- •Учебно-методический комплекс дисциплины «физическая химия» для студентов всех форм обучения
- •Содержание
- •1. Цели освоения учебной дисциплины
- •2. Место учебной дисциплины в структуре ооп университета
- •2.1. Из курса «Химия»
- •2.2. Из курса «Физика»
- •2.3.Из курса «Математика»
- •3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины
- •По окончании изучения курса студент должен:
- •4. Структура дисциплины Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Содержание и тематическое планирование дисциплины
- •5. Образовательные технологии
- •6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
- •6.1.Задания и методические указания для выполнения контрольной работы
- •6.1.1. Теоретические сведения
- •1. Первый закон термодинамики для химических процессов
- •Изохорический и изобарический тепловые эффекты
- •Связь между изобарическим и изохорическим тепловыми эффектами
- •Термохимическое уравнение
- •Стандартное состояние
- •Теплота образования химического соединения
- •Расчет стандартного теплового эффекта (стандартной энтальпии) при заданной температуре реакции
- •2. Второй закон термодинамики
- •2.1.Определительное уравнение энтропии
- •2.2 Расчеты изменений энтропии различных систем Изобарический нагрев веществ без фазовых превращений
- •Учет фазовых превращений 1-го рода при расчете энтропии системы
- •Расчет стандартного изменения энтропии () при протекании химической реакции
- •При нагревании от 298к до заданной температуры т
- •3. Основные фрагменты по теме “химическое равновесие. Константа равновесия”
- •Влияние температуры на константу равновесия. Уравнение изобары
- •Расчет химического сродства () в нестандартных условиях. Уравнение изотермы
- •6.1.2. Задания к контрольной работе
- •6.2. Вопросы для подготовки к зачету
- •Поверхностные явления в физико-химических системах
- •Кинетика растекания жидкостей (расплавов. Кинетика химических реакций
- •6.3. Практические работы
- •6.3.1. Практическая работа «первый закон термодинамики» Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Задание 7
- •Задание 8
- •Задание 9
- •Задание 10
- •6.3.2. Практическая работа «Стандартное химическое сродство элементов к кислороду"
- •Контрольные задания
- •6.3.3. Практическая работа «расчет химических равновесий» Задание 1
- •6.3.4. Практическая работа « поверхностные явления
- •6.3.5. Практическая работа «кинетика химических реакций»
- •Задание 5
- •8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
4. Структура дисциплины Объем дисциплины и виды учебной работы
Таблица 1
Вид учебной работы |
Форма обучения | ||
Очная
|
Заочная полный срок
|
Заочная сокращенный срок | |
Общая трудоемкость дисциплины часы (зачетные единицы) |
72 (2) |
72 (2) |
72 (2) |
Аудиторные занятия |
30 |
12 |
12 |
лекции |
16 |
6 |
6 |
практические занятия |
14 |
6 |
6 |
семинарские занятия |
|
|
|
лабораторные работы |
|
|
|
другие виды аудиторных занятий |
|
|
|
Самостоятельная работа |
42 |
60 |
60 |
изучение теоретического курса |
15 |
20 |
20 |
курсовая работа |
|
|
|
домашние задания |
15 |
20 |
20 |
подготовка к экзамену |
12 |
20 |
20 |
Вид промежуточного контроля (семестр) |
Зачет (3-й семестр) |
Зачет (5-й семестр) |
Зачет (4-й семестр) |
Содержание и тематическое планирование дисциплины
Таблица 2
№ п/п |
Разделы учебной дисциплины |
Семестр |
Неделя семестра |
Виды учебной деятельности и трудоемкость (в часах) |
Формы текущего контроля успеваемости*(по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | |||
Лекции |
Практические занятия |
СРС |
Консультации | |||||
|
Термодинамика
|
4 |
1-9 |
12 |
10 |
26 |
Еженед. |
ТЗ-3, ТЗ-5, ТЗ-6, Т3-7, РЗ-8, РЗ-9 |
|
Статистическая механика
|
4 |
10,11, 12 |
4 |
2 |
8 |
Еженед. |
ТЗ-11
|
|
Кинетика химических реакций
|
4 |
13,14 |
4 |
2 |
8 |
Еженед. |
ТЗ-14 |
Итого за семестр |
16 |
14 |
42 |
|
Зачет (3-й семестр) |
*Условные обозначения форм текущего контроля успеваемости:
Выполнение тестовых заданий - ТЗ
Выполнение расчетных заданий – РЗ.
Содержание учебной дисциплины
Термодинамика
Физическая химия как наука. Основные понятия физической химии.
Первый закон термодинамики. Применение первого начала термодинамики для химических реакций. Стандартные значения термодинамических величин. Закон Гесса и его применение для термохимических расчетов. Фазовые превращения 1-го рода и их учет при термохимических расчетах.
Понятие о самопроизвольных и обратимых процессах. Второй закон термодинамики. Термодинамическая вероятность и энтропия. Расчеты изменения энтропии при изобарическом нагреве веществ и в химических равновесиях. Третий закон термодинамики.
Изменение свободной энергии Гиббса – критерий направленности физико-химических процессов и мера химического сродства веществ. Химическое сродство веществ к кислороду – термодинамическая оценка их раскислительной способности.
Нестандартное состояние в термодинамике. Основы теории растворов. Парциальные молярные свойства. Понятие о химическом потенциале. Идеальные и реальные растворы. Закон Рауля. Закон Генри.
Термодинамическая активность компонентов в идеальных и реальных растворах. Коэффициент активности компонента в растворе.
Константа равновесия химической реакции и способы ее выражения и определения. Уравнение изобары химической реакции. Уравнение изотермы химической реакции.
Правило фаз. Общие условия равновесия физико-химических систем.
Статистическая механика
Явление диффузии. Диффузия в твердых телах. Механизм диффузии. Коэффициент диффузии. Диффузия как активационный процесс.
Поверхностные явления. Поверхностное и межфазное натяжение (энергия). Факторы, влияющие на поверхностное и межфазное натяжение. Адсорбция компонентов из газовой фазы и в растворах. Условия смачивания. Краевой угол смачивания. Адгезия и когезия фаз. Механизм и кинетика растекания.
Кинетика химических реакций
Кинетика высокотемпературных химических реакций. Гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость химических реакций. Закон действующих масс. Энергия активации химической реакции.
Кинетика гомогенных реакций. Кинетическая классификация гомогенных реакций. Молекулярность и порядок химической реакции. Скорость гетерогенной химической реакции. Кинетический и диффузионный режимы процесса.