ДПП.Ф.9 Неорганический синтез

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
НЕОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ
Специальность — 050101.65 «Химия с дополнительной специальностью
050102.65 Биология»
Форма подготовки (очная)
кафедра естественнонаучного образования
курс 3 семестр 6
лекции 10 (час.)
практические занятия - (час.)
семинарские занятия - (час.)
лабораторные работы 32 (час.)
консультации 0 час.
всего часов аудиторной нагрузки 42 (час.)
самостоятельная работа 36 (час.)
реферативные работы 0
контрольные работы 2
зачет 6 семестр
экзамен - семестр
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями
государственного образовательного стандарта высшего профессионального
образования (номер государственной регистрации № 696 пед/сп (новый) от «31»
января 2005 г.).
Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры
естественнонаучного образования протокол № 1 «14»
сентября
И.о. заведующего кафедрой: Литвинова Е.А.
2011 г.
Составитель (ли): к.б.н., доцент Жукова Н.И, ассистент Цой Е.А.
2011 г.
Содержание
1. Аннотация…………….………………………………………………..…3
2. Выписка из ГОС ВПО………….………………………………………..4
3. Рабочая учебная программа дисциплины (РУПД).……….……...…….6
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины……………………..25
2
1. Аннотация
Целью занятий по неорганическому синтезу является привитие
навыков самостоятельной работы по получению неорганических
соединений в лабораторных условиях.
Основная задача занятий сформировать глубокие знания в
области свойств элементов и их соединений. Студенты должны
научиться основным методом получения различных неорганических
веществ; получить навык сборки приборов необходимых для проведения
синтеза; освоить приемы очистки неорганических веществ.
Этот курс является завершающим при изучении неорганической,
аналитической и физической химии, а полученные знания необходимо
использовать для определения возможности протекания реакции.
Привитие таких навыков и умений очень важно для будущего
преподавателя химии, которому при работе в школе самостоятельно
решать вопросы получения различных веществ, необходимых в
лаборатории, проводить элементарные работы по синтезу в химическом
кружке.
В программу включены материалы, используемые студентами при
самостоятельной работе.
3
2. Выписка из ГОС ВПО
Теоретические
основы
неорганического
синтеза.
Экспериментальная техника неорганического синтеза. Синтезы
неорганических и координационных соединений в водных и неводных
средах. Выбор растворителя для управления химическим процессом.
Реакции в газовой фазе. Химические транспортные реакции.
Твердофазные методы синтеза. Получение простых веществ, оксидов,
галогенидов, гидридов, гидроксидов, кислот, солей. Методы синтеза
безводных неорганических соединений. Особенности препаративных
методов в химии координационных соединений. Основные методы
разделения, концентрирования и очистки неорганических веществ.
Важнейшие источники информации о путях синтеза неорганических и
координационных соединений.
4
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
НЕОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ
Специальность — 050101.65 «Химия с дополнительной специальностью
050102.65 Биология»
Форма подготовки (очная)
кафедра естественнонаучного образования
курс 3 семестр 6
лекции 10 (час.)
практические занятия - (час.)
семинарские занятия - (час.)
лабораторные работы 32 (час.)
консультации 0 час.
всего часов аудиторной нагрузки 42 (час.)
самостоятельная работа 36 (час.)
реферативные работы 0
контрольные работы 2
зачет 6 семестр
экзамен - семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования (номер
государственной регистрации № 696 пед/сп (новый) от «31» января 2005 г.).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры естественнонаучного
образования протокол № 1 «14»
сентября
2011 г.
И.о. заведующего кафедрой: Литвинова Е.А.
2011 г.
Составитель (ли): к.б.н., доцент Жукова Н.И, ассистент Цой Е.А.
5
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
И.о. заведующего кафедрой _______________________ ______________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
И.о. заведующего кафедрой _______________________ ______________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
6
СОДЕРЖАНИЕ
3.1. Пояснительная записка ………………………….……………..8
3.2. Тематический план дисциплины………………………….……9
3.3. Содержание учебного материала………………………..…....11
3.4. Требования к знаниям и умениям студентов…………….…..21
3.5. Формы контроля……………………………………………....…22
а) текущий контроль………….…………………………………..….22
б) итоговый контроль……………………………………………..…22
3.6. Список литературы…………………………………………....24
7
3.1. Пояснительная записка
Целью занятий по неорганическому синтезу является привитие
навыков самостоятельной работы по получению неорганических
соединений в лабораторных условиях.
Основная задача занятий сформировать глубокие знания в
области свойств элементов и их соединений. Студенты должны
научиться основным методом получения различных неорганических
веществ; получить навык сборки приборов необходимых для проведения
синтеза; освоить приемы очистки неорганических веществ.
Этот курс является завершающим при изучении неорганической,
аналитической и физической химии, а полученные знания необходимо
использовать для определения возможности протекания реакции.
Привитие таких навыков и умений очень важно для будущего
преподавателя химии, которому при работе в школе самостоятельно
решать вопросы получения различных веществ, необходимых в
лаборатории, проводить элементарные работы по синтезу в химическом
кружке.
8
3.2. Тематический план дисциплины
№
п/п
1.
Наименование тем
семестр)
6 семестр
Теоретические основы
неорганического синтеза.
Экспериментальная
техника неорганического
синтеза. Синтезы
неорганических и
координационных
соединений в водных и
неводных средах. Выбор
растворителя для
управления химическим
процессом. Правило
техники безопасности
в химической
лаборатории.
Ознакомление с
лабораторным
оборудованием и
приемами работы,
используемыми при
получении веществ.
Аудиторные занятия
всег
о
6
9
Самостояте Трудо
лекци лаб.занятльная
работа
емкост
и
ия
ь
2
4
6
12
2.
3.
Реакции в газовой фазе.
Химические
транспортные реакции.
Твердофазные методы
синтеза. Получение
простых веществ,
оксидов, галогенидов,
гидридов, гидроксидов,
кислот, солей. Методы
синтеза безводных
неорганических
соединений. Особенности
препаративных методов в
химии координационных
соединений. Методы
неорганического синтеза.
Реакции в водном
растворе и факторы,
осложняющие их
протекание
Синтеза
Основные методы
разделения,
концентрирования и
очистки неорганических
веществ. Важнейшие
источники информации о
путях синтеза
неорганических и
координационных
соединений. Типовые
распространенные
методы получения
веществ (получение
гидроксидов, металлов,
растворимых и
нерастворимых солей,
синтез, галогенидов
неметаллов, комплексных
соединений).
Итог по 6 семестру
10
6
4
6
16
26
2
24
24
50
42
10
32
36
78
Итого
42
10
32
36
78
10
3.3. Содержание учебного материала по дисциплине
№
1.
«Неорганический синтез» (6 семестр, 10 часов), лекции.
Кол-во часов
Самостоятельная работа
Наименование
Содержание
тем
Ауд. СРС
Теоретические
Выделение
Сорта химического стекла.
основы
веществ из
Окислительнонеорганического раствора.
2
2
восстановительные
синтеза.
Особенности
реакции.
Эксперименталь выделения из
ная техника
раствора веществ,
неорганического дающих
синтеза. Синтезы кристаллогидраты
неорганических
. Отделение
и
осадков от
координационны раствора.
х соединений в
Высушивание.
водных и
Очистка веществ.
неводных средах.
Выбор
растворителя для
управления
химическим
процессом.
Приемы работы
используемые
при проведении
11
Оборудование
Периодическая система.
Таблица: приемов
работы в химической
лаборатории.
синтезов.
Самостоятельная
работа – 6 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 1, 3.
Дополнительная
– 1, 2.
2.
Реакции в
газовой фазе.
Химические
транспортные
реакции.
Твердофазные
методы синтеза.
Получение
простых веществ,
оксидов,
галогенидов,
гидридов,
гидроксидов,
кислот, солей.
Методы синтеза
безводных
неорганических
соединений.
Реакция в водном
растворе и
факторы
осложняющие их
протекание.
2
2
12
Поляризация атомов,
молекул, ионов.
Поляризуемость.
Термическая устойчивость.
Периодическая система.
Таблица: Поляризация и
поляризуемость.
Термическая
устойчивость вещества.
Особенности
препаративных
методов в химии
координационны
х соединений.
Методы
неорганического
синтеза.
Самостоятельная
работа – 6 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 2, 4.
Дополнительная
– 1, 2.
3.
Основные
методы
разделения,
концентрировани
я и очистки
неорганических
веществ.
Важнейшие
источники
информации о
путях синтеза
Реакции
образования
соединений из
растворимых
веществ при
гидролизе, из
труднорастворим
ых гидроксидов
металлов и
металлов.
Равновесие в водных
растворах электролитов.
2
2
13
Периодическая система.
Таблица: «Диссоциация
электролитов».
«Гидролиз солей».
неорганических
и
координационны
х соединений.
Особенности
реакций
образования
трудно растворимых
веществ в
водном растворе.
Самостоятельная
работа – 24 ч.
Рекомендуемая
основная
литература – 1, 2.
Дополнительная
– 1, 2.
Всего
10
10
14
Содержание учебного материала по дисциплине
«Неорганический синтез» (6 семестр, 32 часов)
Лабораторные занятия
№ Наименов Содержание
Кол-во часов
ание тем
Ауд.
СРС
1 Приемы
Техника безопасности в
. работы
химической лаборатории.
вхимическ Ознакомление с
лабораторным
4
4
ой
лаборатор оборудованием. Способы
нагревания и фильтрования.
ии
Приготовление растворов с
заданной массовой долей, с
определенной
концентрацией, насыщенных
растворов. Правила
составления материального
баланса. Определение выхода
вещества.
2 Получени
. е солей в
водном
растворе
Синтез «дихромата
аммония». Выделение
продукта реакции. Осушение.
Взвешивание. Определение
3
2
15
Самостоятельная
работа
1. Индивидуальное
собеседование по
контрольным
вопросам темы.
2. Сорта химического
стекла. Химиколабораторная посуда.
1. Индивидуальное
собеседование по
контрольным вопросам
темы.
Оборудование
Стенд «Техника
безопасности».
Лабораторная посуда:
колбы, воронки,
холодильники,
цилиндры, мензурки,
пробирки. Сортировки,
колбонагреватели,
электроплитки.
Насос Камовского,
водоструйный насос,
воронка Бюхнера,
колба Бунзена.
Обычное
фильтрование.
Фильтровальная
бумага.
Карточки по техники
безопасности веществ
применяемых в
синтезе. Химическая
реакцией выхода.
соединени
е.
3 Получени
. е
металлов
из водных
растворов
солей.
Получени
е
раствори
мых солей
реакцией
обмена.
Синтез «Меди из раствора
сульфата меди».
Расчет реагентов.
Приготовление раствора
сульфата меди. Осаждение
меди. Выделение меди из
раствора. Высушивание.
Определение выхода.
Синтез «Иода да Калия»
Расчет реагентов.
Приготовление растворов для
синтеза. Проведение реакции.
Выделение готового
продукта. Определение
выхода.
4
4
6
4
16
посуда, необходимая
для проведения работы.
Нагревательные
приборы. Приборы для
фильтрования.
1. Собеседование по
Карточки по технике
контрольным
безопасности веществ
вопросам темы
необходимых для
2. Химические св-ва
синтеза.
простых веществ и
Химическая посуда для
соединений
приготовления
d – элементов (меди и раствора, для
ее соединений).
фильтрования.
Нагревательные
приборы.
1. Контрольные вопросы Карточки по технике
по теме.
безопасности веществ
3. Химические св-ва
необходимых для
простых веществ и
синтеза.
соединений
Химическая посуда для
2. p – элементов (иод и
приготовления
его соединения).
растворов.
Выпарительные чашки.
Прибор для
фильтрования.
Нагревательные
приборы.
5 Получени
. е
металлов
реакцией
разложен
ие солей.
Синтез «Пирофорного
железа».
Расчет реагентов.
Приготовление реакционной
массы.
6 Получени Синтез «Хромово –
. е двойных кальцевых квасцов»
Расчет реагентов,
солей.
приготовление растворов.
Проведения реакции.
Выделение готового
продукта. Определение
выхода.
7 Получени
. е
комплекс
ных
солей.
Синтез «Аммиаката меди».
Расчет реагентов,
приготовление растворов.
Проведения реакции.
Выделение готового
продукта. Определение
выхода.
4
3
5
4
4
4
17
1. Контрольные вопросы
по теме.
2. Поляризация атомов,
молекул, ионов.
Влияние эффекта
поляризации на
растворимость и
термическую
устойчивость
веществ.
1. Контрольные вопросы
по теме.
2. Двойные соли.
Карточки по техники
безопасности веществ
применяемых в
синтезе. Химическая
посуда, необходимая
для проведения
синтеза.
Нагревательные
приборы.
Карточки по техники
безопасности веществ
необходимых для
синтеза. Химическая
посуда, необходимая
для проведения синтеза
и выделения основного
вещества.
Нагревательные
приборы.
1. Контрольные вопросы Карточки по техники
по теме.
безопасности веществ
2. Комплексные
необходимых для
соединения.
синтеза. Химическая
посуда, необходимая
для проведения синтеза
и выделения основного
8
.
Перекрис
таллизация
Очистка тиосульфата натрия
2
1
32
26
Всего часов
18
вещества.
1. Контрольные вопросы Химическая посуда для
по теме.
проведения работы.
2. Перекристаллизация –
метод очистки
твердых веществ.
Содержание учебного материала.
Лекции (6 семестр)
1. Приемы работы, и используемые при проведении синтезов.
(2 часа)
Выделение веществ из раствора. Особенности выделения из раствора веществ,
дающих кристаллогидраты. Отделение осадков от раствора. Высушивание
веществ.
Очистка веществ. (2 часа)
2. Методы неорганического синтеза. (2 часа)
в водном растворе и факторы, осложняющие их протекание.
Реакции
3. Особенности реакций образования труднорастворимых веществ в водном
растворе. (2 часа)
Реакции образования из растворимых веществ при гидролизе труднорастворимых
гидроксидов металлов, металлов.
4. Особенности реакций образования легкорастворимых веществ. (4часа)
Ионнообменные реакции в водном растворе. Иониты. Механизм ионообменных
реакции. Применение ионообменного синтеза. Реакции в неводном растворе и
твердой фазе. Реакции с участием газов. Обоснование методик синтеза.
Всего 10 часов.
Содержание лабораторных работ
6 семестр.
1. Техника безопасности при работе в химической лаборатории.
Ознакомление с лабораторным оборудованием.
Способы нагревания и фильтрования.
Приготовление растворов с заданной массовой долей, с определенной
концентрацией, насыщенных растворов.
Правила составления теоретического и практического материального баланса.
Определение выхода веществ. (4 часа )
2. Получение солей в водном растворе реакцией соединения.
Синтез дихромата аммония. Собеседование по контрольным вопросам темы(3
часа)
3. Получение металлов из водных растворов солей. Синтез меди из раствора
сульфата меди.Собеседование по контрольным вопросам темы. (4 часа)
4. Получение растворимых солей, реакцией обмена. Синтез иодита калия. (6 часов)
5. Получение металлов реакцией разложения солей.
Синтез пирофорного железа. (4 часа)
Собеседование по контрольным вопросам темы.
6. Получение двойных солей.
Синтез хромово – калевых квасцов.
Собеседование по контрольным вопросам темы. (5 часов)
7. Получение комплексных солей.
Синтез аммиаката меди. Собеседование по контрольным вопросам темы (4
часа)
8. Перекристаллизация как метод очистки вещества.
Очистка тиосульфата натрия.(2 часа)
Всего 32 часов.
20
3.4. Требования к знаниям и умениям.
1. Знать правила техники безопасности при работе в химической
лаборатории.
2. Должны уметь собирать приборы для проведения синтеза.
3. Знать нагревательные приборы и условия их использования при работе в
химической лаборатории.
4. Студент: должен знать виды химического стекла и условия использования
стеклянной химической посуды.
5. Уметь охарактеризовать простые вещества и соединения S- элементов.
6. Уметь охарактеризовать простые вещества и соединения P- элементов.
7. Уметь охарактеризовать простые вещества и соединения d- элементов.
8. Уметь пользоваться такими понятиями как поляризация и поляризуемость
молекул, атомов, ионов.
9. Уметь объяснить термическую устойчивость неорганических веществ.
10.Уметь применять основные положения теории электролитической
диссоциации.
11.Знать ионообменные реакции и условия их протекания.
12.Знать механизмы окислительно - восстановительных реакций и их
применение.
13.Знать механизмы образования комплексных соединений, их кислотно –
основные и окислительно- восстановительные свойства .Устойчивость.
14.Уметь отличить двойные соли и комплексные соединения.
Знать методы получения металлов.
21
3.5. Форма контроля (6 семестр)
а) текущий контроль
Текущий контроль знаний студентов проводится в виде устного опроса на
занятиях
Образцы заданий прилагаются.
Контрольные вопросы к теме ‹‹Получение тиоцианита ртути››
1. Влияние эффекта поляризации на растворимость и термическую
устойчивость веществ. Зависимостьполяризуемости и поляризующего
действия ионов от строниея их электронных оболочек, зарядов и
радиусов.
2. Почему KCSN растворим, а Hg(CSN)2 нет?
3. Почему в таблице растворимости вместо указания растворимость CuI2
стоит прочерк?
4. Условия протекания реакций двойного обмена в растворах?
5. Условия образования и растворения осадков. Произведение
растворимости.
б) итоговый контроль
Итоговый контроль проводится в виде зачета после выполнения
программы лабораторных работ и сдачи рубежных контролей.
Вопросы к зачету по неорганическому синтезу прилагаются.
Образцы (варианты) заданий для самостоятельных работ
ВАРИАНТ№ 1
1.
2.
3.
Рассчитать массу соли и объем воды, необходимые для
приготовления 15 мл насыщенного раствора хлорида бария.
Какой объем 25%-ного раствора аммиака и воды необходима
взять для приготовления 150 мл 10 %-ного р-ра аммиака ? Задачу
решить двумя способами.
Какой объем 30%-ного р-ра Н3РО4(ρ=1,11г/см3) необходимо взять
для приготовления 5 литров 2Нр-ра?
ВАРИАНТ№2
1.
Рассчитать массу соли и объем воды, необходимо взять для
приготовления 10 мл насыщенного раствора нитрата калия.
22
2.
3.
Какой объем концентрированной Н2SО4 и воды необходимо взять
для приготовления 200 мл 8%-ного р-ра кислоты. Задачу решить
двумя способами.
Какой объем 1М р-ра Na2СО3 нужно взять для приготовления 2
литров 0,25 Н раствора?
Вопросы, выносимые на зачет по неорганическому синтезу
1. Методы неорганического синтеза.
2. Общая характеристика d-элементов и их важнейших соединений.
3. Влияние степени окисления простых веществ на кислотно-основные
свойства соединений d-элементов.
4. Влияние поляризации.
5. Поляризуемость и поляризующее действие ионов, атомов, молекул.
23
3.6. Список литературы
Основная литература:
1. Богомолова, И.В. Неорганическая химия: учебное пособие / И.В.
Богомолова. - М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2009. - 336 с.
2. Ардашникова, Е.И. Сборник задач по неорганической химии : учеб.
пособие для студ. вузов по спец. "Химия" / Е.И. Ардашникова, Г.М. Мазо,
М.Е. Тамм ; под ред. Ю.Д. Третьякова .— 2-е изд., стер. — М.: Академия,
2010.
3. Лейкин, Ю. А. Физико-химические основы синтеза полимерных
сорбентов: Учебное пособие / Ю. А. Лейкин. - М.: БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2011. - 413 с
Дополнительная литература:
1. Глинка, Н.Л. Общая химия: учебное пособие / Н.Л. Глинка. — М.:
КНОРУС, 2009.
2. Тикунова, И.В. Химия: краткий справочник / И.В. Тикунова, А.И.
Артеменко. — М.: Высшая школа, 2004 .
3. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: учебник для химикотехнол. спец. вузов / Н.С. Ахметов. — 5-е изд., испр. — М.: Высшая школа,
2003. — 743 с.
Электронные информационные образовательные ресурсы:
1.Абакумова, Н.А. Неорганическая химия. Учебное пособие / Н.А.
Абакумова, Н.Н. Быкова. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2009. - 124 с.
[Электронный ресурс] (медиатека научной библиотеки ДВФУ). // ЭБС
window.edu.ru НИЦ «ИНФРА-М»  Режим доступа: http://window.edu.ru
2.Николаева, Р.Б. Неорганическая химия. Часть 1. Теоретические основы
химии: Учебное пособие / Р.Б. Николаева. - Красноярск: Сибирский
федеральный университет, 2007. - 119 с. [Электронный ресурс] (медиатека
научной библиотеки ДВФУ). // ЭБС window.edu.ru НИЦ «ИНФРА-М» 
Режим доступа: http://window.edu.ru
24
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Методические указания для преподавателей и студентов
1. Богомолова, И.В. Неорганическая химия: учебное пособие / И.В.
Богомолова. - М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2009. - 336 с.
Карта обеспеченности учебной литературой или иными
информационными ресурсами по дисциплине
Наименование
дисциплины
Неорганический
синтез.
Основная
литература
Кол-во
экземпляров в
библиотеке
ДВФУ (филиал
в г. Уссурийске)
10
10
60
Автор, название, место издания,
издательство, год издания учебной
литературы, вид и характеристика иных
информационных ресурсов
1. Третьяков, Ю.Д Неорганическая химия. /
Ю.Д. Третьяков. - М.: Акадеия,2007.
2. Ардашникова, Е.И. Сборник задач по
неорганической химии : учеб. пособие для
студ. вузов по спец. "Химия" / Е.И.
Ардашникова, Г.М. Мазо, М.Е. Тамм ; под
ред. Ю.Д. Третьякова .— 2-е изд., стер. —
М.: Академия, 2010.
3. Богомолова, И.В. Неорганическая химия:
учебное пособие / И.В. Богомолова. - М.:
Альфа-М: ИНФРА-М, 2009. - 336 с
Дополнительная
литература
10
5
4. Тикунова, И.В. Химия: краткий
справочник / И.В. Тикунова, А.И. Артеменко.
— М.: Высшая школа, 2004 .
5. Третьяков, Ю.Д. Практикум по
неорганическому синтезу. / Ю.Д. Третьяков. М.:Академия,2004.
25