Solutions d'instructions méthodologiques de chimie Shimanovich. Chimie, résolution de problèmes - Shimanovich pour les étudiants par correspondance

I.L. SHIMANOVITCH

chimie

Instructions méthodologiques, programme, solution de problèmes standards, questions programmées pour les autotests et les devoirs de test pour les étudiants à temps partiel en ingénierie et spécialités techniques (non chimiques) des universités

DIRECTIVES GÉNÉRALES

La science est devenue la force productive de notre société. Sans l’application des acquis de la science, et en particulier de la chimie, le développement de l’industrie et de l’agriculture modernes est impossible. La chimie, étant l'une des disciplines fondamentales des sciences naturelles, étudie le monde matériel, les lois de son développement, forme chimique du mouvement de la matière. Au cours de l'étude de la chimie, une vision scientifique du monde dans son ensemble se développe. La connaissance de la chimie vous permet d'obtenir une compréhension scientifique moderne de la matière, des formes de son mouvement, de la matière comme l'un des types de matière en mouvement, du mécanisme de transformation des composés chimiques, des propriétés des matériaux techniques et de l'application de processus chimiques dans technologie moderne. Il est nécessaire de bien comprendre les lois fondamentales, de maîtriser la technique des calculs chimiques, de développer les compétences nécessaires pour réaliser de manière indépendante des expériences chimiques et résumer les faits.

Comprendre les lois chimiques aide un ingénieur à résoudre les problèmes environnementaux. La connaissance de la chimie est nécessaire pour une étude ultérieure réussie des disciplines scientifiques générales et spéciales.

Le principal type de formation pour les étudiants à temps partiel est le travail indépendant sur le matériel. Dans un cours de chimie, il est composé des éléments suivants ; étudier la discipline à l'aide de manuels et de supports pédagogiques ; effectuer des tests et des ateliers de laboratoire ; consultations individuelles (face à face et écrites) ; assister à des conférences; réussir un test de laboratoire; réussir un examen pour l'ensemble du cours.

coïncide avec son emplacement dans le manuel.) Lors de la première lecture, essayez de vous faire une idée générale des problématiques présentées, et marquez également les endroits difficiles ou peu clairs. Lors de la réétude du sujet, comprenez tous les principes théoriques, les relations mathématiques et leurs conclusions, ainsi que les principes d'élaboration des équations de réaction. Plongez dans l’essence d’un problème particulier, plutôt que d’essayer de vous souvenir de faits et de phénomènes individuels. Étudier n'importe quelle question au niveau de l'essence, et non au niveau des phénomènes individuels, contribue à une assimilation plus profonde et plus durable de la matière.

Afin de mieux mémoriser et assimiler la matière étudiée, vous devez disposer d'un cahier d'exercices et y noter les formulations de lois et de concepts de base de la chimie, les termes et noms inconnus, les formules et les équations de réaction, les dépendances mathématiques et leurs conclusions, et etc. Dans tous les cas où le matériel peut être systématisé, réalisez des graphiques, des schémas, des schémas, des tableaux. Ils rendent la mémorisation très facile et réduisent la quantité de matériel sur lequel vous prenez des notes. UN.

Étudier cours, veuillez également vous référer à l'index des matières à la fin livres. Tant que l'une ou l'autre section n'est pas maîtrisée, vous ne devez pas passer à l'étude de nouvelles sections.

Tâches de test.

Pendant ses études de chimie, l'étudiant doit passer deux tests.Les tests ne doivent pas être une fin en soi ; ils constituent une forme d'assistance méthodologiqueétudiants

tout en étudiant le cours.À

Vous ne pouvez commencer à passer le test qu'après avoir maîtrisé une certaine partie du cours et résolu des exemples de problèmes typiques donnés dans ce manuel sur le sujet concerné.

Les solutions aux problèmes et les réponses aux questions théoriques doivent être brièvement mais clairement justifiées, sauf dans les cas où l'essence de la question ne nécessite pas une telle motivation, par exemple lorsque vous devez créer une formule électronique pour un atome, écrire une équation de réaction, etc. Lors de la résolution de problèmes, vous devez fournir l'intégralité du processus de résolution et des transformations mathématiques.

Le test doit être soigneusement formaté ; de larges marges doivent être laissées pour les commentaires du réviseur ; écrire clairement et clairement ; réécrire les numéros et les conditions des tâches dans l'ordre dans lequel elles sont indiquées dans la tâche. A la fin de l'ouvrage, une liste de références devra être remise indiquant l'année de publication. Les travaux doivent être datés, signés par l'étudiant et soumis à l'institut pour examen.

Pour une étude plus approfondie du cours, il est recommandé de répondre à des questions d'autotest programmées sur certains thèmes, qui sont données p. 112. Chaque question comporte cinq réponses, parmi lesquelles vous devez choisir la bonne. Dans le tableau 9 montre les bonnes réponses.

Exercices de laboratoire. Pour une étude approfondie de la chimie en tant que science fondée sur l’expérimentation, il est nécessaire de réaliser un atelier en laboratoire. Il développe les compétences des étudiants en expérimentation scientifique, une approche de recherche pour étudier le sujet et la pensée chimique logique.

Au cours de la conduite des cours en laboratoire, les étudiants apprennent les compétences de travail acharné, de précision, d'entraide fraternelle et de responsabilité à l'égard des résultats obtenus. Les étudiants résidant sur le site de l'institut ou de l'UKP effectuent des travaux pratiques de laboratoire parallèlement à l'étude du cours, tous les autres - pendant la session d'examens de laboratoire.

Consultations. Si vous rencontrez des difficultés pour étudier le cours, vous devez contacter l'institut pour obtenir des conseils écrits de l'enseignant qui révise les épreuves.

PROGRAMME

Ce programme a été élaboré conformément au niveau moderne de la science chimique et aux exigences de formation de spécialistes hautement qualifiés pour l'économie nationale. Il se compose d'une introduction et de quatre sections. Les trois premiers couvrent le contenu de la partie générale du cours nécessaire à la formation des ingénieurs de toute spécialité. Il est recommandé de consacrer 70 à 75 % du temps d'étude prévu par le programme du cours de chimie à l'étude de la partie générale du cours. La quatrième section est liée à la spécialisation des futurs ingénieurs et varie en fonction des principaux domaines de leur formation (mécanique, énergie, construction).

Sur la base de ce programme standard, les départements de chimie peuvent développer des programmes de travail dans lesquels, en fonction du profil de la spécialité d'ingénierie des étudiants, il est permis de modifier la séquence d'étude des sujets individuels du cours, examinés plus en détail, ou vice versa. , de manière plus concise. Le programme de travail comprend également des questions sur une partie particulière du programme de cours, nécessaires aux ingénieurs de la spécialité correspondante. Si nécessaire, des sections individuelles de la partie spéciale du programme de travail peuvent être élargies et précisées. Le programme de travail devrait également inclure les questions environnementales conformément au profil spécial. Ce programme est donné ci-dessous.

INTRODUCTION

La chimie comme matière des sciences naturelles. Le sujet est la chimie et ses liens avec d'autres sciences. L'importance de la chimie dans la formation d'une vision du monde, dans l'étude de la nature et le développement de la technologie. Chimisation de l'économie nationale. Chimie et protection de l'environnement.

1. Structure de la matière

1.1. STRUCTURE ATOMIQUE ET SYSTÉMATIQUE DES ÉLÉMENTS CHIMIQUES

Modèle mécanique quantique de l'atome. Nombres quantiques. Orbitales atomiques. Le principe de Pauli. Règles et ordre de remplissage des orbitales atomiques. Structure des atomes multiélectroniques. Tableau périodique des éléments D.I. Mendeleïev. Modifications des propriétés des éléments chimiques et de leurs composés. Propriétés redox des éléments. Le sens de la loi périodique D.I. Mendeleïev.

1.2. LIAISON CHIMIQUE

Types et caractéristiques de base des liaisons chimiques. Liaisons covalentes et ioniques. Méthode des liaisons de Valence, concept de méthode orbitale moléculaire. Structure et propriétés des molécules les plus simples.

1.3. TYPES D'INTERACTION DE MOLÉCULES. CONNEXIONS COMPLEXES

Principaux types d'interactions moléculaires. Forces d'interaction intermoléculaire. Liaison hydrogène. Interaction donneur-accepteur de molécules. Des connexions complexes. Complexes, agents complexants, ligands, charge et nombre de coordination des complexes. Types de composés complexes. Le concept de théories des composés complexes.

1.4. CHIMIE DE LA SUBSTANCE À L'ÉTAT CONDENSÉ

État global d'une substance. Structure chimique d'un solide. États amorphes et cristallins de la matière. Cristaux. Treillis cristallins. Liaison chimique dans les solides. Liaison métallique et métaux, liaison chimique dans les semi-conducteurs et diélectriques. De vrais cristaux.

2. RÈGLEMENT GÉNÉRALPROCÉDÉS CHIMIQUES

2.1. ÉNERGIE DES PROCÉDÉS CHIMIQUES. ÉQUILIBRE CHIMIQUE

Effets énergétiques des réactions chimiques. Énergie interne et enthalpie. Thermochimie. Les lois de Hess. Enthalpie de formation de composés chimiques. L'entropie et ses changements au cours des processus chimiques. L'énergie de Gibbs et l'énergie de Helmholtz et son évolution au cours des processus chimiques. Conditions d'apparition spontanée de réactions chimiques. Conditions d'équilibre chimique. Constante d'équilibre et son lien avec les fonctions thermodynamiques. Le principe du Chatelier.

2.2. ÉQUILIBRE DANS LES SYSTÈMES HÉTÉROGÈNES

Équilibre chimique dans les systèmes hétérogènes. Equilibre de phase et règle de phase. Analyse physicochimique de systèmes à deux composants. Répartition du troisième composant entre deux liquides non miscibles. Extraction. Absorption. Tensioactifs. Adsorption. Équilibre d'adsorption. Systèmes dispersés hétérogènes. Systèmes colloïdaux et leur préparation. La structure des particules colloïdales. Stabilité agrégative et cinétique des systèmes. Coagulation. Émulsions. Suspensions.

2.3. Cinétique chimique

La vitesse d'une réaction chimique et sa dépendance à la concentration et à la température. Vitesse de réaction constante. Catalyse homogène.

3. Réactions en chaîne. Méthodes physiques pour accélérer les réactions chimiques. Vitesse des réactions chimiques hétérogènes. Catalyse hétérogène

SOLUTIONS. PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES

3.1. Solutions

Types de solutions. Méthodes d'expression de la concentration des solutions. Lois des solutions idéales.

chimie
Solutions de non-électrolytes et d'électrolytes. Solutions aqueuses d'électrolytes. Électrolytes forts et faibles. Propriétés des solutions électrolytiques. Activité. Dissociation électrolytique de l'eau. Hydrogène, Indicateur environnemental. Réactions ioniques dans les solutions.

Hydrolyse des sels. Dissociation de composés complexes. Hydrolyse. Théorie des acides et des bases.

I.L. SHIMANOVITCH Instructions méthodologiques, programme, solution de problèmes standards, questions programmées pour les autotests et les devoirs de test pour les étudiants à temps partiel en ingénierie et spécialités techniques (non chimiques) des universités

DIRECTIVES GÉNÉRALES

Le principal type de formation pour les étudiants à temps partiel est le travail indépendant sur le matériel. Dans un cours de chimie, il est composé des éléments suivants ; étudier la discipline à l'aide de manuels et de supports pédagogiques ; effectuer des tests et des ateliers de laboratoire ; consultations individuelles (face à face et écrites) ; assister à des conférences; réussir un test de laboratoire; réussir un examen pour l'ensemble du cours.

Travailler avec un livre. Il est recommandé d'étudier le cours par thème, après s'être préalablement familiarisé avec le contenu de chacun d'eux selon le programme. (L'emplacement du matériel de cours dans le programme n'est pas toujours

coïncide avec son emplacement dans le manuel.) En première lecture
essayez d'avoir une idée générale de ce qui est présenté
questions et marquez les zones difficiles ou peu claires. À
réétudier le sujet, comprendre tous les principes théoriques,
dépendances mathématiques et leurs conclusions, ainsi que les principes
établir des équations de réaction. Entrez dans l'essence de quelque chose ou
autre question, plutôt que d'essayer de se souvenir de faits individuels et
phénomènes.Étudier n'importe quelle question au niveau de l'essence, et non au niveau
Le niveau des phénomènes individuels contribue à un développement plus profond et
forte assimilation de la matière.

Afin de mieux mémoriser et assimiler la matière étudiée, vous devez disposer d'un cahier d'exercices et y noter les formulations de lois et de concepts de base de la chimie, les termes et noms inconnus, les formules et les équations de réaction, les dépendances mathématiques et leurs conclusions, etetc. Dans tous les cas où le matériel peut être systématisé, réalisez des graphiques, des schémas, des schémas, des tableaux.Ils rendent la mémorisation très facile et réduisent la quantité de matériel sur lequel vous prenez des notes.UN.
Étudiercours, veuillez également vous référer à l'index des matières à la finlivres. Tant que l'une ou l'autre section n'est pas maîtrisée, vous ne devez pas passer à l'étude de nouvelles sections.
Tâches de test . Pendant ses études de chimie, l'étudiant doit passer deux tests.

Les tests ne doivent pas être une fin en soi ; ils constituent une forme d'assistance méthodologique étudiantstout en étudiant le cours.

tout en étudiant le cours. Vous ne pouvez commencer le test qu'après avoir maîtrisé une certaine partie du cours et résolu des exemples de problèmes typiques donnés dans ce manuel sur le sujet concerné.

Les solutions aux problèmes et les réponses aux questions théoriques doivent être brièvement mais clairement justifiées, sauf dans les cas où l'essence du problème n'exige pas une telle motivation,par exemple, lorsque vous devez créer une formule électronique pour un atome, écrire une équation de réaction, etc. Lors de la résolution de problèmes, vous devez fournir l'intégralité du processus de résolution et des transformations mathématiques.

Le test doit être soigneusement formaté ; de larges marges doivent être laissées pour les commentaires du réviseur ; écrire clairement et clairement ; réécrire les numéros et les conditions des tâches dans l'ordre dans lequel elles sont indiquées dans la tâche.A la fin de l'ouvrage, une liste de références devra être remise indiquant l'année de publication. Les travaux doivent être datés, signés par l'étudiant et soumis à l'institut pour examen.

Si le travail de test n’est pas réussi, il doit être complété à nouveau conformément aux instructions de l’examinateur et envoyé pour révision avec le travail échoué. Les corrections doivent être apportées à la fin du cahier et non dans le texte révisé. Un tableau d'options pour les tâches de test est donné à la fin du manuel. Un test qui n'est pas complété selon votre propre version n'est pas révisé par l'enseignant et n'est pas compté comme réussi.

Pour une étude plus approfondie du cours, il est recommandé de répondre à des questions d'autotest programmées sur certains thèmes, qui sont données p. 112. Chaque question comporte cinq réponses, parmi lesquelles vous devez choisir la bonne. Dans le tableau 9 montre les bonnes réponses.

Exercices de laboratoire.Pour une étude approfondie de la chimie en tant que science fondée sur l’expérimentation, il est nécessaire de réaliser un atelier en laboratoire. Il développe les compétences des étudiants en expérimentation scientifique, une approche de recherche pour étudier le sujet et la pensée chimique logique.

Au cours de la conduite des cours en laboratoire, les étudiants apprennent les compétences de travail acharné, de précision, d'entraide fraternelle et de responsabilité à l'égard des résultats obtenus. Les étudiants résidant sur le site de l'institut ou de l'UKP effectuent des travaux pratiques de laboratoire parallèlement à l'étude du cours, tous les autres - pendant la session d'examens de laboratoire.

Consultations. Si vous rencontrez des difficultés pour suivre le cours, vous devez contacter l'institut pour obtenir des conseils écrits de l'enseignant qui révise les épreuves.

PROGRAMME

Ce programme a été élaboré conformément au niveau moderne de la science chimique et aux exigences de formation de spécialistes hautement qualifiés pour l'économie nationale. Il se compose d'une introduction et de quatre sections. Les trois premiers couvrent le contenu de la partie générale du cours nécessaire à la formation des ingénieurs de toute spécialité. Il est recommandé de consacrer 70 à 75 % du temps d'étude prévu par le programme du cours de chimie à l'étude de la partie générale du cours. La quatrième section est liée à la spécialisation des futurs ingénieurs et varie en fonction des principaux domaines de leur formation (mécanique, énergie, construction).

Sur la base de ce programme standard, les départements de chimie peuvent élaborer des programmes de travail dans lesquels, en fonction du profil de la spécialité d'ingénierie des étudiants, des changements dans la séquence sont autorisés, considérés plus en détail, ou vice versa, de manière plus condensée. Le programme de travail comprend également des questions sur une partie particulière du programme de cours, nécessaires aux ingénieurs de la spécialité correspondante. Si nécessaire, des sections individuelles de la partie spéciale du programme de travail peuvent être élargies et précisées. Le programme de travail devrait également inclure les questions environnementales conformément au profil spécial. Ce programme est donné ci-dessous.

AVEC MAINTENIR LA DISCIPLINE

INTRODUCTION

La chimie comme matière des sciences naturelles. Le sujet est la chimie et ses liens avec d'autres sciences. L'importance de la chimie dans la formation d'une vision du monde, dans l'étude de la nature et le développement de la technologie. Chimisation de l'économie nationale. Chimie et protection de l'environnement.
1. STRUCTURE DE LA MATIÈRE

1.1. STRUCTURE ATOMIQUE ET SYSTÉMATIQUE DES ÉLÉMENTS CHIMIQUES

Modèle mécanique quantique de l'atome. Nombres quantiques. Orbitales atomiques. Le principe de Pauli. Règles et ordre de remplissage des orbitales atomiques. Structure des atomes multiélectroniques. Tableau périodique des éléments D.I. Mendeleïev. Modifications des propriétés des éléments chimiques et de leurs composés. Propriétés redox des éléments. Le sens de la loi périodique D.I. Mendeleïev.
1.2. LIAISON CHIMIQUE

Types et caractéristiques de base des liaisons chimiques. Liaisons covalentes et ioniques. Méthode des liaisons de Valence, concept de méthode orbitale moléculaire. Structure et propriétés des molécules les plus simples.

1.3. TYPES D'INTERACTION DE MOLÉCULES. CONNEXIONS COMPLEXES

Principaux types d'interactions moléculaires. Forces d'interaction intermoléculaire. Liaison hydrogène. Interaction donneur-accepteur de molécules. Des connexions complexes. Complexes, agents complexants, ligands, charge et nombre de coordination des complexes. Types de composés complexes. Le concept de théories des composés complexes.

1.4. CHIMIE DE LA SUBSTANCE À L'ÉTAT CONDENSÉ

État global d'une substance. Structure chimique d'un solide. États amorphes et cristallins de la matière. Cristaux. Treillis cristallins. Liaison chimique dans les solides. Liaison métallique et métaux, liaison chimique dans les semi-conducteurs et diélectriques. De vrais cristaux.

2. RÈGLEMENT GÉNÉRAL PROCÉDÉS CHIMIQUES

2.1. ÉNERGIE DES PROCÉDÉS CHIMIQUES. ÉQUILIBRE CHIMIQUE

Effets énergétiques des réactions chimiques. Énergie interne et enthalpie. Thermochimie. Les lois de Hess. Enthalpie de formation de composés chimiques. L'entropie et ses changements au cours des processus chimiques. L'énergie de Gibbs et l'énergie de Helmholtz et son évolution au cours des processus chimiques. Conditions d'apparition spontanée de réactions chimiques. Conditions d'équilibre chimique. Constante d'équilibre et son lien avec les fonctions thermodynamiques. Le principe du Chatelier.

2 .2. ÉQUILIBRE DANS LES SYSTÈMES HÉTÉROGÈNES

Équilibre chimique dans les systèmes hétérogènes. Equilibre de phase et règle de phase. Analyse physicochimique de systèmes à deux composants. Répartition du troisième composant entre deux liquides non miscibles. Extraction. Absorption. Tensioactifs. Adsorption. Équilibre d'adsorption. Systèmes dispersés hétérogènes. Systèmes colloïdaux et leur préparation. La structure des particules colloïdales. Stabilité agrégative et cinétique des systèmes. Coagulation. Émulsions. Suspensions.

2.3. CINÉTIQUE CHIMIQUE
La vitesse d'une réaction chimique et sa dépendance à la concentration et à la température. Vitesse de réaction constante. Catalyse homogène. Réactions en chaîne. Méthodes physiques pour accélérer les réactions chimiques. Vitesse des réactions chimiques hétérogènes. Catalyse hétérogène
3. SOLUTIONS. PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES

3.1. SOLUTIONS
Types de solutions. Méthodes d'expression de la concentration des solutions. Lois des solutions idéales. Solutions de non-électrolytes et d'électrolytes. Solutions aqueuses d'électrolytes. Électrolytes forts et faibles. Propriétés des solutions électrolytiques. Activité. Dissociation électrolytique de l'eau. Hydrogène, Indicateur environnemental. Réactions ioniques dans les solutions. Hydrolyse des sels. Dissociation de composés complexes. Hydrolyse. Théorie des acides et des bases.
3.2. PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES
Procédés redox : définition, thermodynamique, élaboration d'équations de réaction. Définition, classification des procédés électrochimiques. Les lois de Faraday. Thermodynamique des processus d'électrodes. Le concept de potentiels d'électrode. Éléments galvaniques. EMF et sa mesure. Électrode à hydrogène standard et échelle de potentiel d'hydrogène. Équation de Nernst. Potentiels des électrodes métalliques, gazeuses et redox. Cinétique des processus d'électrodes. Polarisation électrochimique et de concentration. Électrolyse. Séquence de processus d'électrodes. Sortie actuelle. Électrolyse avec anodes insolubles et solubles. Application pratique de l'électrolyse.
3.3. CORROSION ET PROTECTION DES MÉTAUX ET ALLIAGES
Principaux types de corrosion. Corrosion chimique. Corrosion électrochimique. Corrosion sous l'influence de courants vagabonds.

Méthodes de protection contre la corrosion, alliage, électrochimiqueprotection, revêtements protecteurs. Modifications des propriétés d'un environnement corrosif. Inhibiteurs de corrosion.
4. SECTIONS SPÉCIALES DE CHIMIE

4.1. CHIMIE DES MÉTAUX

Dépendance des propriétés des métaux sur leur position dans le tableau périodique D.I. Mendeleïev. Composés intermétalliques et solutions solides de métaux. Méthodes de base pour obtenir des métaux. Processus physiques et chimiques pendant le soudage etsoudure des métaux. Obtention de métaux purs. Propriétésp-métaux et leurs composés. Propriétés des métaux de transitiond- éléments IV - VII groupes. Chimie des éléments de la famille du fer, leuralliages et composés chimiques. Chimie des métaux du platine.

Chimie des métaux des sous-groupes du cuivre et du zinc.

4.2. CHIMIE DES ÉLÉMENTS NON MÉTALLIQUES
Non-métaux et semi-métaux. Dépendance des propriétés des non-métaux sur leur position dans le tableau périodique D.I. Mendeleïev. Bore et ses composés. Éléments des groupes VI et VII et leurs composés.
4.3. CHIMIE INORGANIQUE

r- ÉLÉMENTS DU GROUPE IV.

CHIMIE DES SEMI-CONDUCTEURS

Le carbone et ses formes allotropiques. Monoxyde et dioxyde de carbone. Carbonates. Silicates. Verre. Sièges. Porcelaine, céramique technique et de construction. Supraconducteur matériels. Semi-conducteurs élémentaires. Connexions semi-conductrices. Méthodes physico-chimiques de traitement des semi-conducteurs.

4.4. CHIMIE DES SUBSTANCES LIANTES
Définition et classification des liants et de leurs propriétés. Liants pneumatiques et hydrauliques. Liants à base de chaux et de plâtre. Ciment Portland. Processus de prise et de durcissement. Béton. Corrosion du béton et méthodes pour la combattre.
4.5. ÉLÉMENTS DE CHIMIE ORGANIQUE. MATÉRIAUX POLYMÈRES ORGANIQUES
Structure, classification et propriétés des composés organiques. Hydrocarbures et leurs dérivés. Composés organosiliciés. Composition et propriétés du carburant organique. Thermochimie du carburant. Combustible solide et son traitement. Combustibles liquides et gazeux. Le concept de processus physiques et chimiques de combustion de carburant. Chimie des lubrifiants et des agents de refroidissement utilisés dans le traitement des métaux et alliages. Propriétés physico-chimiques et mécanisme d'action des fluides de travail des systèmes hydrauliques. Chimie des polymères. Méthodes de production de polymères. Dépendance des propriétés du polymère sur la composition et la structure. Chimie des matériaux de structure polymères. Chimie des matériaux composites. Revêtements polymères et adhésifs. Chimie des polymères diélectriques. Chimie des conducteurs polymères.
4 .6. CHIMIE DE L'EAU
La structure des molécules et les propriétés de l'eau. Schéma de l'état de l'eau. Diagrammes de fusibilité pour les systèmes eau-sel. Cristallisation de l'eau et des solutions aqueuses dans diverses conditions. Propriétés chimiques de l'eau. Interaction de l'eau avec des substances simples et des composés chimiques. Les eaux naturelles et leur composition. Dureté de l'eau. Substances colloïdales des eaux naturelles et leur élimination. Adoucissement et dessalage de l'eau. Méthodes de sédimentation, échange d'ions, méthodes membranaires.

4 .7. PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES EN GÉNIE ÉNERGÉTIQUE ET MÉCANIQUE
Sources de courant chimique. Générateurs électrochimiques. Convertisseurs électrochimiques (chimiotrons). Traitement électrochimique des métaux et alliages. Préparation et propriétés de la galvanoplastie.

4 .8. CHIMIE ET ​​PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT

Processus technique et problèmes environnementaux. Le rôle de la chimie dans la résolution des problèmes environnementaux. Produits de combustion de carburant et protection du bassin atmosphérique contre la pollution. Méthodes technologiques à faibles déchets. Énergie hydrogène. Production et utilisation de l'hydrogène. Protection du bassin d'eau. Caractéristiques des eaux usées. Méthodes de traitement des eaux usées. Méthodes de circulation d'eau fermées.
4 .9. CHIMIE NUCLÉAIRE. RADIOCHIMIE
Composition des noyaux atomiques : isotopes. Radioactivité. Série radioactive. Effets chimiques des rayonnements ionisants sur les substances. Utilisation d'isotopes radioactifs. Radioactivité artificielle. Réactions nucléaires. Énergie nucléaire. Chimie du thorium, de l'uranium, du plutonium et d'autres éléments et matériaux radioactifs.
Liste approximative des travaux pratiques et laboratoires


  1. Structure électronique des atomes. Tableau périodique des éléments D.I. Mendeleïev.

  1. Liaison chimique dans un solide.

  2. Liaison chimique et structure moléculaire.

  3. Des connexions complexes.

  4. Énergie des processus chimiques et affinité chimique.

  1. Détermination de la chaleur de neutralisation et calcul de l'énergie de Gibbs de la réaction,

  1. Le taux de réactions chimiques.

  2. Bilan chimique.

  3. Équilibre d'adsorption.

  1. Concentration des solutions.

  2. Propriétés des solutions aqueuses d'électrolytes.

  3. Indice d'hydrogène de l'environnement.

  4. Hydrolyse des sels.

  5. Réactions redox.

  6. Propriétés réductrices des métaux.

  1. Analyse physicochimique : diagramme de cristallisation d'un système binaire.

  2. Force électromotrice et tension galvaniqueéléments.

  1. Électrolyse.

  2. Corrosion des métaux ; protection des métaux contre la corrosion.

  3. Classes de composés inorganiques.

  4. Propriétés des composés de magnésium et de calcium ; dureté de l'eau.

  5. Propriétés de l'aluminium et de ses composés.

  6. Composés de métaux des sous-groupes secondaires.

  7. Matériaux polymères.

  8. Piles.

  9. Préparation et propriétés de la galvanoplastie.

  10. Chemotrons (convertisseurs électriques).

  11. Chimie des liants.

  12. Adoucissement et dessalage de l'eau.

Conformément au profil de l'université, la liste des travaux de laboratoire peut contenir d'autres travaux.

Shimanovitch I.L. Chimie : lignes directrices, programme, solution de problèmes standards, questions programmées pour les autotests et les devoirs de tests pour les étudiants à temps partiel des spécialités d'ingénierie et techniques (non chimiques) des universités / I.L. Shimanovitch. - 3e éd., rév. - M. : Plus haut. école, 2003. - 128 p.

161. Une solution contenant 0,512 g de non-électrolyte dans 100 g de benzène cristallise à 5,296°C. La température de cristallisation du benzène est de 5,5°C. Constante cryoscopique 5.1. Calculez la masse molaire du soluté.

162. Calculez la concentration en pourcentage d'une solution aqueuse de sucre C12H22O11, sachant que la température de cristallisation de la solution est de -0,93°C. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

163. Calculer la température de cristallisation d'une solution d'urée (NH2)2CO contenant 5 g d'urée dans 150 g d'eau. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

164. Une solution contenant 3,04 g de camphre C10H16O dans 100 g de benzène bout à 80,714°C. Le point d'ébullition du benzène est de 80,2°C. Calculez la constante ébullioscopique du benzène.

165. Calculez la concentration en pourcentage d'une solution aqueuse de glycérol C3H5(OH)3, sachant que cette solution bout à 100,39°C. La constante de l'eau ébullioscopique est de 0,52.

166. Calculez la masse molaire d'un non-électrolyte, sachant qu'une solution contenant 2,25 g de cette substance dans 250 g d'eau cristallise à -0,279°C. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

167. Calculez le point d'ébullition d'une solution à 5 % de naphtalène C10H8 dans le benzène. Le point d'ébullition du benzène est de 80,2°C. Sa constante ébullioscopique est de 2,57.

168. Une solution contenant 25,65 g d'un certain non-électrolyte dans 300 g d'eau cristallise à -0,465°C. Calculez la masse molaire du soluté. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

169. Calculez la constante cryoscopique de l'acide acétique, sachant qu'une solution contenant 4,25 g d'anthracène C14H10 dans 100 g d'acide acétique cristallise à 15,718°C. La température de cristallisation de l'acide acétique est de 16,65°C.

170. Lorsqu'on dissout 4,86 ​​g de soufre dans 60 g de benzène, son point d'ébullition augmente de 0,81°. Combien d’atomes une molécule de soufre contient-elle dans cette solution ? La constante ébullioscopique du benzène est de 2,57.

171. La température de cristallisation d'une solution contenant 66,3 g d'un non-électrolyte dans 500 g d'eau est de -0,558°C. Calculez la masse molaire du soluté. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

172. Quelle masse d'aniline C6H5NH2 faut-il dissoudre dans 50 g d'éther éthylique pour que le point d'ébullition de la solution soit 0,53° supérieur au point d'ébullition de l'éther éthylique. La constante ébullioscopique de l'éther éthylique est de 2,12.

173. Calculez la température de cristallisation d'une solution à 2% d'alcool éthylique C2H5OH. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

174. Combien de grammes d'urée (NN2)2CO faut-il dissoudre dans 75 g d'eau pour que la température de cristallisation diminue de 0,465° ? La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

175. Calculez la concentration en pourcentage d'une solution aqueuse de glucose C6H12O6, sachant que cette solution bout à 100,26°C. La constante de l'eau ébullioscopique est de 0,52.

176. Combien de grammes de phénol C6H5OH faut-il dissoudre dans 125 g de benzène ; de sorte que la température de cristallisation de la solution est inférieure de 1,7° à la température de cristallisation du benzène ? La constante cryoscopique du benzène est de 5,1.

177. Combien de grammes d'urée (NH2)2CO faut-il dissoudre dans 250 g d'eau pour que le point d'ébullition augmente de 0,26° ? La constante de l'eau ébullioscopique est de 0,52.

178. Lorsque 2,3 g d'un certain non-électrolyte sont dissous dans 125 g d'eau, la température de cristallisation diminue de 0,372°. Calculez la masse molaire du soluté. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

179. Calculez le point d'ébullition d'une solution aqueuse à 15 % d'alcool propylique C3H7OH. La constante de l'eau ébullioscopique est de 0,52.

180. Calculez la concentration en pourcentage d'une solution aqueuse de méthanol CH3OH dont la température de cristallisation est de -2,79 °C. La constante cryoscopique de l'eau est de 1,86.

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION ET DES SCIENCES DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

Agence fédérale pour l'éducation

AVEC L'ACADÉMIE D'ÉTAT D'ÉTERSBOURG DU SERVICE ET DE L'ÉCONOMIE ANKTP

X NOM

INSTRUCTIONS METHODOLOGIQUES, PROGRAMME, SOLUTION DES PROBLEMES STANDARD ET TÂCHES DE CONTROLE

POUR LES ÉTUDIANTS PAR CORRESPONDANCE DES SPÉCIALITÉS INGÉNIERIE ET ​​TECHNIQUE

Saint-Pétersbourg

Chimie. Instructions méthodologiques, programme, solution de problèmes standards et devoirs de tests pour les étudiants par correspondance des spécialités d'ingénierie et d'économie. – Saint-Pétersbourg : Maison d'édition SPbGASE, 2004. – 87 p.

Edité par I.L. Shimanovitch

Ó Académie d'État des services et de l'économie de Saint-Pétersbourg

DIRECTIVES GÉNÉRALES

La science est devenue la force productive de notre société. Sans l’application des acquis de la science, et en particulier de la chimie, le développement de l’industrie moderne et de l’agriculture socialiste est impossible. La chimie, étant l'une des disciplines fondamentales des sciences naturelles, étudie le monde matériel, les lois de son développement et la forme chimique du mouvement de la matière. Au cours du processus d'étude de la chimie, une vision du monde matérialiste dialectique se forme et une vision scientifique du monde dans son ensemble se développe. La connaissance de la chimie est nécessaire à l'activité créatrice fructueuse d'un ingénieur de toute spécialité. L'étude de la chimie permet d'acquérir une compréhension scientifique moderne de la matière et des formes de son mouvement, de la matière en tant qu'un des types de matière en mouvement, du mécanisme de transformation des composés chimiques, des propriétés des matériaux techniques et de leur utilisation. des processus chimiques dans la technologie moderne. Il est nécessaire de bien maîtriser les lois et théories fondamentales de la chimie, de maîtriser la technique des calculs chimiques, de développer les compétences nécessaires pour réaliser de manière indépendante des expériences chimiques et généraliser les faits observés, et comprendre l'importance des décisions du Parti communiste et du gouvernement soviétique sur le développement de la chimie et la chimisation de l'économie nationale. La connaissance de la chimie est nécessaire pour réussir l'étude ultérieure des disciplines scientifiques générales et spéciales.

Le principal type de formation pour les étudiants à temps partiel est le travail indépendant sur du matériel pédagogique. Dans le cours de chimie, il comprend les éléments suivants : l'étude de la discipline à l'aide de manuels et de manuels ; la réalisation de travaux pratiques en laboratoire ; la réussite d'un test pour l'ensemble du cours ;

TRAVAILLER AVEC LE LIVRE. Il est recommandé d'étudier le cours par thème, après s'être préalablement familiarisé avec le contenu de chacun d'eux selon le programme. (L'emplacement du matériel de cours dans le programme ne coïncide pas toujours avec son emplacement dans le manuel.) Lors de la première lecture, ne vous attardez pas sur des conclusions mathématiques ou sur l'élaboration d'équations de réaction : essayez de vous faire une idée générale de les problèmes présentés, et marquez également les endroits difficiles ou peu clairs. Lors de la réétude du sujet, comprenez tous les principes théoriques, les relations mathématiques et leurs conclusions, ainsi que les principes d'élaboration des équations de réaction. Plongez dans l’essence d’un problème particulier, plutôt que d’essayer de vous souvenir de faits et de phénomènes individuels. Étudier toute question au niveau essentiel, et

pas au niveau des phénomènes individuels contribue à une assimilation plus profonde et plus durable de la matière.

Afin de mieux mémoriser et assimiler la matière étudiée, vous devez disposer d'un cahier d'exercices et y noter les formulations des lois et concepts de base de la chimie, les nouveaux termes et noms inconnus, les formules et équations de réaction, les dépendances mathématiques et leurs conclusions, etc. Dans tous les cas où le matériel peut être systématisé, réalisez des graphiques, des schémas, des schémas, des tableaux. Ils facilitent grandement la mémorisation et réduisent la quantité de matériel pour prendre des notes.

Pendant que vous étudiez le cours, référez-vous également à l’index des matières à la fin du livre. Tant que l'une ou l'autre section n'est pas maîtrisée, vous ne devez pas passer à l'étude de nouvelles sections. Un bref plan de cours sera utile lors de la révision du matériel lors de la préparation à l’examen.

L'étude du cours doit être accompagnée de la réalisation d'exercices et de la résolution de problèmes (voir la liste des littératures recommandées). La résolution de problèmes est l’une des meilleures méthodes pour assimiler, tester et consolider solidement le matériel théorique.

tout en étudiant le cours. VÉRIFIER LES TÂCHES. Pendant ses études de chimie, l'étudiant doit passer deux tests. Les tests ne doivent pas être

une fin en soi ; ils constituent une forme d'aide méthodologique aux étudiants dans la poursuite du cours. Vous ne pouvez commencer à terminer le test que lorsqu'une certaine partie du cours est maîtrisée et que les solutions aux exemples de problèmes typiques donnés dans ce manuel sur le sujet concerné ont été minutieusement analysées.

Les solutions aux problèmes et les réponses aux questions théoriques doivent être brièvement mais clairement justifiées, sauf dans les cas où l'essence de la question ne nécessite pas une telle motivation, par exemple lorsque vous devez créer une formule électronique d'un atome, écrire une équation de réaction. , etc. Lors de la résolution de problèmes, vous devez fournir l'intégralité du processus de résolution et des transformations mathématiques.

Le travail de test doit être soigneusement formaté ; de grandes marges doivent être laissées pour les commentaires du réviseur ; réécrire les numéros et les conditions des tâches dans l'ordre dans lequel elles sont indiquées dans la tâche. A la fin de l'ouvrage, une liste de références devra être remise indiquant l'année de publication. Les travaux doivent être datés, signés par l'étudiant et soumis à l'institut pour examen. Si le travail de test n’est pas réussi, il doit être complété à nouveau conformément aux instructions de l’examinateur et envoyé pour révision avec le travail échoué. Les corrections doivent être apportées à la fin du cahier et non dans le texte révisé. Un tableau d'options pour les tâches de test est donné à la fin du manuel. Test,

S'il n'est pas complété selon votre propre version, il ne sera pas révisé par l'enseignant et ne sera pas considéré comme réussi.

L COURS D'ABORATION. Pour une étude approfondie de la chimie en tant que science fondée sur l’expérimentation, il est nécessaire de réaliser un atelier en laboratoire. Il développe les compétences des étudiants en expérimentation scientifique, une approche de recherche pour étudier le sujet et la pensée chimique logique.

Au cours de la conduite des cours en laboratoire, les étudiants apprennent les compétences de travail acharné, de précision, d'entraide fraternelle et de responsabilité à l'égard des résultats obtenus. Les étudiants résidant sur le lieu de l'institut ou de l'établissement d'enseignement effectuent des travaux pratiques de laboratoire parallèlement à l'étude du cours, tous les autres - pendant la session d'examens de laboratoire.

POUR CONSULTATION. En cas de difficultés lors de l'étude du cours, vous devez demander un avis écrit à l'enseignant de l'institut qui révise les copies de test, ou un avis oral à l'enseignant de l'UKP. Des consultations peuvent être obtenues sur l'organisation du travail indépendant et sur d'autres questions organisationnelles et méthodologiques.

CONFÉRENCES. Pour aider les étudiants affectés à l'UKP, des cours sont donnés sur les sections les plus importantes du cours, qui ne décrivent pas toutes les questions présentées dans le programme, mais examinent en profondeur et en détail les concepts fondamentaux, mais pas entièrement couverts dans la littérature pédagogique. et des modèles qui constituent le fondement théorique du cours de chimie. Les cours fournissent également des recommandations méthodologiques permettant aux étudiants d'étudier de manière indépendante le reste du cours. Étudiants qui ne peuvent pas assister aux cours pendant leurs études

selon le livre, écouter des cours magistraux lors des séances d'orientation ou d'examens de laboratoire.

ENREGISTRER. Après avoir terminé l'atelier en laboratoire, les étudiants passent un test. Pour réussir le test, vous devez être capable de décrire le déroulement des expériences, d'expliquer les résultats des travaux et leurs conclusions, et d'être capable d'établir des équations de réaction. Les étudiants passant le test présentent un cahier de laboratoire avec une note de l'enseignant sur la réalisation de tous les travaux prévus par le plan d'atelier.

EXAMEN . Les étudiants qui ont terminé les travaux de test et réussi l'examen pratique de laboratoire sont autorisés à passer l'examen. Les étudiants présentent leur carnet de notes, les instructions pour l'examen et les tests terminés à l'examinateur.

PROGRAMME

Le contenu du cours et l'étendue des exigences imposées à l'étudiant lors de la réussite de l'examen sont déterminés par le programme de chimie pour les spécialités d'ingénierie et techniques (non chimiques) des établissements d'enseignement supérieur, approuvé par la Direction pédagogique et méthodologique de l'enseignement supérieur de la Ministère de l'Enseignement spécial supérieur et secondaire de l'URSS le 4 octobre 1984. Ce programme de cours de chimie a été élaboré conformément au niveau moderne de la science chimique et aux exigences de formation de spécialistes hautement qualifiés de l'économie nationale socialiste. Le programme comprend une introduction et cinq sections. Les quatre premières sections couvrent le contenu de la partie générale du cours nécessaire à la formation des ingénieurs de toute spécialité. Le contenu de la cinquième section du programme reflète la spécialisation des futurs ingénieurs. Il varie en fonction des principaux domaines (mécanique, énergie, construction) du profilage de la formation des futurs ingénieurs. Ce programme est donné ci-dessous.

INTRODUCTION

L'importance de la chimie dans l'étude de la nature et le développement de la technologie. La chimie en tant que branche des sciences naturelles est la science des substances et de leurs transformations. Le concept de matière, de substance et de champ. Le sujet de la chimie et ses liens avec d'autres sciences. L'importance de la chimie dans la formation d'une vision du monde dialectique-matérialiste.

Développement de la chimie et de l'industrie chimique en Union soviétique. L'importance spécifique de la chimie dans les enjeux technologiques et économiques des secteurs de l'économie nationale. Chimie et protection de l'environnement.

Concepts et lois chimiques de base à la lumière de la philosophie matérialiste dialectique moderne. Lois de conservation et relations entre masse et énergie. Lois stœchiométriques et concepts atomiques-moléculaires. Equivalent chimique. Masses moléculaires et atomiques.

JE. STRUCTURE DE LA MATIÈRE

1. Structure atomique et systématique des éléments chimiques

Informations de base sur la structure des atomes. Composition des noyaux atomiques. Isotopes. Concept moderne d'un élément chimique.

Coquilles électroniques d'atomes. Les postulats de Bohr. Nature double particule-onde de l’électron. Caractéristiques du comportement des électrons dans les atomes. Le placement des électrons dans les atomes. Analogues électroniques. États normaux et excités des atomes.

Tableau périodique des éléments D.I. Mendeleïev. Caractère dialectique de la loi périodique. Justification expérimentale du système périodique. Signification scientifique générale de la loi périodique. Modifications des propriétés des éléments chimiques. Electronégativité. Oxydation et réduction.

2. Liaison chimique

Liaison chimique et valence des éléments. Formation de molécules à partir d'atomes. Types et caractéristiques de base des liaisons chimiques. Concepts de base des liaisons covalentes. Valence des éléments chimiques. Méthode des liaisons de Valence. Saturation et direction des liaisons covalentes. Hybridation des orbitales électroniques.

Polarité de communication. Méthode orbitale moléculaire. Liaison ionique. État d'oxydation. Numéro de coordination.

La structure des molécules les plus simples. Polarité électrique des molécules et ses caractéristiques quantitatives.

3. Types d'interactions de molécules. État condensé de la matière

Agrégation de molécules homogènes. Condensation de vapeur et polymérisation. Forces de Vanderwaals. Liaison hydrogène.

Agrégation de molécules différentes. Complexation. Mécanisme donneur-accepteur de formation de liaisons dans des composés complexes.

Structure des cristaux. Caractéristiques de l'état cristallin de la matière. Systèmes de cristaux. Types de réseaux cristallins. Connexion métallique. De vrais cristaux.

Propriétés des substances dans divers états. Caractéristiques des propriétés de surface des corps liquides et solides.

II. À PROPOS DES RÉGULARITÉS GÉNÉRALES DES PROCÉDÉS CHIMIQUES

1. Énergie des processus chimiques

Et affinité chimique

Effets énergétiques des réactions chimiques. Énergie interne et enthalpie. Lois thermochimiques. Enthalpie de formation de composés chimiques. Effets énergétiques lors des transitions de phase. Calculs thermochimiques. Entropie et ses changements au cours des processus chimiques et des transitions de phase. L'énergie de Gibbs et son évolution au cours des processus chimiques.

V systèmes homogènes

Le taux de réactions chimiques. Systèmes homogènes et hétérogènes. Dépendance de la vitesse des réactions homogènes sur la concentration des réactifs. Loi de l'action de masse. Dépendance de la vitesse des réactions homogènes à la température. Énergie d'activation.

Équation d'Arrhenius. Équilibre chimique dans les systèmes homogènes. Accélération de réactions homogènes. Catalyse homogène. Réactions en chaîne. Réactions photochimiques. Réactions chimiques par rayonnement.

3. Cinétique chimique et équilibre

V systèmes hétérogènes

Transitions de phases et équilibres. Vitesse des réactions chimiques hétérogènes. Équilibre chimique dans les systèmes hétérogènes. Les principaux facteurs déterminant la direction des réactions et l'équilibre chimique. Le principe du Chatelier. Règle de phase.

Différents types de sorption. Équilibre d'adsorption. Catalyse hétérogène.

III. CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DES ÉLÉMENTS CHIMIQUES ET DE LEURS COMPOSÉS

1. Propriétés des éléments chimiques

Et substances élémentaires

Éléments chimiques dans le tableau périodique. Classification des éléments par nature chimique. Classification des substances élémentaires. Allotropie, polymorphisme. Propriétés physiques des substances élémentaires. Propriétés chimiques des substances élémentaires.

2. Composés simples d'éléments chimiques

Un aperçu général des composés simples d'éléments et de la nature de la liaison chimique qu'ils contiennent. Composés hydrogénés simples : acides simples, hydrures. Les composés halogènes sont des halogénures. Composés oxygénés – oxydes et hydroxydes. Sulfures, nitrures, carbures.

3. Connexions complexes

Atomes et ions comme agents complexants. Différents types de ligands et composés complexes. Composés d'anions complexes. Composés de cations complexes et de complexes neutres.

4. Composés organiques

Structure et propriétés des composés organiques. Isomérie. Caractéristiques des propriétés des composés organiques.

Classification des composés organiques. Hydrocarbures et dérivés halogènes. Composés organiques contenant de l'oxygène et de l'azote.

IV. SOLUTIONS ET AUTRES SYSTÈMES DISPERSÉS. PROCÉDÉS ÉLECTROCHIMIQUES

1. Principales caractéristiques des solutions

Et autres systèmes dispersés

Concepts généraux sur les solutions et les systèmes dispersés. Classification des systèmes dispersés. Méthodes d'expression de la composition des solutions et autres systèmes dispersés. Solubilité.

Modifications de l'enthalpie et de l'entropie lors de la dissolution. Densité et pression de vapeur des solutions. Transformations de phases dans les solutions. Pression osmotique. Questions générales de l'analyse physico-chimique.

2. Solutions aqueuses d'électrolytes

Caractéristiques de l'eau comme solvant. Dissociation électrolytique ; deux types d’électrolytes. Caractéristiques du comportement des électrolytes. Propriétés des solutions électrolytiques. Électrolytes forts et faibles. Dissociation électrolytique de composés complexes.

Réactions ioniques et équilibres. Produit de solubilité. Dissociation électrolytique de l'eau. Indice d'hydrogène. Hydrolyse des sels. Théorie des acides et des bases. Électrolytes amphotères.

3. Des solutions solides

Formation de solutions solides. Types de solutions solides. Propriétés de diverses solutions solides.

4. Systèmes dispersés hétérogènes

Stabilité agrégative et cinétique des systèmes dispersés hétérogènes. Formation de systèmes dispersés hétérogènes. Systèmes grossièrement dispersés – suspensions, émulsions, mousses. Tensioactifs et leur influence sur les propriétés des systèmes dispersés.

Structure et charge électrique des particules colloïdales. Propriétés des systèmes colloïdaux lyophobes et lyophiles. Formation et propriétés des gels.

5. Processus électrochimiques

Réactions redox; établissement d'équations. Processus redox et électrochimiques hétérogènes. Les lois de Faraday.

Le concept de potentiels d'électrode. Éléments galvaniques. Force électromotrice et sa mesure. Électrode à hydrogène standard et échelle de potentiel d'hydrogène. Potentiels des électrodes métalliques, gazeuses et redox.

Cinétique des processus d'électrodes. Polarisation et surtension. Concentration et polarisation électrochimique.

Cellules galvaniques primaires, force électromotrice, tension et capacité des éléments. Piles à combustible.

Électrolyse. Séquence de processus d'électrodes. Sortie actuelle. Électrolyse avec anodes insolubles et solubles. Application pratique de l'électrolyse : production et affinage des métaux, galvanoplastie, production d'hydrogène, d'oxygène et d'autres produits. Piles.

6. Corrosion et protection des métaux

Principaux types de corrosion. Dommages causés par la corrosion à l’économie nationale. Classification des processus de corrosion. Corrosion chimique des métaux. Corrosion électrochimique des métaux.

Combattre la corrosion des métaux. Recherchez des matériaux résistants à la corrosion. Méthodes de protection des métaux contre la corrosion. Isolation des métaux des environnements agressifs ; Méthodes de protection électrochimique (protection protectrice, cathodique et anodique). Modification des propriétés d'un environnement corrosif ; inhibiteurs de corrosion. Importance économique de la protection des métaux contre la corrosion.

V. QUESTIONS SPÉCIALES EN CHIMIE A. POUR LES INGÉNIEURS EN MÉCANIQUE

1. Propriétés générales des métaux et alliages

Propriétés physiques des métaux. Propriétés chimiques des métaux. Interactions de divers métaux. Analyse physico-chimique des alliages métalliques. Composés intermétalliques et solutions solides de métaux.

2. Obtention de métaux

Répartition et formes d'occurrence des éléments métalliques dans la nature. Extraction de métaux à partir de minerais. Méthodes de base de récupération des métaux. Obtention de métaux purs et ultra-purs. Enjeux économiques liés à la production de métaux.

3. Métaux de construction légers

Le problème des matériaux structurels légers. Magnésium et béryllium. Aluminium. Titane. Propriétés physiques et chimiques. Relations. Distribution et production. Utilisation en technologie. Enjeux économiques liés à l’isolement et à l’utilisation des métaux légers.

4. Métaux des groupes vanadium, chrome et manganèse

Vanadium, niobium, tantale. Chrome, molybdène, tungstène. Débat sur le manganèse. Propriétés physiques et chimiques. Relations. Distribution et production. Utilisation en technologie.

5. Métaux de la famille du fer et du cuivre

Caractéristiques générales de la famille des métaux et de leurs composés. Fer. Cobalt. Nickel. Cuivre. Propriétés physiques et chimiques. Relations. Distribution et production. Utilisation en technologie. Problèmes économiques liés à l’isolement et à l’application. Métaux nobles.

6. Métaux des groupes zinc, galium et germanium

Zinc, cadmium, mercure. Gallium, indium, thallium. Étain et plomb. Propriétés physiques et chimiques. Relations. Distribution et production. Utilisation en technologie.

7. Bore, carbone, instrumental

Et matériaux abrasifs

Bore, borides. Carbone et ses formes allotropiques - graphite, diamant. Carbures ; utilisation des carbures en technologie.

8. Silicium, germanium, antimoine, matériaux semi-conducteurs

Silicium, silides, silicates. Germanium, Germanides. Antimoine et bismuth ;

9. Matériaux polymères organiques

Le concept de polymères organiques. Méthodes de synthèse de polymères organiques. Caractéristiques de la structure interne et propriétés physico-chimiques des polymères. Matériaux polymères structurels.

B. POUR LES INGÉNIEURS EN ÉNERGIE

1. Chimie des matériaux structurels et électriques

Métaux et alliages ; analyses physico-chimiques. Magnésium, béryllium ; propriétés, composés, application en technologie. Aluminium, propriétés, composés, application en technologie. Métaux de transition, leurs propriétés, composés, applications en génie énergétique, électrique et radio.

Silicium, germanium, étain, plomb, leurs propriétés et applications. Chimie des matériaux semi-conducteurs. Chimie des matériaux fibre optique. Méthodes d'obtention de matériaux de haute pureté.

2. Matériaux polymères en génie énergétique et électrique

Méthodes de production de matériaux polymères. Dépendance des propriétés du polymère sur la composition et la structure. Matériaux de structure polymères, diélectriques polymères. Semi-conducteurs organiques.

Chimie. Instructions méthodologiques, programme, solution de problèmes standards, questions programmées pour les tâches d'autotest et de contrôle. Shimanovitch I.L.

3e éd., rév. - M. : 2003 - 128 p.

Chimie : lignes directrices, programme, solution de problèmes standards, questions programmées pour les autotests et les devoirs de tests pour les étudiants à temps partiel en ingénierie et dans les spécialités techniques (non chimiques) des universités.

Format: pdf (2003)

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Format: doc (2004)

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La science est devenue la force productive de notre société. Sans l’application des acquis de la science, et en particulier de la chimie, le développement de l’industrie et de l’agriculture modernes est impossible. La chimie, étant l'une des disciplines fondamentales des sciences naturelles, étudie le monde matériel, les lois de son développement et la forme chimique du mouvement de la matière. Au cours de l'étude de la chimie, une vision scientifique du monde dans son ensemble se développe. La connaissance de la chimie est nécessaire à l'activité créatrice fructueuse d'un ingénieur de toute spécialité. La connaissance de la chimie vous permet d'obtenir une compréhension scientifique moderne de la matière, des formes de son mouvement, de la matière comme l'un des types de matière en mouvement, du mécanisme de transformation des composés chimiques, des propriétés des matériaux techniques et de l'application de processus chimiques dans technologie moderne. Il est nécessaire de bien comprendre les lois fondamentales, de maîtriser la technique des calculs chimiques et de développer les compétences nécessaires pour effectuer de manière indépendante des expériences chimiques et généraliser les faits.
Comprendre les lois chimiques aide un ingénieur à résoudre les problèmes environnementaux. La connaissance de la chimie est nécessaire pour une étude ultérieure réussie des disciplines scientifiques générales et spéciales.
Le principal type de formation pour les étudiants à temps partiel est le travail indépendant sur le matériel. Dans un cours de chimie, il comprend les éléments suivants : l'étude de la discipline à l'aide de manuels et de supports pédagogiques ; effectuer des tests et des ateliers de laboratoire ; consultations individuelles (face à face et écrites) ; assister à des conférences; réussir un test de laboratoire; réussir un examen pour l'ensemble du cours.
Travailler avec un livre. Il est recommandé d'étudier le cours par thème, après s'être préalablement familiarisé avec le contenu de chacun d'eux selon le programme. (L'emplacement du matériel de cours dans le programme n'est pas toujours
coïncide avec son emplacement dans le manuel.) Lors de la première lecture, essayez de vous faire une idée générale des problématiques présentées, et marquez également les endroits difficiles ou peu clairs. Lors de la réétude du sujet, comprenez tous les principes théoriques, les relations mathématiques et leurs conclusions, ainsi que les principes d'élaboration des équations de réaction. Plongez dans l’essence d’un problème particulier, plutôt que d’essayer de vous souvenir de faits et de phénomènes individuels. Étudier n'importe quelle question au niveau de l'essence, et non au niveau des phénomènes individuels, contribue à une assimilation plus profonde et plus durable de la matière.
Afin de mieux mémoriser et assimiler la matière étudiée, vous devez disposer d'un cahier d'exercices et y noter les formulations de lois et de concepts de base de la chimie, les termes et noms inconnus, les formules et équations de réaction, les dépendances mathématiques et leurs conclusions, etc. Dans tous les cas où le matériel peut être systématisé, réalisez des graphiques, des schémas, des schémas, des tableaux. Ils facilitent grandement la mémorisation et réduisent la quantité de matériel pour prendre des notes.



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