Химия - Барановичский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ
и. о. зав. кафедрой
аграрных дисциплин
__________/ Д.А.Белов
«____» __________ 2013 г.
протокол № ___
Методические указания для подготовки к тестированию
по ______химии________
для специальности:
1-74 02 01 «Агрономия» на базе среднего специального образования
1 курс
2 семестр
Инженерный факультет
Барановичи 2013
ВВЕДЕНИЕ
Данные методические указания содержат тематический план курса «Химия», вопросы для подготовки к компьютерному тестированию, задачи для самостоятельного решения, список учебной литературы.
Тематический план курса
№ п/п
1
1.1
1.2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
1.2.6
1.2.7
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.3.4
1.3.5
1.3.6
1.3.7
1.4
1.4.1
1.4.2
1.4.3
1.4.4
1.4.5
1.4.6
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
Наименование раздела, темы
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Теоретические основы органической химии
Углеводороды
Алканы
Циклоалканы
Алкены. Диены
Алкины
Арены
Галогенпроизводные углеводородов
Терпены и стероиды
Кислородсодержащие органические соединения
Спирты
Фенолы
Простые эфиры
Альдегиды и кетоны
Карбоновые кислоты
Монокарбоновые кислоты
Дикарбоновые кислоты
Непредельные кислоты
Оксикислоты
Альдегидо- и кетокислоты
Липиды
Углеводы
Азотсодержащие органические соединения
Амины
Амиды
Аминокислоты
Белки и пептиды
Гетероциклические соединения
Нуклеиновые кислоты
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ.
Введение. Агрегатные состояния вещества
Химическая термодинамика и термохимия
Фотохимические реакции
Растворы неэлектролитов и их коллигативные свойства
Растворы электролитов
Электрическая проводимость растворов электролитов
Электрохимия
Поверхностные явления
3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
Введение. Коллоидные системы, их получение и очистка
Молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем
Электрические свойства коллоидных систем
Устойчивость и коагуляция коллоидных систем
Микрогетерогенные системы. Полуколлоиды
Растворы высокомолекулярных соединений
Гели и студни
РАЗДЕЛ 1. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Тема 1.1. Теоретические основы органической химии.
Предмет органической химии. Классификация органических соединений. Теория
химического строения A.M. Бутлерова, ее значение для органической химии и последующее развитие. Структурная изомерия и структурные формулы. Изомерия скелета, изомерия, вызванная изменением положения заместителя, кратных связей и функциональных
групп. Стереоизомерия. Теория ассимметрического атома углерода. Энантиомерия. Стереохимия соединений с одним центром хиральности на примере молочных кислот. Диастереомеры. Конформационная изомерия. Взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений и его связь с реакционной способностью.
Понятие о механизме реакций. Электронное строение молекул органических соединений. Типы химической связи. Гибридизация. Атомы углерода в sp3-, sp2-, sp-состояниях.
Строение и особенности одинарной, двойной и тройной связи. Сопряжение двойных связей.
Понятие о резонансе. Полярность и поляризуемость связей. Индуктивный и мезомерный эффекты. Электрофильные и нуклеофильные реагенты. Гомолитический и гетеролитический
разрыв связей. Понятие о радикале, карбкатионе и карбанионе. Реакции радикального замещения. Реакции электрофильного и нуклеофильного замещения и присоединения.
Вопросы для подготовки к тестированию:
1. Что называют радикалом органического соединения?
2. Что называют функциональной группой органического соединения?
3. Что называют номенклатурой органических соединений? Ее виды.
4. Что называют изомерами, изомерией?
5. Какие виды структурной изомерии имеются у органических соединений?
6. Какие виды пространственной изомерии имеются у органических соединений?
7. С чем связана оптическая изомерия органических соединений?
8. Что называют гибридизацией?
9. Что называют индуктивным эффектом?
10. Приведите примеры заместителей с положительным и отрицательным индуктивным эффектом.
11. Что называют мезомерным эффектом?
12. Приведите примеры заместителей с положительным и отрицательным мезомерным
эффектом.
13. Укажите основные типы реакций в органической химии.
14. Что называют электрофильными реагентами?
15. Что называют нуклеофильными реагентами?
16. Приведите основные положения теории строения органических соединений А. М.
Бутлерова.
Примеры:
1. Какой вид связей наиболее характерен для органических веществ?
1. ионные
2. металлические
3. водородные
4. ковалентные
Правильный ответ: 4.
2. Большинство органических веществ легкоплавки, так как имеют кристаллическую решетку:
1. ионную
2. атомную
3. металлическую
4. молекулярную
Правильный ответ: 4.
3. Чему равна валентность атома углерода в органических соединениях?
1. 4
2. 3
3. 2
4. 1
Правильный ответ: 1.
Тема 1.2. Углеводороды.
Алканы. Гомологический ряд предельных углеводородов, их изомерия и номенклатура. Первичный, вторичный, третичный и четвертичный атомы углерода. Радикалы (алкилы):
определение и название. Природные источники алканов (нефть, природный газ). Способы
получения их галогенпроизводных, непредельных углеводородов. Физические свойства алканов и закономерности их изменений в гомологическом ряду. Химические свойства. Реакции замещения (галогенирование, нитрование сульфохлорирование) и реакция с разрывом
цепи (окисление, крекинг).
Циклоалканы. Классификация циклоалканов, их номенклатура. Изомерия: структурная стереоизомерия (цис-, трансизомерия, энантиомерия). Способы получение из ароматических углеводородов, дигалогенпроизводных и дикарбоновых кислот. Понятие о
строении 3,6-ти членных циклов. Теория напряжение Байера и границы ее применения.
Понятие о конформации.
Алкены. Диены. Гомологический ряд этиленовых углеводородов. Изомерия цепи положения двойных связей, цис- транс- изомерия. Электронная природа, геометрия и свойства двойной связи «углерод-углерод». Различие σ- и π-связей. Способы получения из галогенпроизводных, спиртов, алканов. Физические свойства и их изменение в гомологическом ряду.
Химические свойства. Реакции присоединения водорода, галогенов, галогенводородов, воды и серной кислоты. Правило Марковникова и его объяснение. Перекисный эффект
Хараша. Реакция окисления по Вагнеру. Озонирование. Полиэтилен. Полипропилен.
Бутадиен-1,3 (дивинил), изопрен. Промышленный синтез и применение. Сопряженные двойные связи и их особые свойства. Образование π-молекулярных орбиталей и их
делокализация на примере бутадиена-1,3.
Особенности присоединения в сопряженной системе (1,4-присоединение). Электрофильный механизм присоединения галогенов и галогенводородов. Полимеризация диенов.
Понятие о строении природного каучука. Синтетический каучук.
Алкины. Гомологический ряд ацетиленовых углеводородов, их изомерия и номенклатура. Способы получения ацетиленов. Электронное строение. Химические свойства: гидрирование, присоединение галогенов и галогенводородов, гидратация по Кучерову и другие
реакции по тройной связи. Реакции подвижного водородного атома при тройной связи
«углерод-углерод»: замещение на металл, присоединение по карбонильной группе, димеризация ацетилена в винилацетилен.
Арены. Ароматичность. Правило Хюккеля. Сопряжение. Энергия резонанса. Ароматические углеводороды ряда бензола. Изомерия и номенклатура. Физические свойства.
Методы получения. Химические свойства. Электрофильное замещение: галогенирование,
нитрование, сульфирование, алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса). Теория замещения
в бензольном ядре. Электронодонорные и электроноакцепторные заместители, их направляющее влияние. Индуктивный и мезомерный эффекты, согласованная и несогласованная
ориентация. Реакции присоединения к бензольному кольцу: гидрирование, присоединение
галогена (гексахлоран). Реакции галогенирования в ядро и боковую цепь. Реакции окисления гомологов бензола. Понятие о полициклических ароматических соединениях (нафталин,
антроцен, фенантрен, безпирен и др.). Инсектициды. Канцерогены.
Галогенпроизводные углеводородов. Классификация, изомерия, номенклатура.
Общие способы получения: галогенирование углеводородов, замещение гидроксила на галоген, присоединение галогенов и галогенводородов по кратным связям. Химические
свойства моногалогенпроизводных алканов: замещение галогена на водород, гидроксил,
аминогруппу и нитрильную группу. Понятие о механизмах нуклеофильного замещения.
Реакции отщепления (элиминирование) галогена. Взаимодействие галогенпроизводных с
металлами: реакция Вюрца, магнийорганические соединения. Химические особенности галогенпроизводных с несколькими атомами галогена у одного углеродного атома (их омыление). Дихлорэтан, хлороформ, фреоны, их применение. Поведение галогена, находящегося
при углероде, связанном двойной связью. Хлористый винил, трифтор- и тетрафторэтилены,
их полимеризация. Тефлон, силикон. Химические свойства галогенпроизводных ароматических углеводородов. Применение галогенпроизводных.
Терпены и стероиды. Природные источники изопреноидов. Живица. Канифоль.
Скипидар. Понятие о терпенах и эфирных маслах. Способы выделения. Алифатические
терпены и терпеноиды: мирцен, гераниол, цитраль. Моноклинические терпены: лимонен,
ментол. Бициклические терпены: Понятие о стероидах: стерины, желчные кислоты, стероидные гормоны (эстрон, тестостерон, кортикостерон).
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.
Вопросы для подготовки к тестированию:
Что называют алканами? Их общая формула.
Что называют гомологами? Гомологической разностью?
Укажите вид изомерии у алканов.
Укажите основы номенклатуры для алканов.
Укажите способы получения алканов из природных источников.
Перечислите лабораторные способы получения алканов.
Укажите физические свойства алканов.
Перечислите химические реакции алканов, протекающие по механизму свободнорадикального замещения.
Перечислите химические свойства алканов, подтверждающие способность их к окисению.
Перечислите реакции термического превращения алканов.
Что называют алкенами? Их общая формула.
Перечислите типы изомерии, свойственные алкенам.
Укажите основы номенклатуры для алкенов.
Перечислите способы получения алкенов.
Укажите физические свойства алкенов.
Перечислите химические свойства алкенов.
Что называют алкинами? Их общая формула.
Укажите тип гибридизации атомов углерода в алкинах.
Охарактеризуйте тип химической связи в этине.
Укажите типы изомерии, свойственные алкинам.
Укажите основы номенклатуры для алкинов.
Перечислите способы получения алкинов.
Укажите физические свойства алкинов.
Перечислите химические свойства алкинов.
Охарактеризуйте механизм реакции присоединения к алкинам.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
Что называют алкадиенами? Их общая формула.
Сформулируйте понятие о сопряжении в молекулах алкадиенов.
Укажите типы изомерии, свойственные алкадиенам.
Укажите основы номенклатуры для алкадиенов.
Перечислите способы получения алкадиенов.
Укажите физические свойства алкадиенов.
Перечислите химические свойства алкадиенов.
Что называют высокомолекулярными соединениями?
Что называют мономерами?
Что называют структурным звеном?
Что показывает степень полимеризации?
Что называют алициклическими углеводородами? Их общая формула.
Укажите тип гибридизации атомов углерода в алициклических углеводородах.
Приведите классификацию алициклических углеводородов.
Укажите типы изомерии для циклоалканов.
Укажите основы номенклатуры для циклоалканов.
Приведите способы получения циклоалканов.
Охарактеризуйте физические свойства циклоалканов.
Перечислите химические свойства циклоалканов.
Что называют аренами? Их общая формула.
Приведите классификацию аренов.
Охарактеризуйте изомерию и номенклатуру в аренах.
Охарактеризуйте электронное строение бензола.
Что называют ароматическими системами?
Перечислите способы получения аренов.
Перечислите химические свойства аренов.
Что называют галогенпроизводными углеводородов?
Приведите классификацию галогенпроизводных углеводородов.
Укажите типы изомерии для галогенпроизводных углеводородов.
Укажите основы номенклатуры для галогенпроизводных углеводородов.
Охарактеризуйте физические свойства галогенпроизводных углеводородов.
Перечислите способы получения галогенпроизводных углеводородов.
Перечислите химические свойства галогенпроизводных углеводородов.
Примеры:
1. Назовите по систематической номенклатуре алкан строения
1) 2-метил-4-этилпентан
2) 2-этил-4-метилпентан
3) 2,4-диметилгексан
4) 3,5-диметилгексан
Правильный ответ: 3.
2. В молекуле алкина 8 атомов углерода. Укажите значение молярной массы алкина
(г/моль):
1) 110
2) 112
3) 114
4) 108
Правильный ответ: 1.
3. В каком ряду последовательно возрастает температура кипения алканов?
1) этан – пентан – 2-метилбутан
2) этан – 2-метилбутан – пентан
3) пентан – 2-метилбутан – этан
4) 2-метилбутан – этан – пентан
Правильный ответ: 2.
4. Сколько изомерных алкенов отвечает эмпирической формуле С4Н8?
1) 4
2) 3
3) 2
4) 1
Правильный ответ: 1.
5. В результате какой реакции разрывается связь С–галоген и образуется связь С–С?
1) хлорирования
2) дегидрирования
3) Вюрца
4) горения в кислороде
Правильный ответ: 3.
6. При взаимодействии избытка раствора брома в CCl4 с бутадиеном-1,3 образуется:
1) 1,4-дибромбутен-2
2) 1,2,3,4-бромбутан
3) 1,2,3,4-тетрабромбутан
4) 1,2-дибромбутен-2
Правильный ответ: 3.
Тема1.3. Кислородсодержащие органические соединения.
Спирты. Классификация. Гомологический ряд предельных одноатомных спиртов
(алкоголей), изомерия и номенклатура. Способы получения из галогенпроизводных этиленовых углеводородов, карбонильных соединений, сложных эфиров. Химические свойства
спиртов. Взаимодействие с активными металлами, галогенными соединениями фосфора,
спиртами и кислотами. Окисление спиртов. Дегидратация и дегидрирование. Метиловый и
этиловый спирты, их получение и значение. Пропиловый, бутиловый, амиловый спирты,
их значение. Двухатомные спирты (гликоли). Изомерия и номенклатура. Получение из
галогенпроизводных и этиленовых углеводородов. Химические свойства. Взаимное влияние двух функциональных групп. Трехатомные спирты (глицерины). Глицерин. Способы
получения. Глицераты. Глицериды. Продукты окисления глицерина. Понятие о многоатомных спиртах. Эритриты. Пентиты. Гекситы. Непредельные спирты. Виниловый, поливиниловый и аллиловый спирты, их получение, свойства и применение.
Фенолы. Строение. Классификация, изомерия, номенклатура. Природные источники и способы получения фенолов из ароматических углеводородов, их галогенпроизводных и аминов. Взаимное влияние радикала и функциональной группы. Повышенная кислотность фенолов в сравнении со спиртами и ее причины. Простые и сложные эфиры.
Бромирование, нитрование и окисление фенола. Качественные реакции. Нитрофенолы, их
получение, свойства и значение. Пикриновая кислота. Двухатомные фенолы: пирокатехин,
резорцин, гидрохинон; их строение, свойства и значение. Взаимное превращение «хинонгидрохинон». Хингидрон. Трехатомные фенолы: пирогаллол, флороглюцин, оксигидрохинон, витамин Е.
Простые эфиры. Строение, номенклатура и изомерия простых эфиров. Способы
получения: межмолекулярная дегидратация спиртов, взаимодействие галогенпроизводных с
алкоголятами. Физические и химические свойства простых эфиров.
Альдегиды и кетоны. Гомологический ряд предельных альдегидов и кетонов, их
номенклатура и изомерия. Способы получения карбонильных соединений из спиртов, дигалогенпроизводных. Строение карбонильной группы. Химические свойства альдегидов и
кетонов. Понятие о нуклеофильном присоединении по карбонильной группе. Присоединение водорода, спиртов, гидросульфита натрия, сильной кислоты, магнийорганических соединений. Ацетали, кетали. Реакция с аммиаком, гидразином, фенилгидразином, семикарбазидом. Реакции с участием α-водородного атома: галогенирование, альдольная и кротоновая конденсация. Окисление альдегидов и кетонов. Сходство и различив альдегидов и
кетонов. Муравьиный альдегид (формальдегид), получение и свойства. Применение в технике, сельском хозяйстве и медицине. Уксусный альдегид. Ацетон, получение, свойства и
применение. Непредельные альдегиды. Акролеин, его получение и свойства. Ароматические альдегиды и кетоны. Бензальдегид. Ацетофенон и бензофенон как примеры кетонов
ароматического ряда. Витамины группы К.
Карбоновые кислоты. Монокарбоновые кислоты. Электронное строение карбоксильной группы. Мезомерия аниона Классификация и гомологический ряд предельных одноосновных карбоновых кислот. Методы получения кислот окислением альдегидов, спиртов, из
галогенпроизводных, нитрилов. Физические свойства кислот, влияние ассоциации. Химические свойства кислот. Функциональные производные карбоновых кислот: соли, галогенангидриды, сложные эфиры, амиды, нитрилы. Хлорирование кислот. Сложные эфиры. Получение из кислот (этерификация), хлорангидридов и ангидридов. Понятие о механизме реакции этерификации. Физические и химические свойства: гидролиз (омыление), переэтерификация. Муравьиная кислота. Нахождение в природе. Свойства: окисление, дегидратация. Уксусная кислота. Получение. Свойства и реакции. Пальмитиновая и бензойная кислоты. Стеариновая кислота. Ароматические кислоты. Нахождение в природе.
Дикарбоновые кислоты. Общие методы синтеза. Щавелевая, малоновая, янтарная,
глутаровая и адипиновая кислоты. Особые свойства метиленовой группы малонового эфира. Ангидриды дикарбоновых кислот. Фталевая кислота. Терефталевая кислота и синтетическое волокно на ее основе.
Непредельные кислоты. Акриловая кислота, ее эфиры, нитрил. Метакриловая
кислота. Оргстекло. Фумаровая и малеиновая кислоты. Различие свойств цис- и трансизомеров. Олеиновая, линолевая, линоленовая кислоты. Эруковая кислота, ее нахождение в
природе.
Оксикислоты. Изомерия. Номенклатура. Получение оксикислот из галогенпроизводных кислот, при окислении гликолей, восстановлением кетокислот. Реакции по гидроксильной и карбонильной группам. Дегидратация альфа-, бета-, гамма-оксикисдот. Лактиды. Лактоны. Представители оксикислот: гликолевая, молочная, яблочная, винные кислоты, лимонная кислота. Получение. Сегнетова соль и реактив Фелинга. Фенолкарбоновые
кислоты. Салициловая кислота.
Альдегидо- и кетокислоты. Одноосновные альдегидо- и кетокисдоты: глиоксиловая, пировиноградная, ацетоуксусная и левулиновая. Получение. Химические свойства.
Реакции восстановления, превращение в аминокислоты. Ацетоуксусный эфир.
Липиды. Жиры. Состав и строение. Классификация жиров. Отличие жидких жиров от
твердых. Химические свойства: омыление, гидрогенизация. Прогоркание жиров. Превращение жидких жиров в твердые. Техническая переработка и использование. Значение жиров.
Олифа, сиккативы, мыла. Детергенты. Синтетические моющие средства, проблема уничтожения их отходов. Сложные липиды. Фосфолипиды: лецитины и кефалины. Состав и строение. Биологическое значение.
Углеводы. Распространение в природе и биологическая роль. Роль фотосинтетической деятельности растений.
Моносахариды. Классификация по числу углеродных атомов (триозы, тетрозы,
пентозы, гексозы, гептозы), по характеру карбонильной фуппы (альдозы, кетозы). Аль-
допентозы (рибоза, дезоксирибоза, ксилоза) и альдогексозы (глюкоза, манноза, галактоза),
их строение. Фруктоза как представитель кетоз. Строение и свойства, отличие от глюкозы.
Структурная изомерия (положения карбонильной группы). Стереоизомерия: энантиомерия
(оптическая изомерия). D и L - ряды. Проекционные формулы Фишера. Таутомерия. Мутаротация. Пиронозная и фуранозная формы. Аномеры. Формулы Хеуорса и конформационные формулы. Полуацетальный (гликозидный) гидроксил. Физические и химические свойства. Характерные особенности полуацетального гидроксила. Гликозиды. Восстановление,
окисление и ацилированне. Уроновые и сахарные кислоты. Эпимеризация. Аскорбиновая
кислота.
Олигосахариды. Восстанавливающие дисахариды: мальтоза, лактоза, целлобиоза.
Их образование и строение. Невосстанавливающие дисахариды (сахароза). Образование и
строение. Гидролиз. Инвертный сахар.
Полисахариды. Крахмал, гликоген. Строение и свойства. Гидролиз крахмала.
Декстрины, распространение в природе и значение. Инулин: строение, гидролиз и значение. Целлюлоза (клетчатка). Нахождение в природе. Строение и химические свойства.
Эфиры целлюлозы. Гидролиз целлюлозы и его использование. Понятие о гемицеллюлозах и
пектиновых веществах.
Вопросы для подготовки к тестированию:
Что называют спиртами? Их общая формула.
Приведите классификацию спиртов.
Охарактеризуйте виды изомерии для спиртов.
Охарактеризуйте основы номенклатуры для спиртов.
Перечислите способы получения спиртов из природного сырья.
Перечислите способы получения спиртов лабораторными синтезами.
Укажите физические свойства спиртов.
Укажите механизм возникновения водородной связи между молекулами спиртов.
Перечислите химические свойства спиртов.
Что называют фенолами?
Приведите классификацию фенолов.
Охарактеризуйте основы номенклатуры у замещенных фенолов.
Перечислите способы получения фенолов.
Укажите физические свойства фенолов.
Перечислите химические свойства фенолов.
Объясните, почему фенолы обладают кислотными свойствами.
Что называют простыми эфирами? Их общая формула.
Охарактеризуйте изомерию и номенклатуру у простых эфиров.
Перечислите способы получения простых эфиров.
Укажите физические свойства простых эфиров.
Перечислите химические свойства простых эфиров.
Что называют альдегидами? Их общая формула.
Что называют кетонами? Их общая формула.
Приведите классификацию альдегидов.
Укажите виды изомерии для альдегидов.
Охарактеризуйте основы номенклатуры у альдегидов.
Укажите способы получения альдегидов и кетонов.
Перечислите химические свойства альдегидов.
Охарактеризуйте различия в реакционной способности альдегидов и кетонов в реакциях нуклеофильного присоединения.
30. Укажите реакции альдольной конденсации и их значение в организме человека.
31. Что называют карбоновыми кислотами? Их общая формула.
32. Приведите классификацию карбоновых кислот.
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.
33.
34.
35.
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.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
Охарактеризуйте электронное строение карбоксильной группы.
Укажите виды изомерии у карбоновых кислот.
Перечислите способы получения карбоновых кислот из природного сырья.
Перечислите способы получения карбоновых кислот лабораторными методами.
Укажите физические свойства карбоновых кислот.
Перечислите химические свойства карбоновых кислот.
Укажите особенности в химических свойствах муравьиной кислоты в сравнении с
остальными карбоновыми кислотами.
Охарактеризуйте специфические химические свойства двухосновных карбоновых кислот.
Что называют оксикислотами?
Приведите классификацию оксикислот.
Укажите основы номенклатуры для оксикислот.
Охарактеризуйте виды изомерии для оксикислот.
Охарактеризуйте физические свойства оксикислот.
Перечислите способы получения оксикилот.
Перечислите химические свойства оксикислот.
Укажите, с чем связана оптическая изомерия для оксикислот.
Что называют асимметрическим (хиральным) атомом углерода?
Что называют оксикислотным ключом?
Как устанавливают относительную конфигурацию оксикислот?
Как устанавливают абсолютную конфигурацию оксикислот?
Что называют энантиомерами?
Что называют диастереомерами?
Что называют рацематами?
Что называют мезоформами оксикислот?
Что называют фенолокислотами? Их общая формула.
Охарактеризуйте способы получения фенолокислот.
Охарактеризуйте химические свойства фенолокислот.
Что называют сложными эфирами? Их общая формула.
Укажите виды изомерии для сложных эфиров.
Укажите основы номенклатуры для сложных эфиров.
Перечислите способы получения сложных эфиров.
Охарактеризуйте физические свойства сложных эфиров.
Перечислите химические свойства сложных эфиров.
Что называют углеводами?
Приведите классификацию углеводов.
Перечислите химические свойства моносахаридов.
Что называют жирами? Их общая формула.
Приведите классификацию липидов.
Укажите физические свойства жиров.
Что называют маслами?
Перечислите химические свойства жиров.
Что называют гидролизом жиров?
Что называют прогорканием жиров? Назовите конечные продукты прогоркания.
Укажите, как определяют подлинность жиров.
Что называют твинами?
Охарактеризуйте биологическое значение жиров (липидов).
Примеры:
1. Назовите по систематической номенклатуре спирт строения
1) 2-метил-3-этилбутанол-2
2) 2,3-диметилпентанол-2
3) 2,3-диметилбутанол-2
4) 4,4-диметилпентанол-2
Правильный ответ: 2.
2. Сколько изомерных альдегидов отвечает составу С5Н10О?
1) 2
2) 3
3) 4
4) 5
Правильный ответ: 3.
3. В каком ряду вещества названы в порядке возрастания температур кипения?
1) пропан – пропанол-1 – пропаналь – пропановая кислота
2) пропан – пропаналь – пропанол-1 – пропановая кислота
3) пропаналь – пропан – пропанол-1 – пропановая кислота
4) пропаналь – пропанол-1 – пропан – пропановая кислота
Правильный ответ: 2.
4. С помощью какого одного реактива можно различить бензольные растворы толуола,
фенола и стирола?
1) натрий
2) карбонат натрия
3) бромная вода
4) гидроксид натрия
Правильный ответ: 3.
5. Какое соединение образуется при полном гидрировании пропеналя?
1) пропановая кислота
2) пропан
3) пропаналь
4) пропанол-1
Правильный ответ: 4.
6. При восстановлении альдегидной группы дезоксирибозы образуется:
1) альдегидоспирт
2) спиртокислота
3) четырехатомный спирт
4) пятиатомный спирт
Правильный ответ: 4.
Тема 1.4. Азотсодержащие органические соединения.
Амины. Классификация аминов, их номенклатура. Особенности изомерии. Получение из галогенпроизводных, восстановлением нитросоединений, амидов, оксимов, нитрилов. Физические свойства. Химические свойства аминов. Солеобразование, алкилирование, ацилирование, действие азотистой кислоты. Моноамины. Четвертичные аммониевые
основания. Диамины. Аминоспирты: этаноламин, холин, их строение. Ацетилхолин. Хлорхолинхлорид. Амины ароматического ряда. Изомерия и номенклатура. Получение из нитро-
соединений по реакции Зинина. Химические свойства. Взаимное влияние радикала и функциональной группы. Солеобразование, алкилирование, ацилирование аминогруппы. Реакция
с азотистой кислотой первичных ароматических аминов (диазотирование).
Амиды. Гомологический ряд. Номенклатура. Получение из кислот, галогенангидридов, сложных эфиров и нитрилов. Электронное строение амидной группы. Понижение
основности азота амидов по сравнению с аминами. Химические свойства: гидролиз, дегидратация, восстановление. Ацетамид. Полиакриламид, свойства и применение. Амиды
угольной кислоты. Карбаминовая кислота. Применение ее производных в качестве пестицидов. Мочевина. Получение, свойства и применение. Биурет.
Аминокислоты. Определение и классификация. Изомерия, номенклатура. Распространение в природе. Методы выделения и анализа. Способы получения из галогензамещенных кислот, альдегидов и кетонов, алъдегидо- и кетокислот. Физические и химические
свойства. Амфотерная природа аминокислот, изоэлектрическая точка. Действие азотистой
кислоты и формалина. Применение этих реакций для количественного определения аминокислот. Реакции с нингидрином. Образование хелатов. Биохимическое декарбоксилирование, дезаминирование. Отношение α-, β- и γ- аминокислот к нагреванию. Отдельные представители: глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, серии, треонин, цистеин, цистин, метионин. Представители диаминомонокарбоновых кислот: лизин, аргинин (орнитин). Диакарбоновые аминокислоты: аспарагиновая и глутаминовая кислоты и их амиды (аспарагин,
глутамин). Ароматические аминокислоты: пролин, оксипролин, триптофан, гистидин. Заменимые и незаменимые аминокислоты.
Белки и пептиды. Распространение в природе. Элементный состав и молекулярная
масса. Классификация белков. Строение. Образование из аминокислот. Аминокислотный
состав. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белковых молекул. Типы связей (амидные, дисульфидные, водородные, солевые). Многообразие белков и их
роль в природе. Физические и химические свойства. Осаждение, изоэлектрическая точка.
Кислотный и ферментативный гидролиз. Качественные реакции.
Гетероциклические соединения. Классификация. Ароматичность гетероциклических соединений. Пятичленные гетероциклы с одним гетероатомом: пиррол, фуран, тиофен,
их взаимное превращение. Способность к реакциям электрофильного замещения, ацидофобность (на примере пиррола). Основность пиррола и пирролидина. Пиррол как структурная единица порфиринов. Понятие о строении хлорофилла и гемина. Индол, ароматичность его строения, реакционная способность. Триптофан и продукты его метаболизма:
триптамин, индолилуксусная кислота (гетероауксин). Пиридин как представитель шестичленных азотистых гетероциклов. Ароматичность. Пассивность пиридина в реакциях
электрофильного замещения. Основные свойства пиридина. Никотиновая кислота, никотинамид (витамин РР). Понятие об алкалоидах. Понятие об антибиотиках. Гетероциклы с
двумя гетероатомами. Имидазол. Его важнейшие производные: гистидин, гистамин. Пиримидин. Причины ароматичности строения. Производные пиримидина: цитозин, урацил,
тимин; их таутомерные формы. Конденсированные гетероциклические соединения. Пурин
как ароматический гетероцикл. Реакционная способность пурина. Производные пурина:
аденин, гуанин; их таутомерные формы. Кофеин. Мочевая кислота.
Нуклеиновые кислоты. Нуклеопротеиды. Нуклеиновые кислоты, их состав. Общая
классификация (ДНК, РНК). Нуклеотиды, нуклеозиды. Первичная структура нуклеиновых
кислот. Правило Чаргаффа. Вторичная структура нуклеиновых кислот. Комплементарные
основания. Типы водородных связей. Биологическое значение нуклеиновых кислот.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для подготовки к тестированию:
Что называют аминами? Их общая формула.
Приведите классификацию аминов.
Укажите номенклатуру и изомерию для аминов.
Перечислите способы получения аминов.
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.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
Охарактеризуйте физические свойства аминов.
Перечислите химические свойства аминов жирного ряда.
Укажите способ получения ароматических аминов.
Перечислите химические свойства ароматических аминов
Что называют амидами кислот? Их общая формула.
Приведите классификацию амидов кислот.
Перечислите способы получения амидов кислот.
Укажите физические свойства амидов кислот.
Укажите основы номенклатуры амидов кислот.
Перечислите химические свойства амидов кислот.
Что называют аминокислотами? Их общая формула.
Приведите классификацию аминокислот.
Укажите основы номенклатуры для аминокислот.
Укажите виды изомерии для аминокислот.
Охарактеризуйте физические свойства аминокислот.
Укажите способы получения аминокислот.
Перечислите химические свойства аминокислот.
Что называют белками? Их общая формула.
Приведите классификацию белков.
Что называют первичной структурой белка? Какие химические связи обусловливают
образование первичной структуры белка?
Что называют вторичной структурой белка? Какие связи обусловливают образование
вторичной структуры белка?
Что называют третичной структурой белка? Какие связи обусловливают образование
третичной структуры белка.
Что называют четвертичной структурой белка? Приведите пример с четвертичной
структурой.
Охарактеризуйте физические свойства белков.
Перечислите химические свойства белков.
Укажите цветные реакции обнаружения белков.
Укажите особенность водных растворов белков.
Укажите биологическое значение белков.
Что называют гетероциклическими соединениями?
Охарактеризуйте классификацию гетероциклических соединений.
Приведите способы получения пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом.
Укажите физические свойства пиррола.
Охарактеризуйте химические свойства пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом.
Укажите химические свойства гетероциклов с двумя гетероатомами.
Укажите физические свойства пиридина.
Что называют нуклеиновыми кислотами?
Приведите классификацию нуклеиновых кислот.
Что называют мононуклеотидами?
Что называют первичной структурой нуклеиновых кислот? Какие связи обусловливают образование первичной структуры нуклеиновых кислот?
Что называют вторичной структурой нуклеиновых кислот? Какие связи обусловливают образование вторичной структуры нуклеиновых кислот?
Что называют третичной структурой нуклеиновых кислот?
Охарактеризуйте комплементарность азотистых оснований.
Что называют свободными нуклеотидами?
Примеры:
1. Сколько изомерных аминокислот и нитросоединений отвечает составу C3H7NO2?
1) 2
2) 3
3) 4
4) 5
Правильный ответ: 3.
2. В каком ряду вещества перечислены в порядке возрастания основных свойств?
1) аммиак – метиламин – гидроксиламин
2) гидроксиламин – метиламин – аммиак
3) метиламин – аммиак – гидроксиламин
4) гидроксиламин – аммиак – метиламин
Правильный ответ: 4.
3. Укажите формулу соединения, восстановлением которого получается 2-аминопропан:
1) СН3 – СН2 – СН2NO2
2) C6H5 – NO2
3) CH3 – CH(NO2) – CH3
4) CH3 – CH(NO2) – C2H5
Правильный ответ: 3.
4. Укажите название амина, который получится при взаимодействии 2-метилпропанола-2
с аммиаком:
1) 2-аминопропан
2) 1-аминопропан
3) 1-амино-2-метилпропан
4) 2-амино-2-метилпропан
Правильный ответ: 4.
5. Реагируя с каким веществом глицин образует сложный эфир?
1) гидроксид натрия
2) этанол
3) бромоводород
4) аминоуксусная кислота
Правильный ответ: 2.
РАЗДЕЛ 2. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Тема 2.1. Введение. Агрегатные состояния вещества.
Фаза. Фазовые переходы. Понятие о мезофазе. Равновесие между фазами для чистых веществ. Диаграмма состояния. Состояние вещества: газообразное, твердое, жидкое,
плазма. Газообразное состояние. Уравнение состояния идеального газа. Парциальное давление. Закон Дальтона.
Кинетическая теория газов. Реальные газы. Уравнение состояния реальных газов.
Уравнение Ван-дер-Ваальса. Конденсация газов и критическое состояние. Твердое состояние. Кристаллические системы. Типы кристаллических решеток. Аморфное состояние.
Жидкое состояние и его особенности. Жидкие кристаллы. Плазма и ее виды.
Тема 2.2. Химическая термодинамика и термохимия
Предмет химической термодинамики. Термодинамическая система и внешняя среда.
Состояния системы, параметры состояния, экстенсивные и интенсивные свойства. Функции
состояния. Термодинамические процессы. Функции процесса. Термодинамическое равновесие.
Энергия и ее виды. Работа и теплота — формы перехода энергии. Внутренняя энергия. Энтальпия. Связь между внутренней энергией и энтальпией. Первый закон термодинамики. Приложение первого закона термодинамики к химическим процессам. Термохимия. Тепловой эффект реакции. Теплоемкость при постоянном объеме и постоянном давлении. Стандартное состояние и энтальпия образования вещества. Закон Г.И. Гесса и его
следствия. Применение закона Гесса к расчету тепловых эффектов.
Второй закон термодинамики. Энтропия, ее изменение в обратимых и Необратимых процессах. Энтропия изолированной, закрытой и открытой системы. Энтропия в биологических системах. Статистическая интерпретация энтропии. Формула Больцмана.
Третий закон термодинамики. Абсолютная энтропия. Расчет абсолютной энтропии
чистых веществ. Энтропия и структура вещества. Расчет изменения энтропии при фазовых
превращениях в химических реакциях.
Свободная энергия при постоянном давлении (энергия Гиббса). Полезная работа
(энергия Гельмгольца). Свободная энергия и направление химических реакций. Понятие об
экзэргонических и эндэргонических реакциях. Стандартная свободная энергия образования
соединений. Изменение свободной энергии при изменении температуры и давления. Расчет
свободной энергии для обратимых превращений. Соотношение между термодинамическими
функциями. Понятие о химическом потенциале. Константа химического равновесия и ее
связь с изменение свободной энергии.
Тема 2.3. Фотохимические реакции
Темновые, фотохимические и радиационные реакции. Взаимодействие света с веществом. Закон Гротгуса. Закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна. Понятие о
квантовом выходе. Скорость фотохимических реакций. Фотосенсибили'зация. Сенсибилизированные реакции. Значение фотосинтеза. Работы К. А. Тимирязева.
Тема 2.4. Растворы неэлектролитов и их коллигативные свойства
Разбавленные растворы. Законы Рауля. Понижение давления насыщенного пара растворителя нал раствором. Температуры замерзания и кипения разбавленных растворов.
Криоскопия. Эбулиоскопия. Применение криоскопического и эбулиоскопического метода
для определения концентрации и молекулярной массы растворенного вещества.
Осмос. Осмотическое давление разбавленных растворов. Закон Вант-Гоффа. Определение осмотического давления растворов криоскопическим методом. Биологические
процессы и осмос. Понятие об осмотическом давлении.
Тема 2.5. Растворы электролитов
Отклонение свойств растворов электролитов от законов Рауля и Вант-Гоффа. Изо-
тонический коэффициент.
Слабые электролиты. Равновесие в растворах слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксидный показатели. Расчет рН в растворах кислот и щелочей. Константы гидролиза.
Расчет рН водных растворов солей. Развитие понятия кислоты и основания. Сила кислот и
оснований. Сильные электролиты. Теория П. Дебая и Г. Хюккеля. Активность, коэффициент
активности. Ионная сила растворов.
Буферные системы, их состав и механизм действия. Расчет рН буферных систем,
влияние различных факторов на рН буферных систем. Буферная емкость, влияние различных факторов на буферную емкость. Биологическое значение буферных систем.
Тема 2.6. Электрическая проводимость растворов электролитов
Проводники первого и второго рода. Скорости движения ионов. Числа переноса.
Удельная электрическая проводимость, ее зависимость от различных факторов. Молярная
электрическая проводимость, ее зависимость от разбавления. Молярная электрическая проводимость при бесконечном разбавлении. Закон независимости движения ионов (закон
Кольрауша). Электролитическая подвижность ионов.
Определение степени и константы диссоциации слабых электролитов. Определение
коэффициента электрической проводимости сильных электролитов. Определение произведения растворимости малорастворимых электролитов. Кондуктометрическое титрование.
Применение методов электрической проводимости для определения влажности сельскохозяйственной продукции и почв, динамики солевого режима почв.
Тема 2.7. Электрохимия
Электродные процессы. Двойной электрический слой и его строение. Электроды и
их классификация. Электродные потенциалы, стандартный потенциал. Ряд напряжений.
Уравнение электродного потенциала Нернста. Классификация электродов. Электроды первого рода. Электроды второго рода.
Окислительно-восстановительные электроды. Электроды индикаторные (измерительные) и электроды сравнения. Обратимые и необратимые гальванические элементы. ЭДС
гальванических элементов и их измерение. Термодинамика гальванических элементов.
Химические цепи. Концентрационные цепи. Диффузионный потенциал и методы его устранения.
Окислительно-восстановительные реакции и потенциалы в почвах и их измерение.
Биологические мембраны, мембранный потенциал, их роль в жизни растений и животных.
Потенциометрия. Стеклянный электрод с водородной функцией. Потенциометрический метод измерения рН. Потенциометрическое титрование. Ионоселективные электроды. Определение натрия и калия в почвах и растениях.
Тема 2.8. Поверхностные явления
Свободная энергия поверхности раздела фаз. Сорбционные процессы. Адсорбция и ее
виды. Адсорбция на поверхности раздела «твердое тело — газ». Теория молекулярной адсорбции Ленгмюра, изотерма адсорбции. Уравнения Фрейндлиха. Теория БЭТ.
Поверхностное натяжение. Адсорбция на границе раздела «жидкость —газ». Уравнение Гиббса. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и поверхностно-инактивные вещества
(ПИВ). Правило Траубе-Дюкло.
Адсорбция на границе «твердое тело-жидкость». Гидрофильные и гидрофобные поверхности. Смачивание. Краевой угол смачивания. Капиллярное давление. Ионообменная
адсорбция. Уравнение Никольского — Гапона.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для подготовки к тестированию:
Как называются функции состояния и от чего они зависят?
В результате каких процессов внутренняя энергия системы увеличивается?
Охарактеризуйте понятия: внутренняя энергия и энтальпия.
Какое различие между изменением внутренней энергии и энтальпии процесса? Какие
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.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
параметры отражают это оличие?
Что такое экзо- и эндотермические реакции?
Сформулируйте закон Гесса и следствия из него. Применение закона Гесса для вычисления измерений энтальпии в различных процессах (образование, растворение,
сгорание вещества и т.п.).
Дать определения: энтальпии образования химических соединений, стандартной энтальпии образования и сгорания.
Что такое энтропия процесса? Стандартные энтропии? Как происходит изменение энтропии при химических процессах?
Охарактеризуйте понятие об энергии Гиббса. Энтальпийный и энтропийный факторы
процессов. Изменение энергии Гиббса при химических процессах. Стандартные энергии Гиббса.
От чего зависит направленность химических процессов?
Что называется осмотическим давлением? В чем выражается аналогия между осмотическим давлением и давлением газов?
Что такое изотонические растворы?
Почему растворы кипят при более высокой температуре, чем чистые растворители?
Что называется эбуллиоскопической константой?
Почему растворы замерзают при более низкой температуре, чем чистые растворители?
Что называется криоскопической константой растворителя?
Какие вещества называются электролитами, а какие неэлектролитами?
Какие вещества относятся к электролитам и неэлектролитам? Приведите примеры.
Что такое электролитическая диссоциация?
Кто и когда предложил теорию электролитической диссоциации?
Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации (ТЭД).
Что такое ионы? Какие ионы называются катионами, а какие анионами? Приведите
примеры катионов и анионов.
Что такое степень диссоциации? От чего она зависит?
Какие вещества относятся к сильным электролитам? Приведите примеры.
Какие вещества относятся к слабым электролитам? Приведите примеры.
Какие вещества относятся к электролитам средней силы? Приведите примеры.
Что характеризует константа диссоциации?
Что такое кислоты с точки зрения ТЭД?
Почему кислоты имеют общие свойства?
Что такое основания с точки зрения ТЭД?
Почему основания имеют общие свойства?
Что такое амфотерные гидроксиды с точки зрения ТЭД? Приведите примеры.
Чем объясняется диссоциация амфотерных гидроксидов одновременно по типу оснований и по типу кислот?
Что такое средние соли с точки зрения ТЭД? Приведите примеры.
Что такое кислые соли с точки рения ТЭД? Приведите примеры.
Что такое основные соли с точки зрения ТЭД? Приведите примеры.
Как диссоциируют комплексные соли?
Как диссоциируют двойные соли?
Что такое ионное произведение воды?
Как можно охарактеризовать среду любого водного раствора?
Что называется водородным показателем (рН)? По какой формуле можно рассчитать
водородный показатель?
Какие типы сред водных растворов вы знаете?
Каковы концентрации ионов водорода и водородный показатель в кислой среде? В
щелочной среде? В нейтральной среде?
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
Какие вещества называются индикаторами? Какие индикаторы вы знаете?
Что такое гидролиз?
Что называется степенью гидролиза и от чего она зависит?
Какие соли подвергаются гидролизу?
Какие соли гидролизуются по аниону? Почему? Приведите примеры.
Какие соли гидролизуются по катиону? Почему? Приведите примеры.
Какие соли гидролизуются и по аниону, и по катиону? Приведите примеры.
Для каких солей гидролиз протекает необратимо? Приведите примеры.
Какие соли не гидролизуются? Почему?
Какие соли гидролизуются ступенчато? Приведите примеры.
Как влияет температура на степень гидролиза?
Как влияет разбавление на степень гидролиза?
Сформулируйте понятие об электродных потенциалах. Каков механизм возникновения электродных потенциалов, двойного электрического слоя?
Охарактеризуйте стандартный водородный электрод. Сформулируйте уравнение
Нернста.
Что представляют собой гальванические элементы? Какова связь гальванического
элемента с термодинамикой электродных реакций.
Что такое адсорбция? Какие виды адсорбции вы знаете?
В чем заключается специфика адсорбционного равновесия по сравнению с другими
видами гетерогенного равновесия?
Какие факторы влияют на адсорбционное равновесие?
Чем обусловлена обратимость адсорбционного процесса?
Какие вещества называются“адсорбентами” и“адсорбтивами”?
В чем отличие физической адсорбции от хемосорбции?
Какие вещества являются хорошими адсорбентами?
От чего зависит адсорбционная способность вещества?
Что такое хроматографическая адсорбция?
Как изменяются термодинамические параметры в пределах фазы и в пределах поверхностного слоя?
Что такое внутреннее давление?
Дайте силовое и энергетическое определение поверхностного натяжения.
Поясните, за счет чего возникает поверхностное натяжение. Какие силы ответственны
за его проявление?
Как зависит поверхностное натяжение от температуры?
Дайте определение адгезии и когезии. Приведите их количественные характеристики.
Охарактеризуйте условия смачивания и несмачивания, а также поясните, в каком случае может наблюдаться неограниченное растекание.
Что такое гистерезис смачивания?
Как влияет шероховатость поверхности на характеристики смачивания?
Что такое поверхностная активность; какие вещества называются ПАВ и какие ПИВ?
На основе представлении о смачивании объясните моющее действие ПАВ.
Примеры:
1. Теплота образования 1 моль воды из простых веществ равна 242 кДж. Укажите тепловой эффект (кДж) реакции образования 7,2 г воды:
1) 95,4
2) 96,8
3) 98,6
4) 101, 2
Правильный ответ: 2.
2. Осмотическое давление раствора глицерина при 18оС равно 3,039·105 Па. Каково будет
осмотическое давление, если раствор разбавить в два раза, а температуру повысить до
37оС?
1) 5,05·105
2) 1,6·105
3) 9,117·105
4) 0,3·105
Правильный ответ: 2.
3. Среда нейтральная (или близка к нейтральной) в водном растворе соли
1) карбоната кальция
2) нитрата калия
3) хлорида калия
4) карбоната аммония
Правильный ответ: 4.
4. С повышением температуры поверхностное натяжение чистых жидкостей …
1) возрастает
2) уменьшается
3) не изменяется
4) изменяется экстремально
Правильный ответ: 2.
РАЗДЕЛ 3. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
Тема 3.1. Введение. Коллоидные системы, их получение и очистка
Возникновение, предмет и задачи коллоидной химии. Дисперсные системы. Дисперсная фаза и дисперсионная среда. Классификация дисперсных систем. Природа коллоидных систем. Конденсационные методы получения коллоидных растворов: замена растворителя, гидролиз, обменные реакции, окисление, восстановление и др.
Дисперсионные методы получения коллоидных растворов: раздробление, электрическое распыление, раздробление при помощи ультразвука.
Пептизация. Методы очистки коллоидных систем; Диализ, электродиализ, ультрафильтрация, электроультрафильтрация, ультрацентрифугирование.
Тема 3.2. Молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем.
Броуновское движение. Диффузия, коэффициент диффузии. Уравнения Фика, Эйнштейна-Смолуховского. Осмотическое давление. Седиментация. Седиментационнодиффузное равновесие. Полидисперсность коллоидов. Кривые распределения. Вязкость.
Значение молекулярно-кинетических факторов в процессах почвообразования и генезиса
почв.
Поглощение и рассеивание света коллоидными системами. Эффект ФарадеяТиндаля. Закон Рэлея. Оптическая анизотропия. Ультрамикроскопия. Электронная микроскопия и рентгенография при изучении структуры коллоидных частиц. Нефелометрия.
Тема 3.3. Электрические свойства коллоидных систем
Двойной электрический слой. Теории строения двойного электрического слоя. Строение мицелл. Термодинамический и электрокинетический потенциал. Изоэлектрическое
строение. Электрокинетические явления. Электрофорез и электроосмос. Потенциал седиментации (эффект Дорна) и потенциал протекания (эффект Квинке). Заряд поверхности частиц. Высокодисперсные почвы. Почвенные коллоиды.
Тема 3.4. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем
Кинетическая и агрегативная устойчивость. Факторы устойчивости. Коагуляция.
Коагуляция электролитами, правило Шульце-Гарди. Коагуляция и электрокинетический
потенциал. Критический потенциал, зоны коагуляция, перезарядка. Коагуляция смесью
электролитов. Взаимная коагуляция коллоидов. Теории коагуляции. Кинетика коагуляции.
Явление старения золей. Стабилизация коллоидных систем. Защита коллоидов.
Роль процессов коагуляции в образовании почв.
Тема 3.5. Микрогетерогенные системы. Полуколлоиды
Суспензии, их свойства, методы получения и стабилизации. Эмульсии. Пены. Дымы
и туманы (аэрозоли). Практическое значение микрогетерогенных систем.
Полуколлоидные системы. Мыла. Моющие действия мыл. Защита окружающей среды от загрязнений.
Тема 3.6. Растворы высокомолекулярных соединений
Специфические особенности растворов высокомолекулярных соединений (ВМС).
Классификация растворов ВМС. Сходства и различия растворов ВМС с коллоидными системами и истинными растворами. Термодинамическая устойчивость растворов ВМС. Молекулярно-кинетические, оптические и электрические свойства растворов ВМС. Изоэлектрическое
состояние и иэоэлектрическая точка ВМС. Мембранное равновесие Доннана.
Набухание и растворение ВМС. Степень и скорость набухания. Факторы набухания.
Вязкость растворов ВМС, зависимость от рН среды, концентрации, температуры. Нарушение
устойчивости растворов ВМС. Высаливание, коацервация, расслоение, денатурация. Лиотропные ряды.
Тема 3.7. Гели и студни
Процессы структурообразования в дисперсных системах. Получение гелей и студней. Классификация гелей. Физико-химические свойства студней и гелей. Гели полиэлектролитов. Белковые, белково-коллоидные и другие мембраны и их значение в организмах.
Тиксотропия. Синерезис.
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.
Вопросы для подготовки к тестированию:
Что такое дисперсная система?
Какие типы дисперсных систем вы знаете?
Приведите классификацию дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной
фазы и дисперсионной среды.
Приведите общие и отличительные черты суспензий и эмульсий.
Что такое лиофильные коллоиды? Что такое лиофобные коллоиды? Приведите несколько примеров.
Перечислите основные признаки, положенные в основу классификации дисперсных
систем.
Что означает термин «стабильность» применительно к коллоидным системам? В чем
разница между кинетической и термодинамической стабильностью коллоидов?
Укажите основные методы получения коллоидных систем.
В чем сущность диспергационных методов получения дисперсных систем?
Укажите, чем отличаются коллоидные растворы от истинных растворов.
Что представляет собой мицелла?
Дайте определение терминам: потенциалопределяющие ионы, противоионы, коллоидная частица, мицелла.
Чем обусловливается заряд коллоидных частиц? Как определяют знак заряда?
Что такое коагуляция?
Поясните общее и разницу между терминами «коагуляция» и «коалесценция».
Какие факторы могут привести к коагуляции коллоидных растворов? Что такое порог
коагуляции?
Что такое седиментация? С чем она связана?
Что такое пептизация?
Что такое электрофорез? Укажите области его применения.
В чем сходство и в чем различие растворов высокомолекулярных соединений и лиофобных коллоидов?
От чего и для чего очищают коллоидные системы?
Что такое диализ?
Что такое ультрафильтрация и чем она отличается от диализа? Дайте определение
мембраны.
В каких явлениях проявляются молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем?
В чем состоит сущность броуновского движения? Чем оно обусловлено?
От каких факторов зависит интенсивность броуновского движения?
В чем значение теории броуновского движения для естествознания? Как она подтверждает статистический характер второго закона термодинамики?
Какие оптические явления наблюдаются при падении луча света на дисперсную систему?
Дайте определение диффузии. Что является движущей силой этого процесса?
Каково направление диффузии?
В чем состоят различия между молекулярно-кинетическими свойствами коллоидных
и истинных растворов?
Какие основные характеристики используются для оценки электрических свойств
дисперсных систем?
Что называют поверхностным и электрокинетическим потенциалами? В чем их раз-
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
личия?
Где применяют методы электрофореза?
Объясните механизм электроосмоса, основываясь на Вашем знании строения мицелл
частиц золей.
Где применяют метод электроосмоса?
Объясните причины, которые вызывают неустойчивость дисперсных систем и их постепенную эволюцию.
Какие два процесса вызывают уменьшение свободной энергии дисперсных систем?
Какой фактор обусловливает седиментационную неустойчивость дисперсных систем?
Сформулируйте основные закономерности электролитной коагуляции (правила коагуляции).
В чем суть явления коллоидной защиты? Для чего оно применяется?
Назовите причины возникновения двойного электрического слоя на межфазной поверхности?
Дайте характеристику строения двойного электрического слоя на поверхности раздела
фаз. Как изменяется потенциал с расстоянием от поверхности?
Что такое«полимер»?
Какие виды полимеров вам известны?
Каковы виды растворов ВМС(высокомолекулярных соединений)?
В чем принципиальное отличие коллоидного раствора от раствора ВМС?
Что такое«набухание»?
Что такое«гель», «студень»?
Что такое«синерезис»?
Что такое«тиксотропия»?
Примеры:
1. Для золя Mn(OH)2 с отрицательно заряженными коллоидными частицами наименьший
порог коагуляции будет иметь электролит:
1) Na2SO4
2) Ca(NO3)2
3) K4[(Fe(CN)6]3
4) AlCl3.
Правильный ответ: 4.
2. К 8 мл 0,05н раствора KI добавили 10 мл 0,02н раствора AgNO3. Частицы золя заряжены:
1) положительно
2) отрицательно
3) золь не образуется
4) нейтрально
Правильный ответ: 2.
3. Индифферентным электролитом для коллоидного раствора гидроксида железа является:
1) NaCl
2) Na2SO4
3) Al(NO3)3;
4) все три электролита
Правильный ответ: 4.
4. Формула мицеллы золя, полученного при сливании растворовK2SO4 и BaCl2, если в избытке имеется BaCl2?
1) {m[BaSO4] n Cl-(n-x) K+}x-xK+
2) {m[BaSO4] n Ba2+2(n-x) Cl-}2x+2xCl3) {m[BaSO4] n SO42-2(n-x) K+ }2x -2xK+
4) {m[BaSO4] n Ba2+2(n+x) Cl-}2x -2xK+
Правильный ответ: 2.
5. Для золя кремниевой кислоты, полученного по реакции NaSiO 3(изб) + 2HCl = H2SiO3 +
2NaCl потенциалопределяющими ионами будут ионы:
1) SiO322) Н+
3) Na+
4) СlПравильный ответ: 1.
6. При сливании равных объемов 0,001 М раствора Na2CO3 и 0,002 М раствора Ba(NO3)2
диффузный слой будет образован ионами:
1) CO322) NO33) Na+
4) Ba2+
Правильный ответ: 2.
52.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Основная литература
1. Глинка, Н. Л. Общая химия : Учебное пособие для вузов / Под ред. А. И. Ермакова. –
Изд. 30-е, исправленное. – М. : Интеграл-Пресс, 2005. – 728 с.
2. Грандберг, И. И. Органическая химия [Текст] : учебник / И. И. Грандберг, Л. Н. Нам. –
7-е изд, перераб. и доп. – М. : Дрофа, 2009. – 608 с. : ил.
3. Кулиев, С.И. Физическая и коллоидная химия [Текст] : учебно-методический комплекс / С. И. Кулиев, И. С. Борисевич, А. Г. Радевич; Министерство образования Республики Беларусь; Витебский государственный университет им. П. М. Машерова. –
Витебск : Изд-во ВГУ им. П. М. Машерова, 2006. – 234 с.
Дополнительная литература
1. Коровин, Н. В. Общая химия : Учеб. для технических направ. и спец. вузов / Н. В. Коровин. – 8-е изд., стер. – М. : Высш. шк., 2007. – 557. : ил.
2. Курс общей химии : Учеб. для студ. энергет. спец. вузов / Э. Л. Мингулина, Г. Н.
Масленникова, Н. В. Коровин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 1990. – 446
с. : ил.
3. Ткачев, С. В. Основы общей и неорганической химии [Текст] : учебно-методическое
пособие / С. В. Ткачев; Министерство здравоохранения Республики Беларусь; Белорусский государственный медицинский университет. – 6-е изд. – Минск : [БГМУ],
2006. – 136 с.
4. Хомченко, И. Г. Общая химия [текст] : учебник / И. Г. Хомченко. – 2-е изд., испр. и
доп. – М. : Новая Волна, 2003. – 462 с. : ил.
5. Глинка, Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии : Учебное пособие для вузов /
Под ред. В. А. Рабиновича и Х. М. Рубиной. При участии Т. Е. Алексеевой, Н. Б. Платуновой, В. А. Рабиновича, Х. М. Рубиной, Т. Е. Хрипуновой. – М. : Интеграл-Пресс,
2006. – 240 с.
6. Днепровский, Н. С. Теоретические основы органической химии / Н. С. Днепровский. –
Л. : Химия, 1979. – 520 с.
7. Жиряков, В. Г. Органическая химия / В. Г. Жиряков. – 6-е изд., стереотип. – М. : Химия, 1978. – 408 с.
8. Поляченок, О. Г. Физическая и коллоидная химия [Текст] : практикум / О. Г. Поляченок, Л. Д. Поляченок; Могилевский государственный университет продовольствия. –
Мн. : БГТУ, 2006. – 379 с. : ил.
9. Потапов, В. М. Органическая химия : Учебник для техникумов / В. М. Потапов и др. –
М. : Химия, 1980. – 464 с.
10. Слепнева, Л. М. Органическая химия : учебно-методическое пособие / Л. М. Слепнева. – Мн. : БНТУ, 2005. – 86 с.
11. Справочник по электрохимии / Под ред. А. М. Сухотина. – М. : Химия, 1981. – 488 с. :
ил.
12. Физическая химия [Текст] : учебно-методический комплекс. В 2 ч. Ч. 1 / Министерство образования Республики Беларусь, Полоцкий государственный университет;
Сост. : А. Г. Назин, Е. В. Молоток : под общ. ред. А. Г. Назина. – Новополоцк : [ПГУ],
2006. – 219 с. : ил.