01.Лечебное дело / Общая химия / Литература / МУРОМЦЕВА ПРАКТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Методическое пособие соответствует с ФГОС ВО по специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений».
Содержит лабораторные работы, основные понятия, термины, определения и расчетные формулы, а также контрольные вопросы и необходимую информацию для самостоятельной работы.
Предназначено для студентов 2-го курса очной формы обучения, изучающих дисциплину «Химия в строительстве».
Методическое пособие «Практическая химия» составлено на основании учебного плана ДВГУПС по специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» по дисциплине «Химия в строительстве». Данная дисциплина входит в блок С2. «Математический и естественно-научный цикл», базовая часть Б.16. Дисциплина изучается в 4-м семестре.
Для данного курса требуется более углубленное изучение основных разделов химии.
Современное строительство невозможно представить без использования материалов химической промышленности: полимерных, конструкционных, вяжущих, отделочных и т.д. Различные вопросы строительства решаются с помощью знаний в области химии: ускорение или замедление процессов твердения вяжущих материалов, определение необходимого количества энергии для получения вяжущего вещества из сырья, возможность коррозии материалов и способы защиты и т.д. Знания о химических свойствах материалов позволяют правильно использовать их в строительном производстве, получая при этом максимальную выгоду и нанося минимальный вред окружающей среде.
Главная цель методического пособия состоит в том, чтобы основные разделы химии нашли отражение в соответствующих лабораторных работах; помочь в овладении следующих компетенций ПК = 17, 19, 21 и
Данное методическое пособие состоит из лабораторных работ: комплексные соединения; гидролиз солей; основные химические показатели воды; адсорбция красителя метиленового голубого на активированном угле; коллоидные растворы и определение активности кальциевой извести; изучение свойств полимерных материалов.
Для работ по курсу «Химия в строительстве» даны краткие теоретические сведения. В конце каждой работы помещены задачи и упражнения, выполнение которых позволит студенту судить о качестве усвоения им изучаемого материала.
Одним из обязательных требований является индивидуальная работа каждого студента. Для допуска к работе необходимо представить в тетради или на формате А4 заготовку к лабораторной работе, где должно быть отражено:
краткие теоретические сведения;
начерчены схемы, таблицы, куда будут заноситься результаты работы.
После выполнения работы (эксперимента) необходимо записать наблюдения и сделать вывод.
Общие правила работы в химической лаборатории
1. Перед началом работы необходимо ознакомиться с темой, уяснить цель, если предстоит работа на оборудовании, ознакомиться с принципом действия.
2. В лаборатории запрещается пробовать реактивы на вкус, принимать пищу и напитки, курить, щелкать тумблерами, трогать приборы, не относящиеся к работе.
3. Не загромождать рабочее место посторонними предметами.
4. Реактивы, находящиеся в вытяжном шкафу, нельзя переносить на свое рабочее место.
5. Реактивы, рассыпанные или пролитые на пол или на стол, необходимо нейтрализовать и убрать.
6. Сухие реактивы берут чистым шпателем, реактивы, находящиеся на рабочем столе, предназначены для индивидуального пользования и их набирают пипеткой. Для каждого реактива своя пипетка.
7. Запрещается брать реактивы, не относящиеся к данной работе, и проводить с ними опыты. При невыполнении данного требования, студент отстраняется от занятия.
8. Пробирки при нагревании закрепляют либо в штативной лапке, либо в пробиркодержателе ближе к отверстию. Отверстие пробирки необходимо направлять от себя и окружающих, во избежание выброса веществ из пробирки.
9. Знакомясь с запахом вещества, нельзя наклоняться над сосудом с жидкостью и вдыхать полной грудью. Для этого нужно направить рукой струю воздуха от отверстия сосуда к себе и сделать носом легкий вдох.
10. Избегайте попадания реактивов на открытые участки кожи, в глаза, при попадании реактива их необходимо тщательно промыть.
11. По окончании занятия необходимо убрать свое рабочее место, а химическую посуду помыть.
12. О любом происшествии в лаборатории, даже самом незначительном, необходимо сообщить преподавателю или лаборанту.
Лабораторная работа № 1 КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Цель занятия: изучить строение, познакомиться со свойствами комплексных соединений и их практическим значением в строительстве.
1.1. Теоретические сведения
Комплексные соединения один из многочисленных и разнообразных по составу и строению класс химических соединений. Теоретической основой строения комплексных соединений является координационная теория , опубликованная в 1893 г. швейцарским химиком А. Вернером.
Основные положения теории А. Вернера:
в комплексном соединении различают
внутреннюю (она заключается в квадрат-
ные скобки) и внешнюю сферы (рис. 1.1);
комплексообразователь М – централь-
ный ион комплексной частицы, обычно – ка-
тион. Распространенные комплексообразова-
тели катионы d-элементов: Cu 2+ , Fe 3+ , Ni 2+ ,
Mn 2+ и т.д., в данном примере Zn 2 + ;
лиганды L (лат. «ligare » – связывать) –
все частицы, имеющие химические связи с
Рис. 1.1. Строение комплекс-
комплексообразователем, в данном приме-
ре это молекулы NH 3 ;
координационное число КЧ – число связей, образуемых центральным атомом с лигандами. Чаще всего бывают соединения с КЧ = 4 или 6, реже 2, 8, бывают соединения где КЧ равно 10 и 12. Число связей, образуемых одним лигандом с комплексообразователем, характеризует дентатность лиганда, т.е. лиганды могут быть
заряд комплексного иона определяется алгебраической суммой
заряда комплексообразователя и зарядом всех лиганд: [Zn +2 NH 0 3 4 ] 2+ .
Различают катионные комплексы – [Ag(NH 3 ) 2 ] + , [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ , [Al(H 2 O) 6 ] 3+ ; анионные комплексы – [Zn(OH) 4 ] 2– , [Co(NO 2 ) 6 ] 3– , [Fe(CN) 6 ] 4– ; нейтральные – [Co(NH 3 ) 3 (NO 2 ) 3 ] 0 .
Внутренняя и внешняя сферы комплексного соединения сильно различаются по устойчивости. Частицы, находящиеся во внешней сфере, связаны с комплексным ионом силами электростатического взаимодействия и поэтому в водном растворе легко диссоциируют. Этот процесс называется первичной диссоциацией, и он протекает по типу сильных электролитов, т.е. полностью.
Например: K 3 [Fe(CN) 6 ] = 3K + + [Fe(CN) 6 ] 3– [Ni(NH 3 ) 6 ]Cl 2 = [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+– + 2Cl –
Лиганды, находящиеся во внутренней сфере комплексного соединения, связаны с центральным атомом прочными ковалентными связями по донорно-акцепторному механизму, в водных растворах диссоциируют частично. Обратимый распад внутренней сферы комплексного соедине-
ния называется вторичной диссоциацией : [Fe(CN) 6 ] 3– Fe 3+ + 6CN – [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+– Ni 2+ + 6NH 3 .
Вторичная диссоциация характеризуется наличием равновесия между комплексным ионом, центральным ионом и лигандами.
Диссоциации комплексного иона, как и диссоциация слабого электролита, подчиняется закону действующих масс. Равновесие характеризуется константой равновесия, называемой в данном случае констан-