Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Программа Биоэкология.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
17.11.2019
Размер:
362.5 Кб
Скачать
  1. Место дисциплины в структуре ооп бакалавриата

Дисциплина «Физическая и коллоидная химия» является дисциплиной вариативной части математического естественнонаучного цикла.

Дисциплина «Физическая и коллоидная химия» занимает важное место в системе подготовки специалиста-биоэколога, способного решать задачи, связанные с выбором метода анализа в конкретной ситуации и умением его применить. Изучение данной дисциплины призвано подготовить студента биоэколога работать с основными типами приборов, используемых в анализе, оформлять протоколы анализов, самостоятельно работать с учебной и справочной литературой, осуществлять организацию научно-исследовательской деятельности. Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин профильного цикла: «Биофизика»,»Общая экология»,»Введение в биотехнологию»,»Методов биохимических исследований»,»Спектральных методов исследования биохимии»,»Биохимии питания», дисциплин по выбору вариативной части математического естественнонаучного цикла :»Нанобиотехнологии»,»Радиобиологии»,»Методы оценки состояния окружающей среды»

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Биоэкология»

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению:

Коды

компетенции

Наименование компетенции

Структурные элементы компетенции

(в результате освоения дисциплины обучающийся должен знать, уметь, владеть)

1

2

3

ОК-6

Использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания из области математики и естественных наук, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.

Знать: теоретические основы физической химии, основные законы химической термодинамики и кинетики, электрохимии

Уметь: характеризовать строение, физические и химические свойства веществ на основе законов химической термодинамики, кинетики, работать с лабораторным оборудованием по физической и коллоидной химии: pH-метры, СФ,,КФК и тд.

Владеть: экспериментальными учениями , навыками развития познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, развития логики и физико-химического мышления; воспитания чувства ответственности за применение полученных знаний, умениями и навыками работы с приборами: pH-метры, СФ , КФК и тд., методикой проведения экспериментальных исследований.

4. Структура и содержание дисциплины «Физическая и коллоидная химия»

4.1. Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа.

п/п

Наименование

разделов и тем

дисциплины

Семестр

Недели семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

Аудиторная работа

Самостоятельная

работа

Всего

Лекция

Практические занятия

Лабораторные занятия

Всего

Подготовка к аудиторным

занятиям

Реферат

Мини-проект

Подготовка к экзамену

Собеседование

Отчёт по лаборатор. работе

Коллоквиум

Тест

Контрольная работа

Реферат

Мини-проект

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

1.

Инструктаж по Т/Б. Газовые законы. Л.р.№1 «Определение молярной массы углекислого газа измерением его объема в газообразном состоянии».

2

1

4

2

2

1

1

1

2.

Первый закон термодинамики. Л.р. № 2 «Опрелделение теплоты нейтрализации»

2

2

4

2

2

1

2

2

3.

Термохимия. Л.р.№ 3 «Определение удельной интегральной теплоты растворения соли»

2

3

4

2

2

1

3

3

4.

Второй закон термодинамики. Л.р. № 4 «Химическое равновесие. Направленность химических реакций»

2

4

4

2

2

1

4

4

5.

Термодинамический и химический потенциалы. Л.р. № 5 «Определение теплоты нейтрализации»

2

5

4

2

2

1

2

5

5

5

6.

Химическое равновесие. Л.р. № 6 «Гидролиз сложных эфиров в присутствии кислоты»

2

6

4

2

2

1

2

6

6

7.

Смещение химического равновесия. Контрольная работа № 1

2

7

4

2

2

1

2

7

7

7

8.

Фазовые равновесия. Л.р.№ 8 «Изучение кристаллизации веществ из растворов при низких температурах».

2

8

4

2

2

1

2

8

8

9.

Растворы неэлектролитов. Л.р.№9 «Определение растворимости труднорастворимых веществ по электрической проводимости их растворов»

2

9

4

2

2

1

2

9

9

9

10.

Растворы электролитов. Электропроводность растворов электролитов. Л.р. №10 «Измерение электропроводности растворов электролитов».

2

10

4

2

2

1

10

10

10

11.

Равновесные электродные процессы. Л.р. №11 «Определение молярной массы эквивалента меди электролизом раствора сульфата меди»

2

11

4

2

2

1

11

11

12.

Поверхностные явления. Адсорбция. Контрольная работа № 2 Л.р. №12 «Определение зависимости поверхностного натяжения жидкости от температуры»

2

12

4

2

2

1

12

12

12

13.

Кинетика необратимых гомогенных реакций. Л.р.№13 «Изучение скорости инверсии сахара»

2

13

4

2

2

1

13

13

13

14.

Кинетика сложных реакций. Л.р.№14 «Гидролиз сложных эфиров в присутствии кислоты»

2

14

4

2

2

1

2

14

14

15.

Теории химической кинетики. Л.р.№15 «Фотометрическое изучение кинетики разложения комплексного иона триоксалата марганца» Контрольная работа №3

2

15

4

2

2

1

15

15

15

16.

Кинетика цепных, фотохимических и гетерогенных реакций. Л.р.№16 «Фотохимические реакции комплексных соединений»

2

16

4

2

2

1

2

16

16

16

17.

Теория молекулярных столкновений. Теория активированного комплекса. Л.р.№17 «Разложение H2O2»

2

17

4

2

2

1

2

17

17

17

18.

Катализ. Кинетика ферментативных реакций.

2

18

4

2

2

1

2

18

18

72

36

36

18

4

6

8

Промежуточная аттестация

Форма

Семестр

Экзамен

3

4.2. Содержание дисциплины

4.1. Введение

Предмет и задачи физической химии, ее место в естествознании. Основные этапы развития и современное состояние физической химии. Содержание курса физической химии. Роль физической химии в биотехнологии.

4.2. Краткая характеристика газов

Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Смесь идеальных газов. Некоторые сведения из кинетической теории газов «для идеальных газов». Законы распределения молекул по энергиям и скоростям. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Уравнение с вириальными коэффициентами.

4.3. Основы химической термодинамики

Предмет термодинамики. Термодинамические системы и их классификации. Термодинамические свойства (параметры). Интенсивные и экстенсивные параметры. Обобщенные координаты и обобщенные силы. Термодинамический процесс.

Термическое равновесие системы. Закон транзитивности теплового равновесия. (Нулевой закон термодинамики). Температура. Температурные шкалы.

Внутренняя энергия. Теплота и работа как формы передачи энергии.

Первый закон термодинамики. Функция состояния. Обмен энергии в форме работы. Работа различного рода. Работа расширения идеального газа. Равновесные, обратимые и неравновесные процессы. Максимальная работа. Процессы при постоянной температуре, объеме, и давлении. Энтальпия. Адиабатный процесс.

Обмен энергии в форме теплоты. Теплоемкость и ее зависимость от температуры. Теория теплоемкости газов и твердых веществ.

Иллюстрации значения первого закона термодинамики для изучения биологических процессов.

Тепловые эффекты химических реакций. Понятие о тепловом эффекте. Стандартные состояния и стандартные теплоты химических реакций. Закон Гесса и его следствия. Термохимические уравнения. Теплоты образования, сгорания, растворения. Зависимость теплового эффекта химических реакций от температуры. Уравнения Кирхгофа. Энергии химических связей.

Второй закон термодинамики и его различные формулировки. Энтропия. Процессы равновесные и неравновесные. Теорема Карно-Клаузиуса и максимальный коэффициент полезного действия. Температура как интегрирующий множитель. Уравнение второго закона термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Некомпенсированная теплота Клаузиуса и работа, потерянная в необратимом процессе. Изменение энтропии как критерий возможности самопроизвольного протекания процесса в изолированной системе. Изменение энтропии при химической реакции и фазовых переходах.

Постулат Планка. Вычисление абсолютного значения энтропии. Энтропия и вероятность. Статистическая интерпретация. Уравнение Больцмана.

Термодинамические потенциалы Гиббса и Гельмгольца. Физически смысл энергии Гиббса и Гельмгольца. Стандартные условия термодинамических величин. Условия самопроизвольного протекания процессов.

Характеристические функции и их свойства. Уравнения Гиббса-Гельмгольца. Соотношения Максвелла и их использование для различных термодинамических расчетов.

Изменение термодинамических функций в открытых системах. Химический потенциал. Летучесть реальных газов.