Санкт-Петербург. Тема 1. Классификация элементов и неорганических соединений
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПРАКТИКУМ Санкт-Петербург
Саргаев П.М., Луцко Т.П., Злотникова Р.А. Практикум по неорганической химии. - СПб., Издательство ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ», 2012. – 49с.
«Практикум по неорганической химии» написан в виде методических рекомендаций в соответствии с рабочей программой по неорганической химии для студентов 1 курса, обучающихся по специальности «Ветеринария», «Ветеринарно-санитарная экспертиза», «Биоэкология», «Водные ресурсы и аквакультура».
Издание седьмое, переработанное и дополненное
Утверждено методическим советом ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ»
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий Практикум предназначен для студентов 1 курса дневной и заочной форм обучения факультетов ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, специального обучения, биоэкологии, водных ресурсов и аквакультуры. Практикум состоит из 14 тем, в каждой из которых приведены основные вопросы по теме, примеры решения задач, домашние задания, методики выполнения лабораторных работ и список литературы. С целью приближения Практикума к особенностям специальностей факультетов в плане каждой темы включены вопросы по биологическому действию рассматриваемых соединений, возможного применения основных изучаемых соотношений и свойств химических соединений в практике ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, мониторинга экосистем и водных ресурсов. Для закрепления материала предполагается активное участие студента в образовательном процессе: обсуждение вопросов по теме; выполнение домашних заданий; решение задач, выполнение лабораторных работ; составление отчетов, включающих описание методик проведения опытов, результатов реакций; написание уравнений (в том числе термохимических) химических реакций, и выводы. Процесс обучения предполагает участие студентов в анализе возможностей применения изучаемых, элементов, методик и химических реакций, как для целей идентификации веществ, так и изучения процессов ассимиляции энергии и веществ неорганического происхождения организмом животного. Практикум составлен в соответствии с программой лабораторных работ по неорганической химии. При переработке Практикума учтены изменения рабочего плана, рекомендованные МСХ РФ учебные пособия и особенности дифференциации студентов по специальностям факультетов ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, биоэкологии, водных ресурсов и аквакультуры. Тема 1. Классификация элементов Содержание темы 1. Биологическая роль, содержание в организме животного и применение в практике ветеринарной медицины и ветеринарно-санитарной экспертизы как основа классификации элементов на макроэлементы, микроэлементы и элементы ветеринарно-практического значения. Расположение макро- и микроэлементов в таблице Д.И. Менделеева. Макроэлементы: Водород H, с одной стороны, является s-элементом, с другой - у него не хватает одного электрона до завершения электронного слоя, поэтому водород может быть отнесен к первой группе как s-элемент и к группе 7 – по второму признаку. Более определенное положение в таблице Д.И. Менделеева занимают натрий Na и калий K, магний Mg и кальций Ca – s-элементы первой и второй группы таблицы, а также p-элементы (углерод C, азот N, фосфор P, кислород O, сера S, хлор Cl). Известно 60 микроэлементов. Типичными микроэлементами являются: некоторые d-элементы (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, W), p-элементы (B, Si, Ge, As, Sb, Se, F, Br, I). В практике ветеринарной медицины и ветеринарно-санитарной экспертизы используются соединения, содержащие макро- и микроэлементы, а также элементы Li, Ag, Au, Ba, Cd, Hg, Al, Sn, Pb, Sb, Bi и другие. Степень окисления элемента, имеющего переменную валентность, ставится в скобках римскими цифрами в названии соединения. Например, SO2 - оксид серы(IV), Fe(OH)3 - гидроксид железа(III), PbSO4 - сульфат свинца(II), но Na2O - оксид натрия, Ca(OH)2 - гидроксид кальция, ZnS - сульфид цинка. Названия кислот и солей связаны со степенью окисления элемента, образующего кислотный остаток. 2. Оксиды, их состав, названия. Способы получения. Оксиды основные, кислотные, амфотерные; их свойства, зависимость от степени окисления элемента, расположения в системе элементов. Примеры не образующих соли оксидов: H2O, N2O, CO, SiO, NO, SO. Солеобразующие оксиды классифицируют как основные, кислотные и амфотерные. Элементы, образующие основные оксиды, сосредоточены в левой и нижней части таблицы Д.И. Менделеева. Примерами основных оксидов являются оксиды s-элементов первой группы и нижней части второй - (Mg, Ca, Sr, Ba, Ra). Элементы, оксиды которых имеют кислотный характер, сосредоточены в правой и верхней части таблицы Д.И. Менделеева. Примерами типичных кислотных являются оксиды p-элементов группы 7 и солеобразующие оксиды группы 6. Элементы, образующие амфотерные оксиды, сосредоточены преимущественно в центре таблицы Д.И. Менделеева. Примерами типичных оксидов с амфотерными свойствами являются: BeO, ZnO, Al2O3, Ga2O3, In2O3, GeO, SnO, PbO, GeO2, SnO2, PbO2, As2O3, Sb2O3, Cr2O3, MnO2. Амфотерность оксидов можно обнаружить по правилу усиления кислотных свойств оксидов элемента по мере увеличения степени окисления элемента. Примеры: Оксиды As2O3 и Sb2O3 - амфотерные, тогда как As2O5 и Sb2O5 – кислотные. Оксиды CrO - основной, Cr2O3 – амфотерный, CrO3 – кислотный; MnO - основной; MnO2 - амфотерный; MnO3 и Mn2O7 – проявляют кислотные свойства. Некоторые оксиды проявляют амфотерные свойства только при высоких температурах. Примером является Fe2O3, который при высоких температурах образует соли с металлами и в таком виде может попасть в организм животного. 3. Основания. Состав и название оснований. Химические свойства. Классификация по кислотности, растворимости, силе основания. Связь свойств со строением электронной оболочки атома элемента, образующего гидроксид. Силу основания элемента можно оценить по химическим свойствам, электролитической диссоциации и электропроводимости растворов. Растворы слабых оснований плохо проводят электрический ток. Примерами сильных являются основания s-элементов первой группы и некоторых (Ca, Sr, Ba, Ra) второй группы. Примерами слабых являются существующие основания d- и f-элементов, а также Mg(OH)2 и NH4OH. 4. Кислоты. Состав и названия. Химические свойства. Классификация кислот по основности, составу и по их силе. 5. Амфотерные гидроксиды. Их свойства. 6. Соли. Состав и название средних, основных и кислых солей. Получение и свойства солей. 7. Роль солей, оксидов, кислот и оснований в организме животных. Применение в ветеринарной практике. Хлороводородная кислота HCl является единственной из неорганических кислот, которая постоянно присутствует в свободном виде в желудочном соке животных и человека. Её концентрация в желудочном соке человека составляет 0,3%. Другие неорганические кислоты находятся в связанном состоянии. Физиологическое действие соединений элемента, образующего основные и амфотерные гидроксиды, в существенной мере определяется силой оснований этого элемента, силой кислот, с которыми он взаимодействует, и растворимостью продуктов взаимодействия во внутренней среде организма животного. Эти факторы проявляются в дифференциации организмом свойств элементов разных групп (например, s-элементов первой (Na, K) и второй групп (Mg, Ca)) таблицы Д.И. Менделеева. Дифференциация характеристик элементов связана с высокой структурированностью и организованностью организма животных.
Домашнеезадание 1. Укажите характер оксидов: Na2O, SO2, SO3, Cl2O7, ZnO, Al2O3, CrO, Cr2O3, CrО3, FeO, Fe2O3. 2. Назовите следующие соли по международной номенклатуре: CaSO4, Na2SO3, K2S, NaHS, K2HPO4, КН2РO4, AlOHCl2, Al(ОН)2Сl, CH3COONa. 3. Напишите формулы солей: хлорид кальция, сульфид железа(II), гидросульфид бария, нитрат гидроксомагния, хлорид гидроксожелеза(III), ортосиликат гидроксоалюминия, сульфат дигидроксоалюминия.
|
© ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ», 2012 г.
