2

Министерство образования и науки

Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УЧЕБНО-НАУЧНО-

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС

С.А. Куценко, В.И. Комова, Д.В. Цымай, А.Ю. Винокуров

ХИМИЯ

Рекомендовано ФГОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК» для использования в учебном процессе в качестве учебно-методического пособия для высшего профессионального образования

Орел 2011

УДК 54(075)

ББК 24я7

К 95

Рецензенты:

доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия»

Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Орловский государственный аграрный университет»

Н.И. Ярован,

кандидат технических наук, доцент кафедры «Химия»

Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс»,

К.Ю. Фроленков.

К95 Куценко, С.А. Химия: учебно-методическое пособие для высшего профессионального образования / С.А. Куценко, В.И. Комова, Д.В. Цымай, А.Ю. Винокуров. - Орел: ФГОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», 2011. – 112 с.

В учебно-методическом пособии представлены 12 лабораторных работ, охватывающих все основные разделы учебной программы курса химии.

В каждой лабораторной работе указаны поставленная цель, используемые оборудование, приборы и реактивы, необходимый теоретический материал, контрольные вопросы для самопроверки и подготовки студентов к защите выполненных работ. Учебно-методическое пособие включает список рекомендуемой литературы для самоподготовки студентов и углубления знаний по основным разделам изучаемого курса химии.

Предназначено студентам всех технических направлений и специальностей ВУЗов, изучающим курс «Химия».

УДК 54(075)

ББК 24я7

© ФГОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», 2011

Содержание

Введение 4

Общие правила техники безопасности и работы в химической лаборатории 6

Лабораторное оборудование и техника выполнения экспериментов 9

Лабораторная работа №1 Классы неорганических соединений 11

Лабораторная работа №2 Концентрация растворов 20

Лабораторная работа №3 Тепловой эффект химических реакций 30

Лабораторная работа №4 Химическое равновесие 40

Лабораторная работа №5 Кинетика химических реакций 45

Лабораторная работа №6 Свойства водных растворов электролитов 53

Лабораторная работа №7 Гидролиз солей 63

Лабораторная работа №8 Определение жесткости воды и методы ее умягчения 70

Лабораторная работа №9 Окислительно-восстановительные реакции 78

Лабораторная работа №10 Основы электрохимии 85

Лабораторная работа №11 Электролиз 94

Лабораторная работа №12 Коррозия 103

Список рекомендуемой литературы 109

Введение

Лабораторные работы являются важнейшей составной частью курса химии. Они позволяют закрепить теоретические знания, полученные на лекциях или при самостоятельной работе с учебниками. Выполнение различных химических экспериментов помимо наглядности усвоения учебного материала дает возможность студентам ознакомиться с правилами проведения лабораторных опытов и получить начальные практические навыки исследовательской работы.

Предлагаемый набор лабораторных работ охватывает все основные разделы учебной программы курса химии для технических направлений и специальностей ВУЗов, включая классификацию веществ, химическую термодинамику, кинетику химических реакций, основные свойства водных растворов, а также окислительно-восстановительные и электрохимические процессы.

Учитывая, что учебные планы по химии большинства технических направлений и специальностей предполагают выполнение лабораторных работ в объеме 28-40 часов, авторами при составлении данного учебно-методического пособия были отобраны наиболее существенные для обучения модульных разделов химии темы, которые требуют экспериментального подтверждения изучаемых положений и закономерностей. Этим объясняется относительно небольшой перечень предлагаемых для студентов лабораторных работ.

Однако уменьшение количества работ позволяет повысить их познавательную значимость как в теоретическом плане, так и в практическом освоении исследовательских навыков. То есть любую лабораторную работу студенты могут выполнять индивидуально с элементами исследования. В каждой лабораторной работе четко фиксируется поставленная цель, используемые оборудование, приборы и реактивы, а также достаточно детально излагаются теоретические основы тех экспериментов, которые студенты должны выполнить. При оформлении отчета по лабораторной работе студенты должны законспектировать теоретические сведения и именно на их основе объяснять получаемые экспериментальные результаты. Описания лабораторных работ включают контрольные вопросы для самопроверки, что облегчает защиту выполненных работ.

Особое внимание авторы учебно-методического обратили внимание на терминологию и четкость определения тех или иных понятий в соответствии с последними рекомендациями IUPAC, а также ГОСТами Российской Федерации. При необходимости в описании лабораторных работ приведены помимо стандартных российских единиц измерения, например, жесткости, единицы измерения этих величин, принятые в промышленно развитых странах.

Общие правила техники безопасности и работы в химической лаборатории

Поскольку в химической лаборатории проводятся эксперименты с различными веществами, в том числе опасными и ядовитыми, студенты должны строго соблюдать правила внутреннего распорядка и техники безопасности. Для качественного выполнения лабораторных работ студенты обязаны предварительно ознакомиться с используемым оборудованием, измерительными приборами, лабораторной посудой, а также с приемами выполнения простейших экспериментальных операций. Перед каждым лабораторным занятием студенты должны тщательно изучить описание соответствующей работы.

При проведении опытов необходимо соблюдать следующие правила:

- в соответствии с описанием работы подготовить необходимые приборы, реактивы и химическую посуду;

- опыты проводить только в чистой химической посуде;

- аккуратно работать на специально отведенном месте, не торопясь, тщательно выполняя предусмотренные методикой операции, соблюдая в лаборатории тишину;

- не уносить реактивы общего пользования на свой рабочий стол;

- не путать пробки от склянок с различными реактивами и не расходовать реактивы больше требуемого количества;

- внимательно наблюдать за происходящими во время опыта изменениями, отмечая и записывая каждую его особенность (выделение газа, выпадение и растворение осадка, изменение окраски, температуры и т.д.);

- после проведения опытов остатки металлов и осадки не выбрасывать в раковину, а собирать в отдельную посуду;

- в специальную посуду следует собирать остатки дорогостоящих реактивов, например растворы солей серебра;

- не выливать в раковину концентрированные растворы кислот, щелочей и солей, собирая их также в специально отведенную посуду;

- битую химическую посуду, использованные спички, фильтровальную бумагу выбрасывать в урну для мусора.

Особое внимание необходимо уделять соблюдению правил техники безопасности.

1. Нельзя трогать, включать и выключать без разрешения преподавателя используемые для работы приборы и электрооборудование.

2. Нельзя загромождать рабочие места лишними предметами.

3. Нельзя отбирать химические вещества руками и пробовать их на вкус. Сухие препараты набирают чистым шпателем или ложечкой.

4. При определении веществ по запаху склянку следует на расстоянии, движением руки направляя поток воздуха от склянки к носу.

5. Аккуратно добавлять и переливать жидкие реактивы во избежание попадания брызг на лицо и одежду.

6. Опыты с особо опасными веществами проводить с использованием резиновых перчаток в вытяжном шкафу при включенной вытяжке.

7. Разбавлять концентрированные кислоты, особенно серную, следует осторожным вливанием кислоты в воду при перемешивании.

8. При нагреве пробирку укрепить в держателе и равномерно прогреть. Отверстие пробирки должно быть направлено в сторону от экспериментатора и других людей.

9. С легковоспламеняющимися жидкостями нельзя работать вблизи открытого огня и нагревательных приборов.

10. Осторожно обращаться с электрическими приборами, которые должны быть заземлены.

11. В случае воспламенения горючих веществ быстро погасить горелку и выключить электронагревательные приборы, убрать склянки с горючими веществами и потушить возгорание.

12. Не тушить горящую жидкость водой, а прикрыть место возгорания асбестом или плотной стеклотканью, при необходимости засыпать песком.

13. В случае пожара в лаборатории немедленно вызвать пожарную команду, а до ее прибытия тушить пожар углекислотными огнетушителями.

Первая помощь при несчастных случаях.

В химической лаборатории иногда бывают случаи, требующие быстрой медицинской помощи: ожоги кислотами, щелочами или горячими предметами, порезы рук стеклом и т.п. Для оказания первой медицинской помощи в лаборатории должна быть аптечка. Правила первой помощи сводятся к следующему:

1. При порезах стеклом необходимо удалить осколки из раны, устранить кровотечение, обработав рану перекисью водорода и йодом, перевязать пораженное место бинтом или заклеить медицинским пластырем.

2. При химическом ожоге кожи лица или рук смыть реактив большим количеством воды (лучше под краном), затем смочить тампоном с разбавленной уксусной кислотой (в случае ожога щелочью), либо раствором соды (в случае ожога кислотой), а затем снова промыть водой.

3. При ожоге открытым огнем, горячей жидкостью или горячим предметом следует обработать обожженное место слабым раствором перманганата калия и смазать специальной мазью от ожогов.

4. При попадании реактивов в глаза необходимо обильно промыть глаза чистой водой, используя глазную ванночку.

Во всех серьезных случаях следует обращаться к врачу.