Основные виды коррозии. Химическая коррозия. Электро­химическая коррозия. Коррозия под действием блуждающих токов. Метод защиты от коррозии: легирование, электрохими­ческая защита, защитные покрытия. Изменение свойств кор­розионной среды. Ингибиторы коррозии [1, 130-136, 159- 169; 2, 311-320].

Раздел 5.  ОРГАНИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Строение, свойства, применение полимеров в электротехнической отрасли [1, 419-466].

Лабораторный практикум

Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

Стехиометрические расчеты

Расчеты с использованием количества вещества

Количество вещества (ν) – это число структурных элементов (атомов, молекул, ионов, электронов и др.) в системе. Единицей измерения количества вещества является моль.

Моль – количество вещества, которое содержит столько определенных структурных элементов (молекул, атомов, ионов и т.д.), сколько содержится в 0,012 кг изотопа углерода ¹²С.

Число частиц, содержащихся в одном моле любого вещества, называется числом Авогадро , оно равно 6,02×10²³. Физико-химическая константа, отвечающая этому числу, называется постоянной Авогадро:

N_A = 6,02×10²³ частиц/моль.

Массу одного моля вещества называют молярной массой (М ). Основной единицей измерения молярной массы является кг/моль или г/моль. Например, молярная масса аммиака М(NH₃) = 17 г/моль, молярная масса М(H₂SO₄) = 98 г/моль, молярная масса калия М(К) = 39 г/моль.

Вместо молярной массы часто пользуются величиной относительной молекулярной массы. Она численно совпадает с величиной молярной массы, выраженной в г/моль.

Относительная молекулярная масса М _r – это молекулярная масса соединения, отнесенная к 1/12 молярной массы изотопа углерода ₁₂С, т.е. к одной атомной единице массы (а.е.м.), например, M_r(НNО₃) = 63, M_r(NH₃) = 17, Относительная молекулярная масса – величина безразмерная.

Относительная атомная масса А_r – это молярная масса атома вещества, отнесенная к 1/12 молярной массы изотопа углерода ¹²С. Например, относительная атомная масса калия равна M_r(К) = 39.

Молярный объем газа V_M – это объем, который занимает в н.у. 1 моль газа. Молярный объем любого газа при нормальных условиях равен 22,4 л.

Алгоритм решения задач

1. Записать условие.

2. Рассчитать количество вещества, о котором речь идет в условии задачи ν (в-ва по условию), т.е. данные условия перевести в число моль вещества, используя основные формулы.

3. Выразить количество вещества, о котором речь идет в вопросе, через рассчитанную величину, т.е. осуществить переход: от ν (в-ва по условию) к ν (в-ва в вопросе), используя индексы в формуле, если задача на расчет по формуле, или коэффициенты в уравнении, если задача на расчет по уравнению.

4. Ответить на вопрос задачи, вычислив требуемую величину, например, массу, объем, выход и т.п., используя производные формулы.

Задача 1. Определите количество и массу вещества натрия, бора и кислорода, которые содержатся в образце буры Na₂В₄О₇ массой 40,4 г.

Дано: m(Na2В4О7) = 40,4 г	Решение
m(Na) − ? m(B) − ? m(O) − ?	1. Определим количество вещества буры –        n (Na2В4О7) = n (в-ва по усл), т.е. данное количество переведем в число моль вещества.
М(Na) = 23 г/моль М(Na) = 23 г/моль М(О) = 16 г/моль М(Na2В4О7) = 202 г/моль	Для нахождения n используем  одну из основных формул  =  моль.   2. Выразим количество вещества, о котором речь идет в вопросе, сначала количество вещества натрия через рассчитанную величину, затем бора и, наконец, кисло-рода, т.е. осуществим переход: от (в-ва по усл.) к (в-ва в вопросе.), учитывая индексы в формуле. Т.е. выра- жаем n (в-ва натрия) через n (в-ва по условию т.е. буры):                  n (Na) = 2n (Na2В4О7), так как в одну молекулу буры входит два атома натрия.                 n (Na) = 2n (Na2В4О7) = 2 × 0,2 = 0,4 моль.                                  n (B) = 4n (Na2В4О7), так как в одну молекулу буры входит четыре атома бора.                 n (B) = 4n (Na2В4О7 ) = 4 × 0,2 = 0,8 моль.                                   n (O) = 7n (Na2В4О7),  так как в одну молекулу буры входит семь атомов кислорода.          n (O) = 7n (Na2В4О7) = 7 × 0,2 = 1,4 моль.                   3. Ответим на вопрос задачи, определив массы натрия, бора и кислорода, используя производную формулу                                              m = ν∙М;             m(Na) = n(Na)×M(Na) = 0,4×23 = 9,2 г;             m (B) = n(B)×M (B) = 0,8×11 = 8,8 г;             m(O) = n(O)×M(O) = 1,4×16 = 22,4 г.

Ответ: 9,2 г натрия, 8,8 г бора, 22,4 г кислорода.

Задача 2. Рассчитайте объем при нормальных условиях и число молекул для 4,4 г диоксида углерода. Определите массу кислорода в этой массе диоксида.

Дано: m (CO2) = 4,4 г	Решение
V(CO2) − ? N(CO2) − ?	1. Определим количество вещества диоксида углерода – n (СО2) = (в-ва по усл), т.е. данные условия переведем в число моль вещества.
М(CO2)=44 г/моль М(О)=16 г/моль	Для нахождения n используем  одну из основных формул  = = 0,1 моль. 2. Для нахождения объема используем производную формулу V = ν∙ V M. Проводим расчет V = ν∙VM = 0,1×22,4 = 2,24 л.   3. Для нахождения числа молекул также используем производную формулу N = ν∙NA.   Проводим расчет: N = ν∙NA = 0.1×6,02×1023 = 6,02×1022 молекул.   4. При расчете массы кислорода выразим количество вещества кислорода через количество вещества диоксида углерода: n (O) = 2n (СО2), так как в одну молекулу диоксида входит два атомa кислорода. Отсюда n (O) = 2n (СО2) = 2×0,1 = 0,2 моль.   Ответим на вопрос задачи, определив массу кислорода, используя производную формулу m = ν∙M. m(O) = n(O)×M(O) = 0,2×16 = 3,2 г.

Ответ: 1,24 л, 6,02×10²² молекул, 3,2 г.

Задание 1 по теме  «Стехиометрические расчеты»