Национальная металлургическая академия украины




НазваниеНациональная металлургическая академия украины
страница1/8
Дата публикации12.02.2014
Размер1.08 Mb.
ТипРеферат
uchebilka.ru > Химия > Реферат
  1   2   3   4   5   6   7   8
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УКРАИНЫ


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА,

методические указания и контрольные задания

к изучению дисциплины “Физико-химические измерения” для студентов

направления 6.051002 – «Метрология, стандартизация та сертификация», специализация МГ901 заочной формы обучения

Днепропетровск НМетАУ 2013
УДК 669: 658. 652. 012.7
Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины “Физико-химические измерения” для студентов направления 6.051002 – «Метрология, стандартизация та сертификация», специализация МГ901 заочной формы обучения / Сост.: В.В. Величко, Н.М. Великонская, Ю.Д. Стогний - Днепропетровск: НМетАУ, 2013 - 68 с.
Изложены рабочая программа, основные методы и законы аналитической химии, приведены методы расчетов по основным разделам аналитической химии и аналитического контроля металлургического производства. Представлены решения типовых задач, контрольные задания по всем основным разделам аналитического контроля, цель которых: углубление теоретических знаний, освоение методов расчета результатов аналитического контроля в металлургическом производстве, обработка результатов контроля, умение делать выводы из полученных результатов.
Составители: В.В. Величко, канд. хим. наук, доц.

Н.М. Великонская, ассист.

Ю.Д. Стогний, канд. техн. наук, доц.


Ответственная за выпуск Л.В. Камкина, д-р техн. наук, проф.
Национальная металлургическая академия Украины

49005, Днепропетровск – 5, пр. Гагарина, 4

----------------------------------

Редакционно-издательский отдел НМетАУ

СОДЕРЖАНИЕ

Распределение учебных часов по дисциплине “Аналитический контроль”

часть II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Содержание дисциплины . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1. Химические методы анализа. Теоретические основы методов. . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

1.1. Равновесие в системах осадок – раствор. Произведение растворимости . . . .. . .7

1.1.1. Решение типовых задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

^ 1.1.2. Задачи для контрольных работ, домашних заданий и

самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.2. Растворы. Способы выражения концентрации растворов. . . . . . . . . . . . . . . . .13

1.2.1. Решение типовых задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

^ 1.2.2. Задачи для контрольных работ, домашних заданий и

самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

1.3. Гравиметрический (весовой) метод анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.3.1. Решение типовых задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

1.4. Титриметрический (объёмный) метод анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.4.1. Решение типовых задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

^ 1.4.2. Задачи для контрольных работ, домашних заданий и

самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2. Электрохимические методы анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.1. Потенциометрический анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2. Электрогравиметрический анализ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.3. Полярографический анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.4. Решение типовых задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

^ 2.5. Задачи для контрольных работ, домашних заданий и

самостоятельной работы .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3. Оптические методы анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

3.1. Фотометрический метод анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

3.2. Эмиссионный спектральный анализ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

3.3. Решение типовых задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

^ 3.4. Задачи для контрольных работ, домашних заданий и

самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4. Сравнительная характеристика методов определения количественного

состава материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

^ 4.1. Задачи для контрольных работ, домашних заданий и

самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67


Распределение учебных часов по дисциплине “Физико-химические измерения” для студентов направления 6.051002 – «Метрология, стандартизация та сертификация», специализация МГ901




Всего

Семестр

VII

VIII

Всего часов по учебному плану

216

72

144

в том числе:

аудиторные занятия


32


12


20

из них:

- лекции


16


8


8

- лабораторные занятия

12

4

8

- практические занятия

4

-

4

- семинары

-

-

-

Самостоятельная работа

184

60

124

Количество и семестр выдачи контрольных работ

2

1

1

Итоговый контроль (экзамен, зачет)




зачет

экзамен


ВВЕДЕНИЕ
Экономические показатели металлургического предприятия зависят от качества выпускаемой продукции, которое неразрывно связано с её химическим составом. Решить задачу выпуска продукции необходимого качества возможно только с привлечением химических, физико-химических и физических методов аналитического контроля.

Специалисту-металлургу необходимо иметь полное представление об общей аналитической методологии контроля качества металлургической продукции: отбор и подготовка средней пробы, идентификация основных компонентов, входящих в материалы, сопоставление различных методов анализа для выбора оптимальных условий контроля, знание метрологии химического анализа, умение использовать результаты анализов для регулирования технологии процессов и качества выпускаемых продуктов производства.

Содержание данной дисциплины охватывает основные методы, лежащие в основе современной службы аналитического контроля.

Для освоения студентами основных положений аналитической химии и аналитического контроля производства материал изложен в 3 темах, в каждой из которых присутствует базовый конспект, решение типовых задач и варианты (30) контрольных задач и вопросов.

Вариант выполняемой контрольной работы определяется по двум последним цифрам шифра студенческого билета. Если последние две цифры шифра больше числа вариантов задач (30), то номер варианта определяется остатком от деления двух цифр на число 30. Например: последние две цифры 00, то есть шифр студенческого билета заканчивается на 100. Заданный вариант определяется 100 / 30 = 3 и в остатке 10, т.е. студент выполняет вариант 10.
^ 1. Химические методы анализа. Теоретические основы методов

1.1. Равновесие в системах осадок – раствор. Произведение растворимости

При растворении вещества раствор содержит при данной температуре определенное количество частиц растворенного вещества. Увеличение количества этих частиц в насыщенном растворе влечет за собой появление твердой фазы (осадка).

Малорастворимые соли в растворе ведут себя, как сильные электролиты. Они полностью распадаются на ионы, и между твердой фазой и ионами раствора устанавливается равновесие

.

Это динамическое гетерогенное равновесие описывается правилом произведения растворимости – в насыщенном растворе малорастворимого электролита произведение активностей его ионов при данной температуре есть величина постоянная, называемая произведением активности ():

, (1.1)

для очень малорастворимых соединений произведение растворимости записывается . (1.2)

Для электролита (1.3)

или . (1.4)

Если - раствор пересыщенный, осадок присутствует;

если , то раствор насыщенный, осадка нет;

если - раствор не насыщен.

Важной характеристикой гетерогенного равновесия труднорастворимого соединения является растворимость этого соединения . Поскольку молярная масса осадка равна , то растворимость осадков в вычисляют по формуле

. (1.5)

Для бинарного электролита растворимость равна

, (1.6)

для электролита . (1.7)

Осаждение считается полным, если концентрация ионов в растворе не превышает или (предел чувствительности аналитических весов).
1.1.1. Решение типовых задач

Задача 1. Определить количество граммов бария в литре насыщенного раствора фосфата бария. Рассчитать, как изменится концентрация бария, если в литре этого раствора растворить 16,4 фосфата натрия. .

Решение.

Концентрация ионов в растворе определяется равновесием реакции

.

По правилу произведения растворимости (1.4)

.

Так как из одной молекулы соли образуется 3 иона и 2 иона , приняв концентрацию соли в растворе за , для ионов получим и . Тогда по уравнению (1.7)

.

.

При добавлении фосфата натрия можно принять, что в растворе концентрация фосфат-ионов будет равна концентрации добавленной соли. Определяем молярную концентрацию получившегося раствора соли:

; ; .

Произведение растворимости после добавления будет иметь вид .

Отсюда .

Концентрация ионов бария после добавления фосфата натрия уменьшилась в

.

Задача 2. Определить произведение растворимости карбоната стронция, если его растворимость равна . .

Решение.

Определяем растворимость карбоната стронция в молях на литр

.

Исходя из уравнения диссоциации , получаем .

Задача 3. Рассчитать начала и конца осаждения гидроокиси кобальта из раствора сульфата кобальта. .

Решение.

В растворе диссоциирует по схеме .

Тогда .

Так как - сильный электролит и при диссоциации одной молекулы соли образуется один ион кобальта, можно считать, что . Поэтому ,

Отсюда .

Исходя из ионного произведения воды, имеем

.

раствора в начале осаждения будет равно

.

Конец осаждения характеризуется содержанием ионов кобальта в растворе, равным . Тогда

; .

Задача 4. Выпадет ли осадок сульфида никеля из раствора , содержащего уксусной кислоты, при насыщении раствора сероводородом при комнатной температуре?

; ; ; .

Решение.

Так как раствор сероводорода в воде представляет собой слабую кислоту, то исходя из закона действующих масс

, откуда .

Концентрацию ионов водорода рассчитываем исходя из данной концентрации уксусной кислоты, которая является слабым электролитом

;

;

;

.

Следовательно, в этих условиях осадок не образуется.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Национальная металлургическая академия украины iconРабочая программа
Министерство образования и науки Украины Национальная металлургическая академия Украины

Национальная металлургическая академия украины iconНациональная Металлургическая Академия Украины Технологический факультет...

Национальная металлургическая академия украины iconМинистерство промышленной политики украины
...

Национальная металлургическая академия украины iconРахманов С. Р. Тополов В. Л. Национальная металлургическая академия Украины
Экспериментальное исследование виброактивности станов винтовой прокатки труб трубопрокатного агрегата тпа 140

Национальная металлургическая академия украины iconНациональная металлургическая академия украины
Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания к изучению дисциплины “Физическая химия и аналитический контроль”....

Национальная металлургическая академия украины iconНациональная металлургическая академия украины
Физическая химия и аналитический контроль” для студентов направления 0904–металлургия заочной формы обучения. Часть II. /Сост.: В....

Национальная металлургическая академия украины iconНациональная металлургическая академия украины
Рабочая программа, методические указания и индивидуальное задание к изучению дисциплины «Нагнетатели и тепловые двигатели» для студентов...

Национальная металлургическая академия украины iconНациональная металлургическая академия украины
Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания к изучению дисциплины «Легированные стали и специальные сплавы...

Национальная металлургическая академия украины iconКомитет Верховной Рады Украины по вопросам здравоохранения
Национальная академия наук Украины, Национальная академия медицинских наук Украины

Национальная металлургическая академия украины iconКомитет Верховной Рады Украины по вопросам здравоохранения
Национальная академия наук Украины, Национальная академия медицинских наук Украины

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<