реакций. Основные окислители и
восстановители. Методы построения окислительно - восстановительных реакций.
Окислительно-восстановительный потенциал.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
7
Тема: Окислительно-восстановительные реакции. (3)
План лекции: Понятие об электролизе. Электролиз в электролитном растворе.
Перезарядка анионов и катионов в процессе электролиза. Электролиз на растворимых
и нерастворимых анодах
Коррозия металлов. Понятие о коррозии. Типы коррозии. Методы предохранения
металлов от коррозии. Процессы окислительно-восстановительных реакций
протекающих в природе.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
Тема: : Окислительно-восстановительные реакции. (3)
План лабораторного занятия : Степень окисления атомов в соединении. Основные
положения теории окислительно-восстановительных реакций. Важнейшие окислители
и восстановители. Влияние среды на характер протекания окислительновосстановительных реакций.
Классификация окислительно-восстановительных
реакций. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций: метод
электронного баланса и ионно-электронный метод. Вычисление эквивалентов в
окислительно-восстановительных реакциях.
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 6
Кредит час 1
Тема: Основы химической кинетики.
8
План лекции: Скорость химической реакции и факторы, влияющие на нее. Закон
действия масс, константа скорости реакции. Зависимость скорости реакции от
температуры. Правило Вант-Гоффа. Гомогенный и гетерогенный катализы.
Ферментативный катализ. Понятие о механизме каталитических реакций. Цепные
реакции. Работы Н.Н.Семенова.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Химическое равновесие.
План лекции: Химическое равновесие, константа равновесия Смещение химического
равновесия. Принцип Ле-Шателье. Применение законов равновесия к живым
организмам.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
Тема: Основы химической кинетики.
План лабораторного занятия: Скорость химической реакции и факторы, влияющие на
нее. Закон действия масс, константа скорости реакции. Зависимость скорости реакции
от температуры. Правило Вант-Гоффа. Гомогенный и гетерогенный катализы.
Ферментативный катализ. Понятие о механизме каталитических реакций. Принцип ЛеШателье. Применение законов равновесия к живым организмам.
9
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 7
Кредит час 1-2
Тема. Основы химической термодинамики (1)
План лекции. Энтальпия и внутренняя энергия. Термохимические понятия. Энтропия
и энергия Гиббса. 1 и 2 законы термодинамики
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
Тема. Основы химической термодинамики (1)
План лабораторного занятия : Энтальпия и внутренняя энергия. Термохимические
понятия. Энтропия и энергия Гиббса. 1 и 2 законы термодинамики
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
СРСП1-2: Коллоквиум. 1-й текущий контроль..
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 8
Кредит час 1
10
Тема: Растворы и коллоиды.
План лекции: Способы получения растворов. Понятие об истинных растворах.
Коллоидные системы и их свойства.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Методы определения состава истинных растворов.
План лекции. Методы определения концентрации истинных растворов и их
приготовление.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3
Тема: Растворы неэлектролиты.
План лабораторного занятия: Дисперсные системы и их типы. Общие физические
свойства растворов.
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
11
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 4
Тема: Методы определения состава истинных растворов.
План лабораторного занятия:. Методы определения
растворов и их приготовление.
концентрации истинных
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Неделя. № 9
Кредит час 1
Тема: Растворы электролиты и теория электролитической диссоциации. (1)
План лекции: Константа и степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2.
Тема: Растворы электролиты и теория электролитической диссоциации.
План лекции. Ионное произведение воды. Водородный показатель, рН.
.
.Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
12
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
Тема: Ионно- обменные реакций.Гидролиз.
План лабораторного занятия Растворы – электролиты и неэлектролиты.
Вычисление задач на степень и константу диссоциации. Упражнения показывающие
различия растворов электролитов и неэлектролитов. : Ионно- обменные реакций.
Понятие о гидролизе и его типы.
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 10
Кредит час 1-2
Тема: Основные классы неорганических соединений. Комплексные соединения. (1)
План практического занятия: Способы образования неорганических соединений.
Характеристика основных классов неорганических соединений. Понятие
о
комплексных соединениях.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
13
Кредит час 3-4
Тема: Основные классы неорганических соединений. Комплексные соединения. (2)
План лабораторного занятия: Правила проведения, получения и изучения свойств
классов.
Литература:
1.Глинка Н.А. Общая химия. Л.: «Химия» 1982 ж.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Л.: «Химия» 1988
3.Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т. 1-3М.: «Химия» 1970
4.Фролов В.В. Практикум по неорганической химии. М.: «ВШ» 1975 г.
5.Бабич Л.В.. Практикум по неорганической химии. М.: 1971 г, 1991 г.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 11
Кредит час 1
Тема: Химические элементы биосферы.
План лекции: Понятие о биосфере. Биогеохимический цикл основных элементов.
Литература:
1.Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
2.Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
1. В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
2. Контроль химических и биологических параметров окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
3. Инструкция по нормированию выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу.2000
6. Экологическй кодекс Республики Казахстан от 09. 01.2007
7. .Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
8..Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
9..В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
10.Контроль
химических
и
биологических
параметров
окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Биогенные, механические, техногенные миграции элементов.
14
План лекции: Получение живого вещества. Образование органичесикх веществ.
Биология ландшафта. Геологическая роль воды. Состав эллювия и дэлювия. Значение
техногенной миграции..
Литература:
1.Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
2.Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
4. В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
5. Контроль химических и биологических параметров окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
6. Инструкция по нормированию выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу.2000
6. Экологическй кодекс Республики Казахстан от 09. 01.2007
7. .Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
8..Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
9..В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
10.Контроль
химических
и
биологических
параметров
окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3
Тема: Химия в системе «Общество - природа».
План лабораторного занятия: Двойная роль химического произвдства в системе
«Общество - природа».
Литература:
1.Экологическй кодекс Республики Казахстанот 09. 01.2007
2.Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
3.Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
4.В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
5.Контроль химических и биологических параметров окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
15
Тема Химическая экология и проблемы охраны окружающей среды.
План практического занятия :Общая характеристика атмосферы. Состав атмосферы.
Основные разделы защиты атмосферы. Химические процессы на верхних слоях
атмосферы. Озоновый слой и его разрушение. Другие источники загрязнения.
Проблемы чистой атмосферы в Казахстане. Понятие о химической экологии
окружающей среды. Химические методы при исследовании природных объектов.
Литература:
1.Экологическй кодекс Республики Казахстанот 09. 01.2007
2.Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
3.Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
4.В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
5.Контроль химических и биологических параметров окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
СРСП1-2: Защита индивидуального задания.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 12
Кредит час 1
Тема: Химическая экология атмосферы.
План лекции: Общая характеристика атмосферы. Состав атмосферы. Основные
разделы защиты атмосферы. Химические процессы на верхних слоях атмосферы.
Озоновый слой и его разрушение. Другие источники загрязнения. Проблемы чистой
атмосферы в Казахстане.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2.А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по экологической экспертизе.Уральск.2003.
3. Сборник методичек расчетов выбросов в атмосферу.Загрязняющие вещества
различных производств.М, Гидрометиздат. 1986.
4. Н 4286-87.Временный классификатор токсичных промышленных отходов и
методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных
отходов.М..,Минздрав СССР, 1987.
5. РНД.52.04.186-89.Руководство по контролю загрязнений атмосферы.
М..,Гидрометеоиздат,1991.
6. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
7. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
16
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Химические изменения в атмосфере.
План лекции: Понятие кислотных дождей. Характеристика загрязнителей. Причины
образования кислотных дождей. Природные и антропогенные причины образования
соединений азота, фтора, хлора. Атмосферные причины образования кислотных
дождей. Особенности образования кислотных дождей. Состав кислотных дождей.
Кислотные дожди и леса. Сельское хозяйство и кислотные дожди. Трансформация
кислотных дождей. Методы контроля загрязнения и очистки атмосферы.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2.А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по экологической экспертизе.Уральск.2003.
3. Сборник методичек расчетов выбросов в атмосферу.Загрязняющие вещества
различных производств.М, Гидрометиздат. 1986.
4. Н 4286-87.Временный классификатор токсичных промышленных отходов и
методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных
отходов.М..,Минздрав СССР, 1987.
5. РНД.52.04.186-89.Руководство по контролю загрязнений атмосферы.
М..,Гидрометеоиздат,1991.
6. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
7. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час3- 4
Тема: Химическая экология атмосферы.
План лабораторного занятия:Состав атмосферы. Основные разделы защиты
атмосферы. Методы контроля загрязнения и очистки атмосферы.
Литература:
1. Сборник методичек расчетов выбросов в атмосферу.Загрязняющие вещества
различных производств.М, Гидрометиздат. 1986.
2. Н 4286-87.Временный классификатор токсичных промышленных отходов и
методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных
отходов.М..,Минздрав СССР, 1987.
3. РНД.52.04.186-89.Руководство по контролю загрязнений атмосферы.
М..,Гидрометеоиздат,1991.
17
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя №13
Кредит час 1
Тема: Химическая экология гидросферы. (1)
План лекции. Роль и распространение воды на Земле. Проблемы воды в Казахстане.
Вода – одна из природных богатств.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Химическая экология гидросферы.(2)
План лекции: Органические вещества и их трансформация. Методы контроля
загрязнения водных источников.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
18
Тема: Очиска и контроль текучих вод.
План лабораторного занятия: типы контроля и методы очистки текучих вод.
Литература:
1.А.Б.Ниязбекова.
Т.И.Чуб.
Практикум
по
экологической
экспертизе.Уральск.2003.
2. ГОСТ 17.1.3.07-82.Охрана природы.Гидросфера.Правила контроля качества
водоемов и водотоков.
3. ГОСТ. 17.1.5.04-84. Охрана природы.Гидросфера.Приборы и устройства для
отбора проб, первичной обработки и хранения проб природных вод.Общие
технические условия.
4. ГОСТ. 17.1.5.05-85. Охрана природы.Гидросфера.Общие требования к отбору
проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков.
СРСП1-2: Составление конспекта по данной теме.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя № 14
Кредит час 1
Тема: Химическая экология литосферы.
План лекции: основные химические элементы в земной коре. Горные породы и
минералы.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Органические вещества (компоненты) почв.
План лекции: Почва – биопостное вещество. Почва и человек. Органические
вещества почвы и его содержание. Методы определения и очистки химического
загрязнения почв.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
19
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3-4
Тема: Методы определения и очистки химического загрязнения почв.
Адсорбционные свойства почв.
План лабораторного занятия: Понятие об адсорбции. Адсорбционные свойства почв
Методы определения и очистки химического загрязнения почв.
Литература:
1.А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по экологической экспертизе.Уральск.2003.
2. ГОСТ. 17.4.3.01-83.Охрана природы.Почвы.Расположение пробных площадок.
3.ГОСТ.17.4.4..02.-84.Охрана природы.Почвы.Методы отбора и подготовки проб
для химического, бактериологического и гельминтологического анализа.
4. ГОСТ.17.4.2.01-81. .Охрана природы.Почвы.Показатели,подлежащие контролю.
5. ГОСТ.17.4.3.06-86. .Охрана природы.Почвы.Устойчивость почвы к загрязнению.
СРСП1-2: Защита индивидуального задания.
СРС1-2: Выполнение индивидуального задания.
Неделя №15
Кредит час 1
Тема: Химическое производство и охрана биосферы.
План лекции: форма и распространение металлов в природе. Пути получения
металлов: пирометаллургия, гидрометаллургия, электрометаллургия. Загрязнение
почв нефтью.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 2
Тема: Малоотходные и безотходные химические производства.
20
План лекции: Малоотходные и безотходные химические производства. Их
значения.Загрязнения природных обьектов нефтью и нефтепродуктами.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
СРСП: Защита индивидуального задания.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 3
Тема: Малоотходные и безотходные химические производства.
План лекции: Малоотходные и безотходные химические производства. Их
значения.Загрязнения природных обьектов нефтью и нефтепродуктами.
Литература:
1.А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по экологической экспертизе.Уральск.2003.
2. ГОСТ. 17.4.3.01-83.Охрана природы.Почвы.Расположение пробных площадок.
3.ГОСТ.17.4.4..02.-84.Охрана природы.Почвы.Методы отбора и подготовки проб
для химического, бактериологического и гельминтологического анализа.
4. ГОСТ.17.4.2.01-81. .Охрана природы.Почвы.Показатели,подлежащие контролю.
5. ГОСТ.17.4.3.06-86. .Охрана природы.Почвы.Устойчивость почвы к загрязнению
СРСП: Составление конспекта по данной теме.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Кредит час 4
Тема: Один из факторов загрязнения – радионуклиды.
План лабораторного занятия: Природные и искуственные радионуклиды. Загрязнение
радионуклидами окружающей среды.
Литература:
1.А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по экологической экспертизе.Уральск.2003.
2. ГОСТ. 17.4.3.01-83.Охрана природы.Почвы.Расположение пробных площадок.
3.ГОСТ.17.4.4..02.-84.Охрана природы.Почвы.Методы отбора и подготовки проб
для химического, бактериологического и гельминтологического анализа.
4. ГОСТ.17.4.2.01-81. .Охрана природы.Почвы.Показатели,подлежащие контролю.
5. ГОСТ.17.4.3.06-86. .Охрана природы.Почвы.Устойчивость почвы к загрязнению.
СРСП: 2-й текущий контроль..
СРС: Подготовка к экзамену.
21
1.7 Список литературы:
Основная:
1. Князев Д.А., Смарыгин С.Н. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1999. –
430 с.
2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1992.
– 592 с.
4. Угай Я.А. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1989. – 463 с.
5. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987. –
464 с.
6. Некрасов Б.В. Учебник общей химии. – М.: Химия, 1981. – 560 с.
7. Платонов Ф.П., Дейкова З.Е. Практикум по неорганической химии: Учеб. пособие
для с.-х. и биол. специальностей вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа,
1985. – 255 с.
8. Н.Л. Глинка. Задачи и упражнения по общей химии. – Л.: Химия, 1994.
9. Ахметов Н.С., Азизова М.К., Бадыгина Л.И. Лабораторные и семинарские занятия
по общей и неорганической химии. - М.: Высшая школа, 2003. – 367 с.
10. Любимова Н.Б. Вопросы и задачи по общей и неорганической химии. - М.:
Высшая школа, 1999.
11. Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю., Логинова Г.П. Неорганическая химия в вопросах. –
М.: Химия, 1991. – 256 с.
12. Грандберг И.И Органическая химия – М.: Высш.шк., 1988.
13. Веремеев Л.А., Симонов В.А.
Краткий практикум по органической
химии – Минск, Колос. 1966.
14. Грандберг И.И Практические работы и семинарские занятия по органической
химии – М.: Высш.шк., 1978.
15. Практикум по общей и неорганической химии под ред. Н.П.Павлова, В.И. Фролова,
2-е изд-е М.:Дрофа, 2002
16. Д.У. Бегалиева Практикум по химии А: КАТиК, 2004
17. Л.В. Бабич, С.А. Балезин, Ф.Г. Гликина Практикум по неорганической химии М.:
Просвещение, 1991
Дополнительная:
1. Браун Т., Лемей Г. Ю. Химия – в центре наук: В 2-х частях. Пер. с англ. – М.: Мир,
1983. Ч. 1 – 448 с. Ч 2 - 520 с.
2. А.П. Гаршин. Неорганическая химия в схемах, рисунках, формулах, химических
реакциях. – СПб.: Лань, 2000. – 288 с.
3. Рэмсден Э.Н. Начала современной химии: Справ. изд.: Пер. с англ. – Л.: Химия,
1989. – 784 с.
4. Фриман М. Химия в действии: В 2-х частях. Пер. с англ. – М.: Мир, 1991. Ч. 1 – 528
с. Ч 2 - 622 с.( химия элементов)
22
5. И.Г. Хомченко. Общая химия. – М.: Новая волна, 1999. – 464 с.
6. Дорофеев А.И., Федотова М.И. Практикум по неорганической химии. – Л.: Химия,
1990. – 240 с.
7. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов:
Учеб. пособие для вузов./Бабков А.В., Попков В.А., Пузаков С.Л., Трофимова Л.И. Под
ред. Попкова В.А., Бабкова А.В. – М.: Высш. шк., 2001. – 237 с.
8. Жанабаева А.К., Шалгымбаев С.Г., Мендалиева Д.К. Периодическая система и
строение вещества: Учеб. пособие. – Алматы, 2003. – 52 с.В.А. Бурахта, С.Г. 9.
Мендалиева Д.К. и др. Химия элементов V группы: Учеб. пособие. – Алматы, 2003. –
51 с.
10. Бурахта В.А., Айтуганова С.Г., Л.И. Хасаинова. Лабораторный практикум по
химии. – Уральск, 2000. –70 с.
11. Бурахта В.А., Таренова К.Х., Байгалиева Б.С., Айтуганова С.Г., Нигметова Б.К.
Методическое пособие для программированного контроля занаий студентов по
неорганической химии. – Уральск, 1994. –145 с.
12. Баркан Я.Г. Органическая химия – М.: Высш.шк., 1973.
13. Артеменко А.И. Органическая химия - М.: Высш. шк., 1998 – 544 с.
14. Бурахта В.А., Айтуганова С.Г., и др. Методическое пособие для
тестового
контроля знаний студентов по органической химии (для очного и заочного обучения).
– Уральск, 1995 – 150 с.
Периодическая:
Реферативные журналы по разделам химии
3.
№
ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ И ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ
ЗАДАНИЙ ПО ПРЕДМЕТУ.
Вид работ
Содержание
Время
и цель
Используемая
приготовления
задания
литература
и срок сдачи
1
Реферат
Доклад по
теме
Связано с
темой
семинара
6 неделя
14 неделя
2
Домашнее
задание
Подготовка
доклада
Связано с
темой
семинара
По
практическому
заданию
23
Балл
5%
(выдается
в
домашнем
занятии)
0,4
(выдается
в
домашнем
занятии)
Вид
контроля
Реферат и
доклад
Ответ на
семинаре
3
Контрольная Определение Связано с
работа
и
темой
знакомство
семинара
3 неделя
6 неделя
9 неделя
12 неделя
4%
4
Коллоквиум
Проверка
знаний
7 пта
15 неделя
5%
5
Экзамен
Итоговая
проверка
знаний
Связано с
темой
семинара и
лекции
Тест
ГЛОССАРИЙ
Общая химия
Составитель Ниязбекова А.Б.
На казахском
1
Температура
Қысым
Көлем
Моль
Пән
Молекула
Теңдеу
Индекс
Коэффициент
Заң
Салыстырмалы атомдық
масса
Салыстырмалы
молекулалық масса
Мольдік масса
Атом
Периодтық заң
Периодтық жүйе
Энтропия
Энтальпия
Химиялық байланыс
Радиоактивтілік
На русском
2
Температура
Давление
Объем
Моль
Предмет
Молекула
Уравнение
Индекс
Коэффициент
Закон
Относительная атомная
масса
Относительная
молекулярная масса
Молярная масса
Атом
Периодический закон
Периодическая система
Энтропия
Энтальпия
Химическая связь
Радиоактивность
24
На английском
3
Ответ на
вопросы
задания,
задачи и
упражнения
Проверка
письменного
задания
Химиялық элемент
Бейорганикалық
қосылыстар
Тотығу-тотықсыздану
реакциялар
Тотықтырғыш
Тотықсыздандырғыш
Металдар
Биметалдар
Кешенді косылыстар
Реакцияның
жылдамдығы
Инертті газдар
Лантаноидтар
Актиноидтар
Ерітінділер
Тұздардың гидролизі
Электролиттік
диссоциация
Концентрация
Буфферлік ерітінділер
Электролиз
Гальваникалық элемент
Катод
Анод
Катиондар
Аниондар
Қышқылдар
Негіздер
Тұздар
Оксидтер
Негізгі топша
Қосымша топша
Периодтар
Эквивалент
Химический элемент
Неорганические
соединения
Окислительновосстановительные
реакции
Окислитель
Восстановитель
Металлы
Неметаллы
Комплексные
соединения
Скорость реакции
Инертные газы
Лантаноиды
Актиноиды
Растворы
Гидролиз солей
Электролитическая
диссоциация
Концентрация
Буфферные растворы
Электролиз
Гальванический элемент
Катод
Анод
Катионы
Анионы
Кислоты
Основания
Соли
Оксиды
Основная подгруппа
Побочная подгруппа
Периоды
Эквивалент
25
4. КАРТА УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
Карта обеспеченности дисциплины литературой
Кафедра Химия тьютор Ниязбекова Актоты Болатовна
(аты-жөні)
Дисциплина
Экология
(название дисциплины)
Количество кредитов: 4
Наличие
№
1
1
2
3
4
Название
литературы
2
Некрасов Б.В.
«Основы общей
химии». Москва
«Просвещение»,
1970
Николаев Л.А.
«Неорганическая
химия». Москва
«Просвещение»,
1982
Глинка Г.Л.
«Задачи и
упражнения по
общей химии».
Ленинград
«Химия», 1988
Ахметов Н.С.
«Общая
В
библиоте
ке
На
кафедре
3
10
4
-
12
15
12
Обеспечен
ности
студентов
(%)
5
2
Электро
ная
версия
6
-
-
10
-
4
-
26
Примечан
ие
7
5
6
неорганическая
химия». Москва
Высшая школа,
1981
Бабич
Л.В.,Балезин
С.А. «Практикум
по
неорганической
химии». Москва
Просвещение,
1983
Карапетьянц
Л.А., Дранин
С.И. «Общая и
неорганическая
химия». Москва
«Химия», 1981
10
10
6
-
7
-
5. КОНСПЕКТЫ ПО ПРЕДМЕТУ ХИМИЯ
Неделя 1
Кредит- час 1-2
Тема: Введение. Место химии среди естественнонаучных дисциплин. Предмет химии.
История химии
Химия-наука о веществах и процессах их превращения , при которых происходит
изменение состава и структуры.
Современная химия-это производство синтетических полимеров и волокон ,
высокопрочных сталей и антикоррозионных материалов, химических удобрений и
средств защиты растений, переработка нефти и газа, создание высокоэффективных
лекарственных препаратов и средств защиты и охраны окружающей среды.
В то же время современная химия-это глубокие теоретические исследования
процессов и явлений, которые служат основой для создания передовых технологий и
новых материалов, развитие новых направлений химической науки.
Любой образец вещества характеризуется не только таким количественными
показателями, как масса, количество вещества,но и объемом. Особенно важны
измерения объемов для газов.
Закон Авогардо:
27
В равных объемах различных газов приодинаковых условиях содержится одинаковое
число молекул. Из Авогадро вытекают два важных следствия.
Одинаковое число молекул разных газов при одинаковых условиях будет занимать
одинаковый объем.
Относительная плотность газов-величина, показывающая, во сколько раз один газ
тяжелее (легче) другого, т.ею во сколько раз плотность одного газа больше (меньше)
плотности другого.
Определенный вид атомов, характеризующийся одинаковым положительным зарядом
ядра, называется химическим элементом.
Следовательно, свойства всех атомов одного и того же элемента одинаковы и
отличаются от свойств атомов других элементов. Атом- носитель свойств химического
элемента.Элементы, называемые благородными газами , обычно находятся в виде
изолированных.
Литература:
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
5. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
6. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
Неделя №2:
Кредит час 1-2
Тема: Основные понятия и законы химии. Газовые законы.
Литература:
3.
4.
5.
Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743 с.
Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987. – 464 с.
Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1992. – 592 с.
3 Неделя
Кредит час 1-2
Тема: Периодический закон и периодическая система химических элементов
Д.И.Менделеева.
Периодичность и атомная структура. Квантовая теория Бора строения атома
развивалась в течение двух десятилетий после 1913. Предложенное Бором «квантовое
число» стало одним из четырех квантовых чисел, необходимых для характеристики
энергетического состояния электрона. В 1925 В.Паули сформулировал свой
знаменитый «принцип запрета» (принцип Паули), согласно которому в атоме не может
быть двух электронов, у которых бы все квантовые числа были одинаковые. Когда этот
принцип применили к электронным конфигурациям атомов, периодическая таблица
приобрела физическое обоснование. Так как атомный номер Z, т.е. положительный
28
заряд ядра атома, возрастает, то и количество электронов должно возрастать для
сохранения электронейтральности атома. Эти электроны определяют химическое
«поведение» атома. Согласно принципу Паули, по мере увеличения значения
квантового числа электроны заполняют электронные слои (оболочки) начиная с
ближайших к ядру. Завершенный слой, который заполнен всеми электронами в
соответствии с принципом Паули, является наиболее стабильным. Поэтому
благородные газы, такие, как гелий и аргон, имеющие полностью завершенные
электронные структуры, устойчивы к любому химическому воздействию.
Электронные конфигурации. В следующей таблице приведены возможные количества
электронов для различных энергетических состояний. Главное квантовое число n = 1,
2, 3, ... характеризует энергетический уровень электронов (1-й уровень располагается
ближе к ядру). Орбитальное квантовое число l = 0, 1, 2, ..., n – 1 характеризует
орбитальный момент импульса. Орбитальное квантовое число всегда меньше главного
квантового числа, а максимальное его значение равно главному минус 1. Каждому
значению l отвечает определенный тип орбитали – s, p, d, f... (это обозначение
происходит от спектроскопической номенклатуры 18 в., когда различные серии
наблюдаемых спектральных линий назывались sharp, principal, diffuse и fundamental).
Короткие и длинные периоды. Низшая полностью завершенная электронная оболочка
(орбиталь) обозначается 1s и реализуется у гелия. Следующие уровни – 2s и 2p –
соответствуют застройке оболочек атомов элементов 2-го периода и при полной
застройке, у неона, содержат в сумме 8 электронов. С увеличением значений главного
квантового числа энергетическое состояние низшего орбитального числа для большего
главного может оказаться ниже энергетического состояния наиболее высокого
орбитального квантового числа, соответствующего меньшему главному. Так,
энергетическое состояние 3d выше, чем 4s, поэтому у элементов 3-го периода
происходит застройка 3s- и 3p-орбиталей, заканчиваясь формированием устойчивой
структуры благородного газа аргона. Далее происходит последовательная застройка
4s-, 3d- и 4p-орбиталей у элементов 4-го периода, вплоть до завершения внешней
устойчивой электронной оболочки из 18 электронов у криптона. Это и приводит к
появлению первого длинного периода. Аналогично происходит застройка 5s-, 4d- и 5pорбиталей атомов элементов 5-го (т.е. второго длинного) периода, завершаясь
электронной структурой ксенона.
Лантаноиды и актиноиды. Последовательное заполнение электронами 6s-, 4f-, 5d- и
6p-орбиталей у элементов 6-го (т.е. третьего длинного) периода приводит к появлению
новых 32 электронов, которые формируют структуру последнего элемента этого
периода – радона. Начиная с 57 элемента, лантана, последовательно располагаются 14
элементов, мало отличающихся по химическим свойствам. Они образуют серию
лантаноидов, или редкоземельных элементов, у которых застраивается 4f-оболочка,
содержащая 14 электронов.
Серия актиноидов, которая располагается за актинием (атомный номер 89),
характеризуется застройкой 5f-оболочки; она также включает 14 элементов, весьма
29
близких по химическим свойствам. Элемент с атомным номером 104 (резерфордий),
следующий за последним из актиноидов, уже отличается по химическим свойствам: он
является аналогом гафния. Для элементов за резерфордием приняты названия: 105 –
дубний (Db), 106 – сиборгий (Sg), 107 – борий (Bh), 108 – хассий (Hs), 109 – мейтнерий
(Mt).
Применение периодической таблицы. Знание периодической таблицы позволяет
химику предсказывать с определенной степенью точности свойства любого элемента,
прежде чем он приступит к работе с ним. Металлурги, например, считают
периодическую таблицу полезной для создания новых сплавов, так как, используя
периодическую таблицу, можно заменить один из металлов сплава, подобрав ему
замену среди его соседей по таблице так, что с определенной степенью вероятности не
произойдет значительного изменения свойств образующегося из них сплава.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
Неделя № 4
Кредит час 1-2
Тема: Природа химической связи.
Качественные характеристики химической связи: длина связи, энергии связи,
валентные углы. Изменение этих характеристик в рядах сходных веществ.
Ковалентная связь. Основные положения метода валентных связей. Свойства
ковалентной связи. Ионная связь как крайний случай поляризации ковалентной связи.
Металлическая связь. Межмолекулярные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса.
Донорно-акцепторное взаимодействие. Водородная связь. Биологическая роль
водородной связи. Химическая связь- это совокупность сил , действующих между
атомами или группой атомов. В результате действия этих сил образуются молекулы.
Химическая связь, осуществляемая за счет образования общих для
взаимодействующих атомов электронных пар, называется ковалентной связью.
Ковалентная связь в других молекулах образуется таким же путем как и в молекуле
водорода. Для каждый связи необходимо пара элементов следовательно необходимо
два неспаренных электрона – по одному от каждого атома.
Металлическая связь.
В атомах элементов-металлов есть одна важная особенность: валентных электронов
намного меньше , чем свободных орбиталей.Это создает условия для свободного
перемещения электронов по орбиталями разных атомов одного и того же металла.
Вследствие невысокой энергии ионизации атомы металла легко воздействуют на
соседние аналогичные атомы, перетягивая к себе их электроны, которые тут же могут
30
быть либо оттянуты обратно, либо перейдут к другому соседнему атому.Таким
оброзом, внутри образца металла происходит непрерывное движение электронов от
атома к атому.
Водородная связь.
Существование веществ в различных агрегатных состояниях свидетельствует о том,
что между частицами имеет место взаимодействие. Обусловленное Ван-дерваальсовыми силами притяжения.
Литература:
1.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743 с.
2.Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
Неделя № 5
Кредит час 1-2
Тема: Окислительно-восстановительные реакции, их типы. Условия протекания
окислительно-восстановительных реакций. Основные окислители и восстановители.
Методы построения окислительно - восстановительных реакций. Окислительновосстановительный потенциал.
Окислительно - восстановительные реакций. Основные окислители и
восстановители. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.
Окислительно-восстановительные потенциалы.
Условный электрический заряд, который приписывает атому при допущений, что
молекула построено по ионному типу называется степенью окислению.
Реакции, сопроваждающиеся переходом электронов от одних атомов к другим
атомам, в результате которых изменяется состояние окисления атомов, называются
окислительно-восстановительными реакциями.
Понятие об электролизе. Электролиз в электролитном растворе. Перезарядка анионов
и катионов в процессе электролиза. Электролиз на растворимых и нерастворимых
анодах
Окислительно-восстановительные реакции. Эти реакции сопровождаются переносом
электронов между ионами, атомами или соединениями и могут быть представлены
следующим образом:
О соединении, которое отдает электроны, говорят, что оно окисляется; его называют
восстановителем. Соединение, принимающее электроны, восстанавливается и является
окислителем. Наиболее распространенные примеры окисления – реакции с участием
элементного кислорода, например ржавление железа или горение любых горючих
веществ. Уравнение горения магния имеет вид
31
Примером окислительно-восстановительной реакции, протекающей без участия
кислорода, является взаимодействие металлического натрия с газообразным хлором:
Этот способ написания уравнения показывает, что оба элемента по окончании реакции
приобретают электронную конфигурацию инертного газа (на их внешних электронных
оболочках – по 8 электронов). Направление этой реакции можно изменить на
противоположное, приложив электрическое напряжение. Если пару электродов
(графитовых стержней) погрузить в расплав хлорида натрия и соединить с источником
постоянного тока, на отрицательном электроде произойдет реакция Na+ + e–  Na, а на
положительном – 2Cl–  Cl2 + 2e– (здесь е– – электрон). Этот процесс называют
электролизом. (Устройство для проведения электролиза – электролитическая ячейка.)
(14.15 Кб)
Процесс электролиза применяется для перезарядки свинцовых аккумуляторов и
нанесения металлических покрытий (например, серебрение). Окислительновосстановительные реакции удобно представлять в виде суммы двух полуреакций,
аналогичных тем, которые использовались для иллюстрации перемещения электронов
между ионами натрия и хлора. Каждая полуреакция характеризуется электродным
окислительно-восстановительным потенциалом, величиной которого определяется
легкость передачи электронов. Этот потенциал зависит не только от природы
соединения, но также от его концентрации, концентрации других веществ,
вступающих в реакцию, и от температуры. Численные значения этих потенциалов
обычно приводятся для конкретных условий: для растворенных веществ это
эффективная концентрация 1 М; для газов – давление 1 атм (или парциальное давление
1 атм для каждого из газов, участвующих в реакции); для плохо растворимых твердых
веществ и жидкостей – сами чистые твердые вещества и жидкости. В табл. 2
приведены значения стандартных потенциалов для некоторых распространенных
полуреакций, представленных в виде реакций восстановления. Отметим, что для
каждой полуреакции восстановленная форма вещества записывается в правой части
уравнения, а окисленная – в левой. Паре ион водорода/газообразный водород приписан
нулевой потенциал, потенциалы всех остальных пар измеряются по отношению к
нему. Таким образом, пара с положительным потенциалом содержит лучший, чем ион
водорода, окислитель, а пара, имеющая отрицательный потенциал, – лучший, чем
газообразный водород, восстановитель. Величина окислительной или
восстановительной способности вещества прямо пропорциональна стандартному
потенциалу.
32
Таблица 2. СТАНДАРТНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
(стандартные условия, 25° С)
Полуреакция
Потенциал, В
F2 + 2e–  2F–
2,87
H2O2 + 2H+ + 2e–  2H2O
1,78
Cl2 + 2e–  2Cl–
1,36
Cr2O72– + 14H+ + 6e–  2Cr3+ + 7H2O
1,33
MnO2 + 4H+ + 2e–  Mn2 + + 2H2O
1,23
Ag+ + e–  Ag
0,80
Cu+ + e–  Cu
0,52
Cu2+ + 2e–  Cu
0,34
Sn4+ + 2e–  Sn2+
0,15
2H+ +2e–  H2
0,00
Sn2+ +2e–  Sn
–0,14
Fe2+ + 2e–  Fe
–0,44
Zn2+ + 2e–  Zn
–0,76
Mg2+ + 2e–  Mg
–2,37
Na+ + e–  Na
–2,71
Li+ + e–  Li
–3,05
Таблицу 2 можно использовать для предсказания хода многих реакций. Нужно только
помнить, что если полуреакцию записывают в противоположном направлении, чем это
сделано в таблице, то ее потенциал следует брать с противоположным знаком. Обычно
реакции идут до конца, если сумма потенциалов двух полуреакций (потенциал ячейки)
положительна и превышает примерно 0,1 В. Если потенциал ячейки находится в
интервале от +0,1 до –0,1 В, то между реагирующими веществами устанавливается
равновесие, причем в реакционном объеме все они присутствуют в заметных
количествах. Если же потенциал ячейки ниже –0,1 В, то реакция, по существу, не идет.
Однако если полоску цинка погрузить в раствор, содержащий ион меди, будет
протекать реакция
33
Поскольку потенциал представляет собой большую положительную величину, реакция
идет до конца. Если же полоску меди поместить в раствор, содержащий ион цинка, то
реакция Cu + Zn2+  Cu2+ + Zn не произойдет из-за высокого отрицательного
потенциала ячейки (–1,10 В).
Если смешать растворы, содержащие бихромат-ион и ион марганца(II), то между
реагентами и продуктами установится равновесие, при этом оба иона и продукты
реакции – оксид марганца(II) и ион хрома(III) – будут присутствовать в достаточно
большой концентрации, поскольку потенциал этой реакции при стандартных условиях
составляет лишь 0,1 В.
Отметим, что правая и левая части уравнения первой полуреакции умножены на три,
чтобы получить число электронов, необходимое для второй полуреакции. Величина
потенциала от этого не изменяется. В обеих частях суммарного уравнения должно
быть одинаково не только число атомов каждого типа, но и суммарный электрический
заряд (в данном случае он равен +6).
В отличие от электролитической ячейки, во внешнюю цепь которой включен источник
тока, гальванический элемент сам вырабатывает электричество. Гальваническими
элементами являются, например, свинцовый автомобильный аккумулятор и батарейка
для карманного фонарика. Напряжение, которое дает элемент, определяется
потенциалами протекающих в нем полуреакций.
Реакции с перераспределением обобществленных электронов. Приведем несколько
примеров таких реакций:
Литература:
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
5. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
6. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
34
Неделя № 6
Кредит час 1-2
Тема: Основы химической кинетики.
Основы химический кинетики. Скорость химических реакций. Влияние концентрации
на скорость химических реакций. Влияние температуры на скорость химических
реакций. Понятие о катализаторе и катализаторах. Если в сосуде смещает два объема
водорода с одним объемом кислорода, то при нормальных условиях эти газы
бесконечно долго могут оставаться в низменном виде. Скорость реакции зависит от
многих факторов. На нее влияют: природа и концентрация исходных веществ,
давление, температура, катализатор, степень измельчения. При постоянной
температуре скорость химической реакции прямо пропорционально произведению
концентрации реагирующих веществ.
Химическое равновесие. Основные понятие химических равновесии. Смещение
химического равновесия. Принцип Ле - Шателье. Значение химических реакции.
Положение равновесия сохряняется сколь угодно долго при постоянных внешных
условиях. При изменений температуры системы или концентрации реагентов скорости
прямой и обратной реакции всегда меняются по разному. Принцип Ле- Шателье: Если
на систему, находящуюся в состоянии химического раствора, оказывается внешнее
воздействие, то положение равновесия смещается в ту сторону, который ослабляет
данное воздействие.
Реакции можно классифицировать, используя несколько схем, и каждая из них посвоему удобна. Здесь реакции разделены на три типа: ионные, в ходе которых ионы
удаляются из зоны реакции путем образования нерастворимого, газообразного или
ковалентно связанного продукта; окислительно-восстановительные, в которых
происходит перемещение электронов; реакции (в том числе реакции между кислотой
Льюиса и основанием Льюиса), сопровождающиеся перераспределением
обобществленных электронов.
Ионные реакции. Простые ионные реакции без переноса электронов происходят, когда
один из продуктов нерастворим (газ или твердое вещество) или является ковалентно
связанным веществом, остающимся в растворе. Ионную реакцию, продукт которой –
нерастворимое твердое вещество, можно представить в виде
Сами ионы в ходе реакции не претерпели никаких изменений, но теперь они прочно
удерживаются в кристаллической решетке.
Для предсказания хода таких реакций важно знать растворимость участвующих в них
веществ. Например, хлорид серебра плохо растворяется в воде, и можно сделать
вывод, что реакция
35
хотя и обратима, но равновесие сильно сдвинуто вправо. (Эту реакцию используют для
обнаружения ионов хлора или серебра в растворе, а также для их количественного
определения. См. также ХИМИЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ.) Ионы серебра могут
находиться в составе любого из растворимых соединений: в виде нитрата, сульфата,
ацетата и т.д.; ионы хлора могут быть компонентами таких солей, как соли натрия,
калия, бария или алюминия. Таким образом, приведенное выше уравнение можно
рассматривать как обобщенное представление реакции обменного разложения, когда
два реагента разлагаются и обмениваются своими составляющими. Например, это
могут быть такие реакции:
При образовании газообразного продукта вещество тоже выводится из зоны реакции.
Этот тип ионной реакции можно представить в следующем виде:
В данном случае ионы перестают существовать – из них образуются молекулы. В
качестве примера можно привести растворение карбоната в кислом растворе. Вместе с
образующимся газообразным диоксидом углерода из реакционной смеси уходят
углерод и кислород:
Реакции, в которых образуется ковалентно связанный (недиссоциирующий) продукт,
можно представить следующим образом:
К этому типу относятся реакции нейтрализации. Когда соединение, которое
диссоциирует с образованием ионов водорода (кислота), взаимодействует с
основанием (источником гидроксильных ионов), образуется вода. В молекуле воды все
атомы соединены ковалентными связями, поэтому реакция идет практически до конца
(ее константа равновесия равна 10–14). Реакцию нейтрализации можно записать в виде
Приведем примеры реакций нейтрализации с участием сильной (HCl) и слабой
(CH3COOH) кислот:
Скорость химической реакции и факторы, влияющие на нее. Закон действия масс,
константа скорости реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило
36
Вант-Гоффа. Гомогенный и гетерогенный катализы. Ферментативный катализ.
Понятие о механизме каталитических реакций. Цепные реакции. Работы
Н.Н.Семенова.
Литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
2. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
Неделя № 7
Кредит час 1-2
Тема. Основы химической термодинамики (1)
План лекции. Энтальпия и внутренняя энергия. Термохимические понятия. Энтропия
и энергия Гиббса. 1 и 2 законы термодинамики
Литература:
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
5. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1992. –
592
Неделя № 8
Кредит час 1-2
Тема: Растворы и коллоиды.
Способы получения растворов. Понятие об истинных растворах. Коллоидные системы
и их свойства.
Общие представления о растворах. Коллоиды. Причины возникновение растворов.
Коллоидные системы и их свойства. Термин раствор обычно используют для описания
гомогенных смесей, в которых составляющие компоненты равномерно распределены
по- всему объему.
Растворы- гомогенные системы переменного состава состоящие из двух или более
компонентов. Тот компонент который количественно приобладает и находится в том
же агрегатном состоянии, что и образующися раствор, называется растворителем.
Количественная характеристика растворов. Раствор с относительно низким
содержанием растворенного вещества называют разбавленным, а раствор с
относительно высоким содержанием растворенного вещества- концентрированным.
Молярная концентрация – количество растворенного вещества, содержащиеся в 1 дм3
37
раствора, и выражаеться моль\л. Чтобы приготовить раствор необходимо произвести
расчет, чтобы знать сколько брать того и другого.
Благодаря неравномерному распределению электрического заряда в молекулах, т.е.
наличию у них отрицательных и положительных «полюсов» (если говорить более
строго – дипольного момента), даже нейтральные в целом молекулы притягиваются
друг к другу. Сила этого притяжения зависит от степени локализации заряда и
определяет способность жидкостей растворять различные вещества. Как правило,
полярные молекулы достаточно сильно притягиваются друг к другу; именно поэтому
спирт и вода легко смешиваются. Взаимное притяжение неполярных молекул гораздо
слабее. Примерами неполярных соединений служат тетрахлорид углерода CCl4 и
углеводороды, например бензол.
Растворение начинается с того, что молекулы растворителя «прокладывают себе
путь» между молекулами растворяемого вещества. Это может происходить только в
том случае, если силы притяжения между молекулами растворителя, с одной стороны,
и растворителя и растворяемого вещества – с другой, примерно одинаковы. Отсюда
следует правило растворимости: подобное растворяется в подобном (имеется в виду
«подобное» по полярности). Вода и бензин не смешиваются, поскольку полярные
молекулы воды сильно притягиваются друг к другу и молекулы углеводорода не могут
проникнуть между ними. В то же время бензин легко смешивается с тетрахлоридом
углерода, причем и тот, и другой служат хорошими растворителями для многих
нерастворимых в воде неполярных веществ, таких, как жиры или парафины. Вода, в
свою очередь, растворяет большинство ионных веществ, например поваренную соль
или питьевую соду (гидрокарбонат натрия NaHCO3), а также полярные неионные
соединения, такие, как спирт, сахар (молекула которого содержит множество ОНгрупп), крахмал и витамин С. Ни одно из этих веществ не растворяется ни в бензине,
ни в других углеводородах.
При растворении ионных соединений в воде или других полярных растворителях
ионы «вытягиваются» из кристаллической решетки силами притяжения молекул
растворителя:
при этом они сольватируются, т.е. более или менее прочно связываются с
молекулами растворителя (в уравнении это не отражено), так что, например, ионы
натрия находятся в виде Na+(H2O)x. Хорошо растворимый в воде газ хлороводород
тоже диссоциирует на ионы водорода и хлорид-ионы:
Молекулы воды притягивают ионы водорода, и образуются ионы гидроксония Н3О+.
Менее полярные соединения (спирты или сахара и т.п.) в воде почти не
диссоциируют.
38
Иногда вещество начинает растворяться в результате химической реакции, которая
изменяет его свойства. Так, мрамор (или известняк СаСО3) в чистой воде практически
нерастворим, но растворяется в воде подкисленной:
Молекулы некоторых твердых веществ настолько прочно связаны друг с другом, что
эти вещества не растворяются ни в одном растворителе, за исключением тех, с
которыми взаимодействуют химически. В качестве примеров можно привести алмаз,
графит, стекло и песок.
Влияние температуры и давления. Растворимость жидкостей и твердых веществ
обычно увеличивается при повышении температуры, поскольку при этом возрастает
энергия движения (кинетическая энергия) молекул и уменьшается их взаимное
притяжение. Изменение давления мало влияет на растворимость, так как объем при
растворении меняется незначительно.
Гораздо больше давление влияет на растворимость газов. Газ лучше растворяется при
увеличении давления, под действием которого часть его молекул переходит в раствор.
При повышении температуры растворимость газов снижается – кинетическая энергия
молекул возрастает, они быстрее движутся и легче «вырываются» из растворителя.
Литература:
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
5. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
6. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
Неделя. № 9
Кредит час 1-2
Тема: Растворы электролиты и теория электролитической диссоциации. (1)
План лекции: Константа и степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты.
Растворы электролиты и теория электролитической диссоциации.
Ионное произведение воды. Водородный показатель, рН.
Растворы- гомогенные системы переменного состава состоящие из двух или более
компонентов. Тот компонент который количественно приобладает и находится в том
же агрегатном состоянии, что и образующися раствор, называется растворителем.
В обшем случае свойства растворов, в первый очередь их устойчивость, зависят от
размеров распределенных частиц. По- этому различают взвесие, коллоидные и
истинные растворы.
Теория электролитной диссоциации. Степень и константа диссоциации. Сильные и
слабые электролиты.
39
Одно из характерных особенностей водных растворов солей, кислот и основании
является их электрическая проводимость. Вещества, водные растворы которых
обладают электрической проводимостью, называются электролитами. Вещества,
водные растворы которых не проводят электрически ток, называются не
электролитами. Процесс распада электролита на ионы в водном растворе называются
электролической диссоциации.
Теория электролитной диссоциации. Водородный показатель.
Из определения понятии «кислота» и «основания» следует, что кислотные или
щелочные свойства растворов зависят от присутствия Н+ или ОН - ионов
соответсвенно. Такой явление называется аутодиссоциацией или аутоионизацией.
Отрицательный десятичный логарифм концентрации Н+ ионов называется
водородным показателем.
Процесс взаймодействии ионов солей с водный, приводящей к образованию слабого
электролита называется гидролизом. Соли- это электролиты, при диссосацией которых
образуются катионы металла и анионы кислотного аспекта. Распад солей на ионы
происходит по- разному в зависимости от от типа солей.
Неделя № 10
Кредит час 1-2
Тема: Основные классы неорганических соединений. Комплексные соединения. (1)
Способы
образования неорганических соединений. Характеристика основных классов
неорганических соединений. Понятие о комплексных соединениях.К неорганическим относятся
соединения всех химических элементов, за исключением большинства соединений углерода.
Кислоты, основания и соли. Кислотами называются соединения, которые в воде
диссоциируют с высвобождением ионов водорода (Н+). Эти ионы определяют
характерные свойства сильных кислот: кислый вкус и способность взаимодействия с
основаниями. Основания – это вещества, которые в воде диссоциируют с
высвобождением гидроксид-ионов (ОН–). Солями называют ионные соединения,
образующиеся при взаимодействии кислот и оснований:
Номенклатура неорганических соединений. Номенклатура большинства
распространенных неорганических соединений основана на следующих правилах.
Элементы. Названия металлов обычно кончаются на -ий (например, натрий, калий,
алюминий, магний). Исключение составляют металлы, известные с древности и тогда
же получившие свои названия. Это, например, железо, медь, золото. Названия
неметаллов, как правило, кончаются на -ор (хлор, бор, фосфор), -од (водород,
40
кислород, иод) или -он (аргон, неон). Зная названия элементов и наиболее
распространенных ионов и используя приведенные ниже правила, можно дать
название практически любому неорганическому соединению.
Кислоты. Названия кислот, молекулы которых не содержат кислорода, оканчиваются
на водородная, например хлороводородная (HCl), бромоводородная (HBr),
иодоводородная (HI).
Названия кислородсодержащих кислот зависят от степени окисления центрального
элемента. Название той кислоты, в которой этот элемент имеет меньшую степень
окисления, оканчивается на -истая, например азотистая (HNO2), сернистая (H2SO3), а
бóльшую – на -ная, например азотная (HNO3), серная (H2SO4). На примере хлора
рассмотрим случай, когда элемент образует более двух кислородсодержащих кислот.
Их названия формируются следующим образом: хлорноватистая кислота, HClO;
хлористая, HClO2; хлорноватая, HClO3; хлорная, HClO4. Степень окисления хлора
здесь составляет +1, +3, +5 и +7 соответственно. Названия кислот, молекулы которых
содержат разное количество воды, отличаются друг от друга приставками орто-,
гипо-, пиро- и мета- (в порядке уменьшения содержания воды):
Положительно заряженные ионы. Названия этих ионов образуются следующим
образом: после слова ион указывают название элемента и римскими цифрами –
степень его окисления. Например, Cu2+ – ион меди(II), Cu+ – ион меди(I). Названия
некоторых положительных ионов оканчиваются на -оний: аммоний, NH4+;
гидроксоний, H3O+.
Отрицательно заряженные ионы. Названия одноатомных отрицательно заряженных
ионов (и соответственно солей), полученных из не содержащих кислорода кислот,
оканчиваются на -ид: хлорид-ион, Cl–; бромид-ион, Br–. Названия ионов (и
соответственно солей), полученных из кислородсодержащих кислот, в которых
центральный элемент имеет меньшую степень окисления, оканчиваются на -ит:
сульфит, SO32–; нитрит, NO2–; фосфит, PO33–; а бóльшую – на -ат: сульфат, SO42–;
41
нитрат, NO3–; фосфат, РО43–. Названия ионов, полученных из частично
нейтрализованных кислот, образуются прибавлением к названию иона слова кислый
либо приставок гидро- или би-: гидрокарбонат (бикарбонат), HCO3–; кислый сульфат,
HSO4–.
Соли и ковалентные соединения. Для солей и ковалентных соединений используют
названия ионов, которые в них входят: хлорид натрия, NaCl; гидроксид натрия, NaOH.
Если элемент может иметь несколько степеней окисления, то после его названия
римскими цифрами указывают степень окисления в данном соединении: сульфат
железа(II), FeSO4; сульфат железа(III), Fe2(SO4)3. Если соединение образуют два
неметалла, то для указания числа их атомов используют приставки ди-, три-, тетра-,
пента- и т.д. Например, дисульфид углерода, CS2; пентахлорид фосфора, PCl5, и т.д.
Сильные кислоты практически полностью диссоциируют в воде, высвобождая ионы
водорода, слабые диссоциируют незначительно. Плохо диссоциируют и слабые
основания.
Ниже перечислены наиболее распространенные кислоты и основания. Отметим, что
некоторые соединения обладают как кислотными, так и основными свойствами. Их
называют амфотерными.
Сильные
кислоты
Слабые
кислоты
Сильные
основания
Слабые
основания
HI
HSO4–
NaOH
NH3
HCl
HPO42–
KOH
CH3COO–
HBr
H2S
Ba(OH)2
HPO42–
HNO3
CH3COOH
Ca(OH)2
CO32–
H3PO4
HClO
AgOH
HCO3–
H2SO4
H2CO3
S2–
HS–
HClO4
HCO3–
PO43–
Слабые основания, представленные в таблице, не содержат ионов ОН–. Эти ионы
образуются при взаимодействии с водой:
Поэтому раствор карбоната щелочной.
Более общее определение кислот и оснований, которое используется и в случае
неводных систем, например газов, было дано американским физикохимиком
Г.Льюисом. Взаимодействие между льюисовыми кислотами и основаниями – это
реакция между донором электронной пары, за счет которой образуется ковалентная
42
связь (основание Льюиса), и акцептором этой пары (кислота Льюиса). В качестве
примера можно привести следующие реакции:
.Литература:
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1998. – 743
с.
5. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1987.
– 464 с.
6. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия,
1992. – 592 с.
Неделя. № 11
Кредит час 1-2
Тема: Химические элементы биосферы.
Понятие о биосфере. Биогеохимический цикл основных элементов.
БИОСФЕРА, оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Биосфера
включает нижнюю часть атмосферы (15–20 км), верхнюю часть литосферы и всю
гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2–3 км на суше и на 1–2 км ниже
дна океана. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875, тогда как
основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были
разработаны В.И.Вернадским.
Биосфера состоит из живого, или биотического, и неживого, или абиотического,
компонентов. Биотический компонент – это вся совокупность живых организмов (по
Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент – сочетание энергии,
воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в
которых существуют живые организмы.
Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ между
биотическим и абиотическим компонентами. Круговороты веществ называются
биогеохимическими циклами. Существование этих циклов обеспечивается энергией
Солнца. Земля получает от Солнца ок. 1,31024 калорий в год. Около 40% этой энергии
излучается обратно в космос; 15% поглощается атмосферой, почвой и водой; остальная
энергия – это видимый свет, первичный источник энергии для всей жизни на Земле.
Фотосинтез, хемосинтез, дыхание и брожение – основные процессы, благодаря
которым поток энергии проходит через организмы. Первые два процесса обеспечивают
синтез органических веществ за счет энергии света (фотосинтез) и окисления
неорганических веществ (хемосинтез). В ходе дыхания и брожения органические
вещества расщепляются, а заключенная в них энергия используется живыми
43
организмами, но в конечном итоге переходит в тепло. Брожение, в отличие от
дыхания, не требует кислорода.
Наглядное представление о путях прохождения энергии дают пищевые цепи. Каждое
их звено – это определенный трофический уровень. Первый трофический уровень
занимают автотрофы, или продуценты. Организмы второго трофического уровня
называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т.д.
Продуценты – это растения, цианобактерии (синезеленые «водоросли») и некоторые
другие типы бактерий. Часть энергии, связанной продуцентами в процессе
фотосинтеза, расходуется при собственном дыхании, другая часть сохраняется в их
клетках и тканях и доступна для консументов. Разность между скоростью фотосинтеза
и скоростью дыхания фотосинтезирующих организмов называется чистой первичной
продукцией. В чистую первичную продукцию переходит всего ок. 0,1% солнечной
энергии, достигающей поверхности Земли. Однако за год абсолютное количество
чистой первичной продукции составляет 61020 калорий, что соответствует 165 млрд. т
органического вещества.
Организмы, не способные к фотосинтезу или хемосинтезу, – это гетеротрофы, или
консументы. К ним относятся животные, грибы, большая часть бактерий и немногие
растения, утратившие способность к фотосинтезу. Консументы зависят прямо
(травоядные) или косвенно (хищники) от величины чистой первичной продукции как
источника энергии и веществ. Прохождение энергии через живое вещество
представляет собой путь от света к продуцентам, далее к консументам, а от тех и
других – к теплу. Этот путь – поток, а не круговорот, поскольку в виде тепла энергия
рассеивается в окружающей среде и не может снова использоваться для фотосинтеза.
Таким образом, энергетический поток через живое вещество – это процесс потери
накопленной организмами энергии. Другой важнейший аспект существования жизни
на Земле – биогеохимические циклы, в которые вовлечены вода и основные биогенные
химические элементы – C, H, O, N, P, S, Fe, Mg, Mo, Mn, Cu, Zn, Ca, Na, K и др. Все
циклы состоят из двух фаз: органической (во время которой вещество или элемент
находится в составе живых организмов) и неорганической. Последовательные
переходы вещества из одной фазы в другую совершаются бесчисленное число раз. Так,
например, ежегодно проходит через органическую фазу и возвращается в
неорганическую 1/7 часть всего углекислого газа и 1/4500 часть кислорода атмосферы;
подсчитано, что вся вода оборачивается за 2 млн. лет. См. также ЦИКЛ УГЛЕРОДА.
Жизнь невозможна без воды. Вода – источник водорода, одного из важнейших
элементов, входящего в состав живых организмов. Метаболические реакции в
организмах происходят в жидкой фазе, и вода является той средой, с которой
организмы потребляют биогенные элементы и с которой удаляются конечные
продукты метаболизма (шлаки). Вода составляет от 50 до 95% веса живых организмов.
В круговороте воды важную роль играет процесс испарения в растениях. Через корни
растения поглощают воду и получают растворенные в ней соли. Через листья
происходит испарение воды. В течение вегетационного периода зерновые культуры на
площади 1 га испаряют ок. 4 000 000 л воды, но только 0,4% этого количества
44
используется непосредственно в процессе фотосинтеза. Для получения 1 кг зерна
требуется ок. 500 л воды. Очевидно, что растениям необходимо громадное количество
воды, а поскольку консументы питаются растениями, их суммарные потребности в
воде намного выше того количества, которое они поглощают непосредственно.
Например, человеку для физиологических нужд требуется ок. 2,1 л воды в день, но для
получения съедаемого им за день количества пищи нужны еще 10 000 л воды.
Поддержание динамического равновесия между биотическим и абиотическим
компонентами биосферы является необходимым условием существования всех форм
жизни. Воздействие человека на биосферу, сопровождающееся ухудшением качества
воды, сведением лесов или выбросом в атмосферу загрязняющих веществ, может
создать угрозу жизни на Земле.
Литература:
1.Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
2.Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
7. В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
8. Контроль
химических
и
биологических
параметров
окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
9. Инструкция по нормированию выбросов загрязняющих веществ в
атмосферу.2000
6. Экологическй кодекс Республики Казахстан от 09. 01.2007
7. .Экология. Под ред.проф.С.А.Боголюбова.Москва. «Знание», 1999.
8..Ю.Одум.Экология.Москва. . «Мир», 1996.
9..В.М.Гарин, И.А.Кленова. Экология для технических вузов .Ростов-на-Дону,
«Феникс», 2001.
10.Контроль
химических
и
биологических
параметров
окружающей
среды.Пд.ред.проф.Л.К.Исаеева С-Петербург,1998
Неделя № 12
Кредит час 1-2
Тема: Химическая экология атмосферы.
Общая характеристика атмосферы. Состав атмосферы. Основные разделы защиты
атмосферы. Химические процессы на верхних слоях атмосферы. Озоновый слой и его
разрушение. Другие источники загрязнения. Проблемы чистой атмосферы в
Казахстане.
Происхождение атмосферы Земли. Атмосфера начала образовываться вместе с
формированием Земли. В процессе эволюции планеты и по мере приближения ее
параметров к современным значениям произошли принципиально качественные
изменения ее химического состава и физических свойств. Согласно эволюционной
модели, на раннем этапе Земля находилась в расплавленном состоянии и около 4,5
млрд. лет назад сформировалась как твердое тело. Этот рубеж принимается за начало
геологического летоисчисления. С этого времени началась медленная эволюция
атмосферы. Некоторые геологические процессы, (например, излияния лавы при
45
извержениях вулканов) сопровождались выбросом газов из недр Земли. В их состав
входили азот, аммиак, метан, водяной пар, оксид СО и диоксид СО2 углерода. Под
воздействием солнечной ультрафиолетовой радиации водяной пар разлагался на
водород и кислород, но освободившийся кислород вступал в реакцию с оксидом
углерода, образуя углекислый газ. Аммиак разлагался на азот и водород. Водород в
процессе диффузии поднимался вверх и покидал атмосферу, а более тяжелый азот не
мог улетучиться и постепенно накапливался, становясь основным компонентом, хотя
некоторая его часть связывалась в молекулы в результате химических реакций (см.
ХИМИЯ АТМОСФЕРЫ). Под воздействием ультрафиолетовых лучей и электрических
разрядов смесь газов, присутствовавших в первоначальной атмосфере Земли, вступала
в химические реакции, в результате которых происходило образование органических
веществ, в частности аминокислот. С появлением примитивных растений начался
процесс фотосинтеза, сопровождавшийся выделением кислорода. Этот газ, особенно
после диффузии в верхние слои атмосферы, стал защищать ее нижние слои и
поверхность Земли от опасных для жизни ультрафиолетового и рентгеновского
излучений. Согласно теоретическим оценкам, содержание кислорода, в 25 000 раз
меньшее, чем сейчас, уже могло привести к формированию слоя озона со всего лишь
вдвое меньшей, чем сейчас, концентрацией. Однако этого уже достаточно, чтобы
обеспечить весьма существенную защиту организмов от разрушительного действия
ультрафиолетовых лучей.
(25.59 Кб)
Вероятно, что в первичной атмосфере содержалось много углекислого газа. Он
расходовался в ходе фотосинтеза, и его концентрация должна была уменьшаться по
мере эволюции мира растений, а также из-за поглощения в ходе некоторых
геологических процессов. Поскольку парниковый эффект связан с присутствием
углекислого газа в атмосфере, колебания его концентрации являются одной из важных
причин таких крупномасштабных климатических изменений в истории Земли, как
ледниковые периоды.
Присутствующий в современной атмосфере гелий большей частью является продуктом
радиоактивного распада урана, тория и радия. Эти радиоактивные элементы испускают
-частицы, которые представляют собой ядра атомов гелия. Поскольку в ходе
радиоактивного распада электрический заряд не образуется и не исчезает, с
образованием каждой -частицы появляются по два электрона, которые, рекомбинируя
с -частицами, образуют нейтральные атомы гелия. Радиоактивные элементы
содержатся в минералах, рассеянных в толще горных пород, поэтому значительная
часть гелия, образовавшегося в результате радиоактивного распада, сохраняется в них,
очень медленно улетучиваясь в атмосферу. Некоторое количество гелия за счет
диффузии поднимается вверх в экзосферу, но благодаря постоянному притоку от
земной поверхности, объем этого газа в атмосфере почти не меняется. На основании
спектрального анализа света звезд и изучения метеоритов можно оценить
46
относительное содержание различных химических элементов во Вселенной.
Концентрация неона в космосе примерно в десять миллиардов раз выше, чем на Земле,
криптона – в десять миллионов раз, а ксенона – в миллион раз. Отсюда следует, что
концентрация этих инертных газов, по-видимому, изначально присутствовавших в
земной атмосфере и не пополнявшихся в процессе химических реакций, сильно
снизилась, вероятно, еще на этапе утраты Землей своей первичной атмосферы.
Исключение составляет инертный газ аргон, поскольку в форме изотопа 40Ar он и
сейчас образуется в процессе радиоактивного распада изотопа калия.
Барометрическое распределение давления. Общий вес газов атмосферы составляет
приблизительно 4,5·1015 т. Таким образом, «вес» атмосферы, приходящийся на
единицу площади, или атмосферное давление, составляет на уровне моря примерно 11
т/м2 = 1,1 кг/см2. Давление, равное Р0 = 1033,23 г/см2 = 1013,250 мбар = 760 мм рт. ст. =
1 атм, принимается в качестве стандартного среднего значения атмосферного
давления. Для атмосферы в состоянии гидростатического равновесия имеем: dP = –
gdh, это означает, что на интервале высот от h до h + dh имеет место равенство между
изменением атмосферного давления dP и весом соответствующего элемента
атмосферы с единичной площадью, плотностью  и толщиной dh. В качестве
соотношения между давлением Р и температурой Т используется достаточно
применимое для земной атмосферы уравнение состояния идеального газа c
плотностью : P =  R T/, где  – молекулярная масса, и R = 8,3 Дж/(К моль) –
универсальная газовая постоянная. Тогда d logP = – (g/RT)dh = – dh = – dh/H, где
градиент давления в логарифмической шкале. Обратную ему величину Н принять
называть шкалой высоты атмосферы.
При интегрировании этого уравнения для изотермичой атмосферы (Т = const) или для
ее части, где такое приближение допустимо, получается барометрический закон
распределения давления с высотой: P = P0 exp(–h/0), где отсчет высот h производится
от уровня океана, где стандартное среднее давление составляет P0. Выражение
0g, называется шкалой высоты, которая характеризует протяженность
атмосферы, при условии, что температура в ней всюду одинакова (изотермичная
атмосфера). Если атмосфера не изотермична, то интегрировать надо с учетом
изменения температуры с высотой, а параметр Н – некоторая локальная
характеристика слоев атмосферы, зависящая от их температуры и свойств среды.
Стандартная атмосфера. Модель (таблица значений основных параметров),
соответствующая стандартным давлению у основания атмосферы Р0 и химическому
составу, называется стандартной атмосферой. Точнее, это условная модель атмосферы,
для которой заданы средние для широты 45 32 33 значения температуры, давления,
плотности, вязкости и др. характеристик воздуха на высотах от 2 км ниже уровня моря
до внешней границы земной атмосферы. Параметры средней атмосферы на всех
высотах рассчитаны по уравнению состояния идеального газа и барометрическому
закону в предположении, что на уровне моря давление равно 1013,25 гПа (760 мм рт.
ст.), а температура 288,15 К (15,0 С). По характеру вертикального распределения
47
температуры средняя атмосфера состоит из нескольких слоев, в каждом из которых
температура аппроксимирована линейной функцией высоты. В самом нижнем из слоев
– тропосфере (h 11 км) температура падает на 6,5 C каждым километром подъема.
На больших высотах значение и знак вертикального градиента температуры меняются
от слоя к слою. Выше 790 км температура составляет около 1000 К и практически не
меняется с высотой.
Стандартная атмосфера является периодически уточняемым, узаконенным стандартом,
выпускаемым в виде таблиц.
Таблица 1. СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ. В таблице
приведены: h – высота от уровня моря, Р – давление, Т – температура,  –
плотность, N – число молекул или атомов в единице объема, H – шкала
высоты, l – длина свободного пробега. Давление и температура на высоте 80–
250 км, полученные по ракетным данным, имеют более низкие значения.
Значения для высот, больших чем 250 км, полученные путем экстраполяции,
не очень точны.
h (км)
P (мбар)
T (°К)
 (г/см3)
N (см–3)
H (км) l (см)
0
1013
288
1,22· 10–3
2,55·1019
8,4
1
899
281
1,11·10–3
2,31·1019
8,1·10–6
2
795
275
1,01·10–3
2,10·1019
8,9·10–6
3
701
268
9,1·10–4
1,89·1019
9,9·10–6
4
616
262
8,2·10–4
1,70·1019
1,1·10–5
5
540
255
7,4·10–4
1,53·1019
6
472
249
6,6·10–4
1,37·1019
1,4·10–5
8
356
236
5,2·10-4
1,09·1019
1,7·10–5
10
264
223
4,1·10–4
8,6·1018
15
121
214
1,93·10–4
4,0·1018
20
56
214
8,9·10–5
1,85·1018
6,3
1,0·10–4
30
12
225
1,9·10–5
3,9·1017
6,7
4,8·10–4
40
2,9
268
3,9·10–6
7,6·1016
7,9
2,4·10–3
50
0,97
276
1,15·10–6
2,4·1016
8,1
8,5·10–3
60
0,28
260
3,9·10–7
7,7·1015
7,6
0,025
70
0,08
219
1,1·10–7
2,5·1015
6,5
0,09
80
0,014
205
2,7·10–8
5,0·1014
6,1
0,41
90
2,8·10–3
210
5,0·10–9
9·1013
6,5
2,1
48
7,7
6,6
7,4·10–6
1,2·10–5
2,2·10–5
4,6·10–5
100
5,8·10–4
230
8,8·10–10
1,8·1013
7,4
9
110
1,7·10–4
260
2,1·10–10
5,4·1012
8,5
40
120
6·10–5
300
5,6·10–11
1,8·1012
10,0
130
150
5·10–6
450
3,2·10–12
9·1010
15
1,8·103
200
5·10–7
700
1,6·10–13
5·109
25
3·104
250
9·10–8
800
3·10–14
8·108
40
3·105
300
4·10–8
900
8·10–15
3·108
50
400
8·10–9
1000
1·10–15
5·107
60
500
2·10–9
1000
2·10–16
1·107
70
700
2·10–10
1000
2·10–17
1·106
80
1000
1·10–11
1000
1·10–18
1·105
80
(7.02 Кб)
Таблица 2. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АТМОСФЕРЫ
Газ
Объемное содержание, %
Водород H2
~ 2·10–5
Кислород O2
21
Озон O3
~ 10–5
Азот N2
78
Углекислый газ CO2
3·10–5
Водяной пар H2O
~ 0,1
Угарный газ CO
1,2·10–4
Метан CH4
1,6·10–4
~ 10–5
Аммиак NH3
~ 5·10–9
Двуокись серы SO2
Гелий He
5·10–4
Неон Ne
1,8·10–3
Аргон Ar
0,9
Криптон Kr
1,1·10–4
Ксенон Xe
8,7·10–6
49
Средняя молекулярная масса 28,8
Особенности образования кислотных дождей. Состав кислотных дождей. Кислотные
дожди и леса. Сельское хозяйство и кислотные дожди. Трансформация кислотных
дождей. Методы контроля загрязнения и очистки атмосферы.
КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ, дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную
кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов
серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и
природного газа). Растворяясь в атмосферной влаге, эти оксиды образуют слабые
растворы серной и азотной кислот и выпадают в виде кислотных дождей.
Относительная кислотность раствора выражается индексом рН (кислотность
определяется наличием свободных ионов водорода Н+; рН – это показатель
концентрации ионов водорода). При рН = 1 раствор представляет собой сильную
кислоту (как электролит в аккумуляторной батарее); рН = 7 означает нейтральную
реакцию (чистая вода), а рН = 14 – это сильная щелочь (щелок). Поскольку рН
измеряется в логарифмической шкале, водная среда с рН = 4 в десять раз более кислая,
чем среда с рН = 5, и в сто раз более кислая, чем среда с рН = 6.
Обычная незагрязненная дождевая вода имеет рН = 5,65. Кислотными называются
дожди с рН менее 5,65. На значительных территориях на востоке США, юго-востоке
Канады и западе Европы среднегодовые значения рН атмосферных осадков
колеблются от 4,0 до 4,5.
В восточных районах США кислотность атмосферных осадков приблизительно на 65%
определяется присутствием серной кислоты (H2SO4), на 30% – азотной кислоты
(HNO3) и на 5% – соляной кислоты (HCl). Главными источниками оксидов серы (SO2 и
SO3), обусловливающих образование серной кислоты, являются тепловые
электростанции, работающие на нефти и угле, а также металлургические заводы.
Оксид азота (NO) и диоксид азота (NO2), из которых образуется азотная кислота,
поступают в атмосферу примерно в равных количествах от тепловых электростанций,
работающих на нефтепродуктах и угле, и с выхлопными газами автомобильных
двигателей. Сравнительно небольшое количество соляной кислоты в атмосферных
осадках образуется в результате аккумуляции газообразного хлора от различных
природных и промышленных источников. Кислотные дожди могут также выпадать
при поступлении в атмосферу серной кислоты и азотсодержащих газов (диоксида азота
NO2 и аммиака NH3) от естественных источников (например, при извержении
вулканов).
Последствия. Разные природные обстановки различным образом реагируют на
повышение кислотности. Кислотные осадки могут привести к изменению химических
свойств почвы и воды. Там, где вода в реках и озерах стала довольно кислой (рН менее
5), например, в горах Адирондак (шт. Нью-Йорк, США) или в южных районах
Норвегии и Швеции, исчезает рыба. При нарушении трофических цепей сокращается
50
число видов водных животных, водорослей и бактерий. В городах кислотные осадки
ускоряют процессы разрушения сооружений из мрамора и бетона, памятников и
скульптур.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2.А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по экологической экспертизе.Уральск.2003.
3. Сборник методичек расчетов выбросов в атмосферу.Загрязняющие вещества
различных производств.М, Гидрометиздат. 1986.
4. Н 4286-87.Временный классификатор токсичных промышленных отходов и
методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных
отходов.М..,Минздрав СССР, 1987.
5. РНД.52.04.186-89.Руководство по контролю загрязнений атмосферы.
М..,Гидрометеоиздат,1991.
6. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
7. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002
Кредит час 4
Тема: Основы химической кинетики.
План практического занятия: проведения занятия на тему химической кинетики.
Литература: Л.В. Бабич., С.В. Балезин.
СРСП: Защита индивидуального задания.
СРС: Выполнение индивидуального задания.
Неделя №13
Кредит час 1-2
Тема: Химическая экология гидросферы. (1)
Роль и распространение воды на Земле. Проблемы воды в Казахстане. Вода – одна из природных
богатств.Гидросфера представляет собой совокупность всех природных вод на земной поверхности
и вблизи нее. Ее масса – менее 0,03% массы всей Земли. Почти 98% гидросферы составляют соленые
воды океанов и морей, покрывающих ок. 71% земной поверхности. Около 4% приходится на
материковые льды, озерные, речные и подземные воды, немного воды содержится в минералах и в
живой природе.
Четыре океана (Тихий – самый большой и глубокий, занимающий почти половину
земной поверхности, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый) вместе с
морями образуют единую акваторию – Мировой океан. Однако океаны неравномерно
распределены на Земле и сильно различаются по глубине. Местами океаны разделены
только узкой полосой суши (например, Атлантический и Тихий – Панамским
51
перешейком) или мелководными проливами (например, Беринговым – Северный
Ледовитый и Тихий океаны). Подводным продолжением материков являются довольно
мелководные континентальные шельфы, занимающие большие площади у берегов
Северной Америки, восточной Азии и северной Австралии и полого спускающиеся по
направлению к открытому океану. Край шельфа (бровка) обычно резко обрывается при
переходе к континентальному склону, первоначально круто падающему, а затем
постепенно выполаживающемуся в зоне континентального подножья, которое
сменяется глубоководным ложем со средними глубинами 3700–5500 м.
Континентальный склон обычно изрезан глубокими подводными каньонами, часто
являющимися морским продолжением крупных речных долин. Речные осадки
выносятся через эти каньоны и образуют подводные конусы выноса на
континентальном подножии. Глубоководных абиссальных равнин достигают только
тончайшие глинистые частицы. Ложе океана имеет неровную поверхность и
представляет собой сочетание подводных плато и горных хребтов, местами
увенчанных вулканическими горами (плосковершинные подводные горы называются
гайотами). В тропических морях подводные горы завершаются кольцеобразными
коралловыми рифами, образующими атоллы. По периферии Тихого океана и вдоль
молодых островных дуг Атлантического и Индийского океанов имеются желоба
глубиной более 11 км.
Морская вода представляет собой раствор, содержащий в среднем 3,5% минеральных
веществ (ее соленость обычно выражается в промилле, ‰). Основным компонентом
морской воды является хлористый натрий, присутствуют также хлорид и сульфат
магния, сульфат кальция, бромид натрия и др. Некоторые внутренние моря благодаря
поступлению огромного количества пресной воды имеют менее высокую соленость
(например, максимальная соленость Балтийского моря 11‰), тогда как другие
внутренние моря и озера отличаются очень высокой соленостью ( Мертвое море – 260–
310‰, Большое Соленое озеро – 137–300‰).
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
Неделя № 14
Кредит час 1
Тема: Химическая экология литосферы. основные химические элементы в земной
коре. Горные породы и минералы.
Почвообразующие породы. Все существующие почвы на Земле произошли из
горных пород, поэтому очевидно, что в процессе почвообразования они принимают
самое непосредственное участие. Наибольшее значение имеет химический состав
52
горной породы, поскольку минеральная часть любой почвы содержит в себе, в
основном, те элементы, которые входили в состав материнской породы. Большое
значение имеют и физические свойства материнской породы, поскольку такие факторы
как гранулометрический состав породы, ее плотность, пористость, теплопроводность
самым непосредственным образом оказывают влияние не только на интенсивность, но
и на характер протекающих почвообразовательных процессов.
Климат. Климат играет огромную роль в процессах почвообразования, его влияние
очень многообразно. Основными метеорологическими элементами, определяющими
характер и особенности климатических условий, являются температура и осадки.
Годовое количество поступающего тепла и влаги, особенности их суточного и
сезонного распределения обуславливают совершенно определенные процессы
почвообразования. Климат влияет на характер выветривания горных пород,
воздействует на тепловой и водный режимы почвы. Движение воздушных масс (ветер)
влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частички почвы в виде пыли. Но
климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно,
поскольку существование той или иной растительности, обитание тех или иных
животных, а также интенсивность микробиологической деятельности обусловлена
именно климатическими условиями.
Растительность, животные и микроорганизмы. Растительность. Значение
растительности в почвообразовании чрезвычайно велико и многообразно. Пронизывая
корнями верхний слой почвообразующей породы, растения извлекают из ее нижних
горизонтов питательные вещества и закрепляют их в синтезированном органическом
веществе. После минерализации отмерших частей растений заключенные в них
зольные элементы отлагаются в верхнем горизонте почвообразующей породы,
создавая этим благоприятные условия для питания следующих поколений растений.
Так, в результате постоянного создания и разрушения органического вещества в
верхних горизонтах почвы, приобретается наиболее важное для нее свойство –
накопление, или концентрация элементов зольной и азотной пищи для растений. Это
явление называется биологической поглотительной способностью почвы.
Вследствие разложения растительных остатков в почве накапливается перегной,
имеющий огромное значение в плодородии почвы. Растительные остатки в почве
являются необходимым питательным субстратом и важнейшим условием развития
многих почвенных микроорганизмов.
В процессе распада органического вещества почвы выделяются кислоты, которые,
воздействуя на материнскую горную породу, усиливают ее выветривание.
Сами растения в процессе своей жизнедеятельности выделяют своими корнями
различные слабые кислоты, под влиянием которых труднорастворимые минеральные
соединения частично переходят в растворимую, а следовательно, в усвояемую
растениями форму.
53
Кроме того, растительный покров существенно изменяет микроклиматические
условия. Например, в лесу, по сравнению с безлесными территориями, понижена
летняя температура, увеличена влажность воздуха и почв, уменьшена сила ветра и
испарение воды над почвой, накапливается больше снега, талых и дождевых вод – все
это неизбежно отражается на почвообразовательном процессе.
Микроорганизмы. Благодаря деятельности населяющих почву микроорганизмов
происходит разложение органических остатков и синтез содержащихся в них
элементов в соединения, поглощаемые растениями.
Высшие растения и микроорганизмы образуют определенные комплексы, под
воздействием которых формируются различные типы почв. Каждой растительной
формации соответствует определенный тип почв. Например, под растительной
формацией хвойных лесов никогда не сформируется чернозем, который образуется под
воздействием лугово-степной растительной формацией.
Животный мир. Важное значение для почвообразования имеют животные организмы,
которых в почве очень много. Наибольшее значение имеют беспозвоночные животные,
живущие в верхних почвенных горизонтах и в растительных остатках на поверхности.
В процессе своей жизнедеятельности они значительно ускоряют разложение
органических веществ и часто производят весьма глубокие изменения в химических и
физических свойствах почвы. Большую роль играют и норные животные, такие как
кроты, мыши, суслики, сурки, и пр. Многократно перерывая почву они способствуют
смешиванию органических веществ с минеральными, а также повышению водо- и
воздухопроницаемости почвы, что усиливает и ускоряет процессы разложения в почве
органических остатков. Также они обогащают почвенную массу продуктами своей
жизнедеятельности.
Растительность служит пищей для различных травоядных животных, поэтому, прежде
чем попасть в почву, значительная часть органических остатков подвергается
существенной переработке в пищеварительных органах животных.
Рельеф оказывает косвенное влияние на формирование почвенного покрова. Его роль
сводится, в основном, к перераспределению тепла и увлажнения. Значительное
изменение высоты местности влечет за собой существенные изменения температурных
условий (с высотой становится холоднее). С этим связано явление вертикальной
зональности в горах. Сравнительно небольшие изменения высоты сказываются на
перераспределении атмосферных осадков: пониженные участки, котловины и
западины всегда в большей мере увлажняются, чем склоны и повышения. Экспозиция
склона определяет количество поступающей на поверхность солнечной энергии:
южные склоны получают больше света и тепла, чем северные. Таким образом,
особенности рельефа изменяют характер воздействия климата на процесс
почвообразования. Очевидно, что в различных микроклиматических условиях
процессы почвообразования будут идти по-разному. Большое значение в
формировании почвенного покрова имеет и систематический смыв и
54
перераспределение атмосферными осадками и талыми водами мелкоземельных
частичек по элементам рельефа. Велико значение рельефа в условиях обильного
выпадения осадков: участки лишенные естественного стока излишней влаги, очень
часто подвергаются заболачиванию.
Возраст почв. Почва – природное тело, находящееся в постоянном развитии, и тот
вид, который сегодня имеют все существующие на Земле почвы, представляет собой
лишь одну из стадий в длительной и непрерывной цепи их развития, а отдельные
теперешние почвенные образования, в прошлом представляли другие формы и в
будущем могут подвергнуться существенным превращениям даже без резких
изменений внешних условий.
Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютным возрастом почв
называют промежуток времени, прошедшей с момента возникновения почвы до
нынешней стадии ее развития. Почва возникла тогда, когда материнская порода вышла
на дневную поверхность и стала подвергаться процессам почвообразования. Например,
в Северной Европе процесс современного почвообразования стал развиваться после
окончания последнего ледникового периода.
Однако в пределах разных частей суши, которые одновременно освободились от
водного или ледникового покрова, почвы далеко не всегда буду проходить в каждый
данный момент одну и ту же стадию своего развития. Причиной этого могут быть
различия в составе почвообразующих пород, в рельефе, растительности и других
местных условиях. Различие в стадиях развития почв на одной общей территории,
имеющей одинаковый абсолютный возраст, называют относительным возрастом почв.
Время развития зрелого почвенного профиля для разных условий – от нескольких
сотен до нескольких тысяч лет. Возраст территории вообще и почвы в частности, а
также изменения условий почвообразования в процессе их развития оказывают
существенное влияние на строение, свойства и состав почвы. При сходных
географических условиях почвообразования почвы, имеющие неодинаковые возраст и
историю развития, могут существенно различаться и принадлежать к разным
классификационным группам.
Возраст почв, следовательно, является одним из важнейших факторов, которые нужно
учитывать при изучении той или иной почвы.
ПОЧВА – самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате
изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов
(растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных
осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование,
обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим
свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и
развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным
количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания
55
растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех
других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны
обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух
факторов их существования – воды и минеральных веществ.
Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом,
через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех
живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой,
гидросферой и атмосферой.
Роль почвы в хозяйстве человека огромна. Изучение почв необходимо не только для
сельскохозяйственных целей, но и для развития лесного хозяйства, инженерностроительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем
здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон
в городском хозяйстве, экологического мониторинга и пр.
Почвоведение: история, отношение с другими науками. Наука о происхождении и
развитии почв, закономерности их распространения, путях рационального
использования и повышения плодородия называется почвоведением. Эта наука
является отраслью естествознания и тесно связана с физико-математическими,
химическими, биологическими, геологическими и географическими науками,
опирается на разработанные ими фундаментальные законы и методы исследования.
Вместе с тем, как любая другая теоретическая наука, почвоведение развивается на
основе непосредственного взаимодействия с практикой, которая проверяет и
использует выявленные закономерности и, в свою очередь, стимулирует новые поиски
в области теоретических знаний. К настоящему времени сформировались крупные
прикладные разделы почвоведения для сельского и лесного хозяйств, ирригации,
строительства, транспорта, поиска полезных ископаемых, здравоохранения и охраны
окружающей среды.
С момента систематического занятия земледелием человечество сначала эмпирически,
а затем с помощью научных методов изучало почву. Наиболее древние попытки
оценить различные почвы известны в Китае (3 тыс. до н.э.) и Древнем Египте. В
Древней Греции представление о почве сложилось в процессе развития античного
натурфилософского естествознания. В период Римской Империи было накоплено
большое количество эмпирических наблюдений над свойствами почвы и разработаны
некоторые агрономические приемы ее обработки.
Длинный период средневековья характеризовался застоем в области естествознания,
однако в конце его (с началом разложения феодального строя) вновь появился интерес
к изучению почв в связи с проблемой питания растений. В ряде работ того времени
отражалось мнение, что растения питаются водой, создавая химические соединения из
воды и воздуха, а почва служит им лишь механической опорой. Однако к концу 18 в.
эту теорию сменила гумусовая теория Альбрехта Тэера, согласно которой растения
могут питаться только органическим веществом почвы и водой. Тэер был одним из
56
основоположников агрономии и организатором первого высшего агрономического
учебного заведения.
В первой половине 19 в. знаменитый немецкий химик Юстус Либих разработал
минеральную теорию питания растений, согласно которой растения усваивают из
почвы минеральные вещества, а из перегноя – только углерод в виде углекислоты.
Ю.Либих считал, что каждый урожай истощает в почве запас минеральных веществ,
поэтому чтобы ликвидировать этот дефицит элементов, нужно вносить в почву
минеральные удобрения, приготовленные заводским путем. Заслугой Либиха стало
введение в практику сельского хозяйства применения минеральных удобрений.
Значение азота для почвы было изучено французским ученым Ж.Ю.Буссенго.
К середине 19 в. накопился обширный материал по изучению почв, однако данные эти
были разрознены, не приведены в систему и не обобщены. Не было и единого для всех
исследователей определения термина почва.
Основоположником науки о почве как самостоятельной естественно-исторической
науки стал выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846–1903).
Докучаев впервые сформулировал научное определение почвы, назвав почву
самостоятельным естественно-историческим телом, которое является продуктом
совокупной деятельности материнской горной породы, климата, растительных и
животных организмов, возраста почвы и отчасти рельефа местности. Все факторы
почвообразования о которых говорил Докучаев были известны и до него, их
последовательно выдвигали разные ученые, но всегда в качестве единственного
определяющего условия. Докучаев первый сказал, что возникновение почвы
происходит в результате совместного действия всех факторов почвообразования. Он
установил взгляд на почву как на самостоятельное особое природное тело,
равнозначное понятиям растение, животное, минерал и т.д., которое возникает,
развивается, непрерывно изменяется во времени и пространстве, и этим он заложил
прочный фундамент новой науки.
Докучаев установил принцип строения почвенного профиля, развил идею о
закономерности пространственного распределения отдельных видов почв,
покрывающих поверхность суши в виде горизонтальных, или широтных зон,
установил вертикальную зональность, или поясность, в распределении почв, под
которой понимается закономерная смена одних почв другими по мере поднятия от
подножия до вершины высоких гор. Ему принадлежит и первая научная
классификация почв, в основу которой были заложена вся совокупность важнейших
признаков и свойств почвы. Классификация Докучаева получила признание мировой
науки и предложенные им названия «чернозем», «подзол», «солончак», «солонец»
стали международными научными терминами. Он разработал методы изучения
происхождения и плодородия почв, а также методы их картографирования и даже в
1899 составил первую почвенную карту северного полушария (эта карта называлась
«Схема почвенных зон северного полушария»).
57
Кроме Докучаева большой вклад в развитие науки почвоведение в нашей стране
внесли П.А.Костычев, В.Р.Вильямс, Н.М.Сибирцев, Г.Н.Высоцкий, П.С.Коссович,
К.К.Гедройц, К.Д.Глинка, С.С.Неуструев, Б.Б.Полынов, Л.И.Прасолов и другие.
Таким образом, наука о почве как о самостоятельном природном образовании
сформировалась в России. Докучаевские идеи оказали сильное влияние на развитие
почвоведения в других странах. Многие русские термины вошли в международный
научный лексикон (chernozem, podzol, gley и др.)
Важные исследования для познания процессов почвообразования и изучения почв
разных территорий провели ученые и других стран. Это Е.В.Гильгард (США);
Э.Раманн, Э.Бланк, В.И.Кубиена (Германия); А. де Зигмонд (Венгрия); Дж. Милн
(Великобритания), Ж.Обер, Р.Меньен, Ж.Дюран, Н.Ленеф, Г.Эрар, Ф.Дюшофур
(Франция); Дж. Прескотт, С.Стифенс (Австралия) и многие другие.
Для развития теоретических представлений и успешного изучения почвенного покрова
нашей планеты необходимы деловые связи разных национальных школ. В 1924 было
организовано Международное общество почвоведов. Длительное время, с 1961 по 1981
проводилась большая и сложная работа по составлению Почвенной карты мира, в
составлении которой большая роль принадлежала русским ученым.
Методы изучения почв. Один из них – сравнительно-географический, основан на
одновременном исследовании самих почв (их морфологических признаков,
физических и химических свойств) и факторов почвообразования в разных
географических условиях с последующим их сопоставлением. Сейчас при почвенных
исследованиях используются различные химические анализы, анализы физических
свойств, минералогический, термохимический, микробиологический и многие другие
анализы. В итоге устанавливается определенная связь в изменении тех или иных
свойств почвы с изменением почвообразующих факторов. Зная закономерности
распределения почвообразующих факторов, можно создать почвенную карту для
обширной территории. Именно таким образом Докучаевым в 1899 была выполнена
первая мировая почвенная карта, известная под названием «Схемы почвенных зон
Северного полушария».
Другой метод – метод стационарных исследований заключается в систематическом
наблюдении какого-либо почвенного процесса, которое обычно проводится на
типичных почвах с определенным сочетанием почвообразующих факторов. Таким
образом, метод стационарных исследований уточняет и детализирует метод
сравнительно-географических исследований. Существует два метода изучения почв.
Почвообразование. Процесс формирования почв. Все горные породы, покрывающие
поверхность земного шара, с первых же моментов их образования под влиянием
различных процессов начинали немедленно разрушаться. Сумма процессов
преобразования горных пород на поверхности Земли называется выветриванием или
гипергенезом. Совокупность продуктов выветривания называется корой выветривания.
58
Процесс преобразования исходных пород в кору выветривания чрезвычайно сложен и
включает в себя многочисленные процессы и явления. В зависимости от характера и
причин разрушения горных пород различают физическое, химическое и биологическое
выветривание, которое сводится обычно к физическому и химическому воздействию
организмов на горные породы.
Процессы выветривания (гипергенеза) распространяются на некоторую глубину,
образуя зону гипергенеза. Нижняя граница этой зоны условно проводится по кровле
верхнего горизонта подземных (пластовых) вод. Нижнюю (и большую) часть зоны
гипергенеза занимают горные породы, в той или иной степени измененные процессами
выветривания. Здесь выделяют новейшую и древнюю коры выветривания,
сформированные в более древние геологические периоды. Поверхностный слой зоны
гипергенеза является тем субстратом, на котором происходит образование почвы. Как
же происходит процесс почвообразования?
В процессе выветривания (гипергенеза) изменялся первоначальный облик горных
пород, как и их элементный и минеральный состав. Первоначально массивные (т.е.
плотные и твердые) горные породы постепенно переходили в раздробленное
состояние. Примерами раздробленных в результате выветривания горных пород могут
служить дресва, песок, глина. Становясь раздробленными, горные породы приобретали
ряд новых свойств и особенностей: они становились более проницаемыми для воды и
воздуха, в них увеличивалась общая поверхность их частиц, усиливавшая химическое
выветривание, образовывались новые, в том числе и легко растворимые в воде
соединения и, наконец, горные породы приобретали способность удерживать в себе
влагу, имеющую большое значение для обеспечения растений водой.
Однако сами по себе процессы выветривании не могли привести к накоплению в
горной породе элементов пищи растений, а следовательно, и не могли превратить
горную породу в почву. Образующиеся в результате выветривания легко растворимые
соединения могут только вымываться из горных пород под влиянием атмосферных
осадков; а такой биологический важный элемент, как азот, потребляемый растениями в
больших количествах, совершенно не содержится в изверженных горных породах.
Рыхлые и способные впитывать воду горные породы становились благоприятной
средой для жизнедеятельности бактерий и различных растительных организмов.
Постепенно происходило обогащение верхнего слоя коры выветривания продуктами
жизнедеятельности организмов и их отмирающими остатками. Разложение
органических веществ и присутствие кислорода приводило к сложным химическим
процессам, в результате которых происходило накопление в горной породе элементов
зольной и азотной пищи. Таким образом, горные породы поверхностного слоя коры
выветривания (их еще называют почвообразующими, коренными или материнскими
породами) стали почвой. В состав почвы, таким образом, входит минеральная
компонента, соответствующая составу коренных пород, и органическая компонента.
59
Поэтому началом процесса почвообразования нужно считать тот момент, когда на
продуктах выветривания горных пород поселились растительность и микроорганизмы.
С этого момента раздробленная горная порода стала почвой, т.е. качественно новым
телом, обладающим рядом качеств и свойств, самым существенным из которых
является плодородие. В этом отношении все существующие почвы на земном шаре
представляют собой естественно-историческое тело, образование и развитие которого
связано с развитием всей органической жизни на земной поверхности. Один раз
зародившись, почвообразовательный процесс никогда не прекращался.
Факторы почвообразования. На развитие почвообразовательного процесса самое
непосредственное влияние оказывают те природные условия, в которых он протекает,
от того или иного их сочетания зависят его особенности и то направление, в котором
этот процесс будет развиваться.
Важнейшими из этих природных условий, называемых факторами почвообразования,
являются следующие: материнские (почвообразующие) породы, растительность,
животный мир и микроорганизмы, климат, рельеф местности и возраст почв. К этим
пяти основным факторам почвообразования (которые назвал еще Докучаев) сейчас
добавляют действие вод (почвенных и грунтовых) и деятельность человека. Ведущее
значение всегда имеет биологический фактор, остальные же факторы представляют
собой лишь фон, на котором происходит развитие почв в природе, однако они
оказывают большое влияние на характер и направление почвообразовательного
процесса.
ПЕСТИЦИДЫ, вещества, применяемые для борьбы с вредными организмами. Иногда
к пестицидам относят и репелленты. Вредным может считаться любое животное,
растение или другой организм, нежелательный в данное время или в какой-то
ситуации главным образом по медицинским, экономическим или эстетическим
соображениям. На протяжении столетий люди изобрели различные способы борьбы с
вредителями и сорняками. Такие способы, как севооборот, осушение болот, прополка,
ловушки для вредителей и сетки от насекомых, могут считаться классическими и
применяются до сих пор. Однако сегодня эту проблему стараются решать с помощью
пестицидов.
Пестициды делят на группы в зависимости от того, какие организмы они поражают.
Гербициды применяют против сорных растений; бактерициды – против бактерий;
фунгициды – против паразитических грибов; альгициды – против водорослей. Для
борьбы с животными-вредителями используются инсектициды (против насекомых),
акарициды (против клещей), родентициды (против грызунов), авициды (против птиц) и
т.д. Как правило, пестициды – это яды, но не всегда; к ним относят также десиканты
(иссушающие организм средства) и регуляторы роста. Большинство пестицидов –
химические соединения, но тоже не всегда; для борьбы с сорняками и вредителями
используются также вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы.
Применение пестицидов позволяет получать стабильные урожаи и ограничивать
распространение инфекций, передаваемых животными-переносчиками, например,
малярии и сыпного тифа. Однако непродуманное использование пестицидов имеет и
60
негативные последствия. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов,
особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и
других полезных животных. Загрязняя окружающую среду, пестициды угрожают и
человеку: сейчас их обнаруживают даже в грунтовых водах.
Растущее беспокойство по поводу злоупотребления пестицидами привело к разработке
правил их применения, принятых в США и других индустриальных странах. Они
охватывают все аспекты обращения с этими средствами: их перевозку, хранение,
ликвидацию пустых емкостей, предельно допустимые остаточные количества и
многое, многое другое. Из-за опасности, которую они представляют, постепенно
изымаются из употребления хлорорганические инсектициды (хлорированные
углеводороды), такие, как хлордан, ДДТ и другие, хотя они, несомненно, принесли
определенную пользу и здравоохранению, и сельскому хозяйству. Запрещены и
некоторые фумиганты, применявшиеся ранее для газового обеззараживания почвы и
хранящегося зерна.
Хотя по числу названий в продажу поступает больше всего различных инсектицидных
препаратов, по применяемому количеству лидируют гербициды, а инсектициды
занимают второе место. Применение пестицидов продолжает расти, и тенденция эта,
видимо, сохранится и впредь.
Гербициды. По функции гербициды можно разделить на несколько групп. В одну из
них входят вещества, применяемые для стерилизации почвы; они полностью
предотвращают развитие на ней растений. К этой группе относятся хлористый натрий
и бура. Гербициды второй группы уничтожают растения избирательно, не затрагивая
нужных. Например, 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) убивает двудольные
сорняки и нежелательную древесно-кустарниковую растительность, но не вредит
злакам. В третью группу входят вещества, уничтожающие все растения, но не
стерилизующие почву, так что растения на этой почве могут потом расти. Так
действует, например, керосин, по-видимому, первое вещество, примененное в качестве
гербицида. Четвертая группа объединяет гербициды системного действия; нанесенные
на побеги, они перемещаются по сосудистой системе растений вниз и губят их корни.
Еще один способ классификации гербицидов основан на времени их применения,
например, до посева, до появления всходов и т.д.
Фунгициды. Многие фунгициды – это неорганические вещества, содержащие серу,
медь или ртуть. Сера была, вероятно, первым эффективным фунгицидом и широко
применяется до сих пор, особенно для борьбы с мучнистой росой. Из органических
соединений первым стали применять против грибов формальдегид. Сейчас наиболее
распространены синтетические органические фунгициды, например дитиокарбаматы.
Антибиотики типа стрептомицинатоже используютдля борьбы с грибами, однако чаще
– для защиты растений от бактерий. Фунгицид системного действия перемещается по
всему растению и действует подобно антибиотику, излечивая болезни, вызываемые
грибами, или не давая им появиться. Фунгициды широко применяют для борьбы с
плесенью. В хлеб, например, с этой целью добавляют пропионат натрия.
61
Инсектициды. Инсектициды обычно классифицируют по способу их действия.
Кишечные яды, например мышьяк, отравляют вредителей, поедающих обработанные
ими растения. Инсектициды контактного действия, например ротенон, убивают
насекомых, попав на поверхность их тела. Фумиганты, например метилбромид,
действуют, проникая в организм через дыхательные пути.
Еще один способ классификации исходит из химической природы инсектицидов: их
делят на неорганические или органические (природные и синтетические).
Неорганические, в частности соединения фтора, не очень эффективны и
накапливаются в почве. Природные органические инсектициды, такие, как алкалоид
никотин, в основном уже вышли из применения; впрочем, пиретрумом до сих пор
широко пользуются и в доме, и в саду, поскольку он не опасен для теплокровных
животных. Чаще всего сейчас употребляются синтетические органические соединения,
особенно фосфорорганические, сероорганические, карбаматы и пиретроиды. Почти все
хлорорганические инсектициды, в том числе и ДДТ, запрещены в большинстве стран,
поскольку отравляют окружающую среду.
Литература
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
Неделя № 15
Кредит час 1-2.
Тема: Химическое производство и охрана биосферы.
Форма и распространение металлов в природе. Пути получения металлов:
пирометаллургия, гидрометаллургия, электрометаллургия. Загрязнение почв нефтью.
Ускоренное развитие химической промышленности в XX в. объясняется
стремлением компенсировать нехватку традиционно используемых природных
материалов и продуктов, а также создать новые синтетические вещества,
превосходящие природные соединения по потребительским свойствам либо отличающиеся более широким спектром областей применения. Эти вполне естественные в
условиях непрерывного роста населения планеты устремления своей обратной
стороной имеют увеличение "химического пресса" на все живое. Первоначально
внимание было обращено на негативные последствия производства и
распространения синтетических веществ для здоровья людей, как работающих в
62
химической и некоторых других отраслях промышленности, так и не связанных с
ними производственными отношениями.
В настоящее время значительная часть человечества в той или иной мере
подвержена действию различных химикатов. Они проникают в организм с вднкаемым
воздухом, водой и продуктами питания. Очевидным последствием такого воздействия
стало увеличение уровня заболеваемости, особенно связанной с нарушением
иммунного статуса. Это привело к необходимости введения определенных санитарногигиенических нормативов, направленных на сохранение здоровья человека, и
стимулировало развитие тех разделов токсикологии, которые занимаются выявлением механизма действия химикатов на организм человека при концентрациях,
лежащих ниже токсического уровня.
Сравнительно недавно привлекли внимание последствия "химизации" жизни
человека для окружающей среды. Сигналом к этому послужило уменьшение
численности или даже почти полное исчезновение отдельных видов животных, как
правило, находящихся на высоких трофических уровнях (хищные птицы, тюлени и
т. д.). Таким образом, речь идет уже о довольно отдаленных и глубоких
воздействиях на природные экосистемы.
Все это привело к стремлению лучше понять связи между свойствами химикатов
и их воздействием не только на человека, но и на природные биоценозы и к
возникновению новой междисциплинарной отрасли науки об окружающей среде химической экотпоксикологии - науки о распространении и влиянии
антропогенных химикатов и продуктов их трансформации на экосистемы.
Основные ее задачи можно сформулировать следующим образом:
- изучение воздействия химикатов на природные экосисте
мы, воспринимаемые как единое целое;
- разработка тестов для оценки потенциала опасности для
экосистем, связанной с производством и применением тех или
иных химикатов;
- создание концепций для оценки потенциала опасности для
экосистем, возникающей из-за проникновения в них химикатов.
Естественно, что решение этих задач невозможно без понимания закономерностей
распространения, распределения и химических превращений токсичных соединений
в изменчивых условиях внешней среды, без установления связи между химическим
строением и токсичностью. Поэтому химическая экоток-сикология использует все
многообразие
хизмико-аналитических
методов
для
выявления
таких
закономерностей, а также применяет методы "традиционной" токсикологии при
изучении трансформации химикатов в тканях и органах, действия химикатов и
продуктов их превращений на живые организмы.
Сами по себе методы экоаналитики не дяогут дать ответа на вопросы о текущем
состоянии экосистем и вероятных изменениях в них под действием тех или иных
химикатов. Для этой цели более подходят методы биоиндикации- В качестве
биоиндикаторов используют группу особей одного вида или какое-либо
сообщество, по состоянию которых судят о естественных или антропогенно
63
обусловленных изменениях в среде, в том числе о присутствии (в ряде случаев и о
концентрации) загрязняющих веществ-токсикантов.
В химической экотоксикологии используется ряд специфических для нее
терминов, определения которых приведены ниже*.
Экотоксикантом называют токсичное И устойчивое (перси-стентное) в условиях
окружающей среды вещество, способное накапливаться в организмах до опасных
уровней концентраций. Чужеродные для организмов химические вещества, не
входящие в естественный биотический круговорот и, как правило, прямо или
косвенно порожденные человеческой деятельностью, называют ксенобиотиками.
Попадая в ту или иную экосистему, они могут вызывать гибель образующих ее
организмов, аллергические реакции, снижение иммунитета, изменение
наследственности, нарушения естественного хода при родных процессов.
Производство полимеров
Высокомолекулярные соединения получают из мономеров по лимеризацией, сополимеризацией, поликонденсацией и методами привитой
полимеризации и блокполимеризации.
Полимеризация — процесс образования высокомолекулярных сое динений в результате взаимодействия мономеров с двойными связями в
молекуле между собой или взаимодействия гетероциклов с размы канием
колец
При проведении полимеризации совмещают воздействие тепла и
химических веществ (катализаторы или инициаторы). Процесс полиме ризации может вызываться облучением мономера γ -лучами, лучами
рентгена, токами высокой частоты и фотохимически.
На процесс полимеризации большое влияние оказывает температу ра,
которая резко повышает или скорость роста цепи, или обрыв цепи
полимера, что ведет к уменьшению молекулярного веса полимера и
средней степени полимеризации, поэтому поддерживают оптимальную
температуру процесса.
В описанных процессах полимеризации, как правило, образуются
полимеры аморфной структуры с неупорядоченным пространственным
расположением боковых групп вдоль оси макромолекулы.
Применение
комплексных
катализаторов,
состоящих
из
металлоорганических соединений А1(С 2 Н 5 ) 3 и хлоридов металлов
переменной валентности (TiCI 2 , TiCl 4 ), обеспечивает получение полимеров
со строго линейной структурой и симметричной пространственной ори ентацией. Такие полимеры получили название стереорегулярных. Они
имеют большую прочность, плотность, высокую температуру плавления и
легко ориентируются при вытягивании.
В промышленности применяют блочную, эмульсионную, лаковую,
64
капельную или бисерную полимеризации.
При блочном методе мономер, очищенный от примесей и смешанный с
катализатором или инициатором, подается в форму (сосуд), где
нагревается. Для получения полимера с высокими свойст вами необходимо
строго поддерживать температуру. Полимер, полу чаемый в виде блока
листа и т. п., из-за перегрева реакционной массы неоднороден.
При эмульсионной полимеризации мономер сме шивается с инициатором
и эмульгатором и с помощью мешалок пре вращается в мельчайшие
капельки, взвешенные в другой жидкости — обычно в воде. Полученные
эмульсии нагреваются до температуры начала реакции, и процесс
полимеризации мономера в каждой мель чайшей капельке проходит
самостоятельно. При этом можно легко от водить тепло, выделяемое в
процессе полимеризации, поэтому полу чаемый полимер более однороден.
Но эмульгатор трудно отделить от полимера, что затрудняет получение
бесцветных материалов.
Лаковая
полимеризация
осуществляется
в
раство рителе,
смешивающемся с мономером и растворяющем образующийся полимер. Из
полученного раствора полимер выделяют путем испарения ра створителя
или осаждением, или раствор может использоваться и качества лака. Кроме
того, полимеризацию можно проводить в раство рителе, в котором
растворяется мономер, но не растворяется полимер. Образующийся
полимер выпадает в твердом виде и отделяется фи льтрованием. При этом
получаются полимеры однородного состава, так как удается поддерживать
определенную температуру процесса.
При
капельной
(суспензионной)
полимеризации
используются
инициаторы, растворимые в мономере, но не растворимые в воде.
Полимеризация проходит самостоятельно в каж дой крупной капле
мономера размером от 0,05 до 0,3 см в отличие от размера капли (от 10 3 до
10 4 см) при эмульсионной полимеризации. Образовавшийся полимер в виде
твердых частичек, не растворимых в воде, осаждается.
Если при получении полимеров участвуют два различных ненасы щенных мономера, то такой процесс называется сополимеризацией. Метод
сополимеризации позволяет увеличить число высокомолекуляр ных
соединений, широко варьировать свойства получаемых продуктов.
Процессы сополимеризации аналогичны процессам полимеризации.
Образование полимеров из мономеров при проведении процессов
полимеризации или сополимеризации происходит без выделения по бочных
продуктов.
Поликонденсация — процесс образования высокомолекулярных сое динений — полимеров путем реакции поликонденсации, с образова нием
полимеров и выделением побочных продуктов ( H 2 O, эфиры, NH 3 СО 2 и
др.). В реакцию поликонденсации вступают как одноимен ные мономеры,
содержащие две различные реакционные группы, например амин окислоты
(процесс гомополиконденсации), так и мо номеры различного химического
65
состава (процесс гетерополиконденсации).
При поликонденсации образующиеся полимеры могут иметь как
линейное (полиамиды, полиэфиры, поликарбонаты), так и трехмерное
строение (аминопласты, фенопласты). Скорость процесса поликонден сации
и молекулярный вес полимера зависят от скорости вывода обра зующегося
в процессе реакции побочного продукта, от температуры, концентрации
реагирующих
компонентов.
Поликонденсацию
прово дят
как
с
использованием катализаторов (аминопласты, фенопласты), так и без них
(полиамиды). Процесс поликонденсации можно прово дить в расплаве, по
лаковому способу и на поверхности двух фаз.
Поликонденсацию в расплаве осуществляют при температуре 200 —
280°С в реакторе в атмосфере инертного газа. В конце процесса для
полного удаления низкомолекулярных соедине ний в реакторе создается
высокий вакуум. Этим способом получают полимеры в отсутствие
растворителя.
Поликонденсация в растворе (мономеры раство ряются в растворителе)
проходит при малых скоростях, так как могут образовываться циклические
соединения, и тогда затрудняется удале ние низкомолекулярных продуктов
реакции.
Полимеризация на поверхности
раздела фаз проводится в
несмешивающихся жидкостях, при этом взаимо действие мономеров между
собой происходит быстро при низких тем пературах, так как выделяемые
продукты выводятся из сферы реак ции. Образующиеся высокоплавкие
полимеры имеют высокий молекулярный вес. Такой способ получения
полимера можно совместить с перераб откой полимера в изделие.
Кроме основных методов получения высокомолекулярных соедине ний,
находят применение методы блок - и привитой полимеризации.
В технике высокомолекулярные соединения являются основой для
получения синтетических полимерных материалов. Большое значение из
полимерных материалов имеют пластические массы, каучук и резина,
химическое волокно, пленочные материалы, лаки, целлю лоза и др.
Производство химических волокон
Волокнами называют тела, длина которых во много раз превышает
очень малые (микроны) размеры их поперечного сечения.
По происхождению волокна делят на природные натуральные и
химические.
Химические волокна разделяют на искусственные, получаемые из
природных полимерных соединений, и синтетические, получаемые из
полимеров. Особую группу составляет стеклянное волокно.
Искусственные волокна делят на целлюлозные (вискозные, медно аммиачные, ацетатные) и белковые (казеиновые, соевобовые), а син тетические — на карбоцепные и гетероцепные. К карбоцепным волокнам
относят: хлорин, нитрон, политен, виньон, саран, винол и др., а к
гетероцепным — полиамидные, полиэфирные, полиуретановые и др.
66
Для получения химических волокон применяются различные ме тоды,
имеющие много общего; но вместе с тем каждый метод имеет и свои
особенности. Независимо от применяемого сырья технология изготовления
волокон складывается из следующих стадий:
а) получение исходного материала;
б) приготовление прядильной массы;
в) формирование волокна;
г) отделка.
Высокомолекулярные
соединения,
применяемые
для
получения
волокон, должны иметь высокую степень чистоты, растворяться или
плавиться.
Получение исходных материалов для изготовления синтетических
волокон состоит из синтеза полимера — смолы, а для получения
искусственного волокна необходимо отделение примесей от природны х
полимеров.
Приготовление прядильной массы для формирования волокон состоит
из растворения полимеров в растворителях (спирте, Щелочи, ацетоне и др.)
или расплавления смолы. Приготовленный раствор или расплав перед
поступлением на формование очищают фильтр ованием от примесей
(примеси снижают прочность) и освобо ждают от пузырьков воздуха. В
случае необходимости в раствор или в расплав вводят красители ддя
придания волокну окраски, мато вости и т. д
Формование волокна осуществляют по мокрому и сухому способа м
прядения из раствора и по сухому способу — из расплава. Независимо от
способа формования приготовленную прядильную мас су продавливают
через фильеру (нитеобразователь), имеющую до 25000 отверстий
диаметром от0,04ли< и выше. Образовавшиеся тонкие струйки раствора
или нити расплава охлаждают или химически об рабатывают.
К искусственным волокнам относятся вискозные, ацетатные, медно .аммиачные и др. Вискозное волокно находит наибольшее применение в
технике. Для получения вискозного волокна прядильный раствор готовят
из листов целлюлозы, обрабатываемой раствором едкого нат ра (18—20%),
в результате чего образуется щелочная целлюлоза
Производство пластмасс
Пластические массы делят на простые (ненаполненные) и сложные
(композиционные). Основу пластических масс составляет высокомолекулярное соединение — смола, которая при нагревании и давлении
переходит в пластическое состояние, формуется под воздействием
внешних сил и после охлаждения сохраняет полученную форму.
Простые пластмассы получают только из одной смо лы, например
67
полиэтилена.
Сложные
пластмассы
состоят
из
смолы,
наполните лей,
пластификаторов, красителей, стабилизаторов, отвердителей и др. Смола,
являясь связующим
веществом,
придает
смеси
пластичность и
формуемость.
Наполнители снижают стоимость пластмассы, придают или усили вают
определенные механические и диэлектрические свойства, сни жают
горючесть изделий, улучшают внешний вид и т. п. В качестве
наполнителей применяют порошковые (древесная, кварцевая мука, графит,
тальк, асбест и др.) и волокн истые (ткани, асбестовое волокно и др.)
материалы.
Пластификаторы повышают пластичность, эластичность компози ции, но
при увеличении их количества прочность на разрыв и сжатие резко
снижается. В качестве пластификаторов используют малолету чие вещества
(камфору,
касторовое
масло,
дибутклфталаты.
трикре -зилфосфат).
Красители придают пластическим массам желаемую ок раску. Они должны
хорошо смешиваться и совмещаться со смолой и выдерживать воздействие
температуры, воды и т. п., сохраняя цвет как в процессе фор мования, так и
при применении изделия.
Отвердители — вещества, способные превращать линейную струк туру
полимера в результате сшивания макромолекул в трехмерную структуру. К
ним относятся уротропин, гексаметилентетрамин и др.
Кроме перечисленных веществ, в состав сложной пластмассы вво дят
стабилизаторы, способствующие сохранению первоначальных свойств;
смазки, облегчающие прессование; порошкообразователи — для получения
пено- и поропластов.
Пластические массы (пластмассы) имеют низкую плотность (900 — 1750
кг/м 3 ), высокие механические и хорошие электроизоляционные свойства,
высокую водостойкость, теплостойкость и химическую стой кость,
красивый внешний вид и т. д. Стоимость некоторых пластиче ских масс не
превышает стоимости цветных, а в некоторых случ аях и черных металлов
при расчете на 1 м 3 материала. Такие технико-экономические
преимущества пластических масс перед другими материала ми обусловили
широкое их применение. Но пластмассы имеют низкую теплостойкость
(60—300° С), подвержены «старению», что снижает их свойства.
Промышленность выпускает большое количество синтетических смол и
пластмасс на их основе, поэтому для примера рассмотрим тех нологию
получения и свойства наиболее важнейших смол и пластмасс на их основе.
Полимеризационные смолы для получения пластмасс используют без
наполнителей. Они термопластичны, обладают хорошими диэлек трическими свойствами, высокой ударной прочностью (кроме полисти рола), химически стойки, но большинство из них имеет низкую тепло стойкость.
68
Сырьем для получения полистирола является стирол (С 6 Н 5 СН=СН 2 ).
Полимеризацию стирола проводят лаковым, эмульсионным и блочным
способами. Процесс полимеризации проходит по следующей схеме:
РАДИОАКТИВНЫЕ
ПРЕВРАЩЕНИЯ – природные или искусственные превращения ядер одних атомов в
ядра других атомов.
Новая алхимия? В 1903 Пьер Кюри обнаружил, что соли урана непрерывно и без
видимого уменьшения со временем выделяют тепловую энергию, которая в расчете на
единицу массы представлялась огромной по сравнению с энергией самых энергичных
химических реакций. Еще больше теплоты выделяет радий – около 107 Дж в час в
расчете на 1 г чистого вещества. Получалось, что имеющихся в глубинах земного шара
радиоактивных элементов достаточно (в условиях ограниченного теплоотвода) чтобы
расплавить магму
Где же находится источник этой, казалось бы, неисчерпаемой энергии? Мария Кюри
выдвинула в самом конце 19 в. две гипотезы. Одна из них (ее разделял лорд Кельвин)
заключалась в том, что радиоактивные вещества улавливают какое-то космическое
излучение, запасая нужную энергию. В соответствии со второй гипотезой излучение
сопровождается какими-то изменениями в самих атомах, которые при этом теряют
энергию, которая и излучается. Обе гипотезы казались равно невероятными, но
постепенно накапливалось все больше данных в пользу второй.
Большой вклад в понимание того, что же происходит с радиоактивными веществами,
внес Эрнест Резерфорд. Еще в 1895 английский химик Уильям Рамзай , который
прославился открытием в воздухе аргона, обнаружил в минерале клевеите другой
благородный газ – гелий. Впоследствии значительные количества гелия были
обнаружены и в других минералах – но только тех, которые содержали уран и торий.
Это казалось удивительным и странным – откуда в минералах мог взяться редкий газ?
Когда Резерфорд начал исследовать природу альфа-частиц, которые испускают
радиоактивные минералы, стало ясно, что гелий является продуктом радиоактивного
69
распада (). Значит, одни химически элементы способны «порождать» другие – это
противоречило всему опыту, накопленному несколькими поколениями химиков.
Однако «превращением» урана и тория в гелий не ограничилось. В 1899 в лаборатории
Резерфорда (в то время он работал в Монреале) наблюдали еще одно странное явление:
препараты элемента тория в закрытой ампуле сохраняли постоянную активность, а на
открытом воздухе их активность зависела от. Сквозняков. Резерфорд быстро понял,
что торий испускает радиоактивный газ (его назвали эманацией тория – от лат.
emanatio – истечение, или тороном), активность этого газа очень быстро уменьшалась:
вдвое примерно за одну минуту (по современным данным – за 55,6 с). Подобная
газообразная «эманация» была открыта также у радия (ее активность уменьшалась
значительно медленнее) – ее назвали эманацией радия, или радоном. Своя «эманация»,
исчезающая всего за несколько секунд, обнаружилась и у актиния, ее назвали
эманацией актиния, или актиноном. Впоследствии выяснилось, что все эти «эманации»
являются изотопами одного и того же химического элемента – радона).
(14.56 Кб)
В 1900 Резерфорд рассказал о таинственном тороне английскому радиохимику
Фредерику Содди. Содди доказал, что торон – инертный газ, подобный аргону,
открытому за несколько лет до этого в воздухе; это был один из изотопов радона,
220
Rn. Эманация радия, как выяснилось впоследствии, оказалась другим изотопом
радона – 222Rn (период полураспада Т1/2 = 3,825 сут), а эманация актиния –
короткоживущим изотопом того же элемента: 219Rn (Т1/2 = 4 с). Более того, Резерфорд и
Содди выделили из продуктов превращения тория новый нелетучий элемент,
отличный по свойствам от тория. Его назвали торием Х (впоследствии установили, что
это был изотоп радия 224Ra c Т1/2 = 3,66 сут). Как выяснилось, «эманация тория»
выделяется именно из тория Х, а не из исходного тория. Подобные примеры
множились: в первоначально химически тщательно очищенных уране или тории со
временем оказывалась примесь радиоактивных элементов, из которых, в свою очередь,
получались новые радиоактивные элементы, в том числе и газообразные. Так,
выделяющиеся из многих радиоактивных препаратов -частицы превращались в газ,
идентичный гелию, который был открыт в конце 1860-х на Солнце (спектральным
методом), а в 1882 обнаружен в некоторых горных породах.
Результаты совместной работы Резерфорд и Содди опубликовали в 1902–1903 в ряде
статей в «Philosophical Magazine» – «Философском журнале». В этих статьях,
проанализировав полученные результаты, авторы пришли к выводу о возможности
превращения одних химических элементов в другие. Они писали: «Радиоактивность –
это атомное явление, сопровождающееся химическими изменениями, в которых
рождаются новые виды вещества... Радиоактивность нужно рассматривать как
проявление внутриатомного химического процесса... Радиация сопровождает
превращения атомов... В результате атомного превращения образуется вещество
70
совершенно нового вида, полностью отличное по своим физическим и химическим
свойствам от первоначального вещества».
В те времена эти выводы были счень смелыми; другие выдающиеся ученые, в числе
которых были и супруги Кюри, хотя и наблюдали аналогичные явления, объясняли их
присутствием «новых» элементов в исходном веществе с самого начала (например, из
урановой руды Кюри выделила содержащийся в ней полоний и радий). Тем не менее,
правы оказались Резерфорд и Содди: радиоактивность сопровождается превращением
одних элементов в другие
Казалось, что рушится незыблемое: неизменность и неделимость атомов, ведь еще со
времен Бойля и Лавуазье химики пришли к выводу о неразложимости химических
элементов (как тогда говорили, «простых тел», кирпичиков мироздания), о
невозможности их превращения друг в друга. О том, что творилось в умах ученых того
времени, ярко свидетельствуют высказывания Д.И.Менделеева, которому, вероятно,
казалось, что возможность «трансмутации» элементов, о которой веками толковали
алхимики, разрушит созданную им и признанную во всем мире стройную систему
химических элементов. В изданном в 1906 учебнике Основы химии он писал: «...я
вовсе не склонен (на основании суровой, но плодотворной дисциплины индуктивных
знаний) признавать даже гипотетическую превращаемость одних элементов друг в
друга и не вижу никакой возможности происхождения аргоновых или радиоактивных
веществ из урана или обратно.»
Время показало ошибочность взглядов Менделеева относительно невозможности
превращения одних химических элементов в другие; одновременно оно подтвердило
незыблемость его главного открытия – периодического закона. Последующие работы
физиков и химиков показали, в каких случаях одни элементы могут превращаться в
другие и какие законы природы управляют этими превращениями.
Превращения элементов. Радиоактивные ряды. В течение первых двух десятилетий
20 в. трудами многих физиков и радиохимиков было открыто множество
радиоактивных элементов. Постепенно выяснилось, что продукты их превращения
часто сами являются радиоактивными и претерпевают дальнейшие превращения,
иногда довольно запутанные. Знание того, в какой последовательности один
радионуклид превращается в другой, позволило построилть так называемые
природные радиоактивные ряды (или радиоактивные семейства). Их оказалось три, и
назвали их рядом урана, рядом актиния и рядом тория. Свое начало эти три ряда брали
от тяжелых природных элементов – урана, известного с 18 в., и тория, открытого в
1828 (неустойчивый актиний не родоначальник, а промежуточный член ряда актиния).
Позднее к ним прибавился ряд нептуния, начинающийся с искусственно полученного в
1940 первого трансуранового элемента № 93 – нептуния. По исходным элементам
называли и многие продукты их превращения, записывая такие схемы:
Ряд урана: UI  UХ1  UХ2  UII  Io (ионий)  Ra  ...  RaG.
71
Ряд актиния: AcU  UY  Pa  Ac  AcK  AcX  An  AcA  AcB  AcC 
AcC''  AcD.
Ряд тория: Th  MsTh1  MsTh2  RdTh  ТhХ  ThEm  ThA  ThB  ThC 
ThC'  ThD.
Как выяснилось, эти ряды не всегда представляют собой «прямые» цепочки: время от
времени они разветвляются. Так, UX2 с вероятностью 0,15% может превратиться в UZ,
он далее переходит в UII. Аналогично ThC может распадаться двумя путями:
превращение ThC  ThC' идет на 66,3%, и одновременно с вероятностью 33,7% идет
процесс ThC  ThC''  ThD. Это так называемые «вилки», параллельное превращение
одного радионуклида в разные продукты. Трудность в установлении правильной
последовательности радиоактивных превращений в данном ряду была связана и с
очень малым временем жизни многих его членов, особенно бета-активных.
Когда-то каждый новый член радиоактивного ряда рассматривался как новый
радиоактивный элемент, и для него физики и радиохимии вводили свои обозначения:
ионий Io, мезоторий-1 MsTh1, актиноуран AcU, эманация тория ThEm и т.д. и т.п. Эти
обозначения громоздки и неудобны, в них нет четкой системы. Тем не менее,
некоторые из них до сих пор иногда по традиции используются в специальной
литературе. Со временем выяснилось, что все эти символы относятся к неустойчивым
разновидностям атомов (точнее, ядер) обычных химических элементов –
радионуклидам. Чтобы различить химически неотделимые, но отличающиеся по
периоду полураспада (а часто и по типу распада) элементы, Ф.Содди в 1913 предложил
называть их изотопами
(10.96 Кб)
После соотнесения каждого члена ряда одному из изотопов известных химических
элементов, стало ясно, что ряд урана начинается с урана-238 (T1/2 = 4,47 млрд. лет) и
заканчивается стабильным свинцом-206; поскольку одним из членов этого ряда
является очень важный элемент радий), этот ряд называют также рядом урана – радия.
Ряд актиния (другое его название – ряд актиноурана) тоже берет свое начало от
природного урана, но от другого его изотопа – 235U (Т1/2 = 794 млн. лет). Ряд тория
начинается с нуклида 232Th (T1/2 = 14 млрд. лет). Наконец, не представленный в
природе ряд нептуния начинается с искусственно полученного самого долгоживущего
изотопа нептуния: 237Np  233Pa  233U  229Th  225Ra  225Ac  221Fr  217At 
213
Bi  213Po  209Pb  209Bi. В этом ряду тоже есть «вилка»: 213Bi с вероятностью 2%
может превратиться в 209Tl, а тот уже переходит в 209Pb. Более интересной
особенностью ряда нептуния является отсутствие газообразных «эманаций», а также
конечный член ряда – висмут вместо свинца. Период полураспада родоначальника
этого искусственного ряда равен «всего» 2,14 млн. лет, поэтому нептуний, даже если
бы он присутствовал при формировании Солнечной системы, не смог бы «дожить» до
72
наших дней, т.к. возраст Земли оценивается в 4,6 млрд. лет, и за это время (более 2000
периодов полураспада) от нептуния не осталось бы ни единого атома.
В качестве примера можно привести распутанный Резерфордом сложный клубок
событий в цепи превращения радия (радий-226 – шестой член радиоактивного ряда
урана-238). На схеме приведены как символы времен Резерфорда, так и современные
обозначения нуклидов, а также тип распада и современные данные о периодах
полураспада; в приведенном ряду также существует небольшая «вилка»: RaC с
вероятностью 0,04% может перейти в RaC''(210Tl), который затем превращается в тот
же RaD (T1/2 = 1,3 мин). У этого радиоактивного свинца довольно большой период
полураспада, поэтому за время эксперимента часто можно не считаться с его
дальнейшими превращениями.
Последний член этого ряда, свинец-206 (RaG), стабилен; в природном свинце его
24,1%. Ряд тория приводит к стабильному свинцу-208 (содержание его в «обычном»
свинце 52,4%), ряд актиния – к свинцу-207 (содержание в свинце 22,1%). Соотношение
этих изотопов свинца в современной земной коре, конечно, связано как с периодом
полураспада материнских нуклидов, так и с их исходным соотношением в веществе, из
которого образовалась Земля. А «обычного», нерадиогенного, свинца в земной коре
всего 1,4%. Так что не будь исходно на Земле урана и тория, свинца в ней было бы не
1,6·10–3% (примерно как кобальта), а в 70 раз меньше (как, например, таких редких
металлов как индий и тулий!). С другой стороны, воображаемый химик, прилетевший
на нашу планету несколько миллиардов лет назад, нашел бы в ней значительно меньше
свинца и намного больше урана и тория...
Когда Ф.Содди в 1915 выделил из цейлонского минерала торита (ThSiO4)
образовавшийся при распаде тория свинец, его атомная масса оказалась равной 207,77,
то есть больше, чем у «обычного» свинца (207,2) Это отличие от «теоретического»
(208) объясняется тем, что в торите было немного урана, который дает свинец-206.
Когда американский химик Теодор Уильям Ричардс, авторитет в области измерения
атомных масс, выделил свинец из некоторых урановых минералов, не содержащих
тория, его атомная масса оказалось равной почти в точности 206. Чуть меньше была и
плотность этого свинца, причем она соответствовала расчетной: (Pb)  206/207,2 =
0,994(Pb), где (Pb) = 11,34 г/см3. Эти результаты наглядно показывают, почему для
свинца, как и для ряда других элементов, нет смысла измерять атомную массу с очень
высокой точностью: образцы, взятые в разных местах, дадут немного разные
результаты.
73
В природе непрерывно происходят приведенные на схемах цепочки превращений. В
результате одни химические элементы (радиоактивные) превращаются в другие, и
такие превращения происходили в течение всего периода существования Земли.
Начальные члены (их называют материнскими) радиоактивных рядов – самые
долгоживущие: период полураспада урана-238 равен 4,47 млрд. лет, тория-232 – 14,05
млрд. лет, урана-235 (он же «актиноуран» – родоначальник ряда актиния) – 703,8 млн.
лет. Все последующие («дочерние») члены этой длинной цепочки живут существенно
меньше. В таком случае наступает состояние, которое радиохимики называют
«радиоактивным равновесием»: скорость образования промежуточного радионуклида
из материнского урана, тория или актиния (эта скорость очень мала) равна скорости
распада этого нуклида. В результате равенства этих скоростей содержание данного
радионуклида постоянно и зависит только от периода его полураспада: концентрация
короткоживущих членов радиоактивных рядов мала, долгоживущих членов – больше.
Такое постоянство содержания промежуточных продуктов распада сохраняется в
течение очень длительного времени (это время определяется периодом полураспада
материнского нуклида, а оно очень велико). Простые математические преобразования
приводят к следующему выводу: отношение числа материнских (N0) и дочерних (N1,
N2, N3...) атомов прямо пропорционально их периодам полураспада: N0:N1:N2:N3... =
T0:T1:T2:T3... Так, период полураспада урана-238 составляет 4,47·109 лет, радия-226 –
1600 лет, поэтому отношение числа атомов урана-238 и радия-226 в урановых рудах
равно 4,47·109:1600, откуда легко подсчитать (с учетом атомных масс этих элементов),
что на 1 т урана при достижении радиоактивного равновесия приходится всего 0,34 г
радия.
И наоборот, зная соотношение в рудах урана и радия, а также период полураспада
радия, можно определить период полураспада урана, при этом для определения
периода полураспада радия не нужно ждать более тысячи лет – достаточно измерить
(по его радиоактивности) скорость распада (т.е. величину dN/dt) небольшого
известного количества этого элемента (с известным числом атомов N) и затем по
формуле dN/dt = –N определить величину  = ln2/T1/2.
Закон смещения. Если на периодическую таблицу элементов нанести
последовательно члены какого-либо радиоактивного ряда, то окажется, что
радионуклиды в этом ряду не смещаются плавно от материнского элемента (урана,
тория или нептуния) к свинцу или висмуту, а «прыгают» то вправо, то влево. Так, в
ряду урана два нестабильных изотопа свинца (элемент № 82) превращаются в изотопы
висмута (элемент № 83), затем – в изотопы полония (элемент № 84), а те – снова в
изотопы свинца. В результате радиоактивный элемент часто возвращается назад – в ту
же клетку таблицы элементов, однако при этом образуется изотоп с другой массой.
Оказалось, что во этих «прыжках» есть определенная закономерность, которую в 1911
заметил Ф.Содди.
Сейчас известно, что при -распаде из ядра вылетает -частица (ядро атома гелия,
), следовательно, заряд ядра уменьшается на 2 (смещение в периодической таблице на
74
две клетки влево), а массовое число уменьшается на 4, что позволяет предсказать,
какой именно изотоп нового элемента образуется. Иллюстрацией может служить распад радона:

+
. При -распаде, наоборот, число протонов в ядре
увеличивается на единицу, а масса ядра не изменяется (см. РАДИОАКТИВНОСТЬ),
т.е. происходит смещение в таблице элементов на одну клетку вправо. Примером
могут служить два последовательных превращения образовавшегося из радона
полония:


. Таким образом, можно подсчитать, сколько всего
альфа- и бета-частиц испускается, например, в результате распада радия-226 (см. ряд
урана), если не учитывать «вилки». Исходный нуклид
, конечный –
.
Уменьшение массы (вернее, массового числа, то есть суммарного числа протонов и
нейтронов в ядре) равно 226 – 206 = 20, следовательно, было испущено 20/4 = 5 альфачастиц. Эти частицы унесли с собой 10 протонов, и если бы не было -распадов, заряд
ядра конечного продукта распада был бы равен 88 – 10 = 78. В действительности в
конечном продукте 82 протона, следовательно, в ходе превращений 4 нейтрона
превратились в протоны и было испущено 4 -частицы.
Очень часто после -распада следуют два -распада, и таким образом образующийся
элемент возвращается в исходную клетку таблицы элементов – в виде более легкого
изотопа исходного элемента. Благодаря этим фактам стало очевидным, что
периодический закон Д.И.Менделеева отражает связь между свойствами элементов и
зарядом их ядра, а не их массой (как это было сформулировано первоначально, когда
строение атома не было известно).
Окончательно закон радиоактивного смещения был сформулирован в 1913 в
результате кропотливых исследований многих ученых. Среди них следует отметить
ассистента Содди Александра Флека, стажера Содди А.С.Рассела, венгерского
физикохимика и радиохимика Дьёрдя Хевеши, который в 1911–1913 работал у
Резерфорда в Манчестерском университете, и немецкого (а впоследствии
американского) физикохимика Казимира Фаянса (1887–1975). Этот закон часто
называют законом Содди – Фаянса.
Литература:
1.О.С.Аранская.Сборник задач и упражнений по химической технологии и
биотехнологии.Минск,Университет.1989.
2. К.Н.Дьяконов, А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.
«Аспект Пресс», Москва, 2002.
3. А.В.Дончева.Экологическое проектирование и экспертиза.Практика. «Аспект
Пресс», Москва, 2002.
6. СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО ПЛАНУ НЕ ПРЕДУСМОТРЕНЫ
75
7. Методические указания по изучению теоритического курса представлены:
АхметовН.С., Общая и неорганическая химия.-М.:Высш.шк.,1988.-640с., УгайЯ.А.
Общая и неорганическая химия.-М.:Высш.шк.,1997.-527с., Карапетьяец М.Х.,Общая и
неорганическая химия.-4-е изд.,стереотип.-М.:Химия, 2000.-592с.
8. Методические рекомендации и указания по типовым расчетам, выполнению
расчетно-графических, лабораторных работ представлены в следующих учебных
пособиях: Практикум по неорганической/ Под ред. Профессора М.М.Буркитбаева
Алматы. «Қазақ университеті».2002.288 с; А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по
экологической экспертизе.Уральск.2003
9. Материалы для самостоятельной работы обучающегося:
тематика рефератов
1. Применение законов равновесия к живым организмам.
2. Гидролитические процессы в организмах.
3. Роль кремния в построение земной коры.
4. Применение соединений азота.
5. Использование азотной кислоты.
6. Нитраты, их получение и свойства.
7. Азотные удобрения.
8. Применение соединений фосфора.
9. Минеральные удобрения.
10. Фосфорные удобрения.
11. Калийные удобрения.
12. Химия платиновых металлов.
13. Химия галогенов.
14. Химия лантанойдов.
15. Химия актинойдов.
16. Химия инертных газов.
17. Комплексные соединения магния и железа.
18. Основные понятия и стехиометрические законы химии. Основные газовые законы.
Основные классы неорганических соединений.
19. Строение атома и периодический закон Д.И.Менделеева. Химическая связь и
структурная организация молекул. Химическая кинетика и химическое равновесие.
20. Дисперсные системы. Растворы. Водородный показатель рН. Гидролиз солей.
Окислительно-восстановительные реакции. Комплексные соединения.
21. Водород. Пероксид водорода. Вода, её строение, свойства, Общая характеристика
элементов VI- группы. Кислород, получение, свойства. Озон. Сера. Общая
характеристика элементов V- группы. Азот. Фосфор.
22. Химия биогенных s- и d-металлов..
76
Индивидуальные задания для студентов.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
Водород. Роль водорода и воды в природе
Пероксид водорода и его свойства
Свойства элементов группы 1 А натрий, калий и др.
Металлы и бинарные соединения.
Свойства элементов группы 2 А магний, кальций и др
Свойства элементов группы 3 А бор, алюминий и др
Галлий, индий, таллий
Свойства элементов группы 4 А углерод, кремний и др
Аллотропные изменения углерода
Бинарные соединения углерода
Углеводороды
Оксиды углерода и их производные
Соединения азота и углерода
Роль углерода в сельском хозяйстве и природе
Элементарное и бинарное состояние, гидриды и галогениды
кремния
Оксид кремния , кремниевая кислота, стекло.
Алюмосиликаты и кристаллические силикаты
Роль кремния в сельском хозяйстве и природе
Роль германия, свинца и олова в сельском хозяйстве и
природе.
Сульфиды, нитриды, карбиды и силициды кремния.
Свойства элементов группы 5 А азота, фосфора и др
Молекулярный азот. Аммиак и его производные.
Оксиды азота и его кислоты.
Роль и свойства азота в бимолекулярных соединениях
Роль азота в сельском хозяйстве и природе. Аспекты
химимческой экологии азота.
Элементарное и бинарное состояние фосфора
Монофосфин и дифосфин.
Галогениды фосфора
Оксиды фосфора
Кислоты фосфора.
Роль и свойства фосфора в бимолекулярных соединениях
Роль фосфора в сельском хозяйстве и природе. Аспекты
химической экологии фосфора.
Мышьяк, сурьма, висмут.
Общие свойства элементов 6 а кислорода, серы и др.
Молекулярный кислород и озон.
77
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
Оксиды s и p элементов и их производные.
Роль и свойства кислорода в бимолекулярных соединениях
Роль кислорода в сельском хозяйстве и природе. Аспекты
химической экологии кислорода.
Роль кислорода в сельском хозяйстве и природе.
Роль и свойства серы в бимолекулярных соединениях
Галогениды и гидриды серы
Окисды серы и кислоты
Кислоты серы
Роль и свойства серы в бимолекулярных соединениях
Роль серы в сельском хозяйстве и природе.
Роль серы в сельском хозяйстве и природе. Аспекты
химической экологии серы.
Селен, теллур.
Свойства элементов группы 7 а. Фтор, хлор, бром, йод
Роль галогенов в сельском хозяйстве и природе.
Свойства элементов группы 8 А .
Ванадий
Хром
Марганец
Темір
Кобальт
Никель
Мыс
Цинк
Молибден
Особенности лантаноидов и актиноидов
Всего
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
60
10.Методические указания по прохождению учебной, производственной и
преддипломных практик, формы отчетной документации при изучение
дисциплины непредусмотрены
11.Материалы по контролю и оценке учебных достижений обучающихся
№
Информация по оценке знаний
«Схема оценки знаний по предмету Химия»
Критерии оценки
Оценка вида
По типу
работы %
1.
Участие на
Недели
всего %
0,4
6
78
+
+
+
+
+
+
+
+
+
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
лекции
Домашняя работа
Индивидуальная
работа
Контрольная
работа
Коллоквиум
Активность на
практических
занятиях
Экзамен
Всего
0,2
4
3
12
5
30
3
3
6
3
40
100
79
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Информация по оценке
Получение высокого балла по курсу предполагает постоянную и
напряженную работу студента в течение всего семестра. 70% суммарного балла
формируется на протяжении всего семестра. Все виды текущего и
промежуточного контроля: микроэкзамены, контрольные и индивидуальные
задания, рефераты, отчетности по ЛПЗ должны сдаваться в срок, строго по
графику. Задания для промежуточного контроля включают теоретические и
практические вопросы (решение упражнений и задач).
Выполнение самостоятельной работы оценивается максимальным баллом.
За контрольные, индивидуальные, домашние задания, самостоятельные
работы, рефераты, обзоры по темам, сданные позже обозначенного срока
снимается 1 балл за каждый просроченный день.
Максимальная оценка за все виды работ ставится только при условии
правильных, четких, полных ответов на поставленные вопросы, задачи решены,
верно, работы выполнены аккуратно, в полном объеме. Высшими баллами
оценивается полное и прочное знание учебного материала в пределах
требуемого программой объема. При этом устные ответы должны быть
изложены грамотно и логически обоснованно, а письменные ответы не должны
содержать ошибок.
Пересдача промежуточного и финального экзаменов не допускается.
Бонусы за активность - 1-5 % (на усмотрение преподавателя).
Многобальная система оценки представлена на схеме
Проценты
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
Балл
Шкала
А
АВ+
В
ВС+
С
СД+
Д
F
4,0
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
1
Оценка
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Политика и процедура курса
«Неуспевающие и неспособные к успехам не должны, по моему крайнему
разумению, иметь никакого касательства до высших учебных заведений,
которые ни под каким видом нельзя, для общего блага, смешивать с
благотворительными учреждениями»
Д.И. Менделеев
«Всякая школа славна не числом, а славою своих учеников»
Н.И.Пирогов
Для успешного усвоения курса
является обязательным требование
подготовки к каждому занятию!
Пропуск занятий по неуважительным причинам не допускается. За каждое
пропущенное занятие начисляются штрафные баллы, которые затем
вычитываются из максимального числа баллов.
Если занятия пропущены по уважительным причинам (болезнь, семейные
обстоятельства), то отчетности за время отсутствия должны быть сданы в
течение одной недели с момента выхода на учебу. Списывание с чужой работы
наказывается путем лишения баллов за данный вид работы.
Опоздавшие студенты в аудиторию не допускаются, Причины и объяснения
– после занятий.
Сотовые телефоны во время занятий должны быть отключены. Не
выполнившие данное требование студенты будут отстранены от занятий.
Не допускается неуважительное отношение к преподавателям и студентам!
Нельзя жевать жевательные резинки во время занятий.
Необходимо иметь:
- тетрадь для записи лекций;
- тетрадь для лабораторно-практических занятий;
- тетрадь для СРСП;
- тетрадь для СРС;
- калькулятор;
- ручки;
- линейку, карандаш, ластик.
На лабораторно-практические занятия необходимо надевать белые халаты.
Основные принципы системы рейтинговой оценки:
Для определения рейтинга вводятся обязательные и дополнительные
баллы:
- обязательными баллами оцениваются ответы на занятиях, выполнение
домашних заданий, индивидуальных заданий, сдача зачетов по лабораторным
работам, сдача микроэкзаменов, решение задач и контрольных работ,
выполнение самостоятельных работ;
- дополнительные баллы используются для поощрения студентов при
выполнении ими творческих заданий (написание рефератов и обзоров, участие
в олимпиадах, конференциях, решение задач повышенной сложности);
2
- дополнительными баллами также поощряется своевременное и досрочное
выполнение учебных и контрольных заданий, а также активное участие в
практических и семинарских занятиях.
Перечень тестовых вопросов для промежуточного и итогового
контроля
1. Вычислить массу в граммах: а) 1 атома кремния, 3 атомов железа;
б) 5 молекул хлора, 15 молекул серы.
2. Чему равна масса 8 моль хлорида алюминия?
3. Приведите формулы кислотных оксидов.
4. Что такое моль?
5. Какие вещества относятся к простым?
6. Какой объём занимает 16 г кислорода при нормальных условиях?
7. Как называются соли хлорной кислоты? Приведите примеры.
8. Кем было введено понятие «валентность»?
9. Кто автор закона: «В равных объёмах любых газов взятых при одних и тех же
условиях, содержится одно и тоже число молекул?»
10. Приведите примеры основных солей.
11.Назвать данное вещество Na3AlO3
12. Вычислите эквивалентные массы фосфорной кислоты, оксида цинка,
карбоната натрия, гидроксида алюминия, гидросульфата кальция,
гидроксохлорида алюминия.
13. Сколько электронов во внешнем электронном слое иона Li+?
14. Чему равно максимальное число электронов на третьем энергетическом
уровне?
15. Какие электроны наиболее прочно связаны с ядром?
16. Какова общая формула водородного соединения элементов подгруппы
азота?
17. Чем отличаются энергетические подуровни в пределах уровня?
18. Приведите примеры веществ с ионной связью?
19. Какова природа химической связи в молекуле водорода?
20. Приведите примеры соединений с ярко выраженой полярностью связей.
21. Какова кристаллическая решетка СО2?
22. Какой тип химической связи характерна для металлов?
23. Какую кристаллическую решетку имеют галогены?
24. Как изменится скорость реакции при повышении температуры от 300С до
700С, если температурный коэффициент равен 2?
25. К чему приведет увеличение концентрации SO2 в 4 раза в реакции
1) SO2 + NO2 = SO3 + NO?
26. Правило Вант-Гоффа указывает на зависимость скорости химической
реакции от …?
27. Как изменится скорость химической реакции 2NO г + O2 г = NO 2 г ,если
уменьшить объем реакционного сосуда в 2 раза?
28. Какой объем при нормальных условиях займет 56 г азота?
29. Какая связь в ионе аммония?
3
30. Чем объясняется высокая температура кипения воды?
31. Сколько электронов необходимо принять атому селена для завершения
электронного слоя?
33. Сколько электронов необходимо отдать атому алюминия для завершения
электронного слоя?
34. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре атома радия -226,
226
88 Rа?
35. Сколько электронных слоев у атома элемента с порядковым номером 20?
36. Чему равен порядковый номер элемент, находящегося в побочной
подгруппе первой группы четвертого периода?
37. Чему равно число электронов на внешнем электронном уровне атома с
порядковым номером 12?
38. Чему равно число электронных уровней у атома элемента с порядковым
номером 37?
38. Напишите электронные формулы атомов алюминия, хлора, скандия, хрома.
39. В чем заключается особенность строения атомов элементов побочных
подгрупп больших периодов?
40. Чему равно число нейтронов в ядре атома водорода 1 1Н?
41. Как изменяются кислотные свойства высших оксидов в главных подгруппах
сверху вниз, например, N2O5 → P2O5 →As2O5→ Sb2O5 →Bi2O5?
42. Как изменяются основные свойства оксидов в главных подгруппах сверху
вниз?
43. Как различаются изотопы водорода?
44. Электронная формула элемента имеет окончание 3s23p4.. Определите
порядковый номер этого элемента.
45. Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 17.
Укажите число неспаренных электронов в максимально возбужденном
состоянии.
46. Что является причиной периодического изменения свойств элементов?
47. Как изменяется радиус атомов элементов в малых периодах слева направо?
48. Как изменяются свойства и характеристики элементов в периоде с
возрастанием порядкового номера?
49. Как изменяются свойства и характеристики элементов в главных
подгруппах с возрастанием порядкового номера?
50. Как меняются основные свойства гидроксидов в следующем ряду: Ве(ОН)2,
Мg(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2?
51. Какие элементы всегда начинают и завершают любой период?
52. В какой группе периодической системы должен находиться элемент с
электронной конфигурацией атома 1s22s22p63s23p5?
53. Какое соединение с водородом образует элемент, имеющий электронную
конфигурацию 1s22s22p63s23p5?
54. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре атома олова-119 119 50Sn?
55. Сколько электронов участвует в образовании химической связи в молекуле
хлороводорода?
4
56. В какой молекуле: N2, H2O, HCI, LiF, C2H5OH связь ковалентная
неполярная?
57. Какой тип гибридизации электронных орбиталей атома бериллия в
молекуле ВеCI2?
58. Какая молекула NH3, NCI3, ВCI3, РН3 имеет форму равностороннего
треугольника?
59. В каком соединении связь ковалентная неполярная: H2S, KF, CI2 , HBr, HCI?
60. В каком соединении атомы связаны ионной связью: H2S, NаF, CI2 , HBr,
Н2О, HCI?
61. В каком соединении связь ковалентная полярная: H2S, NаCI , CI2 , Br2, NаF,
HCI?
62. Укажите тип химической связи в молекуле кислорода?
63. Укажите тип химической связи в молекуле хлора?
64. Какой тип химической связи характерен для галогенидов: NаCI, NаF, NаBr,
NаI?
65. Какое водородное соединение: HF, НI, СН4, SiН4, РН3 склонно к
образованию водородных связей?
66. В какой молекуле σ – cвязь (сигма) образована перекрыванием только р-р
электронных облаков?
67. На скорость какой реакции влияет степень измельчения реагирующих
веществ?
СаСО3 + 2НСI = СаCI2 + СО2 + H2O
2СО + О2 = 2СО2
2Н2 + О2 = 2H2O
2SО2 + О2 = 2SО3
SО3 + H2O = H2SO4
68. Какая из приведенных систем гомогенная?
СаСО3 = СаО + СО2
2СО + О2 = 2СО2
СО2+ С = 2СO2
С + О2 = СО2
ZnО + СО = Zn + СO2
69. Для какой из реакций повышение давления не повлияет на смещение
равновесия?
СаСО3 ↔ СаО + СО2
2Н2 + О2 ↔ 2H2O
СО + Н2О ↔ СО2 + Н2
N2 + 3Н2 ↔ 2NH3
2 NО ↔ N2О4
70. Какое условие сместит равновесие данной реакции:
СО + Н2О ↔ СО2 + Н2 + Q вправо?
71. Какая из приведенных формул является математическим выражением
закона действующих масс?
VT2/ VT1 = V(T2 – T1)/10
V = 1/C
5
V = k[А]m [В]n
V = ∆С/t
C = 1/V
Вопросы к экзамену.
Основные понятия и законы химии
1. Какой из веществ относится к простым?
а) Вr2
в) НСI
с) СаО
д) Н2О
2. Какое количество частиц содержится в моль веществе?
а) 6,022*1023
в) 96500
с) 6,62*1034
д) 2,3*1010
3. Кто автор закона: «В равных объемах любых газов взятых при одних и тех же
условиях, содержится одно и тоже число молекул?»
а) Л.Авогадро
в) М.В.Ломоносов
с) Ж.Пруст
д) А.Лавуазье
4. Какой объем занимает 16 г кислорода при нормальных условиях?
а) 11,2
в) 32
с) 44,8
д) 22,4
5. Какое водородное соединение наиболее устойчивое
а) HF
в) HBr
с) HI
д) HCI
6. В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится
одинаковое число молекул гласит закон
а) Авогадро 1811 г
в) Пруста 1801 г
с) Гей – Люссака 1808 г
д) Дальтона 1803 г
7. Весовое количество вещества, которое в химических реакциях
взаимодействует с 8 массовыми частями кислорода и 1,008 массовыми частями
водорода, замещая ,или присоединяя эти количества называется
а) эквивалентной массой
в) молем
с) массовой долей
6
д) титром
8. Чему равна масса серной кислоты количеством вещества 2 моль?
а) 98г
в) 49г
с) 124г
д) 126г
9. Какое число атомов содержится в меди количеством вещества 2 моль?
а) 12,04*1023
в) 6,02*1023
с) 3,01*1023
д) 9,10*1023
10. Сколько атомов входят в состав аллотропного видоизменения серы
молярная масса которого 256 г/моль
а) 8
в) 4
с) 2
д) 6
11. Газ массой 8 грамм (н.у) занимает объем 5,6 литра. Определить молярную
массу газа?
а) 32 г/моль
в) 8г/моль
с) 16г/моль
д) 24г/моль
12. Какая формула является математическим выражением закона действующих
масс?
а) V=K*[A]m*[В]n
в) Vt1=Vt2*Y*t2-t1/100
с) V=1/C
д) V= K*[A]m+[В]n
13. Какой объем занимает 16 г кислорода при нормальных условиях?
а) 11,2
в) 32
с) 44,8
д) 22,4
Основные классы неорганических соединений
14. Какое вещество относится к щелочам?
а) КОН
в) АI(ОН)3
с) НСIО4
д) Fe(ОН)2
15. Укажите формулу кислотных оксидов
а) SO3 ,P2O5
в) Fe2O3 ,NO2
с) MgO, CO2
7
д) K2O , Cr2O3
16. Формула основной соли
а) AI(OH)2CI
в) Cd(NO3)2
с) CaHPO4
д) H3PO4
17. Укажите формулу гипохлорита натрия
а) NaCIO
в) NaCIO3
с) NaCI
д) NaCIO4
18. Назвать соли хлорной кислоты
а) перхлората
в) хлориты
с) хроматы
д) гипохлориты
19. Назвать данное вещество Na3AIO3
а) ортоалюминат натрия
в) метаалюминат натрия
с) гидроалюминат натрия
д) алюминат натрия
20. Вычислить эквивалентную массу угольной кислоты, если в реакции
участвуют два иона водорода
а) 31
в) 40
с) 62
д) 84
21. К растворимым веществам относятся:
а) нитрат меди (II)
в) хлорид серебра
с) сульфат бария
д) фосфат цинка
22. Какой из перечисленных металлов способен вытеснять водород из воды при
комнатной температуре
а) натрий
в) медь
с) железо
д) серебро
23. К какой группе оксидов относятся следующие вещества: СО, N2O, NO
а) несолеобразующие
в) кислотные
с) основные
д) амфотерные
24. При помощи какой реакции можно получить гидроксид меди (II)
а) СuCI2+ NaOH 
8
в) CuO+ H2O 
с) CuSO4+NaCI 
д) Cu+H2O 
25. При окислении следующих металлов образуются оксиды. Какой из них
растворим в воде?
а) СаО
в) СuO
с) AI2O3
д) ZnO
26. При растворении в воде металлического натрия получается раствор:
а) гидроксида натрия
в) натрия
с) оксида натрия
д) гидрида натрия
27. Ангидридом какой кислоты является Р2О5?
а) ортофосфорной
в) фосфористой
с) двуфосфорной
д) соляной
28. Какое основание является наиболее сильным?
а) RbOH
в) SiOH
с) NaOH
д) KOH
29. Какое из веществ при растворение в воде образует кислоту?
а) SO3
в) NaCI
с) CaO
д) NH3
30. Водород интенсивно выделяется при взаимодействии
а) Zn + HCI
в) Zn+HNO3 (разб)
с) Fe+HNO3 (конц)
д) S+H2SO4
31. Бесцветный газ пропускают при растворении гидроксида кальция, при этом
выпадает белый осадок. Этим бесцветным газом является
а) углекислый газ
в) кислород
с) водород
д) азот
32. Какой металл взаимодействует с разбавленной серной кислотой с
выделением водорода
а) Zn
9
в) Cu
с) Hg
д) Ag
33. Взаимодействие концентрированной азотной кислоты с медной стружкой
приводит к образованию газа
а) NO2
в) NO
с) N2O
д) N2
34. Какие пары соединений не могут реагировать между собой
а) СО2+SO2
в) MgO+CO2
с) CaH2+H2О
д) Na2O+SO2
35.Самой сильной кислотой является
а) HCIO4
в) HCIO
с) HCIO2
д) HCIO3
Химическая связь и строение веществ
36. Какова природа химической связи в молекуле водорода?
а) ковалентная неполярная
в) ионная
с) ковалентная полярная
д) водородная
37. В каком соединении ярко выражена полярность?
а) НСI
в) H2S
с) PH3
д) CI2
38. Молекула какого соединения неполярна?
а) CI2
в) НСI
с) Н2О
д) NH3
39.Какой тип химической связи характерен для металлов?
а) металлическая
в) ковалентная
с) водородная
д) ионная
40. Какую кристаллическую решетку имеют галогены?
а) молекулярную
10
в) атомную
с) ионную
д) металлическую
41. Какой тип химической связи в молекуле кислорода
а) ковалентная неполярная
в) ионная
с) водородная
д) ковалентная полярная
42. Сколько Р – связей образуется в молекуле азота
а) две
в) одна
с) три
д) четыре
43. В каком из приведенных азотных соединений связь образована по донорно –
акцепторному механизму.
а) NH4CI
в) NO2
с) HNO3
д) NH3
44.Какая пара из указанных элементов при химическом взаимодействии имеет
максимальную тенденцию образовать соединение с ионной связью.
а) Na и CI
в) Li и Ca
с) C и N
д) H и CI
45. Какая из приведенных ниже молекул газов наиболее прочной является.
а) N2
в) O2
с) H2
д) H2
46. Вещества с ионной связью 
а) NaCI
в) CI2
с) HCI
д) H2O
47. В каком соединении ярко выражена полярность?
а) HCI
в) H2S
с) PH3
д) CI2
Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева. Строение
атома.
48. Сколько электронов во внешнем электронном слое иона Li+
а) 0
11
в) 1
с) 2
д) 3
49. Максимальное число электронов на третьем энергетическом уровне равно
а) 18 электронов
в) 4 электронов
с) 6 электронов
д) 8 электронов
50. Электроны наиболее прочно связанные с ядром.
а) S-электроны
в) P-электроны
с) d-электроны
д) f-электроны
51. Атому какого элемента соответствует формула 1S2 2S22P63S2.
а) магний
в) натрий
с) калий
д) литий
52. Атом какого элемента легче всего отдает один электрон:
а) натрий порядковый номер11
в) магний порядковый номер 12
с) алюминий порядковый номер 13
д) кремний порядковый номер 14
53. Атом элемента имеет порядковый номер 13 массовое число 27. Число
валентных электронов у него равно А-3,б2,в4,г5
54. Максимальное число электронов на Р подуровне
а) шесть
в) два
с) десять
д) восемь
55. Атом какого элемента имеет электронную конфигурацию.
1S22S22P63S23P64S1
а) К
в) Са
с) Ва
д) Мg
56. Максимальное число электронов на энергетическом подуровне атома можно
определить по формуле:
а) 2(2L+1)
в) 2L+1
с) 2L-1
д) 2L
57. Валентные электроны атома калия находятся на орбиталях
а) 4S1
в) 4Р1
12
с) 3Р1
д) 3S1
58. Как изменяются свойства оксидов в периоде.
а) основные свойства ослабевают, затем усиливаются кислотные свойства при
амфотерные
в) не изменяются
с) основные свойства ослабевают
д) сохраняются кислотные свойства
59. Структура валентного электронного слоя атома элемента выражается
формулой 5S25P4. Определите порядковый номер и название элемента
а) 52Te
в) 51Sb
с) 53J
д) 54Xe
60. Внешний квантовый слой атома железа соответствует формуле:
а) 3d54S2
в) 3d64S2
с) 3d44S1
д) 3d74S1
61. Электронная структура атома описывается формулой 3d64S2. Какой это
элемент?
а) марганец
в) хром
с) железо
д) кобальт
62. Какую максимальную ковалентность может проявлять азот в соединениях?
а) 3
в) 4
с) 2
д) 5
63. Электронная структура атома описывается формулой.
1S22S22p63S23p63d104S25. Определите порядковый номер элемента
а) 20
в) 30
с) 35
д) 40
64. Как изменяются свойства элементов в группах главных подгрупп?
а) металлические свойства возрастают, неметаллические ослабевают
в) металлические и неметаллические свойства ослабевают
с) металлические и неметаллические свойства возрастают
д) металлические свойства ослабевают, а неметаллические возрастают
65. Какое максимальное число электронов может содержать атом в
электронном слое с главным квантовым числом n=3.
а) 18
в) 8
13
с) 2
д) 32
66. По какому признаку объединяются в S-,ρ,d,f элементы?
а) по заполняющемуся энергетическому подуровню
в) по количеству энергетических уровней
с) по количеству электронов во внешнем энергетическом уровне
д) по номеру группы, в котором находится элемент
67. Какую максимальную валентность может проявлять сера.
а) 6
в) 3
с) 4
д) 2
68. Укажите тип гибритизации в молекуле метана:
а) Sp3
в) Sp
с) Sp2
д) Sp2d2
69.Какова конфигурация валентных электронов в атоме хрома.
а) 3d54S1
в) 4S24p4
с) 4d54S2
д) 4d44S2
70. На что указывает порядковый номер элемента.
а) на заряд ядра атома
в) на количество электронов на внешнем уровне
с) на высшую валентность элемента по кислороду
д) на число энергетических уровней
71. Атом элемента имеет порядковый номер 8. Какой это элемент?
а) кислород
в) водород
с) азот
д) фосфор
72. Наиболее ярко выражены окислительные свойства у.
а) фтора
в) хлора
с) брома
д) иода
73. Укажите элемент, атом которого имеет электронное строение: 1S22S22p63S1
а) натрий
в) магний
с) калий
д) медь
74.Строение атома Са выражается схемой:
а) 1S22S22p63S23p64S2
в) 1S22S22p63S23p63d104S2
14
с) 1S22S22p63S23p63d104S24p1
д) 1S22S22p63S23p63d104S24p2
Окислительно – восстановительные реакции электрон
75. При одинаковых условиях быстрее окисляются
а) Na
в) Ca
с) Li
д) Mg
76. Укажите восстановитель, установите чему равна сумма коэффициентов в
левой части реакции Li+Н2= LiН
а) Li,3
в) Н,3
с) Li,2
д) Н-1
77.Определите степень окисления фосфора в фосфате кальция.
А +5
Б +2
В0
Г -3
78. Какое из приведенных ниже процессов представляет собой окисление.
а) Sn0  Sn4+
в)  Cr6+  Cr2+
с) N5+  N0
д) Ca2+  Ca0
79. При взаимодействии цинка с сульфатом меди
а) медь восстанавливается
в) медь окисляется
с) цинк окисляется
д) цинк восстанавливается
80. Укажите окислительно – восстановительную реакцию
а) – Zn+2HCI→ZnCI2+H2
в) – 2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O
с) –SO3+H2O→H2SO4
д) -2CaO+H2O →2Ca(OH)2
81. Назовите сильные восстановители:
а) –NH3, H2S, CaH2
в) –H2O2, Br2, H2O
с) –H2SO4, KMnO4, HNO3
д) HCI, KOH, H2SO4
82. Степень окисления серы в Ва(НSO4)2
а) +6
в) +4
с) +3
15
д) +2
83. При электролизе раствора соли NaCI на катоде выделится
а) водород
в) хлор
с) натрий
д) соль
84.Какое вещество выделится при электролизе раствора карбоната калия на
катоде.
а) водород
в) калий
с) кислород
д) углекислый газ
85.Какое вещество выделится при электролизе раствора иодида калия на аноде
а) иод
в) калий
с) кислород
д) водород
86.По какой формуле определяется масса вещества в процессе электролиза по І
закону Фарадея.
Am
Э * J *t
H
в) m=Ji
с) m=pV
д) m= PVT
87. Какая реакция лежит в основе электролиза
а) окислительно - восстановительная
в) обратимая
с) эндотермическая
д) экзотермическая
88.Определите степень окисления хлора в соединениях BaOHCI, KCIO4, KCIO3.
а) -1, +7, +5
в) +2, -1, +3
с) +5, +4, +3
д) +5, +3, +7
89. Определите степень окисления серы в соединении Na2SO4
а) +6
в) +2
с) +3
д) +4
90. Атомы или ионы, которые присоединяют электроны являются
а) окислителями
в) восстановителями
с) окислителями и восстановителями
д) восстановителями и окислителями
91. Процесс присоединения электронов.
16
а) восстановление
в) окисление
с) окислителями - восстановителями
д) восстановителями - окислителями
92.Процесс отдачи электронов.
а) окисление
в) восстановление
с) окислителями - восстановителями
д) восстановителями - окислителями
93. Сумма коэффициентов в левой и правой частях уравнения.
P+ HNO3+ H2O→H3PO4 + NO
а) 18
в) 10
с) 20
д) 8
94.Сумма коэффициентов в левой части уравнении равно.
Ag+HNO3(конц)= AgNO3+NO+H2O
а) 7
в) 6
с) 2
д) 8
95. Определите степень окисления фосфора в фосфате кальция.
а) +5
в) +2
с) 0
д) -3
96. Какое из приведенных ниже процессов представляет собой окисление.
а) Sn0→Sn4+
в) N5+→N0
с) Cr6+→ Cr2+
д) Ca2+→Ca0
97. При взаимодействии цинка с сульфатом меди.
а) медь восстанавливается
в) медь окисляется
с) цинк окисляется
д) цинк восстанавливается
98. Укажите окислительно - восстановительную реакцию.
а) Zn+2HCI→ ZnCI2+ H2
в) 2NaOH+ H2SO4→ Na2SO4+ 2H20
с) SO3+ H2O→ H2SO4
д) 2CaO+ H2O→2 Ca (OH)2
99. Какое из соединений свинца проявляет только окислительные свойства.
а) PbO2
в) PbSO4
с) Pb2O3
17
д) PbO
Химическое равновесие.
100.Химическое равновесие можно сместить изменением.
а) температуры давления, концентрации
в) температуры давления
с) температуры, концентрации
д) только температура
101.Правило Вант-Гоффа указывает на зависимость скорости химической
реакции от.
а) температуры
в) концентрации
с) катализатора
д) давления
102. Меру хаотичности в системе определяет.
а) энтропия
в) энергия Гельмгольца
с) энергия Гиббса
д) энтальпия
Растворы.
Теория электролитической диссоциации. Водородный
показатель.Гидролиз солей.
103.Какой вид концентрации определяется «количество моль вещества,
содержищихся в 1 литре раствора»
а) молярная
с) моляльная
д) процентная
в)нормальная
104.Вычислите [ОН], если [Н+]= 10-3моль/л
а) 10-11моль/л
в) 10-18моль/л
с) 10-10моль/л
д) 10-14моль/л
105.Какая кислота является более слабым электролитов.
а) НJ
в) НСI
с) HBr
д) HF
106. Укажите среди перечисленных соединений неэлектролит.
а) SO2
в) H2O
с) Ca(OH)2
д) H2SO4
107. Укажите формулу слабого электролита.
а) NH4OH
18
в) NaBr
с) KOH
д) AICI3
108. Укажите сильный электролит.
а) KOH
в) CaSO4
с) H2CO3
д) H2SiO3
109.При одинаковых условиях быстрее окисляется.
а) Na
в) Ca
с) Mg
д) Be
110.Какие из солей подвергаются гидролизу.
а) сульфит меди
в) нитрат лития
с) сульфат калия
д) хлорид натрия
111. Электролитическая диссоциация.
а) обратимый процесс
в) процесс окисления
с) каталитический процесс
д) процесс восстановления
112. В результате какой реакции выпадает осадок.
а) BaCI2+H2SO4 =
в) Zn+ HCI=
с) KOH+ NaCI=
д) AgNO3+NaNO3=
113. Какое значение рН хлорида аммония.
а)рН<7
в) рН=7
с) рН>7
д) рН=рОН
114.В какой цвет окрасится индикатор фенолфталеин в растворе нитрата
свинца.
а) бесцветный
в) красный
с) желтый
д) фиолетовый
115.Подвергается ли гидролизу сульфат калия
а) не подвергается т.к. соль образована сильной кислотой и сильным
основанием
в) подвергается, т.к. соль образована слабой кислотой и слабым основанием
с) не подвергается т.к растворимость соли в воде ограничена
д) подвергается т.к вода активно гидрализует ионы калия и сульфат- ионы
19
116.Найти массовую долю глюкозы в растворе. содержащим 280 г воды и 40 г
глюкозы.
а) 12,5
в) 13
с) 14
д) 15,5
117. К какому типу окислительно- восстановительных реакций относится
данная реакция. AgNO3→ Ag+NO2+O2
а)внутримолекулярного
в) межмолекулярного
с) диспропорционирования
д) реакция соединения
118. Раствор какой соли азотной кислоты имеет рН раствора меньше 7.
а) Cu(NO3)2
в) KNO3
с) Ca(NO3)2
д) Ba (NO3)2
119.Число Авагадро равно.
а)6,02. 1023
в) 22,4 л
с) 1,1013.105Па
д) 9500кулон
120.К сильным электролитам относятся.
а) H2SO4
в) Fe(OH)3
с) H2SiO3
д) H2S
121.Раствор какой соли имеет нейтральную реакцию.
а) KCI
в) NaBr
с) Na2CO3
д) NH4CI
122.Исходя из данных растворимости веществ определите, в каком случае
выпадение осадка не происходит.
а) MgCI2+HNO3
в) AgNO3+ NaCI
с) CuCI2+ NaOH
д) BaCI2+ H2SO4
123.Из приведенных ниже солей рН раствора будет равен 7.
а) NaCI
в) Na2CO3
с) NH4NO3
д) АICI3
124.Какое вещество может в окислительно – восстановительных реакциях
является только окислителем.
20
а) KMnO4
в) KCI
с) NaNO3
д) H2S
125.Химическая коррозия- это взаимодействие металла.
а)с любым электролитом
в) влажным воздухом
с) почвой
д) сухим газом
126.Какой формулой выражается ионное произведение воды.
а) Кн2о=[Н+].[ОН--]
в) Кн2о= -Ig Кн2о
с) Кн2о=-Ig[H+]
Н * ОН 
КН О 

2

Н 2О
127.Чему равна ионное произведение воды.
а) 10-14
в) 10-18
с) 10-17
д) 10-7
128.Какая формула является математическим выражением скорости обратной
реакции.S2-+H2O→H2S+OHа)V=K [H2S]. [OH--]
в) V=K [S2-]. [H2O]
с) V=K [S2-]. [OH--]
д) V=K [S2-]. [H2S]
Химия элементов
129.Основные элементы костной ткани.
а) Ca-P
в) Mg-O
с) N-Mg
д) Na-CI
130.Какой элемент Ферсман назвал элементом мысли.
а) P
в) C
с) N
д) K
131.Какой из предложенных оксидов называют «Веселящий газ»
а) NO2
в) N2O
с) NO
д) N2O5
132.Какой газ может вызвать помутнение «известкового молока»
а) CO2
21
в) SO2
с) NO
д) NO2
133. Элемент, являющийся основой всего живого.
а) C
в) P
с) N
д) Si
134.В каких периодах расположены благородные металлы.
а) 5,6
в) 4,3
с) 7,4
д) 2,5
135.Какой галоген при обычной температуре взаимодействует с благородными
металлами.
а) F2
в) CI2
с) J2
д) At
136.Какой металл не растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах.
а) медь
в) олово
с) алюминий
д) свинец
137. В технических приборах находит применение жидкий металл.
а) ртуть
в) галлий
с) арий
д) родий
138. Какие металлы считаются платиновыми металлами.
а) осмий, иридий
в) рутений, осмий
с) родий. технеций
д) родий. палладий
139. Назовите металл, который вдвое легче воды.
а) Li
в) Na
с) Sr
д) Ca
140.Самый тугоплавкий металл.
а) вольфрам
в) осмий
с) железо
д) алюминий
22
141. Самый тяжелый металл.
а) осмий
в) алюминий
с) железо
д) ртуть
142.Назовите жидкий металл.
а) ртуть
в) магний
с) калий
д) осмий
143.Самый легкий металл.
а) литий
в) натрий
с) кальций
д) барий
144.Самый распространенный элемент металл в земной коре.
а) алюминий
в) железо
с) серебро
д) золото
145.Каломель используется для изготовления электродов. Какова формула.
а) Hg2CI2
в) ZnCI2
с)CoCI2
д) AgCI
146.Самый легкоплавкий металл.
а) цезий
в) натрий
с) литий
д) рубидий
147.Назовите металл «самородок»
а) золото
в) алюминий
с) цинк
д) ртуть
148.Какой металл взаимодействует с разбавленной серной кислотой с
выделением водорода.
а) цинк
в) серебро
с) медь
д) ртуть
149.Атому какого элемента соответствует формула. 1s22s22p63s23p3
а) фосфор
в) литий
с) калий
23
д) натрий
150.По формуле W=m(вещества) 100%/ m(раствора)
а) массовая доля вещества
в) молярная
с) титр
д) нормальная
150.Какую степень окисления имеет фтор в своих соединениях.
а) -1
в) +3
с) +5
д) +7
151.SеO2 является ангидридом кислоты.
а) саленистой кислоты H2SeO3
в) селеновой H2SeO4
с) селеноводородной H2Se
д) серной кислоты H2SO4
152. Плотность газа по гелию равна 19,5 какова молекулярная масса этого газа.
а)78
в) 39
с) 97
д) 58
12. Программное и мультимедийное сопровождение учебных занятий (в
зависимости от содержания дисциплины). В УМКД указываются выходные данные
и местонахождение – библиотека, кафедра и т.д.
Электронный учебник по экологии
Практикум по неорганической/ Под ред. Профессора М.М.Буркитбаева Алматы.
«Қазақ университеті».2002.288 с;
А.Б.Ниязбекова. Т.И.Чуб. Практикум по экологической экспертизе.Уральск.2003
корпус № 5, читальный зал № 2,кафедра химия
13. Перечень специализированных аудиторий, кабинетов и лабораторий.
Лекция :аудитория 15-16 ,корпус 5
Лабораторные занятия: аудитория 13-14 ,корпус 5
24