Перечень самостоятельной работы студентов

Уральский государственный лесотехнический университет

Кафедра Физической, аналитической и органической химии

 

Одобрена: кафедрой ____________________ Протокол от_________200_г. № Зав кафедрой ________________   Методической комиссией Факультета (направления)______________ Протокол от ______200_ г. № Председатель ______________

Утверждаю Декан _____________ факультета __________________________ Л.В.Василенко (Ф,И,О,, ПОДПИСЬ) "___" __________________200__ г.

 

 

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ЕН.Ф.04.04 Физическая химия

индекс по учебному плану, наименование дисциплины

Направление 656600 – Защита окружающей среды

Специальность 3302 - Инженерная защита окружающей среды

3207 – Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

 

Специализация_______________________________________________________

 

Трудоёмкость 180 часов

 

Разработчик программы профессор, д.х.н. Свиридов В.В.

 

 

Екатеринбург 2005 г

 

Содержание

 

Пояснительная записка	3 с.
Сведения об обеспечивающих, сопутствующих и обеспечиваемых дисциплинах (приложение Б)	4 с.
Протокол согласования междисциплинарных входов и выходов (приложение В)	5 с.
Протокол согласования междисциплинарных входов и выходов № 2 (приложение В)	6 с.
Приложение Г	7 с.
Перечень и содержание разделовдисциплины (приложение Д)	8 с.
Примерный перечень и содержание лабораторных занятий (приложение Е)	12 с.
Перечень самостоятельной работы студентов	13 с.
Контроль результативности учебного процесса по дисциплине	14 с.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины (приложение Ж)	15 с.
Образцы тестовых заданий (приложение З)	16 с.
Требования к ресурсам, необходимым для результативного изучения дисциплины	17 с.
Лист изменений (приложение И)	18 с.
Лист внесения изменений	19 с.

 

Пояснительная записка.

Цель и задачи преподавания дисциплины.

Цель преподавания дисциплины. Независимо от того, где будет работать будущий инженер-эколог, выпускник инженерно-экологического факультета /в исследователь­ском или учебном институтах, на производстве/, он должен получить прочные знания по фундаментальным общенаучным дисциплинам, к кото­рым относится физическая химия.

Цель преподавания физической химии состоит в том, чтобы "заложить" у будущего специалиста фунда­мент физико-химического образования и сформировать у него диалектико-материалистическое мировоззрение.

Задачи изучения дисциплины. При изучении физической химии перед студентом ставится задача овладеть основ­ными теоретическими и экспериментальными физико-химическими метода­ми исследования химических процессов и управление ими. Усвоение указанного курса необходимо для глубокого изучения студентом специ­альных технологических дисциплин и дальнейшей успешной работы в области промышленной химии.

До начала изучения дисциплины студент должен знать:

а) физика (разделы: молекулярно-кинетическая теория, оптика, электричество, капиллярность; механика и элементы теории прочности);

б) неорганическая химия (разделы: реакции гидролиза и ионного обмена, окислительно-восстановительные реакции, сильные и слабые электролиты, растворимость и произведение растворимости, строение вещества);

в) органическая химия (разделы: строение молекул высокомолекулярных соединений, белков, целлюлозы, поверхностно-активных веществ).

г) высшая математика (дифференцирование и интегрирование, статистические методы).

После окончания изучения дисциплины студент должен знать:

а) учения о строении вещества,

б) химическая термодинамика,

в) химическое равновесие, термодинамическое условие химического равновесия и его основные признаки,

г) электрохимия,

д) химическая кинетика и катализ.

 

 

Приложение Б

 

 

Сведения

об обеспечивающих, сопутствующих и обеспечиваемых дисциплинах

 

№	Обеспечивающие	Сопутствующие	Обеспечиваемые
	Физика	Физико-химические основы природоохранных технологий	Спецдисциплины спец. 3302, 3207
	Общая и неорганическая химия (ключевая)
	Органическая химия
	Высшая математика

 

 

Приложение В

 

ПРОТОКОЛ

согласования междисциплинарных входов и выходов № 1

Обеспечиваемая дисциплина: Физическая химия

Специальность 3302, 3207

Специализация

Курс II, III Семестр 4, 5 Трудоёмкость 180 часов

Факультет Инженерно-экологический

Кафедра Физической, аналитической и органической химии

Заведующий кафедрой Свиридов В.В.

Преподаватель дисциплины Свиридов В.В., Свиридов А.В.

Обеспечивающая дисциплина Общая и неорганическая химия

Курс Семестр Трудоёмкость

Факультет Инженерно-экологический

Кафедра Общей и неорганической химии

Заведующий кафедрой Середа Б.П.

Преподаватель дисциплины Середа Б.П.

 

 

1. В результате изучения обеспечивающей дисциплины обучающийся должен:

- знать

строение атома; периодические свойства элементов; свойства просытх веществ солей, кислот и оснований; реакции гидролиза, окислительно-восстановительные реакции и ионного обмена, сильные и слабые электролиты, растворимость и произведение растворимости, строение вещества.

2. Прочие согласуемые положения

Заведующий кафедрой, на которой читается обеспечивающая дисциплина __________________(подпись)

Заведующий кафедрой, на которой читается обеспечиваемая дисциплина __________________(подпись)

 

 

Заведующий кафедры ОиНХ Заведующий кафедры ФАОХ

Середа Б.П. Свиридов В.В.

 

Приложение В

 

ПРОТОКОЛ

согласования междисциплинарных входов и выходов № 2

Обеспечиваемая дисциплина: Спецдисциплины спец. 3302, 3207

Специальность 3302, 3207

Специализация

Курс IV, V Семестр 7, 8, 9 Трудоёмкость

Факультет Инженерно-экологический

Кафедра Физико-химической защиты биосферы

Заведующий кафедрой Липунов И.Н.

Обеспечивающая дисциплина Физическая химия

Специальность 3302, 3207

Специализация

Курс II, III Семестр 4, 5 Трудоёмкость 180 часов

Факультет Инженерно-экологический

Кафедра Физической, аналитической и органической химии

Заведующий кафедрой Свиридов В.В.

Преподаватель дисциплины Свиридов В.В., Свиридов А.В.

 

 

1. В результате изучения обеспечивающей дисциплины обучающийся должен знать:

– основ­ные теоретические и экспериментальные физико-химические методы исследования химических процессов и управление ими.

 

 

Заведующий кафедры ФАОХ Заведующий кафедры ФХТЗБ

Свиридов В.В. Липунов И.Н.

 

Приложение Г

 

До начала изучения дисциплины студент должен:

знать:

– физика (разделы: молекулярно-кинетическая теория, оптика, электричество, капиллярность; механика и элементы теории прочности);

– неорганическая химия (разделы: реакции гидролиза и ионного обмена, окислительно-восстановительные реакции, сильные и слабые электролиты, растворимость и произведение растворимости, строение вещества);

– органическая химия (разделы: строение молекул высокомолекулярных соединений, белков, целлюлозы, поверхностно-активных веществ).

– высшая математика (дифференцирование и интегрирование, статистические методы).

______________________________________________________________

 

 

После окончания изучения дисциплины студент должен:

знать:

– учения о строении вещества,

– химическая термодинамика,

– химическое равновесие, термодинамическое условие химического равновесия и его основные признаки,

– электрохимия,

– химическая кинетика и катализ.

Приложение Д

Перечень и содержание разделовдисциплины

№ раздела, подраздела, пункта, подпункта	Содержание	Количество часов	Рекомендуемая литература /примечание/
Аудиторная	Самостоятельная
Очное	заочное	С сокращённым сроком обучения	Очное	заочное	С сокращённым сроком обучения
II курс 4-й семестр
1.	Введение в курс физической химии. Предмет и содержание физической химии. Основные этапы развития физической химии. Теоретические и экспериментальные методы исследования в физической химии. Ее значение для совершенствования химической технологии.		1,5		–			У 1–5
2.	Элементы учения о строении вещества и методы определения молекулярных констант. Электрические свойства молекул. Определение дипольных моментов. Рефрактометрический метод исследования структуры органических веществ. Молекулярные спектры. Законы поглощения света. Вращательные и вращательно-колебательные спектры поглощения. Спектры комбинацион­ного рассеяния. Определение моментов инерции, межъядерных расстоя­ний, собственных частот колебаний, энергии химических связей из данных молекулярных спектров. Применение спектроскопии в химии			1,5	–			У 1–5
3.	Химическая термодинамика. Значение и задачи химической термодинамики. I-е начало термодина­мики. Формулировки и его математическое выражение. Закон Гесса. Различные методы расчета тепловых эффектов химических реакций. Применение таблиц стандартных величин (теплот образования и сгора­ния) для расчетов тепловых эффектов. Зависимость тепловых эффектов от температуры - формулы Кирхгоффа. Экспериментальные методы опре­деления тепловых эффектов. Калориметрия. Теплоты растворения и раз­бавления		1,5		–			У 1–5
4.	II-е начало термодинамики. Формулировка и его математическое выра­жение для обратимых и необратимых процессов. Статистический харак­тер II-го начала термодинамики. Связь энтропии с термодинамической ве­роятностью. Энтропия, как критерий равновесия и направленности про­цессов в изолированных системах. Постулат Планка. Расчет абсолютно­го значения энтропии вещества. Расчет изменения энтропии различных процессов (нагревание, изотермические процессы, химические реакции). Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца. Их связь с максимальной ра­ботой, Применение этих функций в качестве критерия равновесия и направленности изотермических процессов. Применение стандартных таблиц для расчета изменения энергии Гиббса при химической реакции. Уравнение Гиббса-Гельмгольца. Химический потенциал. Активность. Летучесть			1,5	–			У 1–5
5.	Химическое равновесие. Термодинамическое условие химического равновесия и его основные признаки. Закон действующих масс для идеальных и реальных систем. Химическое сродство. Изотерма Вант-Гоффа. Стандартное химическое сродство. Определение константы равновесия из табличных данных. Методы определения константы равновесия. Расчеты с использованием изотермы Вант-Гоффа и закона действующих масс. Зависимость констан­ты равновесия от температуры, уравнения изобары и изохоры Вант-Гоф­фа. Вывод уравнений и их анализ. Влияние различных факторов (темпе­ратуры, давления, присутствие инертного газа, соотношение реагиру­ющих веществ) на выход продукта			1,5	–			У 1–5
III курс 5-й семестр
6.	Электрохимия. Сильные и слабые электролиты. Электропроводность растворов. Удельная, эквивалентная электропроводности. Предельная эквивалент­ная электропроводность. Подвижность ионов. Закон Кольрауша. Методы измерения электропроводности. Закон разбавления Оствальда. Теория сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Ионная атмосфера. Электрофоретическое и релаксационное торможение. Механизм возникновения электродных потенциалов и двойного элек­трического слоя. Электродные потенциалы, их зависимость от активности ионов. Стандартные электродные потенциалы. Типы электродов. Гальванические элементы, типы гальванических элементов. ЭДС гальва­нического элемента. Использование метода ЭДС для определения рН растворов, констант диссоциации слабых электролитов, произведения растворимости труднорастворимых соединений. Методы измерения ЭДС.		1,5		–			У 1–5
7.	Химическая кинетика и катализ. Основные понятия и определения химической кинетики. Молекулярность и порядок реакции. Уравнения, выражающие зависимость концентрации от времени. Необратимые реакция I и II порядка. Период полупревращения. Методы определения порядка реакции. Сложные реакций. Обратимые реакции I порядка, параллельные и пос­ледовательные реакции. Гетерогенные реакции, стадии гетерогенного процесса, лимитирующая стадия. Лимитирующая стадия диффузия и адсор­бция. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса. Энергия актквации. Теория активных соударений. Теория активированного комплекса.			1,5	–			У 1–5
8.	Катализ, особенности катализаторов. Гомогенные каталитические реакции. Кислотно-основной катализ. Гетерогенный катализ. Теория активных центров Тейлора. Мультиплетная теория Баландина. Теория активных ансамблей		1,5		–			У 1–5
ИТОГО:				-

 

Приложение Е

Примерный перечень и содержание лабораторных занятий

№ п/п	№ раздела	Наименование лабораторных занятий	Количество часов	Рекомендуемая литература
Очное	Заоч-ное	Сокр. срок обуч.
II курс 4-й семестр
1.	1,2	Молярная рефракция. Применение молярной рефракции для определения структурных формул веществ.			1,5	У 6–9 М 1–8
2.	1,2	Определение дипольного момента молекулы		–	–	У 6–9
3.	1,2	Изучение электронных спектров поглощения комплексных ионов			1,5	У 6–9 М 1–8
4.	3,4	Калориметрические измерения		–	–	У 6–9
III курс 5-й семестр
5.		Кондуктометрия		1,5		У 6–9 М 1–8
6.		Электродные потенциалы. ЭДС гальванического элемента		1,5		У 6–9 М 1–8
7.	5,6	Определение константы диссоциации слабых электролитов методом ЭДС		–	–	У 6–9 М 1–8
8.		Кинетика реакции разложения мурексида в кислой среде		1,5		У 6–9 М 1–8
9.		Кинетика реакции омыления сложного эфира щелочью		1,5	–	У 6–9 М 1–8
ИТОГО:

Перечень самостоятельной работы студентов

№ п/п	Форма обучения	Вид самостоятельной работы	Объем трудозатрат, часы
II курс 4-й семестр
	Очное обучение	Расчетно-графическое домашнее задание по разделам дисциплины № 3–4
Решение индивидуальных задач по разделам дисциплины № 1–5
	Заочное обучение	Решение индивидуальных задач по разделам дисциплины № 1–5
Самостоятельное изучение разделов дисциплины № 1–8 (приложение Д) с конспектированием материала
	Заочное обучение с сокращенным сроком	Решение индивидуальных задач по разделам дисциплины № 1–5
Самостоятельное изучение разделов дисциплины № 1–8 (приложение Д) с конспектированием материала
III курс 5-й семестр
	Очное обучение	Расчетно-графическое домашнее задание по разделам дисциплины № 5
Решение индивидуальных задач по разделам дисциплины № 6–8
	Заочное обучение	Решение индивидуальных задач по разделам дисциплины № 6–8
Самостоятельное изучение разделов дисциплины № 1–8 (приложение Д) с конспектированием материала
	Заочное обучение с сокращенным сроком	Решение индивидуальных задач по разделам дисциплины № 1–5
Самостоятельное изучение разделов дисциплины № 1–8 (приложение Д) с конспектированием материала