ХН Основы неорганического синтеза

№

Наименование дисциплины

Наименование разделов, тем,

п/п

усвоение которых необходимо студентам

1

Неорганическая химия

Химия элементов

2

Аналитическая химия

Качественные и количественные методы

анализа веществ

3

Физико-химические

методы

Электрохимические, оптические методы

исследования

анализа. Хроматографический анализ.

4

Физическая химия

Химическое равновесие. Фазовые равно-

весия. Диаграммы состояния.

№

Объем в часах

лек

Наименование тем лекций, их содержание

по формам обу-

ции

чения

очная

заочная

1

Основные принципы неорганического синтеза. Равно-

2

2

весные

и генеалогические синтезы. «Псевдоравновес-

ные» синтезы. Реакции в гомогенных условиях (синтез

в газовой, в жидкой и твердой фазах). Реакции в гетеро-

генных системах: кристаллизация из расплава, раство-

ра; реакции газа с жидкостью или жидким раствором;

синтез в условиях перехода газ-твердое-газ; реакции

твердой фазы с жидкостью; взаимодействие твердых

веществ. [1-2]

2

Использование равновесных диаграмм состояния в не-

2

органическом синтезе.

Зависимость фазового состояния физико-химической

системы от параметров ее состояния. Анализ фазовых

превращений в многокомпонентных системах с помо-

щью диаграмм состояния или фазовых диаграмм и его

применение в неорганическом синтезе. Диаграммы со-

стояния двойных равновесных систем. Диаграммы со-

стояния тройных водно-солевых систем. [1-2]

3

Методы синтеза, связанные с замораживанием равнове-

2

сий.

Синтез методом химического осаждения (соконденса-

цией) из газовой фазы, его использование для решения

материаловедческих задач, возможности управления

процессом синтеза. Направленный синтез твердых ве-

ществ заданного состава и строения путем химической

сборки структурных единиц на матрицах (метод моле-

кулярного наслаивания). [3-4]

4

Окислительно-восстановительные процессы в неорга-

2

ническом синтезе.

Синтез

с

использованием

окислительно-

восстановительных процессов в водных растворах.

Окислительно-восстановительные реакции в неводных

растворах, твердой и газовой фазах. Использование

окислительно-восстановительных реакций в промыш-

ленном неорганическом синтезе. [5]

5

Электросинтез.

2

Электрохимическое окисление и восстановление. Элек-

тролизеры. Диафрагмы. Электролиты. Растворители. Рас-

плавы. Электроды. Электрохимический синтез на нерас-

творимых и активных анодах. Электрохимический синтез

на катодах. Электрохимическое инициирование. [5]

6

Методы синтеза, использующие активирующее воздей-

4

2

ствие на реагирующие вещества различных видов энер-

гии.

Фотохимические реакции. Законы фотохимии. Практи-

№

Объем в часах

те-

Наименование тем, их содержание

по формам обу-

мы

чения

очная

заочная

1

Вариантность (степень свободы) равновесной системы.

5

6

Правило фаз Гиббса. Фазовые равновесия. Диффузия в

твердых фазах. [6-7]

2

Фазовые диаграммы простых веществ. Диаграммы со-

5

6

стояния двойных систем эвтектического типа, с образо-

ванием твердых растворов. [6-7]

3

Диаграммы состояния тройных водно-солевых систем.

–

8

4

Синтез методом осаждения (соконденсации) из газовой

–

8

фазы, его использование для решения материаловедче-

ских задач, возможности управления процессом синте-

за. [6-7]

5

Матричный синтез [7-8]

4

5

6

Теория окислительно-восстановительных реакций. Сте-

5

7

хиометрические расчеты по уравнениям окислительно-

восстановительных реакций.

7

Синтез

с

использованием

окислительно-

–

8

восстановительных процессов в водных и неводных

растворах, в твердой и газовой фазах. [7-8]

8

Электрохимическое окисление и восстановление. Стехио-

5

7

метрические расчеты в электрохимическом синтезе. [7-8]

9

Электролизеры. Диаграммы. Электролиты. Растворите-

8

ли. Расплавы. Электроды. Электрохимический синтез

на нерастворимых и активных анодах. Электрохимиче-

ский синтез на катодах. Электрохимическое иницииро-

вание. [9-10]

10

Фотохимические реакции. Фотография. [9-10]

4

5

11

Классификация веществ по степени чистоты. Система

6

7

классификации особо чистых веществ. Экстракционный

метод синтеза, концентрирования, очисти и разделения

веществ. [9-10]

Итого

34

75

2.5 Зачёт

Таблица 4

№

Перечень вопросов к зачету

п/п

1

Равновесные и генеалогические синтезы. «Псевдоравновесные» синтезы.

Стадии получения чистого вещества.

2

Синтез веществ в гомогенных условиях: а) в газовой фазе; б) в жидкой фа-

зе; в) в твердой фазе.

3

Синтез веществ в гетерогенных условиях:

а) кристаллизация из расплава,

б) кристаллизация из раствора,

в) система газ-жидкость,

г) системы газ-твердое тело-газ (транспортные реакции),

д) системы твердая фаза-жидкая фаза,

е) система твердая фаза-твердая фаза.

4

Диаграммы состояния двойных равновесных систем с образованием кон-

груэнтно и инконгруэнтно плавящихся (растворяющихся) химических со-

единений. Методика синтеза по этим диаграммам.

5

Синтез веществ, конгруэнтно растворимых, с использованием состояния

тройных водно-солевых систем:

а) способом изотермического испарения,

б) способом изотермического высаливания.

6

Синтез инконгруэнтно растворимых соединений по диаграмме состояния

тройных водно-солевых систем методом изотермического высаливания.

7

Получение конгруэнтно растворимого кристаллогидрата по диаграмме со-

стояния тройных водно-солевых систем.

8

Синтез методом химического осаждения (соконденсацией) из газовой фа-

зы, его использование для решения материаловедческих задач: изготовле-

ние световодов, композиционных материалов, многослойных защитных

оболочек ядерного топлива в реакторах и т.д.

9

Направленный синтез твердых веществ заданного состава и строения пу-

тем химической сборки структурных единиц на матрицах (методом моле-

кулярного наслаивания).

10

Синтез с использованием окислительно-восстановительных процессов в

водных растворах. Концентрационный эффект. Влияние рН.

11

Синтез с использованием окислительно-восстановительных процессов в

неводных растворах, твердой и газовых фазах.

12

Электрохимический синтез. Достоинства и недостатки электрохимическо-

го способа получения веществ. Электролизеры. Диафрагмы. Электролиты.

Растворители. Расплавы.

13

Электрохимическое окисление и восстановление. Электроды. Электрохи-

мический синтез на нерастворимых и активных анодах, на катодах. Элек-

трохимическое инициирование.

14

Фотохимические реакции. Законы фотохимии. Практическое применение

фотолиза. Люминесценция, ее виды.

15

Радиационно-химические реакции. Наиболее важные процессы осуществ-

ляемые по радиационно-химической технологии.

16

Химические реакции в плазме. Классификация плазмохимических процес-

сов.

17

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез.

18

Классификация веществ по степени чистоты. Методы разделения и очист-

ки в неорганическом синтезе.

19

Химические методы очистки веществ. Перечислите и дайте им краткую

характеристику.

20

Физико-химические методы очистки веществ. Перечислите и дайте им

краткую характеристику.

№

Н а и м е н о в а н и е и с т о ч н и к а

п/п

№

п/п

Н а и м е н о в а н и е и с т о ч н и к а

№

Н а и м е н о в а н и е м е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й

п/п

3.4 Методические указания по самостоятельной работе

Таблица 8

№

п/п

Наименование методических указаний

№

п/п

Н а и м е н о в а н и е н а г л я д н о г о п о с о б и я

1

Таблицы:

1.

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева

2.

Электроотрицательность элементов

3.

Таблица растворимости кислот, оснований, солей

4.

Стандартные электродные потенциалы металлов

2

Плакаты

3

Мультимедийный проектор

4

Тест по оценке остаточных знаний