Методичк Рязановой
.pdf. .
2006
2
«
. . »
..
-
, «»
2006
546:543
24.1:24.4(7) 99
:
. ..
. .
,
. ..
. .
..
99 |
: |
/ |
«». , 2006. 172 .
ISBN 5701103005
--
110201 «» 110202 «». - «», - , - , - .
-
-
.
546:543 24.1:24.4(7)
ISBN 5 7011 0300 5 |
© |
. ., 2006 |
2
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие «Неорганическая и аналитическая химия» для студентов агрономических специальностей заочного обучения содержит рабочую программу по дисциплине «Неорганическая и аналитическая химия», задания к контрольным работам, методические указания для самостоятельной работы, лабораторный практикум, вопросы для тестового контроля знаний.
Весь материал пособия имеет профессиональную направленность.
Взадачах контрольных работ ставятся вопросы, связанные с применением макро- и микроудобрений в сельском хозяйстве, обеспечением условий их эффективности, возможностью применения рН почвы и необходимостью химической мелиорации почвы. В методических указаниях объясняется значение знания теории химии для оптимального решения вопросов сельскохозяйственной практики, раскрывается химизм некоторых процессов, идущих в почве и растительных организмах.
Влабораторном практикуме приведены опыты, доказывающие целесообразность применения микроудобрений и суперфосфата на щелочных почвах, определяется характер среды, создаваемой макро- и микроудобрениями, обращается внимание на значение растворимости соединений для усвоения растениями питательных элементов.
Высокая профессиональная направленность материала химии вызвана необходимостью обеспечения в условиях современного земледелия должного внимания к пониманию значения знаний химии для грамотного решения проблем улучшения плодородия почв, оптимизации химического состава почв, условий эффективного применения минеральных удобрений.
3
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «НЕОРГАНИЧЕСКАЯ И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»
ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ 110201 – «АГРОНОМИЯ»
И110202 – «ПЛОДООВОЩЕВОДСТВО И ВИНОГРАДАРСТВО»
1.Цель и задачи дисциплины «Неорганическая
ианалитическая химия»
1.1. Цель преподавания дисциплины
Изучаемая дисциплина является общеобразовательной. Цель ее состоит в формировании у будущего специалиста сельского хозяйства системных знаний о закономерностях химических дисциплин (аналитическая, органическая, физическая и коллоидная химия), биологических дисциплин (физиология растений, микробиология) и специальных дисциплин (агрохимия, почвоведение, защита растений, селекция и генетика сельскохозяйственных культур). Полученные знания послужат основой для грамотного решения вопросов химизации сельскохозяйственного производства, обеспечивающего его рентабельность без нанесения ущерба окружающей среде; средством для развития теоретического и творческого мышления, формирования научного мировоззрения, воспитания чувства ответственности перед природой и обществом; позволят ориентироваться в возможностях методов химического анализа сельскохозяйственных объектов и объектов окружающей среды; использовать их для системного слежения за состоянием почвы с целью проведения оптимальных агротехнических мероприятий для получения экологически чистой продукции; освоить методику определения токсикантов в почве, растениях, природных водах.
1.2.Задачи изучения дисциплины
Вчисло задач изучения дисциплины входят следующие:
•познакомить студентов с достижениями химической науки;
•показать возможности применения фундаментальных законов физики и химии для объяснения свойств и поведения сложных многокомпонентных систем, включая биологические объекты;
•познакомить с современными физическими и химическими методами исследова-
ний;
•дать представление об экологических принципах рационального природопользования;
•раскрыть возможности управления состоянием химических систем;
•показать значение химии для решения задач профессиональной направленности, связанных с вопросами химизации сельского хозяйства и проблемами сельскохозяйственной экологии;
•показать возможности применения аналитической химии для решения практических задач.
4
Студент должен знать:
•предмет химии, ее место среди естественных дисциплин;
•основные понятия и законы химии, современную химическую терминологию;
•периодический закон и периодическую систему Д.И. Менделеева;
•химическую термодинамику и химическую кинетику;
•химические свойства биогенных элементов и их соединений;
•реакционную способность неорганических веществ, применяемых в сельскохозяйственном производстве, условия эффективного применения минеральных удобрений и химических мелиорантов;
•задачи аналитической химии в сельскохозяйственном производстве;
•теоретические основы аналитической химии;
•классификацию методов анализа;
•химические и инструментальные методы анализа;
•основные требования к метрологии в аналитической химии;
•правила выполнения анализов и оценки правильности результатов;
•области применения различных методов анализа;
•роль аналитической химии в охране окружающей среды;
•экологическую опасность неграмотного применения химических веществ в сельском хозяйстве и факторы, предупреждающие возникновение экологических проблем.
Студент должен уметь:
•анализировать свойства элементов и их соединений на основе строения атома и периодической системы;
•определять оптимальные условия проведения реакции;
•предсказывать поведение химического вещества при воздействии на него различных факторов;
•проводить простейшие лабораторные исследования и расчеты, связанные с экспериментом, наблюдать, анализировать и делать выводы;
•выполнять химические анализы;
•оценивать правильность и воспроизводимость результатов;
•из результатов эксперимента делать практические выводы;
•работать самостоятельно с химической литературой с целью непрерывного повышения знаний и для решения конкретных научных и прикладных задач.
2.Тематический план изучения дисциплины «Неорганическая и аналитическая химия»
|
Максим. |
Кол-во аудит. часов |
Сам. рабо- |
||
Раздел, тема |
кол-во час. |
|
|
|
та, час. |
всего |
лекции |
лаборат. |
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
I. Неорганическая химия
1. |
Предмет химии. Химия и философия. |
|
|
|
|
|
Значение химии для сельскохозяйственного |
|
|
|
|
|
|
производства. Основные понятия химии. Ос- |
|
|
|
|
|
|
новные законы химии. |
8 |
2 |
2 |
6 |
|
|
2. |
Химическая термодинамика. |
6 |
|
|
|
6 |
3. |
Химическая кинетика. |
8 |
|
|
|
8 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
4. Современные представления о строении |
|
|
|
|
|
|
атома. |
|
10 |
2 |
2 |
|
8 |
5. Периодический закон и периодическая |
|
|
|
|
|
|
система Д.И. Менделеева. |
10 |
2 |
2 |
|
8 |
|
6. Основные классы неорганических соеди- |
|
|
|
|
|
|
нений. |
|
14 |
6 |
2 |
4 |
8 |
7. Связь свойств основных классов неорга- |
|
|
|
|
|
|
нических соединений с вопросами профессио- |
|
|
|
|
|
|
нальной направленности и экологическими |
|
|
|
|
|
|
проблемами. Условия эффективного примене- |
|
|
|
|
|
|
ния удобрений, химических мелиорантов. |
10 |
2 |
2 |
|
8 |
|
8. Химическая связь. Механизмы образова- |
|
|
|
|
|
|
ния связи. Типы химической связи. |
7 |
1 |
1 |
|
6 |
|
9. Дисперсные системы. Растворы. Концен- |
|
|
|
|
|
|
трация растворов. |
4 |
|
|
|
4 |
|
10. |
Растворы электролитов. Электролити- |
|
|
|
|
|
ческая диссоциация. Реакции в растворах элек- |
|
|
|
|
|
|
тролитов. Гидролиз солей. |
13 |
5 |
1 |
4 |
8 |
|
11. |
Окислительно-восстановительные реак- |
|
|
|
|
|
ции. Окислительно-восстановительные про- |
|
|
|
|
|
|
цессы в почве. Усвоение растениями азота и |
|
|
|
|
|
|
серы. |
|
8 |
2 |
2 |
|
6 |
12. |
Комплексные соединения. |
6 |
|
|
|
6 |
13. |
Биогенные элементы. Макроэлементы. |
|
|
|
|
|
Микроэлементы. Химия азота и фосфора. |
12 |
4 |
|
4 |
8 |
II.Аналитическая химия
1.Предмет аналитической химии и ее зада-
чи в сельскохозяйственном производстве и |
|
|
|
|
|
|
охране окружающей среды. Основные понятия |
|
|
|
|
|
|
аналитической химии. Классификация методов |
|
|
|
|
|
|
анализа. |
10 |
|
|
|
10 |
|
2. |
Гравиметрический анализ. |
8 |
|
|
|
8 |
3. |
Титриметрический анализ. Метод ки- |
|
|
|
|
|
слотно-основного титрования. Определение |
|
|
|
|
|
|
содержания щелочи в растворе. Определение |
|
|
|
|
|
|
содержания кислоты в растворе. |
14 |
4 |
|
4 |
10 |
|
4. |
Метод комплексонометрического титро- |
|
|
|
|
|
вания. Определение общей жесткости воды. |
10 |
|
|
|
10 |
|
5. |
Методы окислительно-восстановитель- |
|
|
|
|
|
ного титрования. Перманганатометрия. Ди- |
|
|
|
|
|
|
хроматометрия. Йодометрия. |
12 |
|
|
|
12 |
|
6. |
Инструментальные методы анализа. Ко- |
|
|
|
|
|
лориметрия. Потенциометрия. Хроматография. |
20 |
|
|
|
20 |
|
Итого: |
190 |
30 |
14 |
16 |
160 |
3. Темы и содержание лекций, лабораторных занятий и контрольных работ
|
3.1. Темы и содержание лекций |
Кол-во |
|
|
часов |
||
1. |
Предмет химии. Основные понятия химии. Периодический закон и пе- |
||
|
|||
риодическая система Д.И. Менделеева. |
2 |
||
2. |
Современная теория строения атома. Свойства электрона. Квантовые |
|
|
числа. Электронные формулы элементов. |
2 |
||
|
6 |
|
3. |
Общая характеристика биологически активных элементов и их соедине- |
|
ний на основе строения атома и положения в периодической системе. |
2 |
|
4. |
Основные классы неорганических соединений. Генетическая схема ос- |
|
новных классов неорганических соединений. Алгоритм составления формул |
|
|
химических соединений. Химические свойства основных и кислотных окси- |
|
|
дов, оснований. Вопросы профессиональной и экологической направленности. |
2 |
|
5. |
Химические свойства кислот и солей. Условия эффективного применения |
|
минеральных удобрений. |
2 |
|
6. |
Химическая связь. Механизмы образования связи. Химические свойства |
|
аммиака. Типы химической связи. Растворы электролитов. Электролитическая |
|
|
диссоциация. Гидролиз солей. |
2 |
|
7. |
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Основные понятия со- |
|
временной теории окислительно-восстановительных процессов. Электронные |
|
|
уравнения. Алгоритм составления уравнений ОВР. Окислительно-восстано- |
|
|
вительные реакции в природе, в биохимических процессах. |
2 |
|
|
3.2. Темы лабораторных занятий |
|
1. |
Основные классы неорганических соединений. |
4 |
2. |
Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация. Гидролиз со- |
|
лей. |
|
4 |
3. |
Неметаллы V А-группы. Азот и его важнейшие соединения. Химические |
|
свойства аммиака и азотной кислоты. Фосфор и его соединения. Фосфорная |
|
|
кислота. Фосфорные удобрения. |
4 |
|
4. |
Объемный анализ. Метод кислотно-основного титрования. Вычисления в |
|
объемном анализе. Установление молярной концентрации эквивалента и титра |
|
|
гидроксида натрия. Определение молярной концентрации эквивалента и титра |
|
|
соляной кислоты (контрольная работа). |
4 |
|
|
3.3. Контрольные работы |
|
|
Контрольная работа № 1 |
|
1. |
Основные понятия и основные законы химии. |
6 |
2. |
Основные классы неорганических соединений. |
16 |
3. |
Строение атома. |
16 |
4. |
Химическая связь. |
6 |
5. |
Растворы электролитов. |
12 |
6. |
Скорость химических реакций. Химическое равновесие. |
14 |
7. |
Окислительно-восстановительные реакции. |
6 |
8. |
Комплексные соединения. |
6 |
|
Итого: |
82 |
|
Контрольная работа № 2 |
|
1. |
Неорганическая химия. Вопросы профессиональной направленности. |
8 |
2. |
Аналитическая химия. |
70 |
|
Итого: |
78 |
|
7 |
|
4. Содержание курса
8
№ |
Наименование раздела, темы, содержание |
Объем в часах |
|
||
п/п |
|
|
|
|
|
лекц. |
лаб. |
|
сам. |
||
|
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
4.1. Теоретические основы общей и неорганической химии |
|
|
|
|
1 |
Введение в дисциплину |
|
|
|
|
|
Предмет химии. Особенности химического движения. Место химии среди естественнонаучных дисциплин. |
|
|
|
|
|
Роль химизации в развитии производительных сил сельского хозяйства. Неорганические вещества, исполь- |
|
|
|
|
|
зуемые в сельскохозяйственном производстве. Экологическая опасность неграмотного применения химиче- |
|
|
|
|
|
ских веществ в сельском хозяйстве. |
|
|
|
|
|
Теоретические основы. Основные понятия и законы стехиометрии. Стехиометрические индексы и коэф- |
|
|
|
|
|
фициенты. Моль, молярная масса, химический эквивалент, фактор эквивалентности, молярная масса эквива- |
|
|
|
|
|
лента. |
|
|
|
|
|
Закон сохранения массы и энергии, современные представления. Закон кратных отношений. Закон посто- |
|
|
|
|
|
янства состава, современные представления. Дальтониды, бертоллиды. Закон эквивалентов. Закон Авогадро и |
|
|
|
|
|
следствия из него. Закон объемных отношений. |
2 |
|
|
6 |
2 |
Химическая кинетика |
|
|
|
|
|
Учение о скорости химических процессов. Факторы, влияющие на скорость химических процессов. Хими- |
|
|
|
|
|
ческая реакция как последовательность элементарных стадий. Закон действующих масс – основной закон хи- |
|
|
|
|
|
мической кинетики для элементарной стадии. Константа – скорость реакции. Зависимость скорости реакции |
|
|
|
|
|
от температуры. Теория активации. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Катализ и ферменты. Значе- |
|
|
|
|
|
ние химической кинетики в химии, биологии и сельском хозяйстве. |
|
|
|
10 |
3 |
Химическое равновесие |
|
|
|
|
|
Химическое равновесие обратимых реакций. Закон действующих масс. Константа равновесия. Смещение |
|
|
|
|
|
равновесия при изменении концентрации, температуры и давления. Принцип Ле-Шателье. Роль химических |
|
|
|
|
|
равновесий в природе. Энергетика химических реакций. Понятие о химической термодинамике. Сравнение |
|
|
|
|
|
термодинамического подхода к изучению химической реакции в состоянии равновесия и кинетического под- |
|
|
|
|
|
хода, исследующего протекание реакции во времени. Необходимость одновременного учета термодинамиче- |
|
|
|
|
|
ских и кинетических факторов, значение этих факторов для создания экономически эффективных произ- |
|
|
|
|
|
водств, для понимания энергетики биосинтеза. |
|
|
|
4 |
8