WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им.Н.Э. Баумана) УТВЕРЖДАЮ Первый проректор — проректор по учебной работе МГТУ им. Н.Э. Баумана _ Е.Г. Юдин «_» _ 201_ г.

Регистрационный номер Программа учебной дисциплины ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Программа учебной дисциплины составлена в соответствии с основной образовательной программой подготовки ВПО МГТУ им. Н.Э. Баумана бакалавра для студентов второго семестра, обучающихся по специальности (направлению):

Наименование Шифр направления/специальности направления/специальности «Техническая физика» (ФН-4) 2232000062 Обсуждено на заседании кафедры химии Автор(ы) программы:

«» 2012 г.

Протокол № Волков А.А.

Доцент Кафедры ФН-5, «Химия» Заведующий Кафедрой кандидат химических наук старший научный сотрудник Голубев А.М.

Москва, 2012 г.

Раздел 1. Общая характеристика дисциплины Программа учебной дисциплины «Техническая физика» (ФН-4) составлена на основании федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы для бакалавров по направлению подготовки — 2232000062 На изучение дисциплины выделено Объем занятий, час 02 Виды занятий семестр Всего 17 недель Лекции 34 34 Семинары 17 17 Лабораторные работы 17 17 Итого: 68 68 Самостоятельная работа 51 51 Итого: 119 119 Проверка знаний: экзамен что составляет 2 зачетных единицы.

Дисциплина изучается один (второй) семестр. Учебный материал дисциплины разделен на три модуля.

В первый модуль включены разделы МОДУЛЬ 1:

физико-химическое состояние вещества физико-химическое равновесие во второй модуль включены разделы МОДУЛЬ 2:

физико-химическое описание химических процессов в третий модуль включены разделы МОДУЛЬ 3:

управление физико-химическими процессами раздел 1.Цель преподавания дисциплины 2232000062 «Техническая физика» :

Целью дисциплины является углубление имеющихся представлений и получение новых знаний и умений в области физической химии, без которых невозможно решение современных технологических, экологических, сырьевых и энергетических проблем, стоящих перед человечеством. Особенностью программы является фундаментальный характер ее содержания, необходимый для формирования у бакалавров дисциплинарных компетенций, позволяющих ему применять полученные знания и умения для успешной профессиональной деятельности по специализации 2232000062 «Техническая физика».

Через дисциплинарные компетенции формируются общекультурные и профессиональные компетенции дисциплины 2232000062 «Техническая физика».

В области обучения целью ВПО является подготовка в области основ гуманитарных, социальных, экономических, математических и естественнонаучных знаний, получение высшего профессионально профилированного (на уровне бакалавра), углубленного профессионального (на уровне магистра), позволяющего выпускнику успешно работать в сферах:

машиностроение, приборостроение, наука, техника, образование, медицина, управление технологическими процессами, механика, техническая физика, энергетика, ядерная энергетика, силовая электроника, металлургия, строительство, транспорт, химическая промышленность, сельское хозяйство, текстильная и легкая промышленность, пищевая промышленность, медицинские и биотехнологии, горное дело, обеспечение безопасности подземных предприятий и производств, химико-лесной комплекс, экология, а также предприятия различного профиля и все виды деятельности в условиях экономики информационного общества, обладать универсальными и предметноспециализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда.

В области воспитания личности целью ВПО является:

целеустремленность, организованность, трудолюбие, ответственность, самостоятельность, гражданственность, приверженность этическим ценностям, добросовестность, доброжелательность, коммуникабельность;

профессиональная подготовленность к выполнению работ, определяемых квалификацией; способность к позитивно-критическому восприятию новой информации, к приращению общих и профессиональных знаний, к выдвижению новых конкурентоспособных идей, к нахождению решения нестандартных задач и новых методов решения традиционных задач, к использованию знаний для практической реализации новшеств; готовность к дополнительной ответственности и дополнительным нагрузкам;

укрепление нравственности, развитие общекультурных потребностей, творческих способностей, социальной адаптации, коммуникативности, толерантности.

Компетенции бакалавра Дисциплинарные компетенции (ДК) - владение основами теории фундаментальных разделов физической химии (ДК-1);

- владение навыками химического эксперимента (ДК-2);

- умение определять, сравнивать и анализировать основные физикохимические характеристики химических веществ, используя табличные данные (ДК-3);

- владение навыками работы на современной аппаратуре, используемой в физико-химическом эксперименте (ДК-4);

- владение методами регистрации и обработки результатов физикохимических экспериментов (ДК-5);

- владение методами безопасного обращения с химическими веществами с учетом их физических и химических свойств и способность проводить оценку возможных рисков (ДК-6) Общекультурные компетенции (ОК) - владение культурой мышления, способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановки цели и выбора путей её достижения (ОК-1) ;



- умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

- понимание социальной значимости своей будущей профессии (ОК-3);

- способность к приобретению новых знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий (ОК-7);

- способность работать самостоятельно;

- способность к целенаправленному применению базовых знаний в области естественных наук в своей профессиональной деятельности (ОК-9);

- способность к познавательной деятельности (ОК-10) Профессиональные компетенции (ПК) - умение выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных физико-химических технологических процессов (ПК - 6);

- умение применять современные методы для разработки малоотходных, энергосберегающих и экологически чистых технологий, обеспечивающих жизнедеятельность людей и их защиту от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий (ПК - 8) 1.2. Задачами преподавания дисциплины являются - приобретение студентами теоретических знаний и практических навыков по физической химии;

- приобретение навыков самостоятельного выполнения лабораторных работ;

- овладение методами решения типовых физико-химических задач;

- развитие мотивации к освоению образовательной программы 1.3. Изучение дисциплины предполагает предварительное освоение следующих дисциплин учебного плана Изучение данной дисциплины базируется на следующих курсах (разделах курсов):

- знание основ Общая химия (базовый курс).

- знание основ Математика (базовый курс) - знание основ Физика (базовый курс) - владение навыками работы с химическими реактивами и посудой.

2. Проектируемые (планируемые) результаты освоения содержания дисциплины После освоения дисциплины студент должен приобрести следующие знания, умения и владения соответствующие компетенциям ООП.

2.1. Студент должен иметь представления о :

- классификации методов физико-химического анализа;

- стадиях физико-химического анализа;

- видах физико-химических реакций;

- общих закономерностях протекания химических реакций в растворах и их использовании в физико-химическом анализе;

- основах физико-химических методов гравиметрии и титриметрии;

- видах физико-химических методов анализа (основы потенциометрии, ионометрии, фотометрии, хроматографии, экстракции) - понимать экологические физико-химические проблемы, связанные с получением и применением веществ 2.2. Студент должен уметь:

- читать и понимать литературу по физической химии;

- пользоваться справочниками по физической химии;

- выполнять физико-химические расчеты, концентрации различных веществ в растворе, сравнивать силу электролитов, рассчитывать константу и степень гидролиза соли, а также содержание ионов в растворах сильных и слабых электролитов;

- описывать физико-химические взаимодействия уравнениями реакций;

- определять возможность протекания физико-химической реакции;

- рассчитывать равновесные концентрации веществ в реакции;

- выбрать индикатор метода нейтрализации, построив кривую титрования;

- проводить обработку результатов физико-химического анализа, рассчитывать систематическую ошибку физико-химического метода ;

- строить калибровочный график;

- анализировать хроматограммы;

- пользоваться химическими реактивами и химической посудой 2.3. Студент должен иметь навыки:

экспериментального исследования в физической химии;

проведения физико-химических расчетов с использованием основных законов химии и законов термодинамики;

использования полученных знаний для оценки токсичности веществ;

понимания значения химических процессов в решении задач охраны окружающей среды Раздел 3. Структура дисциплины Модуль Трудоемкость трудоемкость Рейтинг, баллы часах Контрольные в мероприятия зачетных. макс общ ауд единицах М 1: «физико-химическое Контроль выполнения состояние вещества» 2 60 34 модуля физико-химическое равновесие М 2: физико-химическое Контроль выполнения описание химических 1 30 17 модуля процессов М3 управение физико- Контроль выполнения 1 29 17 химическими процессами модуля 4.Содержание дисциплины 4.1. Виды учебной работы согласно рабочему учебному плану на 2012\2013 учебный год Объем занятий, час Виды занятий Всего семестр 17 недель Лекции 34 Семинары (упражнения) 17 Лабораторные работы 17 итого 68 Самостоятельная работа 51 Итого: 119 Итого в 4 зачетных единицах Проверка экзамен знаний:

*) зачетные единицы в соответствии с учебным планом и рабочими годовыми учебными планами («отрезками») Объем, час / выполнение, неделя выдачи-сдачи Виды самостоятельной работы Всего, семестр и контрольных мероприятий час недель Домашнее задание Не предусмотрены Не предусмотрены Контроль выполнения 4 8,13,модуля неделя Контрольная работа Не предусмотрены Не предусмотрены Курсовой проект Не предусмотрены Не предусмотрены Курсовая работа Не предусмотрены Не предусмотрены 4.2. Содержание модуля 4.2.1. Тематика лекций МОДУЛЬ 1:

физико-химическое состояние вещества (9 час) 1. лекции 1- вводные понятия, определения. Место физической химии в иерархии наук.

Химическая термодинамика (5 час).

Функции состояния – внутренняя энергия, энтальпия. Функции процесса – теплота, работа. Расчет функций состояния в изопроцессах. Закон Гесса и следствия из него. Первый закон термодинамики. Температурная зависимость стандартного теплового эффекта реакции. Закон Кирхгофа. Второй и третий законы термодинамики. Энтропия. Уравнение Клаузиуса. Зависимость энтропии от температуры, давления и объема. Изменение энтропии в процессах. Уравнение Больцмана. Температурная зависимость стандартной энтропии химической реакции. Критерии направленности процесса. Уравнение Гиббса – Гельмгольца.





Методы расчета стандартной энергии Гиббса химических реакций. Системы переменного состава. Химический потенциал. Условия равновесия.

(ОЛ-1; ДЛ-1,3, 4; МП-1, 4, 5, 6; ЭП-3) 2. лекции 3 - Фазовые равновесия (4 час).

Фаза, компонент, число термодинамических степеней свободы. Правило фаз Гиббса. Однокомпонентные гомогенные системы. Расчет термодинамических функций идеальных газов по их спектрам. Определение параметров молекул по спектральным данным.

Химический потенциал компонента в идеальных газовых растворах.

Реальные газы. Уравнение состояния с вириальными коэффициентами.

Другие формы уравнения состояния. Принцип соответственных состояний.

Фугитивность и активность. Химический потенциал реального газа.

Фазовые равновесия в однокомпонентных гетерогенных системах.

Температурная зависимость давления насыщенного пара. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса. Эмпирическое правило Трутона. Примеры фазовых диаграмм. Применение правила фаз Гиббса. Фазовые переходы: первого и второго рода, монотропные и энантиотропные.

Двухкомпонентные системы. Метод физико-химического анализа.

Применение правила фаз Гиббса. Виды равновесий. Физико-химические основы перегонки растворов. Равновесие «жидкий раствор – кристалл».

Расчеты по диаграммам состояния.

Трехкомпонентные системы. Применение правила фаз Гиббса. Графическое изображение состава. Типы диаграмм состояния.

(ОЛ-1, 2; ДЛ-1, 2, 5, 6, 7; МП-1; ЭП-2, 3) 3. лекции 5 — физико-химическое равновесие (9 час) Растворы (4 час).

Классификация растворов. Межмолекулярное и химическое взаимодействие. Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса – Дюгема.

Теплоты растворения и разбавления. Давление насыщенного пара компонента над раствором. Законы Рауля и Генри. Растворимость газов. Коллигативные свойства.

Идеальные, неидеальные, предельно разбавленные растворы. Экстракция.

Активность. Коэффициент активности. Первое и второе стандартные состояния.

Методы определения активности и коэффициента активности компонентов раствора.

(ОЛ-1, 2; ДЛ-1, 2, 3, 7, 10, 11, 12 ; МП-1, 4, 5, 6; ЭП-2, 3) 4. лекции 7 — Химическое равновесие (5 час).

Термодинамическая теория химического сродства. Химическая переменная.

Закон действующих масс. Стандартная термодинамическая константа равновесия и способы ее расчета. Статистический метод расчета констант равновесия газофазных реакций. Эмпирические константы равновесия, их связь со стандартной термодинамической константой равновесия. Расчет состава равновесной смеси.

Уравнения изотермы, изобары и изохоры химической реакции. Влияние внешних факторов на смещение химического равновесия.

Химическое равновесие в гетерогенных системах.

(ОЛ-1, 2; ДЛ-1, 2,5, 6, 7; МП-1, 4, 5, 6; ЭП-3) 4.2.2. Тематика практических занятий (упражнения) Уравнение Гиббса – Гельмгольца. Методы расчета стандартной энергии Гиббса химических реакций. Системы переменного состава. Химический потенциал. Условия равновесия.

Двухкомпонентные системы. Метод физико-химического анализа.

Применение правила фаз Гиббса. Виды равновесий. Физико-химические основы перегонки растворов. Равновесие «жидкий раствор – кристалл». Расчеты по диаграммам состояния.

Классификация растворов. Межмолекулярное и химическое взаимодействие. Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса – Дюгема.

Теплоты растворения и разбавления. Давление насыщенного пара компонента над раствором. Законы Рауля и Генри. Растворимость газов. Коллигативные свойства.

Классификация растворов. Межмолекулярное и химическое взаимодействие. Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса – Дюгема. Теплоты растворения и разбавления. Давление насыщенного пара компонента над раствором. Законы Рауля и Генри. Растворимость газов.

Коллигативные свойства.

1. Семинар №1. (2 час) Расчет тепловых эффектов реакций с учетом зависимости теплоемкости веществучастников реакции от температуры.

2. Семинар №2. (2 час) Расчет изменения энергии Гиббса реакции по методу приведенных потенциалов и по методу Темкина — Шварцмана.

3. Семинар №3. (2 час) Расчет термодинамических параметров и состава веществ-участников, при химическом равновесии.

4. Семинар №4. (2 час) Расчет термодинамических характеристик растворов и процессов их образования.

Парциальные молярные величины. Разбавленные растворы.

4.2.3. Тематика лабораторных работ МОДУЛЬ 1:

физико-химическое состояние вещества (5 час) (ОЛ-1; ДЛ-10, 11, 12, 13; МП-3; ЭП-1, 2, 3) •Исследование веществ методом электронного парамагнитного резонанса (3 час).

(ОЛ-1; ДЛ-10, 11, 12, 13; МП-3; ЭП-1, 2, 3) •Спектрофотометрическое определение концентрации веществ в растворах (2 час).

(ОЛ-1; ДЛ-10, 11, 12, 13; МП-3; ЭП-1, 2, 3) физико-химическое равновесие (5 час) (ОЛ-1; ДЛ-10, 11, 12, 13; МП-3; ЭП-1, 2, 3) •Изучение двух жидкостей с взаимно ограниченной растворимостью на примере системы «фенол – вода» (5 час).

(ОЛ-1; ДЛ-10, 11, 12, 13; МП-3; ЭП-1, 2, 3) 4.2.4. Самостоятельная работа Самостоятельная работа студента заключается в проработке материала лекций, подготовке к выполнению лабораторных работ.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.