Методические указания для выполнения самостоятельной работы студентами специальностей 260202 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» (стр. 1 из 12)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Среднетехнический факультет
Кафедра математических и естественнонаучных дисциплин
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Методические указания
для выполнения самостоятельной работы студентами специальностей
260202 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий»
направления 260200 «Производство продуктов питания из растительного сырья»
260303 «Технология молока и молочных продуктов»
направления 260300 «Технология сырья и продуктов животного происхождения»
260502 «Технология продуктов общественного питания»
направления 260500 «Технология продовольственных продуктов специального назначения и общественного питания»,
очная форма обучения
Кемерово 2008
Составители:
Г.А. Абрамова, преподаватель
Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры математики и естественнонаучных дисциплин
Протокол № 7 от 15.03.08
Рекомендовано методической комиссией
среднетехнического факультета
Протокол №3 от 10.11.08
Представлены рекомендации для выполнения самостоятельной работы студентами по дисциплине «Аналитическая химия», рекомендуемая литература.
© КемТИПП, 2008
ПРЕДИСЛОВИЕ
Уважаемые студенты!
Вы приступили к изучению новой дисциплины «Аналитическая химия». В условиях производства с помощью методов аналитической химии решают многие задачи: определяют качество сырья, контролируют процесс производства и качество выпускаемой продукции, анализируют отходы производства с целью их утилизации и охраны окружающей среды, определяют в сырье и пищевых продуктах токсичные вещества и др. Навыки в работе, приобретенные вами в ходе выполнения лабораторных работ по аналитической химии, будут востребованы при изучении специальных дисциплин. На изучение курса отводится 102 часа аудиторных и 30 часов на самостоятельную работу студентов.
Начальные химические знания вы получили в средней школе. На уроках по аналитической химии на лабораторных работах вы получите основные знания по дисциплине. Изучение данного предложенного материала позволит повторить вопросы, изученные в средней школе: количество вещества, молярная масса, закон эквивалентов, строение атома, периодический закон Д.И. Менделеева, электронные формулы, гидролиз солей, типы химических реакций, индикаторы, основные понятия в окислительно-восстановительных реакциях, электронный баланс и т.д. Повторяя ранее изучавшийся материал, вы установите глубокую связь его с вопросами, изучаемыми в курсе «Аналитическая химия», существенно пополните теоретические знания по вопросам гравиметрии, титриметрии.
Этот дополнительный материал адресован студентам для более глубокого изучения таких вопросов количественного анализа как: произведение растворимости трудно растворимых веществ, расчет растворимости по известной величине Пр и наоборот; водородные и гидроксильные показатели, фактор эквивалентности вещества Х, молярная масса эквивалента вещества Х, кривые титрования в нейтрализации, расчеты связанные с приготовлением растворов; этапы приготовления растворов по точной навеске, по приблизительной навеске, из фиксанала и путем разбавления концентрированных растворов.
Значительное внимание уделено методам редоксиметрии: методам титрования, применяемым в них и расчетам по результатам титрования; ионно-электронному методу подбора коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций в различных средах растворов.
В конце каждой темы приводятся вопросы и задачи для самоконтроля, а также перечень знаний и умений, которые вы должны были получить, изучив конкретный материал.
Мы надеемся, что предлагаемый материал позволит вам успешно овладеть основами аналитической химии, необходимыми в дальнейшем для изучения технологических дисциплин.
Тема 1. Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева в свете учения о строении атома
- Периодический закон Д.И. Менделеева
- Изменение свойств элементов в периодах и группах с увеличением порядкового номера
- Физический смысл порядкового номера элементов. Современная формулировка периодического закона
- Структура периодической системы элементов Д.И. Менделеева
История химии знает не одну сотню попыток систематизации химических элементов.
Десятилетия напряженной научной работы ученых разных стран (Иоганн Деберейнер, Джон Ньюлендс, Лотар Мейер и др.) были отданы поискам принципа естественной классификации элементов. Однако они не шли дальше установления групп элементов с похожими химическими элементами.
1. Периодический закон Д.И. Менделеева
Обобщив изыскания химиков и сведения об известных в то время элементах, Д.И. Менделеев в 1869 г. открыл периодический закон химических элементов.
«Свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов».
За основу периодической системы он берет не только атомную массу, но и химические свойства элементов, иначе и не объяснить, почему калий расположен в периодической системе после аргона, никель после кобальта, йод после теллура; хотя атомная масса названных первыми меньше и как бы противоречит основной формулировке закона. Да и сам Менделеев публикует свою первую таблицу (1 марта 1869 г.) под названием «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве».
В чем же сущность периодического закона открытого Д.И. Менделеевым в 1869 г.? Каковы его основные черты?
Рассмотрим для примера свойства одного ряда элементов в порядке увеличения их атомной массы.
Таблица 1
Свойства элементов III периода
| Элемент | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |
| Порядковый номер | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
| Атомная масса | 23 | 24 | 27 | 28 | 31 | 32 | 35,5 | 40 | |
| Элемент | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |
| Формула оксида | Na2O | MgO | Al2O3 | SiO2 | P2O5 | SO3 | Cl2O7 | – | |
| Свойство оксида | CO | O | A | СЛК | К | СК | СК | – | |
| Формула гидрокси да | NaOH | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | H2SiO3 | H3PO4 | H2SO4 | HClO4 | – | |
| Свойство гидрокси да | СО | СЛО | АО | СЛК | КСС | СК | ССК | – | |
Примечание. СО – сильноосновной (сильное основание), О – основной; СЛО – слабоосновной (слабое основание); А – амфотерный; АО – амфотерное основание; СЛК – слабый кислотный (слабая кислота); СК – сильный кислотный (сильная кислота); КСС – кислота средней силы; ССК – самая сильная кислота.
Таким образом, с увеличением атомной массы элемента:
а)периодически ослабляются металлические свойства и усиливаются неметаллические;
б)периодически увеличивается валентность по кислороду;
в)периодически уменьшается валентность по водороду, начиная с IV группы:
IV III II I
H4Si H3P H2S HCl.
2. Изменение свойств элементов в периодах и группах
с увеличением порядкового номера
Изменение химических свойств при последовательном переходе от элемента к элементу происходит посредством отрицания. Внутри периода происходит отрицание одних свойств (металлических) другими, прямо противоположными (неметаллическими).
Каждый период завершается благородным элементом, который также является отрицанием предыдущего.
Новый период начинается с элемента как бы повторяющего свойства предшествующего, но это повторение происходит на иной, более высокой основе.
В периодической системе видно, как количественные изменения (атомная масса) приводят к качественным (химические свойства) и дойдя до определенного предела незначительное изменение количества приводят к резкому изменению качества – скачку, например от F к Ne, от Ne к Na.