ChemNet
 
 Химический факультет МГУ

Книги сотрудников факультета

Обложка Алешин В. А., Дунаева К. М., Жиров А. И., Киселев Ю. М., Коренев Ю. М., Субботина Н. А., Тамм М. Е.

Практикум по неорганической химии: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений

Под ред. Ю.Д.Третьякова
М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 384 с. ISBN 5-7695-1568-6

     Приведены практические задания по физико-химическим основам неорганической химии, химии элементов. Подробно описана методика выполнения лабораторных работ. Большое внимание уделено технике проведения химического эксперимента. Приведено подробное описание методик синтезов повышенной сложности.

     Для студентов высших учебных заведений.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие   3
РАЗДЕЛ I. ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Глава 1. Основные приемы работы в химической лаборатории  5
1.1. Подготовка к проведению химического эксперимента  5
1.2. Правила безопасности при работе в лаборатории 6
1.3. Оказание первой медицинской помощи 7
1.4. Оформление рабочего журнала  8
Глава 2. Химическая посуда, реактивы, нагревательные приборы 11
2.1. Химическая посуда  11
2.2. Химические реактивы и правила работы с ними 18
2.3. Нагревательные приборы  20
Глава 3. Проведение химического эксперимента 24
3.1. Взвешивание  24
3.2. Измерение объема жидкости 25
3.3. Приготовление растворов  25
3.4. Получение, хранение и очистка газов 27
3.5. Сборка приборов  37
3.6. Приемы нагревания и охлаждения  43
Глава 4. Выделение и идентификация продуктов реакции 45
4.1. Подготовка к фильтрованию  45
4.2. Типы фильтров 46
4.3. Фильтрование через химическую воронку 47
4.4. Фильтрование под уменьшенным давлением  48
4.5. Центрифугирование и отделение студенистых осадков  52
4.6. Высушивание твердых веществ  52
4.7. Работа с неустойчивыми на воздухе веществами 52
4.8. Идентификация неорганических соединений  53
РАЗДЕЛ II. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Глава 5. Очистка веществ 56
5.1. Очистка твердых веществ 56
5.2. Очистка воды от растворенных в ней солей методом перегонки 58
5.3. Очистка и разделение жидкостей методом фракционной перегонки  60
Глава 6. Определение химических эквивалентов 62
6.1. Определение химических эквивалентов металлов с использованием
эвдиометра  62
6.2. Приготовление растворов кислот и определение их химических
эквивалентов методом титрования щелочью  64
Глава 7. Тепловые эффекты химических реакций. Химическое равновесие. Растворы  66
7.1. Тепловые эффекты химических реакций  66
7.2. Химическое равновесие  68
7.3. Растворы 69
Глава 8. Электролитическая диссоциация 71
8.1. Электропроводность растворов 71
8.2. Зависимость рН растворов кислот и оснований от концентрациии температуры  71
8.3. Сравнение силы кислот и оснований 74
8.4. Произведение растворимости 75
8.5. Электрохимический потенциал пары металл -гидратированный ион  75
Глава 9. Скорость химических реакций 77
9.1. Скорость гомогенных химических реакций 77
9.2. Влияние катализатора на скорость химической реакции  79
РАЗДЕЛ III. ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
Глава 10. Водород  81
10.1. Проверка водорода на чистоту  81
10.2. Получение водорода 82
10.3. Восстановление водородом оксидов металлов 83
Глава 11. Галогены 84
11.1. Получение галогенов  85
11.2. Свойства хлора 89
11.3. Свойства брома 90
11.4. Свойства иода 91
11.5. Галогениды металлов  92
11.6. Галогениды водорода 93
11.7. Белильная (хлорная) известь  97
11.8. Синтезы по теме "Галогены"  97
Глава 12. Кислород 104
12.1. Получение кислорода  104
12.2. Свойства кислорода   104
12.3. Хемолюминесценция (синглетный кислород) 105
12.4. Пероксид водорода  105
Глава 13. Сера 106
13.1. Получение модификаций серы и исследование их свойств  106
13.2. Сероводород  106
13.3. Сульфиды металлов  107
13.4. Оксид серы(IV)  110
13.5. Серная кислота и ее соли   112
13.6. Тиосульфат натрия   114
13.7. Синтезы по теме "Сера, селен, теллур"  114
Глава 14. Азот  118
14.1. Аммиак  118
14.2. Соли аммония   119
14.3. Свойства гидразина и гидроксиламина 120
14.4. Оксиды азота  120
14.5. Получение и свойства азотистой кислоты  124
14.6. Азотная кислота и ее соли  124
14.7. Синтезы по теме "Азот"   127
Глава 15. Фосфор 130
15.1. Фосфор и его свойства   130
15.2. Фосфористый ангидрид и фосфористая кислота  131
15.3. Фосфорный ангидрид   132
15.4. Метафосфорная кислота  132
15.5. Пирофосфорная кислота   133
15.6. Ортофосфорная кислота   133
15.7. Синтезы по теме "Фосфор"  134
Глава 16. Сурьма, висмут 136
16.1. Свойства сурьмы  136
16.2. Оксид сурьмы(III)   137
16.3. Оксид сурьмы(V)   137
16.4. Сульфиды и тиосоли сурьмы(III) и (V)  137
16.5. Получение и свойства висмута  137
16.6. Свойства соединений висмута(III)  138
16.7. Получение и свойства соединений висмута(II) 138
16.8. Синтезы по теме "Сурьма, висмут"  138
Глава 17. Углерод 141
17.1. Оксид углерода(IV)  141
17.2. Соли угольной кислоты   141
17.3. Оксид углерода(II)  142
Глава 18. Кремний 143
18.1. Свойства кремния   143
18.2. Гидролиз соединений кремния  144
18.3. Травление силикатного стекла  145
18.4. Синтезы по теме "Кремний"  145
Глава 19. Олово, свинец 147
19.1. Получение и свойства олова  147
19.2. Соединения олова   147
19.3. Получение и свойства свинца  148
19.4. Оксиды и гидроксиды свинца  149
19.5. Соли свинца и их свойства  150
19.6. Синтезы по теме "Олово, свинец"  150
Глава 20. Бор   155
20.1. Свойства бора   155
20.2. Получение и свойства борной кислоты  155
20.3. Окрашенные перлы буры   156
20.4. Синтез по теме "Бор"   156
Глава 21. Щелочные элементы 156
21.1. Свойства щелочных металлов  156
21.2. Получение и свойства кислородных соединений натрия и калия  157
21.3. Гидроксиды щелочных элементов  158
21.4. Соли щелочных элементов   158
21.5. Синтезы по теме "Щелочные элементы 160
Глава 22. Магний, кальций, стронций, барий 162
22.1. Свойства магния  162
22.2. Получение и свойства гидроксида магния 162
22.3. Соли магния  162
22.4. Соли кальция, стронция, бария 163
22.5. Синтезы по теме "Магний, кальций, стронций, барий" 163
Глава 23. Алюминий 166
23.1. Свойства алюминия   166
23.2. Получение и свойства гидроксида алюминия  167
23.3. Соли алюминия   167
23.4. Синтезы по теме "Алюминий"  167
Глава 24. Титан 170
24.1. Свойства титана  170
24.2. Соединения титана(IV)  170
24.3. Соединения титана(III)  171
24.4. Синтезы по теме "Титан"   171
Глава 25. Ванадий 172
25.1. Свойства ванадия   172
25.2. Соединения ванадия(V)  172
25.3. Соединения ванадия низших степеней окисления  173
25.4. Синтезы по теме "Ванадий"  174
Глава 26. Хром, молибден, вольфрам 174
26.1. Свойства хрома  174
26.2. Соединения хрома(II)  175
26.3. Соединения хрома(III)  176
26.4. Соединения хрома(VI)  177
26.5. Молибден, вольфрам   178
26.6. Синтезы по теме "Хром, молибден, вольфрам"  179
Глава 27. Марганец 186
27.1. Свойства металлического марганца 186
27.2. Соединения марганца(II)   186
27.3. Соединения марганца(III)  187
27.4. Соединения марганца(IV)  187
27.5. Соединения марганца(V)  187
27.6. Соединения марганца(VI)   187
27.7. Свойства перманганата калия  188
27.8. Синтезы по теме "Марганец"  188
Глава 28. Железо, кобальт, никель 190
28.1. Свойства железа, кобальта и никеля 190
28.2. Гидроксиды железа, кобальта и никеля 191
28.3. Соли железа   192
28.4. Соединения кобальта  194
28.5. Соединения никеля  194
28.6. Комплексные соединения железа, кобальта и никеля  195
28.7. Синтезы по теме "Железо, кобальт, никель"  195
Глава 29. Медь, серебро  201
29.1. Получение и свойства меди  201
29.2. Соединения меди(I)   201
29.3. Соединения меди(II)  202
29.4. Получение и свойства серебра  203
29.5. Соединения серебра  203
29.6. Серебрение  204
29.7. Синтезы по теме "Медь, серебро"  205
Глава 30. Цинк, кадмий, ртуть 207
30.1. Соединения цинка и кадмия  207
30.2. Соединения ртути   208
30.3. Синтезы по теме "Цинк, кадмий"  209
РАЗДЕЛ IV. ОПЫТЫ И СИНТЕЗЫ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ
Глава 31. Физико-химические основы неорганической химии 211
31.1. Фазовая диаграмма системы "вода-нитрат калия"  211
31.2. Гидролиз солей алюминия  212
31.3. Кинетика каталитического окисления тиосульфата натрияпероксидом водорода  213
31.4. Иодометрическое титрование  216
Глава 32. Методы очистки веществ 216
32.1. Разделение и очистка неорганических соединений методом
ионообменной хроматографии 216
32.2. Получение и очистка иода   218
32.3. Очистка твердых веществ возгонкой (испарением) в токе газа  220
32.4. Очистка трииодида сурьмы и тетраиодида олова возгонкой(сублимацией) в вакууме  222
Глава 33. Галогены 222
33.1. Получение хлорида кобальта(II) хлорированием металла 222
33.2. Хлорид хрома(III)  223
33.3. Получение безводного хлорида марганца (кобальта, никеля) в средеабсолютированного спирта  224
33.4. Трихлорид иода   226
33.5. Гипохлорит кальция 227
33.6. Хлорат калия 229
Глава 34. Сера, селен, теллур 230
34.1. Хлорид тиснила  230
34.2. Хлорид сульфурила   231
34.3. Гидросульфид натрия 232
34.4. Пероксодисульфат калия   234
34.5. Серный ангидрид  235
34.6. Оксиды селена(III) и теллура(III)  236
Глава 35. Азот  237
35.1. Гидросульфат гидразиния  237
35.2. Гидразин 238
35.3. Хлорид гидроксиламмония  240
35.4. Нитрозилсерная кислота (гидросульфат нитрозония)  241
Глава 36. Фосфор 242
36.1. Получение трихлорида фосфора из пентахлорида  242
36.2. Трибромид фосфора  243
36.3. Оксотрихлорид фосфора  244
36.4. Тиотрихлорид фосфора  245
36.5. Фосфорноватистая кислота   246
Глава 37. Сурьма, висмут 247
37.1. Трииодид сурьмы   247
Глава 38. Углерод, кремний 248
38.1. Хлороформ 248
38.2. Силикохлороформ  249
38.3. Тетрахлорид кремния 250
Глава 39. Олово, свинец 251
39.1. Тетраиодид олова   251
39.2. Тетраацетат свинца  252
39.3. Гексахлороплюмбат аммония  253
Глава 40. Бор  254
40.1. Трибромид бора 254
40.2. Аммиакат трифторида бора   255
Глава 41. Щелочные и щелочноземельные элементы 256
41.1. Получение цезия (рубидия)  256
41.2. Гидрид лития (гидрид кальция)  257
41.3. Пероксид лития   258
41.4. Получение безводного сульфида натрия из сульфата  259
41.5. Нитрид магния   260
Глава 42. Алюминий, титан, ванадий 261
42.1. Трибромид алюминия (тетрабромид титана) 261
42.2. Получение хлорида алюминия в кипящем слое 262
42.3. Тетрахлорид титана (ванадия)  263
42.4. Оксотрихлорид ванадия   264
42.5. Оксодихлорид ванадия 265
42.6. Синтез безводного нитрата диоксованадия  265
42.7. Двойная соль сульфата калия и оксованадия(III) 266
42.8. Гексафторованадат(III) аммония 267
Глава 43. Хром 269
43.1. Ацетат хрома(II)   269
43.2. Получение трихлорида хрома из оксида хрома (III) 270
43.3. Нитрид хрома(III)   271
43.4. Сульфид хрома(III)   271
43.5. Диоксодихлорид хрома(VI) (хлорид хромила)  272
43.6. Комплексные соли аммиакатов хрома(III)  273
43.7. Диамминтетратиоцианатохромат(III) аммония 275
43.8. Гексатиоцианатохромат(III) пиперидиния 276
Глава 44. Молибден, вольфрам  277
44.1. Получение молибдена (вольфрама) 277
44.2. Получение оксида молибдена(VI) окислением молибденитав кипящем слое   277
44.3. Вольфрамовые бронзы  278
44.4. Трибромид молибдена   278
44.5. Гексахлоромолибдат(III) калия (аммония) и нонахлородимолибдат(III)аммония   279
Глава 45. Марганец 281
45.1. Оксид марганца(II)   281
45.2. Манганат(VI) натрия 282
45.3. Гексагидрат молибдоманганата(III) аммония - (NH4)6(MnMogO32) . 6Н2О  283
45.4. Ацетат марганца(III)   284
Глава 46. Железо, кобальт, никель 286
46.1. Восстановленное железо (кобальт, никель) 286
46.2. Пирофорное железо   286
46.3. Хлорид гексаамминкобальта(II)  286
46.4. Карбонил никеля   287
Приложения  289
Приложение 1. Курсовая работа по неорганической химии  289
Приложение 2. Справочные таблицы  293
Приложение 3. Стандартные окислительные потенциалы (Е°) по отношениюк потенциалу стандартного водородного электрода  365
Список литературы   378

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее руководство к лабораторным и практическим занятиям входит в комплект учебных пособий, подготовленных кафедрой неорганической хи-мии химического факультета Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова под редакцией академика Ю.Д.Третьякова. Оно предна-значено для студентов первого курса химических специальностей университе-тов и профильных вузов.

Практикум составлен в соответствии с учебной программой и является ос-новным руководством для занятий по неорганической химии, и ставит своей целью систематическое изучение основных свойств химических элементов и их соединений с позиций Периодического закона Д.И.Менделеева, а также освоение обучающимися приемов лабораторного эксперимента.

Данная книга состоит из четырех разделов: I. Техника лабораторных работ; II. Физико-химические основы неорганической химии; III. Химия элементов; IV. Опыты и синтезы повышенной сложности. Справочные таблицы приведены в Приложении. В практикуме представлены задачи трех уровней сложности, что позволяет варьировать индивидуальные задания для студентов и использо-вать в учебных курсах с разной глубиной изучения неорганической химии. Для описания выполняемых операций максимально используется иллюстративный материал.

Данное пособие повторяет построение предыдущих практических руководств, последнее из которых увидело свет в 1994 г. (Практикум по неорганической химии / Под ред. В.П.Зломанова. - М.: МГУ, 1994), но существенно от него отличается. Переработаны методики синтезов и подготовлены новые иллюст-рации, заново написан раздел, посвященный технике проведения лаборатор-ного эксперимента, существенно расширены и обновлены справочные табли-цы. Особое внимание уделено экономии химических реактивов. Для этого пред-лагается использовать методики микро- и полумикросинтеза и анализа. В книге приводится подробное описание синтезов повышенной сложности.

В первом разделе практикума изложены основные приемы безопасной рабо-ты в химической лаборатории от сборки прибора, проведения химического эксперимента, выделения и очистки синтезируемых соединений до идентифи-кации получаемых, рассмотрены химическая посуда и ее назначение, прин-ципы обращения с химическими реактивами и основы работы в лаборатории: правила взвешивания и способы приготовления растворов, приемы нагрева-ния и охлаждения реакционных сосудов, фильтрования, очистки веществ с использованием методов перекристаллизации, дистилляции и сублимации; под-робно изложены описание сборки приборов и проверка их герметичности; осо-бое внимание уделено способам получения газов и принципам сборки без-опасных в работе приборов, приемам нагревания и охлаждения реакционныхсосудов. Для идентификации получаемых соединений предлагается использо-вать приемы качественного химического анализа без применения специальных реактивов, а также определения их физических характеристик, таких как тем-пературы кипения и плавления, плотность.

Во втором разделе рассмотрены способы очистки веществ, дано определе-ние химических эквивалентов металлов, тепловые эффекты химических реак-ций, химическое равновесие, растворы; электролитическая диссоциация; ско-рость химических реакций.

В основных - третьем и четвертом - разделах излагаются методы изучения химии элементов, синтеза важнейших неорганических соединений и исследо-вания их свойств. Последовательность и содержание практических работ позво-ляют проследить логические связи "состав -строение - свойства". Задачи раз-делены по трем уровням сложности. Вначале проводятся опыты по качествен-ному исследованию свойств химических веществ с целью более полного усвое-ния фактического материала. После выполнения каждого из заданий студенты пишут уравнения реакций и отвечают письменно на поставленные в задании вопросы. Затем проводят один или несколько синтезов по изучаемой теме. В до-полнение предлагаются опыты и синтезы повышенной сложности, выполняе-мые, как правило, в специально оборудованном помещении с использовани-ем особых мер безопасности.

Практическим занятиям предшествуют лекции и семинары по соответству-ющей теме. Такое объединение теоретических и практических занятий способ-ствует более глубокому усвоению изучаемого материала. Завершается практи-кум выполнением курсовой работы в студенческой или научной лаборатории.

В приложениях даны рекомендации по сбору научной литературы и выпол-нению экспериментальной части курсовой работы; представлены важнейшие справочные материалы по свойствам основных неорганических веществ. Этот материал может быть использован студентами как при объяснении многих за-кономерностей неорганической химии, так и при решении задач.

Авторы выражают искреннюю благодарность всем преподавателям и сотруд-никам кафедры неорганической химии МГУ им. М. В.Ломоносова, а также до-центам Е.И.Ардашниковой, А.Н.Григорьеву, Н.А.Добрыниной, Е.А.Лавут и В. И. Путляеву за ценные советы и замечания по содержанию и оформлению практикума.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анорганикум: В 2 т. / Под ред. Л. М. Кольдица. - М.: Мир, 1984.

2. Воскресенский П. И. Техника лабораторных работ. - М.: Химия, 1966.

3. Корякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. - М.: Химия, 1974.

4. Коттон Ф., УилкинсонДж. Современная неорганическая химия: В 3 т. - М.: Мир, 1969.

5. Некрасов Б. В. Основы общей химии: В 2 т. - М.: Химия, 1974.

6. Неорганическая химия / Ю.Д.Третьяков, Л.И.Мартыненко, А.И.Григорьев, А.Ю.Цивадзе. - М.: Химия, 2001.

7. Потапов В.М., Кочетова Э.К. Химическая информация: что, где и как искать химику в литературе. - М.: Химия, 1978.

8. Практикум по неорганической химии / Под ред. В.П.Зломанова. - М.: Изд-во МГУ, 1994.

9. Практикум по физической химии / Под ред. Н.К.Воробьева. - М.: Химия, 1975.

10. Руководство по неорганическому синтезу: В 6 т. / Под ред. Г. М. Брауэра. - М.: Мир, 1985-1986.

11. Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия: В 2 т. - М.: Изд-во МГУ, 1994-1996.

12. Справочник химика. - 2-е изд. - М.; Л.: ГХИ, 1963.

13. Термические константы веществ: Вып. 1-10 / Под ред. В. П. Глушко. - М.: На-ука, 1966-1982.

14. Химическая энциклопедия: В 5 т. - М.: БРЭ, 1988-1998.

15. Эмсли Дж. Элементы. - М.: Мир, 1993.

16. Shriver D.F., Atkins P. W., Longford C.H. Inorganic Chemistry. - 2nd Ed. - Oxford: Oxford University press, 1994.

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
 Написать письмо редактору