Дубинина Е.С., Джумабаева Г.М.

Физическая химия силикатов

методические указания для практических занятий

Шымкент, 2008

Ф.4.7-008-03

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова

Кафедра ''Технологии силикатов и синтеза минералов''

Дубинина Е.С., Джумабаева Г.М.

Методические указания для практических занятий

по дисциплине

Физическая химия силикатов

для студентов специальности

050720 – Химическая технология неорганических веществ

(специализация: Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов)

Форма обучения: очная

Шымкент, 2008

УДК 666.2548.8

Составители: Дубинина Е.С., Джумабаева Г.М. Методические указания для практических занятий по дисциплине «Физическая химия силикатов». – Шымкент: ЮКГУ им. М.Ауезова, 2008. – 28с.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины «Физическая химия силикатов» и включает все необходимые сведения для выполнения практических работ.

Методические указания предназначены для студентов специальности 050720 – Химическая технология неорганических веществ (специализация: Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов)

В методических указаниях приведены основные сведения по дисциплине: предисловие, общие положения, рекомендуемая литература.

Рецензенты: Таймасов Б.Т., д.т.н., профессор, каф. ТСиСМ

Рассмотрено и рекомендовано к печати заседанием кафедры «Технологии силикатов и синтеза минералов» (протокол № ___ от «___» _________ 200_г.), методическим бюро Технологического института (протокол №___ от «___» __________ 200_г.)

Рекомендовано к изданию Методическим Советом ЮКГУ им.М.Ауезова, протокол № ___ от ''___'' __________200_г.

© Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова, 2008

Предисловие

Дисциплина «Физическая химия силикатов» соответствует стандарту основного высшего образования специальности 050720 – Химическая технология неорганических веществ, специализации – Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов, является одной из основных дисциплин обязательного компонента профилирующих дисциплин, изучаемых всеми студентами данной специальности. Она предусматривает изучение теоретической основы технологии силикатных и других тугоплавких соединений и предшествует более подробному изучению дисциплин специализации.

Содержание курса нацелено на изучение физической химии конденсированного состояния в системах тугоплавких веществ и включает изучение фазовых равновесий и диаграмм состояния, строение веществ и материалов в различных агрегатных состояниях, свойств веществ и материалов в зависимости от химического и фазового составов, строения и внешних воздействий.

Освоение дисциплины невозможно без знаний, полученных студентами при изучении общей неорганической, аналитической, физической химии, поверхностных явлений и дисперсных систем, общей химической технологии.

Дисциплина является профилирующей при изучении общей технологии силикатов, химической технологии керамики и огнеупоров, химической технологии стекла и ситаллов, химической технологии вяжущих материалов, химической технологии технических кристаллов и самоцветов, физико-химические методы исследования цементов, физико-химические методы исследования керамики и стекла, методы исследования технических кристаллов и драгоценных ювелирных камней.

В процессе изучения физической химии силикатов наряду с лекциями и лабораторными занятиями большую роль играют практические занятия.

Целью практических занятий является изучение различных силикатных систем (одно, двух-, трех-компонентных), для получения студентами наиболее полной картины фазового строения изучаемых ими неорганических тугоплавких неметаллических и силикатных материалов, более лучшего усвоения курса «Физической химии силикатов».

Задачи практических занятий - дать студентам знания о фазовых равновесиях в многокомпонентных системах; обучить графическим методам анализа и расчета; научить прогнозировать возможные фазовые превращения, происходящие при термической обработке многокомпонентных смесей; и дать навыки управления технологическими процессами производства силикатных материалов.

В связи с интенсивным развитием технологии новых материалов для микроэлектроники, техники высоких температур, нанотехнологий, созданием новых видов преобразовательной энергии, материалов для атомной энергетики, а также для усовершенствования широко применяющихся материалов – цементов, стекол, огнеупоров, керамики и т.д. – требуется разработка все более широкого круга физико-химических систем. Для этого необходимо знать раннее разработанные и составленные диаграммы состояния силикатных систем. И соответственно уметь их читать, решать задачи с применением правила фаз Гиббса, по нахождению составов масс, фазовых равновесий; задачи по кинетике реакции в твердом состоянии, в жидком состоянии; уметь вести расчет различных коэффициентов, знать правила определения путей кристаллизации различных расплавов и путей плавления веществ; уметь определять количественный и качественный составы фаз и т.д.

Овладение студентом данных навыков и умений выявляется через умение студентом применять полученные теоретические знания на практике при решении поставленных задач.

Приведенные в данных методических указаниях задачи практически полностью отражают все многообразие силикатных систем.

Данные методические указания могут использоваться и для проведения аудиторных практических занятий и при выполнении студентами домашних заданий, и при выполнении самостоятельных работ над усвоением курса «Физической химии силикатов»

Порядок проведения традиционного практического занятия и распределение времени. 1 пара- 80 мин.

1. Регистрация посещаемости студентов 2 мин

2. Разбор темы занятия, содержания занятия 5 мин

3. Методика проведения практического занятия 10 мин

4. Выдача задания каждому студенту 3 мин

5. Самостоятельная работа студентов (выполнение работы) 30 мин

6. Требования к оформлению практического занятия 5 мин

7. Подготовка к защите практической работы 10 мин

8. Защита практической работы 15 мин

Итого 80 мин

Критерии контроля знаний студентов при выполнении практического(семинарского) занятия:

№	Наименование показателя	Баллы Макс./миним.
1 2 3 4	Готовность студента к занятию: а) наличие оформленной практической работы б) правильность решения практической задачи в) наличие творческого начала при написании выводов к решению практической задачи г) уровень знаний теоретического материала по теме практического занятия и владение практических навыков (знание формул и т.д.)	0,5/0,25 0,5/0,25 0,5/0,25 0,5/0,25
	Всего баллов по ГКЗ за 1 практическое занятие	2/1

Тематики практических занятий:

Модуль 1. Однокомпонентные системы

1. Решение задач по диаграммам состояния однокомпонентных систем: определение числа фаз, степеней свободы.

Модуль 2. Двухкомпонентные системы

2. Решение практических задач по двухкомпонентным диаграммам состояния: определение фазового состава и количественного содержания фаз в системах силикатных и других тугоплавких материалов.

3. Определение путей кристаллизации в двухкомпонентных системах

4. Определение фазовых изменений в двухкомпонентных системах при изменении температуры с помощью диаграмм состояния

Модуль 3. Трехкомпонентные системы

5. Решение практических задач по трехкомпонентным диаграммам состояния: определение фазового состава и количественного содержания фаз в системах силикатных и других тугоплавких материалов (3ч)-

6. Определение путей кристаллизации в трехкомпонентных системах.-

7. Определение температур спекания и плавления в трехкомпонентных смесях