1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Приобретение знаний и навыков в области физической и коллоидной химии для использования в профессиональной деятельности |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.04.01 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ОПК-1 | Способен изучать, анализировать, использовать биологические объекты и процессы, основываясь на законах и закономерностях математических, физических, химических и биологических наук и их взаимосвязях |
| ОПК-1.1 | Знает основные математические, физические, химические, биологические законы и закономерности применительно к биообъектам и процессам |
| ОПК-1.2 | Умеет применять известные биотехнологические технологии получения биологически-активных веществ и клеточных культур в лабораторных условиях с учетом реально существующих биологических объектов |
| ОПК-1.3 | Владеет методами математического анализа и моделирования биотехнологических процессов, основываясь на химических и биологических законах определять границы применимости полученных результатов |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Знает основные математические, физические, химические, биологические законы и закономерности применительно к биообъектам и процессам. закономерностях математических, физических, химических и биологических наук и их взаимосвязях |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Умеет применять известные биотехнологические технологии получения биологически-активных веществ и клеточных культур в лабораторных условиях с учетом реально существующих биологических объектов. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Владеет методами математического анализа и моделирования биотехнологических процессов, основываясь на химических и биологических законах. |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Основы термодинамики | ||||||
| 1.1. | Предмет физической химии. Место физической химии в ряду естественных наук. Основные понятия термодинамики: система, типы систем (изолированные, открытые, закрытые), термодинамическое состояние, термодинамический процесс, типы процессов. Первый закон термодинамики – формулировки и аналитическое выражение. Внутренняя энергия как функция состояния. Работа расширения идеального газа в основных термодинамических процессах. Термохимия. Тепловые эффекты химических процессов. Теплоты образования и сгорания веществ; теплота растворения. Закон Гесса и его следствия. | Лекции | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 | |
| 1.2. | Предмет физической химии. Место физической химии в ряду естественных наук. Основные понятия термодинамики: система, типы систем (изолированные, открытые, закрытые), термодинамическое состояние, термодинамический процесс, типы процессов. Первый закон термодинамики – формулировки и аналитическое выражение. Внутренняя энергия как функция состояния. Работа расширения идеального газа в основных термодинамических процессах. Термохимия. Тепловые эффекты химических процессов. Теплоты образования и сгорания веществ; теплота растворения. Закон Гесса и его следствия. Закон Кирхгофа | Сам. работа | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 1.3. | Подготовка к семинару по теме «Первый закон термодинамики. Вычисление работы и теплоты при различных процессах. Термохимия: законы Гесса и Кирхгофа.» | Консультации | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 1.4. | Первый закон термодинамики. Вычисление работы и теплоты при различных процессах. Термохимия: законы Гесса и Кирхгофа | Практические | 4 | 1 | Л1.1, Л3.1 | |
| 1.5. | Второй закон термодинамики, его формулировки. Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии как критерий направленности самопроизвольного процесса в изолированных системах. Термодинамические потенциалы: свободная энергия Гиббса, свободная энергия Гельмгольца. Изменение термодинамических потенциалов как критерий направленности процесса в закрытых системах. Химическое равновесие. Закон действующих масс. Константа равновесия и способы ее выражения. Применение закона действующих масс к гетерогенным системам. Смещение равновесия при изменении концентрации, давления и температуры. Принцип Ле Шателье-Брауна. Уравнение изобары и изохоры химической реакции | Лекции | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 1.6. | Второй закон термодинамики, его формулировки. Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии как критерий направленности самопроизвольного процесса в изолированных системах. Термодинамические потенциалы: свободная энергия Гиббса, свободная энергия Гельмгольца. Изменение термодинамических потенциалов как критерий направленности процесса в закрытых системах. Химическое равновесие. Закон действующих масс. Константа равновесия и способы ее выражения. Применение закона действующих масс к гетерогенным системам. Смещение равновесия при изменении концентрации, давления и температуры. Принцип Ле Шателье-Брауна. Уравнение изобары и изохоры химической реакции | Консультации | 4 | 4 | Л1.1, Л2.1 | |
| 1.7. | Подготовка к лабораторной работе по теме «Определение теплоты растворения неорганических солей» | Сам. работа | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 1.8. | Определение теплоты растворения неорганических солей | Лабораторные | 4 | 4 | Л1.1, Л3.1 | |
| 1.9. | Оформление отчета по лабораторной работе по теме «Определение теплоты растворения неорганических солей» | Сам. работа | 4 | 1 | Л3.1 | |
| 1.10. | Подготовка к семинару по теме «Второй закон термодинамики. Вычисление энтропии. Термодинамические потенциалы | Сам. работа | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 | |
| 1.11. | Второй закон термодинамики. Вычисление энтропии. Термодинамические потенциалы» | Практические | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 1.12. | Подготовка к семинару по теме «Химическое равновесие: вычисление константы равновесия, выхода реакции; уравнение изотермы и изобары реакции» | Консультации | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 1.13. | Химическое равновесие: вычисление константы равновесия, выхода реакции; уравнение изотермы и изобары реакции | Практические | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| Раздел 2. Термодинамическая теория растворов | ||||||
| 2.1. | Определение понятия «раствор». Способы выражения концентрации растворов. Природа процесса растворения, процессы сольватации и гидратации. Образование растворов; растворимость. Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри – Дальтона. 1-й закон Рауля. Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля. Идеальные и неидеальные растворы. Состав и давление насыщенного пара над раствором. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов нелетучих веществ (2-й закон Рауля). Осмотическое давление растворов. Принцип Вант-Гоффа. Изотонические, гипотонические и гипертонические растворы | Лекции | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 2.2. | Определение понятия «раствор». Способы выражения концентрации растворов. Природа процесса растворения, процессы сольватации и гидратации. Образование растворов; растворимость. Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри – Дальтона. 1-й закон Рауля. Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля. Идеальные и неидеальные растворы. Состав и давление насыщенного пара над раствором. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов нелетучих веществ (2-й закон Рауля). Осмотическое давление растворов. Принцип Вант-Гоффа. Изотонические, гипотонические и гипертонические растворы. | Сам. работа | 4 | 4 | Л1.1, Л2.1 | |
| 2.3. | Подготовка к семинару по теме «Термодинамические свойства растворов» | Сам. работа | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 2.4. | Термодинамические свойства растворов | Практические | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| Раздел 3. Химическая кинетика и катализ | ||||||
| 3.1. | Скорость химической реакции. Основной постулат химической кинетики. Константа скорости химической реакции. Кинетическое уравнение. Молекулярность и порядок реакции. Односторонние реакции нулевого, первого и второго порядков. Период полупревращения. Методы определения порядка реакции. Элементарные моно-, би- и тримолекулярные реакции | Лекции | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 3.2. | Скорость химической реакции. Основной постулат химической кинетики. Константа скорости химической реакции. Кинетическое уравнение. Молекулярность и порядок реакции. Односторонние реакции нулевого, первого и второго порядков. Период полупревращения. Методы определения порядка реакции. Элементарные моно-, би- и тримолекулярные реакции | Сам. работа | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 3.3. | Подготовка к семинару по теме «Понятия химической кинетики. Определение порядка и константы скорости реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций» | Сам. работа | 4 | 1 | Л1.1 | |
| 3.4. | Понятия химической кинетики. Определение порядка и константы скорости реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций | Практические | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1, Л3.1 | |
| 3.5. | Подготовка к лабораторной работе по теме «Определение константы скорости и энергии активации реакции омыления ацетоуксусного эфира» | Консультации | 4 | 2 | Л1.1, Л3.1 | |
| 3.6. | Определение константы скорости и энергии активации реакции омыления ацетоуксусного эфира | Лабораторные | 4 | 4 | Л3.1 | |
| 3.7. | Понятие катализа и катализатора. Классификация каталитических процессов. Механизм гомогенного и гетерогенного катализа. Ферментативный катализ | Лекции | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 3.8. | Понятие катализа и катализатора. Классификация каталитических процессов. Механизм гомогенного и гетерогенного катализа. Ферментативный катализ | Консультации | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| Раздел 4. Электрохимия | ||||||
| 4.1. | Электролиты. Гипотеза Аррениуса и современная теория электролитической диссоциации. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Равновесие в растворах электролитов. Константа диссоциации слабых электролитов. Закон разведения Оствальда. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа и степень диссоциации. Основные положения теории сильных электролитов. Возникновение потенциала на границе электрод-раствор. Двойной электрический слой, его строение. Электродный потенциал. Уравнение Нернста. Стандартные электродные потенциалы. Гальванический элемент. Электродвижущая сила гальванического элемента. Электроды сравнения и определение электродных потенциалов. Индикаторные электроды; потенциометрическое определение рН растворов | Лекции | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 4.2. | Электролиты. Гипотеза Аррениуса и современная теория электролитической диссоциации. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Равновесие в растворах электролитов. Константа диссоциации слабых электролитов. Закон разведения Оствальда. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа и степень диссоциации. Основные положения теории сильных электролитов. Возникновение потенциала на границе электрод-раствор. Двойной электрический слой, его строение. Электродный потенциал. Уравнение Нернста. Стандартные электродные потенциалы. Гальванический элемент. Электродвижущая сила гальванического элемента. Электроды сравнения и определение электродных потенциалов. Индикаторные электроды; потенциометрическое определение рН растворов | Консультации | 4 | 4 | Л1.1, Л2.1 | |
| 4.3. | Определение стандартного потенциала ферри – ферро электрода | Лабораторные | 4 | 2 | Л3.1 | |
| Раздел 5. Введение. Основные признаки коллоидного состояния. Классификация дисперсных систем. | ||||||
| 5.1. | Основные понятия коллоидной химии, объекты и цели изучения. Взаимосвязь коллоидной химии с другими химическими дисциплинами, с физикой, биологией, геологией, медициной. Классификация дисперсных систем Способы получения и очистки дисперсных систем | Лекции | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 5.2. | Основные понятия коллоидной химии, объекты и цели изучения. Взаимосвязь коллоидной химии с другими химическими дисциплинами, с физикой, биологией, геологией, медициной. Классификация дисперсных систем Способы получения и очистки дисперсных систем | Консультации | 4 | 8 | Л1.1, Л2.1 | |
| 5.3. | Подготовка к семинару по теме «Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем» | Консультации | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 5.4. | Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем | Практические | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 5.5. | Подготовка к лабораторной работе по теме «Получение коллоидных растворов. Диализ. Коагуляция» | Консультации | 4 | 2 | Л3.1 | |
| 5.6. | Получение коллоидных растворов. Диализ. Коагуляция | Лабораторные | 4 | 2 | Л3.1 | |
| 5.7. | Оформление отчета по лабораторной работе по теме «Получение коллоидных растворов. Диализ. Коагуляция» | Консультации | 4 | 2 | Л3.1 | |
| Раздел 6. Термодинамика поверхностных явлений | ||||||
| 6.1. | Поверхностное натяжение, силовая и энергетическая трактовки Адсорбция на поверхности раздела фаз. Термодинамика процесса адсорбции. Уравнение адсорбции Гиббса. Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ. Уравнение Шишковского. Поверхностная активность. Адсорбция ПАВ из растворов на поверхности твердых тел. Правило уравнивания полярностей Ребиндера | Лекции | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 6.2. | Поверхностное натяжение, силовая и энергетическая трактовки Адсорбция на поверхности раздела фаз. Термодинамика процесса адсорбции. Уравнение адсорбции Гиббса. Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ. Уравнение Шишковского. Поверхностная активность. Адсорбция ПАВ из растворов на поверхности твердых тел. Правило уравнивания полярностей Ребиндера | Сам. работа | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 6.3. | Отработка методики определения поверхностного натяжения | Лабораторные | 4 | 2 | Л3.1 | |
| 6.4. | Изучение адсорбции уксусной кислоты на поверхности активированного угля | Лабораторные | 4 | 4 | Л3.1 | |
| Раздел 7. Электроповерхностные явления | ||||||
| 7.1. | Двойной электрический слой (ДЭС). Причины образования ДЭС. Электроповерхностные явления в дисперсных системах. Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос, потенциалы течения и оседания. Электрокинетический потенциал; граница скольжения. Методы определения электрокинетического потенциала. Практические приложения электрокинетических явлений. Строение мицеллы гидрофобного золя | Лекции | 4 | 2 | Л1.1, Л2.1 | |
| 7.2. | Двойной электрический слой (ДЭС). Причины образования ДЭС. Электроповерхностные явления в дисперсных системах. Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос, потенциалы течения и оседания. Электрокинетический потенциал; граница скольжения. Методы определения электрокинетического потенциала. Практические приложения электрокинетических явлений. Строение мицеллы гидрофобного золя | Консультации | 4 | 8 | Л1.1, Л2.1 | |
| 7.3. | Подготовка к лабораторной работе по теме «Электрофорез золя гидроксида железа» | Сам. работа | 4 | 1 | Л1.1, Л2.1 | |
| 7.4. | Электрофорез золя гидроксида железа | Лабораторные | 4 | 4 | ||
| 7.5. | Оформление отчета по лабораторной работе по теме «Электрофорез золя гидроксида железа» | Консультации | 4 | 4 | Л3.1 | |
| Раздел 8. Устойчивость дисперсных систем. Коагуляция гидрофобных золей | ||||||
| 8.1. | Устойчивость дисперсных систем, ее виды. Факторы агрегативной устойчивости. Коагуляция золей электролитами. Порог коагуляции, зависимость критической концентрации электролита от размера и заряда коагулирующего иона (правило Шульце-Гарди) | Консультации | 4 | 8 | Л1.1, Л2.1 | |
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по разделами, темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн курсе на образовательном портале "Цифровой университет АлтГУ" https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1255 ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ОПК-1: Способен изучать, анализировать, использовать биологические объекты и процессы, основываясь на законах и закономерностях математических, физических, химических и биологических наук и их взаимосвязях Оценочные материалы для текущего контроля по разделами, темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн курсе на образовательном портале "Цифровой университет АлтГУ" https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1255 ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. Термодинамическая система называется открытой, если она: а) обменивается с окружающей средой веществом и энергией; б) обменивается с окружающей средой энергией; в) не обменивается с окружающей средой веществом и энергией. Ответ: а 2. Работа является: а) неупорядоченной формой передачи энергии; б) упорядоченной формой передачи энергии; в)термодинамическим свойством системы. Ответ: б 3. Условием равновесия в закрытой системе при Р,Т = const является: а) ΔG<0; б) ΔG>0; в) ΔG=0; г) dG<0; д) dG=0. Ответ: а 4. Константа равновесия химической реакции Кр = РСО2 для реакций: а) 2 СО2 ↔ О2 +2 СO; б) MgCO3(т) ↔ MgO(т) + СО2(г); Ответ: б 5. Отношение числа моль компонента к общему числу моль раствора называется: а) массовой долей; б) молярной долей; в) молярной концентрацией; г) моляльностью. Ответ: б 6. Правило Вант-Гоффа: а) при повышении температуры на каждые 100°С при постоянном давлении константа скорости химической реакции увеличивается в 2 – 4 раза; б) при повышении температуры на каждые 10°С при постоянном давлении константа скорости химической реакции увеличивается в 2 – 4 раза; в) при понижении температуры на каждые 10°С при постоянном давлении константа скорости химической реакции уменьшается в 2 – 4 раза; г) при понижении температуры на каждые 10°С при постоянном давлении константа скорости химической реакции увеличивается в 5 – 6 раз. Ответ: б 7. Энергия активации химической реакции – это: а) минимальный избыток энергии, необходимый для активации молекул; б) энергия, затрачиваемая на превращение половины взятого вещества; в) энергия, необходимая для осуществления химической реакции; г) энергия, затрачиваемая на прекращение химической реакции. Ответ: а 8. Какая из предложенных схем характеризует последовательную реакцию: а) А → В; г) А ↔ В. в) А → В → С; Ответ: в 9. Что является движущей силой в таком способе очистки дисперсных систем, как диализ? а) разность давлений; б) разность концентраций; в) разность температур; г) разность потенциалов. Ответ: б 10. Что является причиной броуновского движения частиц? а) разность концентраций частиц в различных частях системы; б) тепловое движение частиц; в) тепловое движение молекул среды, в которой находятся частицы; г) механическое перемешивание. Ответ: в 11 Для поверхностно-инактивных веществ величина адсорбции Г, рассчитанная по уравнению Гиббса: а) Г>0; б) Г<0; в) Г = 0. Ответ: б 12. К какому из нижеперечисленных типов относится дисперсная система, содержащая частицы размером r = 700 нм? а) грубодисперсная; б) микрогетерогенная; в) ультрамикрогетерогенная; г) истинный раствор. Ответ: б 13. К какому типу по агрегатному состоянию среды и фазы относят такую дисперсную систему, как эмульсия? а) т/г; б) т/ж; в) г/ж; г) ж/ж. Ответ: г 14. Какая дисперсная система называется гидрофильной? а) термодинамически устойчивая, самопроизвольно образующаяся дисперсная система, в которой дисперсная фаза и дисперсионная среда хорошо взаимодействуют друг с другом; б) термодинамически неустойчивая, самопроизвольно не образующаяся дисперсная система, в которой дисперсная фаза и дисперсионная среда слабо взаимодействуют друг с другом; в) дисперсная система, в которой частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом и способны свободно передвигаться друг относительно друга; г) дисперсная система, в которой частицы дисперсной фазы связаны друг с другом и не способны свободно передвигаться друг относительно друга. Ответ: а 15. С увеличением концентрации растворенного вещества температура кристаллизации раствора: а) не меняется; б) растет пропорционально квадрату концентрации; в) понижается. Ответ: в ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА 16. Кипение жидкости наступает, когда давление насыщенного пара над жидкостью: Ответ: достигает атмосферного давления; 17. Химическая кинетика изучает: Ответ: механизм и закономерности протекания во времени химических реакций; 18. Скорость химической реакции – это: Ответ: изменение количества вещества в единицу времени в единице объема; 19. От каких факторов зависит константа скорости химической реакции? Ответ: природы реагирующих веществ, температуры, при которой протекает реакция. присутствия катализатора 20. Чему равен порядок реакции А + 2В = 2С , если она протекает в одну стадию: Ответ: 3 21.Осмос – это… Ответ: Самопроизвольное проникновение молекул растворителя из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией через полупроницаемую мембрану. 22. В каких пределах изменяется степень диссоциации электролита: Ответ: 0 < a < 1; 23. Верно ли утверждение : "В предельно разбавленном растворе растворитель подчиняется законам идеальных растворов" Ответ: верно. 24. Потенциал стандартного водородного электрода равен: Ответ: 0 В. 25. ЭДС гальванического элемента равна: Ответ: разности электродных потенциалов; 26. Седиментация – это… Ответ: Оседание частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести. 27. Какая часть спектра видимого света рассеивается в максимальной степени? Ответ: сине-фиолетовая. 28. Закончите формулировку правила Ребиндера: чем больше разность полярностей фаз, тем: Ответ: больше поверхностное натяжение на их границе раздела. 29. Электрофорез – это… Ответ: явление движения частиц дисперсной фазы в неподвижной дисперсионной среде при наложении разности потенциалов. 30. Седиментационная устойчивость – это… Ответ: устойчивость золя к оседанию частиц. 31. Агрегативная устойчивость – это… Ответ: устойчивость золя к укрупнению частиц. 32. Электроосмосом называется... Ответ: явление движения дисперсионной среды в неподвижной дисперсной фазе при наложении разности потенциалов 33. Порог коагуляции – это… Ответ: минимальная концентрация электролита, при достижении которой начинается коагуляция 34. До какого значения снижается электрокинетический потенциал в момент начала коагуляции? Ответ: 0,03 В; 35. Скорость коагуляции – это… Ответ: минимальная концентрация электролита, при достижении которой начинается коагуляция; 36. Для сахарозы величина ее адсорбции на границе раздела раствор-воздух равна: Ответ: 0 КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом: «зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий; |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| находятся в приложении ФОС |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра зачета (для обучающихся, не получивших зачет по результатам текущей успеваемости) по всему изученному курсу. Зачет проводится в устной форме по билетам. В билет входит 2 вопроса: 1 вопрос теоретического характера и 1 вопрос практико-ориентированного характера. ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА 1. Первый закон термодинамики. Основные понятия. Температура. Внутренняя энергия, работа, теплота. Формулировка I закона термодинамики и применение его к различным процессам. Закон Гесса. 2. Что понимается под термодинамической системой? Дайте определение изолированной, закрытой и открытой термодинамических систем. 3. Что понимается под внутренней энергией системы, теплотой и работой? Являются ли они функциями состояния? 4. Какие формулировки первого начала термодинамики вам известны? 5. Что понимается под вечным двигателем первого рода? 6. Какие величины называются параметрами состояния? Перечислите основные параметры состояния. 7. Какие величины называются функциями состояния? Перечислите основные функции состояния, их свойства. 8. Вычисление работы в различных процессах (изохорном, изобарном, изотермическом, адиабатном). 9. Сформулируйте закон Гесса. При каких условиях он соблюдается? Термодинамическое обоснование закона Гесса. 10. Что такое стандартные теплоты образования, сгорания? Как вычислить тепловой эффект реакции по стандартным теплотам образования и сгорания? Чему равна теплота образования простого вещества? Как связаны между собой теплоты образования и разложения веществ? 11. Какова связь между изохорным и изобарным тепловыми эффектами химической реакции? 12 Электрокинетические свойства дисперсных систем. Коагуляция гидрофобных коллоидов 13. Строение мицеллы гидрофобного золя на примере золя PbS. Изоэлектрическое состояние. 14. Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос, потенциалы течения и оседания. 15. Электрокинетический потенциал, его вычисление из электрофоретических и электроосмотических данных. 16. Коагуляция гидрофобных золей золей электролитами, правила коагуляции. 17. Скорость коагуляции. Быстрая и медленная коагуляция. Теория быстрой коагуляции Смолуховского. ВОПРОСЫ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ХАРАКТЕРА 1.Вычислить скорость электрофореза коллоидных частиц берлинской лазури в воде, если ζ-потенциал равен 58 мВ, Е=500 В/м; вязкость среды =110-3 Пас; =81. 2. Вычислить ζ–потенциал на границе кварц-водный раствор КС1, если в процессе электроосмоса получены следующие данные: сила тока I=2·10-3А, время переноса 1·10-8 м3 раствора равно 11 с; удельная электропроводность среды κ =6,2·10-2 Ом-1м-1; =110-3Пас; =81. 3. Под каким давлением должен продавливаться раствор хлорида калия через керамическую диафрагму, чтобы потенциал течения Uтеч составил 410-3В; =3010-3В; κ=1,310-2Ом-1м-1; =1,5; =81; =110-3Пас. 4. Рассчитать потенциал седиментации частиц оксида алюминия в водном растворе хлорида калия по следующим данным: =0,1; =81; =5010-3 В; —0=3103 кг/м3; =110-3Пас; κ=110-2 Ом-1м-1. 5. Порог коагуляции гидрозоля металлического золота, вызывае¬мой NaCl, равен 24 ммоль/л, a K2S04 - 11,5 ммоль/л. Используя пра¬вила Шульце - Гарди и Дерягина - Ландау, определите знак заряда золя и рассчитайте порог коагуляции для, следующих электролитов; СаСl2 , MgS04, Аl2(S04)3, АlСI3, Th(NO3)4. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом: «зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий; |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОСфизкол.хим.(19.03.01)биотехнология2022.docx
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Логинова О.Н. | Физическая и коллоидная химия: | Барнаул, Изд-во АлтГУ, 2011 | |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Евстратова К.И. | Физическая и коллоидная химия: | Высшая школа, 1990 | |
| 6.1.3. Дополнительные источники | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л3.1 | Стась И.Е., Штоббе И.А. | Физическая и коллоидная химия: | Барнаул, изд-во АлтГУ, 2015 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Вопросы для самоподготовки по курсу "Коллоидная химия" : [метод. указания] / АлтГУ, Хим. фак., Каф. физ. и коллоидной химии ; [авт.-сост. И. Е. Стась, И. А. Штоббе]. - Барнаул : Изд-во АлтГУ, 2014. - 29 с. | elibrary.asu.ru | ||
| Э2 | Коллоидная химия : учебное пособие / Н. Францева, Е. Романенко, Ю. Безгина, Е. Волосова ; Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, ФГБОУ ВПО «Ставоропольский государственный аграрный университет». - Ставрополь : Параграф, 2012. - 52 с. | //biblioclub.ru/index.php?page=book&id=277427 | ||
| Э3 | Макаров, А.Г. Теоретические и практические основы физической химии : учебное пособие / А.Г. Макаров, М.О. Сагида, Д.А. Раздобреев ; Министерство образования и науки Российской Федерации. - Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2015. - 172 с. | //biblioclub.ru/index.php?page=book&id=364840 | ||
| Э4 | Зуев, А.Ю. Физическая химия. Практикум : учебное пособие / А.Ю. Зуев, В.А. Черепанов, Д.С. Цветков ; под ред. А.Ю. Зуева. - Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2012. - 124 с | URL: //biblioclub.ru/index.php?page=book&id=239716 | ||
| Э5 | Кукушкина, И.И. Коллоидная химия : учебное пособие / И.И. Кукушкина, А.Ю. Митрофанов. - Кемерово : Кемеровский государственный университет, 2010. - 216 с. | URL: //biblioclub.ru/index.php?page=book&id=232755 | ||
| Э6 | ЭУМК "Физическая и коллоидная химия" | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| • Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно) • Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно) • Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно) • 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно) • Adobe Reader (http://wwwimages.adode.com/content/dam/Adode/en/legan/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно) • ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (http://astalinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно) • Libre Office (http://ru.libreoffice.org/), (бессрочно) • Веб-браузер Сhromium (http://www.chromium.org/Home), (бессрочно) • Антивирус Касперский (http://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024) • Архиватор ARK (http://apps.kde.org/ark/), (бессрочно) • Okular (http://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно) Редактор изображений Gimp(http://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| http://www.lib.asu.ru электронные ресурсы научной библиотеки АлтГУ http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук http://www.gpntb.ru Государственная публичная научно-техническая библиотека http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 108К | лаборатория физической химии; лаборатория общей химической технологии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Лабораторная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; весы ВЛР-200; весы НВ-600-М; кондуктометр «Анион 7020»; вытяжной шкаф (4 шт.); магнитная мешалка (2 шт.); мешалка верхнеприводная; электрическая плитка ОКА-4 (6 шт.); иономер ЭВ-74 (3 шт.); прибор М 2015 (6 шт.); электролизер; рефрактометр универсальный; прибор М 2020; водяная баня; муфельная печь; сушильный шкаф ПЭ-4610; насос Камовского; вольтметр Щ 4313; калориметр; микрокомпрессор. термостат жидкостный ТЖ-ТС-01,набор лабораторной посуды, реактивы, штативы для пробирок и пипеток, штативы с лапками для бюреток |
| 107бК | лаборатория коллоидной химии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Лабораторная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; шкаф для лабораторной посуды; стол весовой; весы ВЛТЭ-500; рН-метр А 4102; кондуктометр КП-150МИ; встряхиватель WU-4; вытяжной шкаф-4; фотоэлектроколориметр КФК-2; мешалка верхнеприводная MR-25; электроплитка ОКА-4, ЭПШ-1; баня термостатирующая ТЖ-ТБ-01/12Ц; стабилизатор ТЕС-9; титратор фотоэлектрическийТ-107 микроскоп МБС-10, набор лабораторной посуды, реактивы, штативы для пробирок и пипеток, штативы с лапками для бюреток |
| 106аК | учебная аудитория кафедры физической и неорганической химии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 20 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 2 шт.; доска маркерная - 1 шт.; проектор: марка Optoma - 1 единица; стационарный экран; модели кристаллических структур; набор моделей атомов со стержнями для составления моделей молекул, деревянные модели кристаллов; дифрактограммы веществ; таблицы Гиллера; числовые ключи Ханаваля; алфавитный указатель; рентгеновская картотека JCPDS. |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Тематика, основное содержание лекций и семинарских занятий представлено в виде УМК. Содержание, формы контроля и материалы по самостоятельной работе представлены в УМК. Студенту, который изучает представленную дисциплину, для успешного изучения необходимо: • посещать лекционные занятия с целью получения знаний по основным темам дисциплины «Физическая и коллоидная химия»; • изучать терминологию, употребляемую лектором; • осуществлять подготовку к семинарским занятиям, используя рекомендуемую в УМК литературу; • для более глубокого освоения дисциплины необходимо уделять внимание изучению рекомендуемой преподавателем дополнительной литературы по дисциплине. 3.1 Методические указания обучающимся при подготовке к лекциям Работа с лекционным материалом включает два основных этапа: конспектирование лекций и последующую работу над лекционным материалом. Под конспектированием подразумевают составление конспекта, т.е. краткого письменного изложения содержания чего-либо (устного выступления – речи, лекции, доклада и т.п. или письменного источника – документа, статьи, книги и т.п.). Методика работы при конспектировании устных выступлений значительно отличается от методики работы при конспектировании письменных источников. Конспектируя письменные источники, студент имеет возможность неоднократно прочитать нужный отрывок текста, поразмыслить над ним, выделить основные мысли автора, кратко сформулировать их, а затем записать. При необходимости он может отметить и свое отношение к этой точке зрения. Слушая же лекцию, студент большую часть комплекса указанных выше работ должен откладывать на другое время, стремясь использовать каждую минуту на запись лекции, а не на ее осмысление – для этого уже не остается времени. Поэтому при конспектировании лекции рекомендуется на каждой странице отделять поля для последующих записей в дополнение к конспекту. Записав лекцию или составив ее конспект, не следует оставлять работу над лекционным материалом до начала подготовки к зачету. Необходимо проделать как можно раньше ту работу, которая сопровождает конспектирование письменных источников и которую не удалось сделать во время записи лекции, - прочесть свои записи, расшифровав отдельные сокращения, проанализировать текст, установит логические связи между его элементами, в ряде случаев показать их графически, выделить главные мысли, отметить вопросы, требующие дополнительной обработки, в частности, консультации преподавателя. Студенту рекомендовано уделять внимание самостоятельной подготовке по предмету, план самостоятельной подготовки, перечень заданий и вопросов представлен в УМК. Полное освоение дисциплины «Коллоидная химия» не представляется возможным без активной работы на практических занятиях, проявляющейся в ответах на вопросы, участие в деловых играх и тренингах, представлении творческих заданий и эссе. Содержание предлагаемого УМК структурировано таким образом, что студент может оперативно найти необходимые методические указания и рекомендации. Освоение учебного курса завершает выполнение контрольной работы в соответствии с требованиями и методическими рекомендациями кафедры, содержащимися в учебно-методическом комплексе. При изучении дисциплины студенты используют в полном объеме дидактические материалы, содержащиеся в учебно-методическом комплексе по дисциплине. Студент должен быть готовым к различным формам контроля по самостоятельной работе, изучив предложенные темы и вопросы. В процессе самостоятельной работы важное внимание отводится навыку и умению пользоваться справочными изданиями; конспектировать и реферировать специальную литературу и давать необходимый комментарий; суммировать и анализировать сведения из различных источников; владеть тестовыми технологиями. 3.2 Методические указания обучающимся при подготовке к семинарам, практическим занятиям При подготовке к семинарским и практическим занятиям по дисциплине «Коллоидная химия» необходимо знать и выполнять следующие условия: 1. Семинарские и практические занятия проводятся согласно учебно-тематическому плану в виде собеседования и выполнения практических заданий. 2. Подготовка к семинарскому и практическому занятиям заключается в изучении литературы, которая обозначена в библиографическом списке, повторении некоторых вопросов других дисциплин (физики, химии, анатомии, физиологии, гигиены, географии, экономики, социологии, информатики, криминалистики, военных наук), изученных ранее и имеющих отношение к теме семинарского или практического занятия. 3. При проведении семинара или практического занятия студенты должны: ответить на вопросы, обозначенные в плане занятия, отработать практические навыки по применению средств индивидуальной защиты, оказанию первой медицинской помощи при травмах. 4. Работа студента на семинарском и практическом занятии оценивается по пятибалльной шкале. 5. При изучении дисциплины учитывается самостоятельная работа студента, предусмотренная учебным планом, которая должна способствовать более глубокому усвоению изучаемого курса, формировать навыки исследовательской работы и стимулировать на умение выполнять теоретические знания на практике. |