Файл: Конспект лекций для студентов специальности 1 48 01 02 Химическая технология органических веществ, материалов и изделий.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.01.2024

Просмотров: 1220

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные понятия и определения

Основные типы задач

Тогда в полученном растворе

Из таблицы 3.1 видно, что:

Направленность ковалентной связи. Гибридизация орбиталей

Насыщаемость ковалентной связи

Тогда для изобарного процесса

4.4 Основы химической кинетики Химическая кинетика – учение о химическом процессе, его механизме и закономерностях протекания во времени.Химическая кинетика наряду с химической термодинамикой – теоретическая основа химической технологии, поскольку позволяет оптимизировать и интенсифицировать промышленно важные реакции. Тепловой эффект реакции, преимущественное направление и глубина ее протекания определяются законами термодинамики; однако из них совсем не следует возможность прогнозирования скорости перехода из начального в конечное состояние, а также через какие промежуточные стадии проходит это превращение.Пример: H2(г) + 1/2O2(г)  H2O(г) H0 = – 242 кДж/мольNO(г) + 1/2O2(г)  NO2(г) H0 = – 56 кДж/мольПервая реакция энергетически более выгодна, однако скорость ее несравнимо меньше, чем второй реакции.Основные понятия и определенияМеханизм химической реакции – совокупность элементарных стадий, из которых складывается химическая реакция. Элементарной называют реакцию, которая осуществляется превращением реагентов в продукты реакции в одну стадию.Молекулярность реакции – число частиц (молекул, атомов, радикалов, ионов), участвующих в элементарном акте химической реакции. Различают мономолекулярные реакции (в элементарном акте участвует одна молекула), например, реакции изомеризации или разложения: 2N2O5(г) = 4 NO2(г) + O2(г)– бимолекулярные реакции, в которых две молекулы участвуют в образовании одного или нескольких веществ, например, реакции соединения или обмена (А + B = С, AB + CD = AD + BC): C2H4 + HI = C2H5I– тримолекулярные реакции, которые протекают при одновременном столкновении трех молекул (встречаются довольно редко):2NO + Cl2 = 2NOClРеакции более чем тримолекулярные практически не встречаются. А ВСкорость химической реакции – это число элементарных актов химического взаимодействия, протекающих в единицу времени в единице объема (для гомогенных реакций) или на единице поверхности (для гетерогенных реакций) – это абсолютная скорость. Для реакций, даже очень медленных, абсолютная скорость огромна. Например, если из одного моля вещества за секунду реагирует 1/1000000000 часть молекул, то это составляет (вспомните число Авогадро)

5 Общие свойства растворов. Идеальные растворы. Законы Рауля

Если в раствор добавить, например гидроксид натрия

7 Гидролиз солей

Влияние pH на растворимость электролитов

Примеры

Преимущественное направление ионно-молекулярных реакций

Получение заданного вещества реакцией обмена

Окислители –пероксиды

Восстановители-металлы (простые вещества)

Составление материального баланса в полуреакциях

Примеры

Примеры

Примеры

Комплексные соединения в окислительно-восстановительных реакциях

Электронный баланс в полуреакциях

Уравнение Нернста для металлического электрода

Электрохимический ряд металлов

Материальный баланс электрохимических реакций. Законы Фарадея

Пример 2. Рассчитать время электролиза раствора хлорида калия, если при силе тока 100 ампер на аноде выделилось 5,6 литра хлора.

Таблица А.1 – Константы ионизации некоторых кислот и оснований



Таблица А.2 – Произведение растворимости ПР некоторых малорастворимых соединений


Соединение
ПР
Соединение
ПР

AgBr
5,3.10–13
FeS2
6,3.10–31

Ag3PO4
1,3.10–20
Hg2Cl2
1,3.10–18

AgI
8,3.10–17
HgS черн.
1,6.10–52

Ag2SO4
1,6.10–5
Mg(OH)2
6,0.10–10

Ag2S
6,3.10–50
MgCO3
8,8.10–5

AgCl
1,8.10–10
Mg3(PO4)2
1,0.10–13

Ag2CrO4
1,1.10–12
MnCO3
2,0.10–11

Al(OH)3
1,0.10–32
Mn(OH)2
1,9.10–13

AlPO4
5,75.10–19
BiOCl
7,0.10–9

BaF2
1,1.10–6
CaF2
4,0.10–11

BaSO4
1,1.10–10
CaCO3
4,8.10–9

BaCO3
5,1.10–9
CaC2O4
2,6.10–9

BaC2O4
1,1.10–7
CaSO4
9,1.10–6

Ba3(PO4)2
6,0.10–39
Ca3(PO4)2
2,0.10–29

BaCrO4
1,2.10–10
Ca(OH)2
5,5.10–6

Be(OH)2
6,3.10–22
CdCO3
1,0.10–12

Bi2S3
1,0.10–97
CdS
7,93.10–27

Cu2S
2,5.10–48
Cd(OH)2
2,2.10–14

FeC2O4
2,0.10–7
CoCO3
1,0.10–10

FeCO3
3,5.10–11
Co(OH)2
6,3.10–15

FePO4
1,3.10–22
Co(OH)3
4,0.10–45

Fe(OH)2
1,0.10–15
CoS
4,0.10–21

Fe(OH)3
3,2.10–38
Cr(OH)3
6,3.10–31

FeS
5,0.10–18
CrPO4
1,0.10–17

CuI
1,1.10–12
PbCrO4
1,8.10–14

CuCO3
2,5.10–10
PbCO3
7,5.10–14

Cu(OH)2
2,2.10–20
PbCl2
1,6.10–5

(CuOH)2CO3
1,7.10–34
Pb(OH)2
5,0.10–16

CuS
6,3.10–36
Sb2S3
1,0.10–30

Ni(C4H7O2N2)2
2,3.10–25
SbO(OH)
1,0.10–17

Ni(OH)2
2,0.10–15
SnS
1,0.10–27

NiCO3
1,7.10–7
Sn(OH)2
6,3.10–27

NiS
1,0.10–24
ZnCO3
1,5.10–11

NiC2O4
4,0.10–10
Zn(OH)2
7,1.10–18

PbS
2,5.10–27
ZnS сфалерит
1,6.10–24

PbSO4
1,6.10–8
ZnS вюрцит
2,5.10–22

PbI2
1,1.10–9
Zn3(PO4)2
9,1.10–33

Таблица А.3 – Нормальные электродные потенциалы (Е0) по отношению к потенциалу водородного электрода при 250С




Элемент

Электродный процесс
Ео, В

Азот

NO3– + 4H+ + 3ē ® NO + 2H2O
+0,96
NO3– + 3H+ + 2ē ® HNO2 + H2O
+0,94
NO3– + 10H+ + 8ē ® NH4+ + 3H2O
+0,87
NO3– + 2H+ + ē ® NO2 + H2O
+0,80
NO3– + H2O + 2ē ® NO2– + 2OH–
-0,01

HNO2 + H+ + ē ® NO + H2O


+0,98
2HNO2 + 4H+ + 4ē ® N2O + 3H2O
+1,29

Алюминий

Al3+ + 3ē ® Al


-1,66

Бор


H3BO3 + 3H+ + 3ē ® B +3H2O
-0,87

Бром
Br2 + 2ē ® 2Br–
+1,09

HBrO + H+ + 2ē ® Br– + H2O
+1,34

BrO– + H2O + 2ē ® Br– + 2OH–
+0,76

2BrO3– + 12H+ + 10ē ® Br2 + 6H2O
+1,52

BrO3– + 6H+ + 6ē ® Br– + 3H2O
+1,45

2BrO3– + 6H2O + 10ē ® Br2+12OH–

+0,50

BrO3– + 3H2O + 6ē ® Br– + 6OH–
+0,61

Ванадий
V3+ + ē ® V2+
-0.26

V2+ + 2ē ® V
-1,18

V3+ + 3ē ® V
-0,87

Висмут
BiO+ + 2H+ + 3ē ® Bi + H2O
+0,32

Bi3+ + 3ē ® Bi
+0,22

BiO3– + 4H+ + 2ē ® BiO+ + 2H2O
>+1,80

Водород
2Н+ + 2ē ® Н2
0,00

2Н2О + 2ē ® Н2 + 2ОН–
-0,83

Железо
Fe2+ + 2ē ® Fe
-0,47

Fe3+ + ē ® Fe2+
+0,77

Fe3+ + 3ē ® Fe
-0,06

Fe3O4 + 8H+ + 2ē ® 3Fe2+ + 4H2O
+1,21

Золото
Au3+ + 3ē ® Au
+1,50

Au3+ + 3ē ® Au+
+1,41

[AuCl]4– + 3ē ® Au + 4Cl–
+1,00

Иод
I2 + 2ē ® 2I–
+0,54

2HIO + 2H+ + 2ē ® I2 + 2H2O
+1,45

IO3– + 6H+ + 6ē ® I- + 3H2O
+1,08

2IO– + 2H2O + 2ē ® I2 + 4OH–

+0,45

IO3– + 3H2O + 6ē ® I– + 6OH–

+0,26

2IO3– + 12H+ + 10ē ® I2 + 6H2O
+1,19

2IO3– + 6H2O +10ē ® I2 + 12OH–
+0,21

Кадмий
Сd2+ + 2ē ® Сd
-0,40

Кислород
H2O2 + 2ē ® 2OH–
+0,87

H2O2 + 2H+ + 2ē ® 2H2O
+1,77

O2 + 4H+ + 4ē ® 2H2O
+1,23

O2 + 2H2O + 4ē ® 4OH–
+0,40

O2 + 2H+ + 2ē ® H2O2
+0,68

O2 + 2H2O + 2ē ® H2O2 + 2OH–
-0,10

O3 + 2H+ + 2ē ® H2O + O2
+2,07

Кобальт
Co3+ + ē ® Co2+

+1,95

Co(OH)3 + ē ® Co(OH)2 + OH–

+0,17

Марганец
Mn2+ + 2ē ® Mn
-1,17

MnO4– + 8H+ + 5ē ® Mn2+ + 4H2O
+1,51

MnO4– + ē ® MnO42-
+0,56
MnO4– + 2H2O + 3ē ® MnO2¯ + 4OH–
+0,60

MnO4– + 4H+ + 3ē ® MnO2¯ + 2H2O
+1,69

MnO2 + 4H+ + 2ē ® Mn2+ + 2H2O
+1,23

MnO42– + 4H+ + 2ē ® MnO2¯ + 2H2O
+2,26

MnO42– + 2H2O + 2ē ® MnO2¯ + 4OH–
+0,60

Медь
Cu2+ + 2ē ® Cu
+0,34

Cu2+ + ē ® Cu+
+0,16

Cu2+ + I– + ē ® CuI
+0,86

Cu2+ + Cl– + ē ® CuCl
+0,54

Cu2+ + Br– + ē ® CuBr
+0,64

Никель
Ni2+ + 2ē ® Ni
-0,23

Олово
Sn2+ + 2ē ® Sn
-0,14

Sn4++ 2ē ® Sn2+
+0,15

Платина
Pt2+ + 2ē ® Pt

≈+1,2




[PtCl4]2– + 2ē ® Pt + 4Cl–
+0,73

[PtCl6]2– + 2ē ® PtCl42– + 2Cl–
+0,72

Ртуть
Hg2+ + 2ē ® Hg
+0,85

2Hg2+ + 2ē ® Hg22+
+0,91

Свинец
Pb2+ + 2ē ® Pb
-0,13

Pb4+ + 2ē ® Pb2+
+1,66

PbO2¯ + 4H+ + 2ē ® Pb2++ 2H2O
+1,46

Сера
SO42– + 10H+ + 8ē ® H2S + 4H2O
+0,31

S + 2ē ® S2–
-0,46

S + 2H+ + 2ē ® H2S
+0,14

SO42– + 4H+ + 2ē ® H2SO3 + H2O
+0,17

SO42– + 8H+ + 6ē ® S + 4H2O
+0,36

S4O62–- + 2ē ® 2S2O32–
+0,09

S2O82– + 2ē ® 2SO42–

+2,00

Серебро
Ag+ + 2ē ® Ag
+0,80

Сурьма
Sb3+ + 3ē ® Sb

+0.20

Фтор
F2 + 2ē ® 2F–
+2,77

Хлор
Cl2+ 2ē ® 2Cl–
+1,36

2HClO + 2H+ + 2ē ® Cl2 + 2H2O
+1,63

HClO + H+ + 2ē ® Cl– + H2O
+1,50

2ClO3– + 12H+ +10ē ® Cl2 + 6H2O
+1,47

ClO3– + 3H2O + 6ē ® Cl– + 6OH–
+0,62

ClO3– + 6H+ + 6ē ® Cl– + 3H2O
+1,45

2ClO– + 2H2O + 2ē ® Cl2 + 4OH–
+0,40

ClO– + H2O + 2ē ® Cl– + 2OH–
+0,88

Хром
Cr3+ + ē ® Cr2+
-0,41

Cr3+ + ē ® Cr
-0.74

Cr2+ + ē ® Cr
-0.91

Cr2O72– + 14H+ + 6ē ® 2Cr3+ + 7H2O
+1,33

CrO42– + 4H2O + 3ē ® Cr(OH)3 + 4OH–
-0,13

Цинк
Zn2+ + 2ē ® Zn

-1,22


Таблица А.4 – Константы нестойкости (рК) комплексных ионов


Лиганды
NH3
F–
Cl–
Br–
I–
OH–

NO2–
SCN–

S2O32–
CN–

C2O42–

Металл























Ag+ (pK1—2)
7

–
5

7

12
4

3

8

13

20

–

Co2+ (pK1—6)
5

–
–
–
–
101—3
–
21—3
–

19

101—3

Co3+ (pK1—6)
35

–
–
–
–
–

?

–
–
64

–

Cu2+ (pK1—4)
12

–
–
–
–
15

–
7

121—2
–
101—2

Fe2+ (pK1—6)
–
–
–
–
–
101—2
–
–
–
37

51—3

Fe3+ (pK1—6)
–
16
–
–
–
311—2
–
51—4
–

44

201—3

Hg2+ (pK1—4)
19

–
15

21

–
–

14

5

321—3
411—6
–

Mn2+ (pK1—6)
9

–
–
–
–
—

–
–
–
–
51—2

Ni2+ (pK1—6)
8

–
–
–
–
111—3
–
–
–
311—4
–

Zn2+ (pK1—4)
9

–
–
–
–
18

–
3

51—2
20

81—3

Pb2+ (pK1—3)
–
–
2

3

4
14

–
2

–
–
71—2

Sn2+ (pK1—3)
–
–
2

2

–
25

–
–
–
–
–

Cr3+ (pK1—4)
?

–
–
–
–
30

–
6

–
–
151—3

Al3+ (pK1—6)
–
21
–
–
–
331—4
–
–
–
–
–

Be2+ (pK1—4)
–
–
–
–
–
15

–
–
–
–
–

Bi3+ (pK1—6)
–
–
6

9

19
–

–
4

–
–
–



Список литературы
Основная литература:

1 Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия: учеб. для студентов вузов / Н. С. Ахметов. – 7-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2006. – 743 с.

2 Глинка, Н. Л. Общая химия / Н. Л. Глинка. – М.: Интеграл-пресс, 2003. – 728 с.

3 Гольбрайх, З. Е. Сборник задач и упражнения по химии: учеб. пособие для студентов вузов / З. Е. Гольбрайх, Е.И. Маслов.– 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1997. – 384 с.
Дополнительная литература:

1 Суворов, А. В. Никольский, А. Б. Общая химия / А. В. Суворов, А. Б. Никольский – 2-е изд., испр. – СПб.: Химия, 1995. – 624 с.

2 Карапетьянц, М. Х. Общая и неорганическая химия: учеб. пособие для студентов вузов / М. Х. Карапетьянц, С. И. Дракин. – М.: Высшая школа, 1981. – 632 с.

3 Гольбрайх, З. Е. Практикум по неорганической химии с элементами качественного полумикроанализа: учеб. пособие для студентов вузов / З. Е. Гольбрайх. – М.: Высшая школа, 1978. – 367 с.

4 Глинка, Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие для студентов вузов / Н. Л. Глинка; под общ. ред. В. А. Рабиновича. – 22-е изд, стер. – Л: Химия, 1984. – 678 с.

5 Общая химия в формулах, определениях и схемах: учеб. пособие / И. Е. Шиманович [и др.]; под общ. ред. В. Ф. Тикавого. – Мн.: Універсітэцкае, 1996. – 528 с.

6 Рабинович, В. А. Краткий химический справочник / В. А. Рабинович, З. Я. Хавин. – 4-е изд. – СПб.: Химия, 1994. – 432 с.

7 Программа самоподготовки по дисциплине «Теоретические основы химии» для студентов химико-технологических специальностей (перечень вопросов, выносимых на экзамены и типы задач). – Могилев, 2001. – 4 с.

8 Контрольные задания по дисциплине «Теоретические основы химии» для студентов заочной формы обучения специальности Т.15.02.03. – Могилев, 2001. – 60 с.

Учебное издание

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИ




Конспект лекций
Составитель Ясинецкий Валерий Владимирович


Редактор А. А. Щербакова

Технический редактор М. О. Хлыстова

Подписано в печать




Формат 60´84 1/16

Бумага офсетная. Гарнитура Таймс Ризография.

Усл. печ л.




Уч.- изд. л.




Тираж экз.



Заказ




Отпечатано на ризографе редакционно-издательского отдела

учреждения образования

«Могилевский государственный университет продовольствия»

212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3

ЛИ № 02330/0131913 от 08.02.2007.

Смотрите также файлы