| Закреплена за кафедрой | Кафедра физической и неорганической химии |
|---|---|
| Направление подготовки | 04.05.01. специальность Фундаментальная и прикладная химия |
| Специализация | Фундаментальная и прикладная химия |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 18 ЗЕТ |
| Учебный план | 04_05_01_ФиПХ-2-2019 |
|
|
||||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 3 (5) | 3 (6) | Итого | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Недель | 16 | 23,5 | ||||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 56 | 56 | 46 | 46 | 102 | 102 |
| Лабораторные | 80 | 80 | 86 | 86 | 166 | 166 |
| Практические | 36 | 36 | 40 | 40 | 76 | 76 |
| Сам. работа | 125 | 125 | 125 | 125 | 250 | 250 |
| Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 | 54 | 54 |
| Итого | 324 | 324 | 324 | 324 | 648 | 648 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра физической и неорганической химии
Протокол от 06.07.2019 г. № 12
Заведующий кафедрой Безносюк С.А. д.ф.-м.н., профессор
| 1.1. | Сформировать понимание роли физической химии как фундамента современной химии, являющейся теоретическим обобщением неорганической, органической и аналитической химии. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.Б |
| ОПК-1 | способностью воспринимать, развивать и использовать теоретические основы традиционных и новых разделов химии при решении профессиональных задач |
| ОПК-2 | владением навыками химического эксперимента, синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций |
| ОПК-6 | владением нормами техники безопасности и умением реализовать их в лабораторных и технологических условиях |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | о научных основах физической химии, ее практическом и связи с другими дисциплинами основы химической кинетики и катализа, основы механизма химических реакций, электрохимии |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | проводить физико-химический эксперимент по предложенной методике, обрабатывать результаты эксперимента и анализировать задачи различного уровня сложности из различных разделов физической химии. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | безопасной работы с физико-химическими приборами и оборудованием; выполнения необходимых физико-химических расчетов в физической химии, экспериментов с применением соответствующих методик, средств измерений и лабораторного оборудования. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Основы химической термодинамики. Растворы неэлектролитов | ||||||
| 1.1. | Предмет и задачи физической химии. Химическая термодинамика. Основные определения. Первое начало термодинамики. Математический аппарат. Приложение первого начала термодинамики к идеальным газам. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 1.2. | Приложение химической термодинамики к химическим процессам. Закон Гесса. Методы расчета тепловых эффектов химических реакций. Приближенные методы расчета теплот образования и сгорания. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 1.3. | Теплоемкость. Зависимость теплоемкости от температуры. Истинная и средняя теплоемкость. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Закон Кирхгофа | Лекции | 5 | 2 | ||
| 1.4. | Теплоемкость газов и твердых тел. | Сам. работа | 5 | 3 | ||
| 1.5. | Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Принцип Каратеодори. Энтропия. Второе начало термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Вычисление энтропии изопроцессов. Постулат Планка. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 1.6. | Термодинамические функции. Максимальная и максимально полезная работа. Термодинамические потенциалы. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 1.7. | Изменение энергии Гиббса в химических реакциях. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 1.8. | Характеристические функции. Уравнение Гиббса-Гельмгольца. Уравнения Максвелла. Химический потенциал. Химический потенциал идеального и реального газов. Фугитивность. Коэффициент фугитивности. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 1.9. | Термодинамическая теория растворов. Способы выражения концентрации растворов. Активность. Коэффициент активности. Парциальные мольные величины. Уравнение Гиббса-Дюгема. | Лекции | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.10. | Зависимость равновесных свойств растворов от химического потенциала и других парциальных мольных величин. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.11. | Классификация растворов: идеальные, предельно разбавленные, неидеальные растворы. Уравнение Рауля и Генри. Равновесны свойства растворов: давление пара, понижение температуры замерзания растворов, повышение температуры кипения растворов, растворимость, осмотическое давление. | Лекции | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.12. | Определение активности и коэффициента активности компонентов раствора. | Лекции | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.13. | Термодинамика жидких летучих смесей. Законы Коновалова. Перегонка жидких летучих смесей. | Лекции | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.14. | Подготовка к семинару по теме Первый закон термодинамики. Вычисление теплоты и работы при различных процессах. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 1.15. | Первый закон термодинамики. Вычисление теплоты и работы при различных процессах. | Практические | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.16. | Подготовка к семинару по теме Первый закон термодинамики. Термохимия. Закон Гесса. Методы приближенного расчета тепловых эффектов. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.17. | Первый закон термодинамики. Термохимия. Закон Гесса. Методы приближенного расчета тепловых эффектов. | Практические | 5 | 2 | ||
| 1.18. | Подготовка к семинару по теме Закон Кирхгофа. Теплоемкость. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 1.19. | Закон Кирхгофа. Теплоемкость. | Практические | 5 | 2 | Л2.1 | |
| 1.20. | Подготовка к семинару по теме Второй закон термодинамики. Вычисление энтропии, энергии Гиббса и Гельмгольца в различных процессах. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 1.21. | Второй закон термодинамики. Вычисление энтропии, энергии Гиббса и Гельмгольца в различных процессах. | Практические | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 1.22. | Подготовка к семинару по теме Термодинамика растворов: способы выражения концентрации растворов, парциальные мольные величины, законы Рауля и Генри. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 1.23. | Термодинамика растворов: способы выражения концентрации растворов, парциальные мольные величины, законы Рауля и Генри. | Практические | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 1.24. | Подготовка к семинару по теме Идеальная растворимость твердых тел. Равновесные свойства растворов. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 1.25. | Идеальная растворимость твердых тел. Равновесные свойства растворов. | Практические | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 1.26. | Подготовка к контрольной работе № 1 | Сам. работа | 5 | 4 | Л2.2 | |
| 1.27. | Контрольная работа № 1 | Практические | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 1.28. | Вводная беседа: порядок работы и оформления отчётов, вопросы техники безопасности. | Лабораторные | 5 | 6 | Л2.2 | |
| 1.29. | Подготовка к лабораторной работе Определение теплоты растворения неизвестной соли | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2, Л3.1 | |
| 1.30. | Определение теплоты растворения неизвестной соли | Лабораторные | 5 | 4 | Л3.1 | |
| 1.31. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение теплоты растворения неизвестной соли | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.32. | Подготовка к лабораторной работе Определение теплоты нейтрализации кислоты щелочью. | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.33. | Определение теплоты нейтрализации кислоты щелочью. | Лабораторные | 5 | 4 | Л3.1 | |
| 1.34. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение теплоты нейтрализации кислоты щелочью. | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.35. | Подготовка к лабораторной работе Исследование равновесия жидкий раствор-пар в летучих бинарных системах. | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.36. | Исследование равновесия жидкий раствор-пар в летучих бинарных системах. | Лабораторные | 5 | 6 | Л3.1 | |
| 1.37. | Оформление отчета по лабораторной работе Исследование равновесия жидкий раствор-пар в летучих бинарных системах. | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.38. | Подготовка к лабораторной работе Определение температур кипения жидкости при различных давлениях. Определение теплоты парообразования летучих жидкостей. | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.39. | Определение температур кипения жидкости при различных давлениях. Определение теплоты парообразования летучих жидкостей. | Лабораторные | 5 | 6 | Л3.1 | |
| 1.40. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение температур кипения жидкости при различных давлениях. Определение теплоты парообразования летучих жидкостей. | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.41. | Подготовка к лабораторной работе Вывод эмпирического уравнения | Сам. работа | 5 | 4 | Л3.1 | |
| 1.42. | Вывод эмпирического уравнения | Лабораторные | 5 | 4 | Л3.1 | |
| 1.43. | Оформление отчета по лабораторной работе Вывод эмпирического уравнения | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.44. | Подготовка к лабораторной работе Определение постоянных коэффициентов уравнения Антуана по экспериментальным данным давления пара над жидкостью при различных температурах. | Сам. работа | 5 | 4 | Л3.1 | |
| 1.45. | Определение постоянных коэффициентов уравнения Антуана по экспериментальным данным давления пара над жидкостью при различных температурах. | Лабораторные | 5 | 4 | Л3.1 | |
| 1.46. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение постоянных коэффициентов уравнения Антуана по экспериментальным данным давления пара над жидкостью при различных температурах. | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 1.47. | Подготовка к коллоквиуму № 1 | Сам. работа | 5 | 4 | ||
| 1.48. | Коллоквиум № 1 | Лабораторные | 5 | 4 | ||
| Раздел 2. Фазовые и химические равновесия. Элементы статистической термодинамики | ||||||
| 2.1. | Термодинамическая теория фазовых равновесий. Основные понятия. Условия фазового равновесия. Правило фаз Гиббса. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.2. | Однокомпонентные системы. Фазовые переходы первого и второго рода. Уравнение Эренфеста. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Диаграммы состояния однокомпонентных систем. Энантиотропные и монотропные переходы. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.3. | Двукомпонентные системы. Физико-химический анализ. Равновесие газ-жидкий растовр в двукомпонентных системах. Равновесие жидкость-жидкость в двукомпонентных системах. Равновесие кристаллы-жидкий раствор в двухкомпонентной системе. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.4. | Равновесие газ-жидкий раствор в двукомпонентных системах. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 2.5. | Основные типы диаграмм состояния двухкомпонентных систем кристаллы-жидкий раствор. Диаграммы состояния трехкомпонентных систем. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.6. | Химическое равновесие. Уравнение изотермы химической реакции. Константа равновесия. Направление химической реакции. Стандартная энергия Гиббса. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.7. | Константа равновесия и разные способы выражения состава реакционной смеси. Влияние давления на химическое равновесие. Гетерогенное химической равновесия. | Лекции | 5 | 2 | Л3.1 | |
| 2.8. | Константа равновесия и разные способы выражения состава реакционной смеси. Влияние давления на химическое равновесие. Гетерогенное химической равновесия. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.9. | Уравнение изобары и изохоры реакции. Принцип смещения равновесия. Определение констант равновесия реакций при различных температурах. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.10. | Введение в статистическую термодинамику. Макроскопическое и микроскопическое описание системы. Микроскопическое описание системы методом классической и квантовой механики. Квантовые статистики. Средние величины. Статистический характер второго закона термодинамики. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.11. | Каноническое распределение Гиббса. Статистика Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Закон распределения Максвелла – Больцмана. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.12. | Расчет константы равновесия методами статистической термодинамики. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 2.13. | Сумма по состояниям. Выражение термодинамических функций через сумму по состояниям системы. Связь суммы по состояниям с энергией Гельмгольца. | Лекции | 5 | 2 | ||
| 2.14. | Подготовка к семинару по теме Фазовые равновесия. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 2.15. | Фазовые равновесия. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. | Практические | 5 | 2 | ||
| 2.16. | Подготовка к семинару по теме Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния двукомпонентных систем. | Сам. работа | 5 | 4 | ||
| 2.17. | Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграммы состояния двукомпонентных систем. | Практические | 5 | 4 | ||
| 2.18. | Подготовка к семинару по теме Химическое равновесие. Вычисление константы равновесия реакции. Уравнение изотермы реакции. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 2.19. | Химическое равновесие. Вычисление константы равновесия реакции. Уравнение изотермы реакции. | Практические | 5 | 2 | ||
| 2.20. | Подготовка к семинару по теме Химическое равновесие. Уравнение изобары и изохоры химической реакции. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 2.21. | Химическое равновесие. Уравнение изобары и изохоры химической реакции. | Практические | 5 | 2 | ||
| 2.22. | Подготовка к контрольной работе № 2 | Сам. работа | 5 | 4 | ||
| 2.23. | Контрольная работа № 2 | Практические | 5 | 2 | ||
| 2.24. | Подготовка к лабораторной работе Изучение фазового равновесия жидкость - жидкость в двухкомпонентной системе с ограниченной растворимостью компонентов. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 2.25. | Изучение фазового равновесия жидкость - жидкость в двухкомпонентной системе с ограниченной растворимостью компонентов. | Лабораторные | 5 | 6 | Л2.2, Л3.1 | |
| 2.26. | Оформление отчета по лабораторной работе Изучение фазового равновесия жидкость - жидкость в двухкомпонентной системе с ограниченной растворимостью компонентов. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 2.27. | Подготовка к лабораторной работе Термический анализ системы фенол-нафталин. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 2.28. | Термический анализ системы фенол-нафталин. | Лабораторные | 5 | 6 | Л2.2 | |
| 2.29. | Оформление отчета по лабораторной работе Термический анализ системы фенол-нафталин. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 2.30. | Подготовка к лабораторной работе Определение химического равновесия этерификации и гидролиза сложного эфира в жидких системах. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 2.31. | Определение химического равновесия этерификации и гидролиза сложного эфира в жидких системах. | Лабораторные | 5 | 6 | Л2.2 | |
| 2.32. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение химического равновесия этерификации и гидролиза сложного эфира в жидких системах. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 2.33. | Подготовка к лабораторной работе Вычисление термодинамических функций идеального газа методом статистической термодинамики. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 2.34. | Вычисление термодинамических функций идеального газа методом статистической термодинамики. | Лабораторные | 5 | 4 | Л2.2 | |
| 2.35. | Оформление отчета по лабораторной работе Вычисление термодинамических функций идеального газа методом статистической термодинамики. | Сам. работа | 5 | 4 | Л2.2 | |
| 2.36. | Подготовка к коллоквиуму № 2 | Сам. работа | 5 | 4 | Л2.2 | |
| 2.37. | Коллоквиум № 2 | Лабораторные | 5 | 4 | Л2.2 | |
| Раздел 3. Химическая кинетика простых и сложных реакций | ||||||
| 3.1. | Химическая кинетика. Понятие скорости реакции в статических условиях и в потоке. Кинетические уравнения различных типов реакций. Основной постулат. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант – Гоффа, уравнение Аррениуса. Формальная кинетика необратимых реакций первого, второго и третьего порядков. Способы определения порядков реакций | Лекции | 5 | 2 | ||
| 3.2. | Формальная кинетика необратимых реакций первого, второго и третьего порядков. Способы определения порядков реакций | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 3.3. | Кинетика сложных реакций – обратимых, параллельных и последовательных; решение прямых и обратных задач. | Лекции | 5 | 4 | ||
| 3.4. | Кинетика сложных реакций – обратимых, параллельных и последовательных. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 3.5. | Принцип Боденштейна. Цепные реакции, их стадии. Предельные явления в разветвленных цепных реакциях. | Лекции | 5 | 2 | Л3.2 | |
| 3.6. | Вероятностная теория цепных реакций, основное уравнение. Кинетика реакций в потоке газа в реакторе идеального | Лекции | 5 | 2 | ||
| 3.7. | Фотохимические реакции. Первый и второй законы фотохимии. Квантовый выход. Классификация фотохимических реакций на основе квантового выхода и термодинамических признаков. Сенсибилизация в фотохимии. Радиационные реакции. | Лекции | 5 | 4 | ||
| 3.8. | Сенсибилизация в фотохимии. Радиационные реакции. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 3.9. | Подготовка к семинару по теме Понятие химической кинетики. Определение константы скорости и порядка реакции | Сам. работа | 5 | 4 | Л3.2 | |
| 3.10. | Понятие химической кинетики. Определение константы скорости и порядка реакции | Практические | 5 | 4 | Л3.2 | |
| 3.11. | Подготовка к семинару по теме Кинетика сложных реакций | Сам. работа | 5 | 2 | Л3.2 | |
| 3.12. | Кинетика сложных реакций | Практические | 5 | 2 | ||
| 3.13. | Подготовка к семинару по теме Влияние температуры на скорость химических реакций | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 3.14. | Влияние температуры на скорость химических реакций | Практические | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 3.15. | Подготовка к контрольной работе № 3 | Сам. работа | 5 | 4 | ||
| 3.16. | Контрольная работа № 3 | Практические | 5 | 2 | ||
| 3.17. | Подготовка к лабораторной работе Определение порядка реакции окисления иодид-ионов ионами трехвалентного железа. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 3.18. | Определение порядка реакции окисления иодид-ионов ионами трехвалентного железа. | Лабораторные | 5 | 6 | ||
| 3.19. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение порядка реакции окисления иодид-ионов ионами трехвалентного железа. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 3.20. | Подготовка к лабораторной работе Изучение скорости омыления ацетоуксусного эфира в присутствии ионов гидроксила. | Сам. работа | 5 | 2 | ||
| 3.21. | Изучение скорости омыления ацетоуксусного эфира в присутствии ионов гидроксила. | Лабораторные | 5 | 6 | Л2.2 | |
| 3.22. | Оформление отчета по лабораторной работе Изучение скорости омыления ацетоуксусного эфира в присутствии ионов гидроксила. | Сам. работа | 5 | 2 | Л2.2 | |
| 3.23. | Подготовка к коллоквиуму № 3 | Сам. работа | 5 | 4 | Л2.2 | |
| 3.24. | Коллоквиум № 3 | Лабораторные | 5 | 4 | ||
| Раздел 4. Теории химической кинетики. Кинетика гетерогенных процессов. Гомогенный и гетерогенный катализ | ||||||
| 4.1. | Элементарные химические реакции. Физический смысл энергии активации. Поверхность потенциальной энергии реакции. Основные положения теории активированного комплекса. Вывод уравнения скорости, трансмиссионный коэффициент, основное уравнение теории. Уравнение для константы скорости бимолекулярной реакции. Термодинамический аспект теории, ее значение и недостатки. | Лекции | 6 | 2 | Л2.3 | |
| 4.2. | Уравнение для константы скорости бимолекулярной реакции. Термодинамический аспект теории, ее значение и недостатки. | Сам. работа | 6 | 3 | ||
| 4.3. | Основные положения теории активных столкновений. Расчет константы скорости бимолекулярной реакции. Стерический фактор, его вычисление по теории активированного комплекса. Теория соударений в применении к мономолекулярным реакциям. Схема Линдемана, причины ее неточности и дополнения. Тримолекулярные реакции. Кинетика реакций в растворах. Макрокинетика. Роль диффузии в кинетике гетерогенных реакций, различные области в кинетике гетерогенных процессов, влияние температуры на кинетику гетерогенных процессов. | Лекции | 6 | 4 | Л3.2 | |
| 4.4. | Схема Линдемана, причины ее неточности и дополнения. | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 4.5. | Определение катализа. Общие принципы катализа. Роль катализа в химии. Основные промышленные каталитические процессы. Теории катализа Примеры механизмов каталитических процессов. Гомогенный катализ. Кислотно-основной катализ. Классификация реакций кислотно-основного типа. Кинетика и механизм реакций специфического кислотного катализа. Функции кислотности Гаммета и их использование для вычисления скорости реакции и кинетических постоянных. | Лекции | 6 | 4 | ||
| 4.6. | Кинетика и механизм реакций общего кислотного катализа. Уравнение Бренстеда и его использование в кинетике каталитических реакций. Специфический и общий основной катализ, нуклеофильный и электрофильный катализ. Ферментативный катализ. Общие сведения о кинетике и механизме ферментативных реакций. Активные и адсорбционные центры ферментов. Общие сведения о механизме ферментативных реакций. | Лекции | 6 | 4 | ||
| 4.7. | Гетерогенный катализ. Определение скорости гетерогенной каталитической реакции. Удельная и атомная активность. Явления отравления катализаторов. Активность и селективность катализаторов. Роль адсорбции в кинетике гетерогенных каталитических реакций. Энергия активации каталитических реакций. Неоднородность поверхности катализаторов. Нанесенные катализаторы. | Лекции | 6 | 4 | ||
| 4.8. | Металлы как катализаторы. Теория мультиплетов Баландина. Принцип геометрического и энергетического соответствия. Область применения теории мультиплетов. Нанесенные катализаторы. Теория активных ансамблей Кобозева. Топохимические реакции. Их скорость и механизм. Обработка кинетических данных топохимических реакций; уравнение Ерофеева (без вывода) | Лекции | 6 | 2 | ||
| 4.9. | Подготовка к семинару по теме Теория активированного комплекса. | Сам. работа | 6 | 6 | ||
| 4.10. | Теория активированного комплекса. | Практические | 6 | 6 | ||
| 4.11. | Подготовка к семинару по теме Теория активных столкновений | Сам. работа | 6 | 4 | ||
| 4.12. | Теория активных столкновений | Практические | 6 | 4 | ||
| 4.13. | Подготовка к семинару по теме Катализ | Сам. работа | 6 | 4 | ||
| 4.14. | Катализ | Практические | 6 | 4 | ||
| 4.15. | Подготовка к контрольной работе № 4 | Сам. работа | 6 | 8 | ||
| 4.16. | Контрольная работа № 4 | Практические | 6 | 2 | ||
| 4.17. | Подготовка к лабораторной работе Исследование гомогенно-каталитического разложения пероксида водорода газометрическим методом. | Сам. работа | 6 | 2 | Л3.2 | |
| 4.18. | Исследование гомогенно-каталитического разложения пероксида водорода газометрическим методом. | Лабораторные | 6 | 6 | Л3.2 | |
| 4.19. | Оформление отчета по лабораторной работе Исследование гомогенно-каталитического разложения пероксида водорода газометрическим методом. | Сам. работа | 6 | 2 | Л3.2 | |
| 4.20. | Подготовка к лабораторной работе Исследование гетерогенно-каталитического разложения пероксида водорода газометрическим методом. | Сам. работа | 6 | 2 | Л3.2 | |
| 4.21. | Исследование гетерогенно-каталитического разложения пероксида водорода газометрическим методом. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.22. | Оформление отчета по лабораторной работе Исследование гетерогенно-каталитического разложения пероксида водорода газометрическим методом. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.23. | Подготовка к лабораторной работе Изучение скорости реакции иодирования ацетона. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.24. | Изучение скорости реакции иодирования ацетона. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.25. | Оформление отчета по лабораторной работе Изучение скорости реакции иодирования ацетона. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.26. | Подготовка к лабораторной работе Первичный солевой эффект | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.27. | Первичный солевой эффект | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.28. | Оформление отчета по лабораторной работе Первичный солевой эффект | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.2 | |
| 4.29. | Подготовка к коллоквиуму № 4 | Сам. работа | 6 | 8 | Л2.2 | |
| 4.30. | Коллоквиум № 4 | Лабораторные | 6 | 8 | Л2.2 | |
| Раздел 5. Термодинамика и электропроводность растворов электролитов | ||||||
| 5.1. | Предмет электрохимии. Проводники первого и второго рода. Законы Фарадея. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Закон разбавления Оствальда. Причины диссоциации. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 5.2. | Электропроводность (удельная и эквивалентная), ее зависимость от концентрации и температуры. Методы измерения электропроводности. Подвижность ионов, закон Кольрауша, аномальная подвижность ионов Н3О+ и ОН-. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 5.3. | Зависимость подвижности ионов от концентрации и температуры, электрофоретический и релаксационный эффекты, эффекты Вина и Дебая-Фалькенгагена, уравнение Онзагера. Числа переноса ионов, методы их определения. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 5.4. | Активность и коэффициент активности электролитов. Ионная сила раствора. Недостатки теории Аррениуса. Теория электролитов Дебая и Гюккеля. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 5.5. | Ионное равновесие в растворах электролитов : диссоциация воды, рН растворов, диссоциация слабых электролитов, гидролиз, буферные растворы, произведение растворимости. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 5.6. | Подготовка к семинару по теме Электропроводность растворов электролитов | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 5.7. | Электропроводность растворов электролитов | Практические | 6 | 2 | ||
| 5.8. | Подготовка к семинару по теме Растворы электролитов | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 5.9. | Растворы электролитов | Практические | 6 | 4 | ||
| 5.10. | Подготовка к семинару по теме Числа переноса | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 5.11. | Числа переноса | Практические | 6 | 4 | ||
| 5.12. | Подготовка к контрольной работе № 5 | Сам. работа | 6 | 6 | ||
| 5.13. | Контрольная работа № 5 | Практические | 6 | 2 | ||
| 5.14. | Подготовка к лабораторной работе Измерение электропроводности растворов электролитов и расчет константы электролитической диссоциации слабого электролита. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2 | |
| 5.15. | Измерение электропроводности растворов электролитов и расчет константы электролитической диссоциации слабого электролита. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2 | |
| 5.16. | Оформление отчета по лабораторной работе Измерение электропроводности растворов электролитов и расчет константы электролитической диссоциации слабого электролита. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2 | |
| 5.17. | Подготовка к лабораторной работе Определение растворимости труднорастворимой соли при различных температурах методом электрической проводимости. Расчет термодинамических функций растворения. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2 | |
| 5.18. | Определение растворимости труднорастворимой соли при различных температурах методом электрической проводимости. Расчет термодинамических функций растворения. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2 | |
| 5.19. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение растворимости труднорастворимой соли при различных температурах методом электрической проводимости. Расчет термодинамических функций растворения. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2 | |
| 5.20. | Подготовка к коллоквиуму № 5 | Сам. работа | 6 | 8 | ||
| 5.21. | Коллоквиум № 5 | Лабораторные | 6 | 6 | ||
| Раздел 6. Термодинамика и кинетика электрохимических процессов. Двойной электрический слой | ||||||
| 6.1. | Электрохимические элементы. Электродвижущая сила. Термодинамика гальванического элемента. Измерение ЭДС. Двойной электрический слой, механизм возникновения и строение. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 6.2. | Электродный потенциал. Водородная шкала потенциалов. Формула Нернста. Стандартный электродный потенциал. Классификация электродов. Электроды первого и второго рода. Электроды сравнения. Газовые электроды. Амальгамные электроды. Окислительно-восстановительные электроды, правило Лютера. Хингидронный электрод, измерение рН. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 6.3. | Классификация электрохимических цепей. Физические цепи. Концентрационные цепи. Химические цепи. Аккумуляторы. | Лекции | 6 | 4 | ||
| 6.4. | Электролиз. Токи обмена. Поляризация электрода, перенапряжение. Концентрационная и электрохимическая поляризация. Напряжение разложения. | Лекции | 6 | 4 | ||
| 6.5. | Перенапряжение выделения водорода. Уравнение Тафеля. Теории водородного перенапряжения. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 6.6. | Электроосаждение металлов. Анодное растворение и пассивность металлов. Коррозия металлов и борьба с ней. | Лекции | 6 | 2 | ||
| 6.7. | Подготовка к семинару по теме Электродные потенциалы | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 6.8. | Электродные потенциалы | Практические | 6 | 2 | ||
| 6.9. | Подготовка к семинару по теме Электродвижущие силы элементов | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 6.10. | Электродвижущие силы элементов | Практические | 6 | 2 | ||
| 6.11. | Подготовка к семинару по теме Вычисление средних коэффициентов активности электролитов методом ЭДС. | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 6.12. | Вычисление средних коэффициентов активности электролитов методом ЭДС. | Практические | 6 | 2 | ||
| 6.13. | Подготовка к семинару по теме Определение pH растворов методом ЭДС. | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 6.14. | Определение pH растворов методом ЭДС. | Практические | 6 | 2 | ||
| 6.15. | Подготовка к семинару по теме Определение термодинамических констант методом ЭДС | Сам. работа | 6 | 2 | ||
| 6.16. | Определение термодинамических констант методом ЭДС | Практические | 6 | 2 | ||
| 6.17. | Подготовка к контрольной работе № 6 | Сам. работа | 6 | 6 | ||
| 6.18. | Контрольная работа № 6 | Практические | 6 | 2 | ||
| 6.19. | Подготовка к лабораторной работе Потенциометрическое определение pH образования и произведение растворимости гидроксида меди (II) и цинка. | Сам. работа | 6 | 2 | Л3.3 | |
| 6.20. | Потенциометрическое определение pH образования и произведение растворимости гидроксида меди (II) и цинка. | Лабораторные | 6 | 6 | Л3.3 | |
| 6.21. | Оформление отчета по лабораторной работе Потенциометрическое определение pH образования и произведение растворимости гидроксида меди (II) и цинка. | Сам. работа | 6 | 2 | Л3.3 | |
| 6.22. | Подготовка к лабораторной работе Определение произведения растворимости труднорастворимой соли серебра по ЭДС концентрационного элемента. | Сам. работа | 6 | 2 | Л3.3 | |
| 6.23. | Определение произведения растворимости труднорастворимой соли серебра по ЭДС концентрационного элемента. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.24. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение произведения растворимости труднорастворимой соли серебра по ЭДС концентрационного элемента. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.25. | Подготовка к лабораторной работе Определение среднего коэффициента активности измерением ЭДС концентрационного элемента. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.26. | Определение среднего коэффициента активности измерением ЭДС концентрационного элемента. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.27. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение среднего коэффициента активности измерением ЭДС концентрационного элемента. | Сам. работа | 6 | 4 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.28. | Подготовка к лабораторной работе Определение потенциала ферри-ферро электрода, расчет константы равновесия электродной реакции. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.29. | Определение потенциала ферри-ферро электрода, расчет константы равновесия электродной реакции. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.30. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение потенциала ферри-ферро электрода, расчет константы равновесия электродной реакции. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.31. | Подготовка к лабораторной работе Определение константы равновесия химической реакции в жидких системах методом pH – потенциометрического титрования. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.32. | Определение константы равновесия химической реакции в жидких системах методом pH – потенциометрического титрования. | Лабораторные | 6 | 6 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.33. | Оформление отчета по лабораторной работе Определение константы равновесия химической реакции в жидких системах методом pH – потенциометрического титрования. | Сам. работа | 6 | 2 | Л2.2, Л3.3 | |
| 6.34. | Подготовка к коллоквиуму № 6 | Сам. работа | 6 | 8 | ||
| 6.35. | Коллоквиум № 6 | Лабораторные | 6 | 6 | ||
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Изучение скорости гидролиза сложного эфира при различных рН раствора. Изучение влияния ионной силы и диэлектрической проницаемости на кинетику ионной реакции спектрофотометрическим методом. Исследование активности различных катализаторов в реакции разложения перекиси водорода. Изучение кинетики активации комплексных ионов кобальта (Ш) фотометрическим методом. Изучение кинетики разложение муравьиной кислоты в серной кислоте газометрическим методом. Изучение кинетики растворения малорастворимого вещества кондуктометрическим методом. Изучение коэффициента активности и активности электролита по зависимости давления насыщенного пара растворителя. Метод активности в термодинамике двухкомпонентных жидких систем, эмпирические формулы концентрационной зависимости коэффициентов активности. Экспериментальный метод определения коэффициентов активности в растворах неэлектролитов с помощью ГЖХ. Экспериментальные методы изучения кинетики быстрых реакций. Классификация двухкомпонентных жидких систем с одним химическим равновесием (этерификация, переэтерификация, образование ацеталей и гидролиз продуктов): методы изучения и изотермы эмпирических констант равновесия. Метод активности в термодинамике двухкомпонентных жидких систем, эмпирические формулы концентрационной зависимости коэффициентов активности. Прямая и обратная задача химического равновесия в неидеальных жидких системах. Стандартные состояния растворенного вещества и растворителя в методе активности; гипотетическое стандартное состояние. Представления об эмпирических методах вычисления коэффициентов активности неэлектролитов (Вильсона, НРТЛ, УНИКВАК). Влияние стехиометрии на предельные равновесные степени превращения реагента в двухкомпонентных системах. Решение обратной задачи химического равновесия: требования к математической модели, квазихимическая модель равновесия, выражение состава систем, выбор постоянных, учет стехиометрии реакции, концентрационный квадрат. Степенной ряд Тейлора для функции двух независимых переменных. Физический (математический) смысл постоянных коэффициентов ряда. Параболическая модель равновесия для двухкомпонентных систем. Аномалия температурной зависимости эмпирических констант равновесия. Метод центра неопределенности (МЦН): его сущность или преимущества. Расчетные задания: математическая обработка экспериментальных данных по параболической модели для двух реакций этерификации. Расчетные задания: математическая обработка экспериментальных данных по параболической модели для реакций переэтерификации. Расчетные задания: математическая обработка экспериментальных данных по параболической модели для реакций образования ацеталей. Результаты математической обработки реакций этерификации с помощью МЦН, поверхность химического равновесия. Обобщенные параметры равновесия и их взаимосвязь с термодинамической константой равновесия. Метод термодинамических потенциалов в физической химии Термодинамические потенциалы сложных систем в физической химии Термодинамические потенциалы идеального газа двухатомных молекул. Фазовое равновесие многокомпонентной системы Правило фаз Гиббса и его применение в аналитической химии. Правило фаз Гиббса и его применение в неорганической химии. Правило фаз Гиббса и его применение в органической химии. Фазовые переходы первого рода. Плавление кристаллов. Фазовые переходы первого рода и полиморфизм кристаллических тел. Фазовые переходы порядок –беспорядок в двухкомпонентных сплавах. Фазовые переходы порядок-беспорядок в модели Горского-Брэгга-Вильямса. Фазовые переходы второго рода в жидком гелии из сверхтекучего состояния в нормальное состояние. Фазовые переходы второго рода в ферромагнетике в точке Кюри. Роль поверхностного натяжения при образовании новой фазы. Термодинамические системы с отрицательными температурами. Химические лазеры. Термодинамика низких температур. Способы получения состояний с низкой температурой. Эффект Джоуля-Томпсона. Термодинамика низких температур. Способы получения состояний с низкой температурой. Магнитное и ядерное охлаждение. Исходные положения неравновесной термодинамики. Принцип локального равновесия и уравнение неравновесной термодинамики. Исходные положения неравновесной термодинамики. Уравнения баланса и законы сохранения. Исходные положения неравновесной термодинамики. Линейный закон. Соотношение взаимности Онсагера. Исходные положения неравновесной термодинамики. Устойчивость стационарных состояний. Исследование активности различных катализаторов в реакции разложения перекиси водорода. Модифицирование катализаторов окисления спиртов. Модифицирование катализаторов крекинга. Модифицирование катализаторов гидрирования на основе оксидов кобальта и никеля. Применение металлуглеродных катализаторов в процессах превращения низших алифатических спиртов. Влияние химического модифицирования на каталитические свойства Ni. Кинетика цепной реакции горения водорода в кислороде. Кинетика фотохимической реакции фотосинтеза. Кинетика реакций цепного окисления липидов. Кинетика цепных реакций в современных процессах химической конверсии природного газа |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | И. И. Новиков | Термодинамика: учеб. пособие | СПб. : Лань, 2009 | |
| Л2.2 | М.И. Гельфман | Практикум по физической химии : | СПб.: Изд-во "Лань", 2004 | |
| Л2.3 | Уманский С.Я. | Теория элементарных химических реакций: [монография] | Долгопрудный: Интеллект, 2009 | |
| 6.1.3. Дополнительные источники | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л3.1 | Смородинов В.С., Логинова О.Н. | Физическая химия. Часть 1. Термодинамика: Методические указания | Барнаул. Изд-во АГУ, 2006 | |
| Л3.2 | Смородинов В.С., Логинова О.Н. | Физическая химия. Часть 2. Химическая кинетика и катализ.: Методические указания | Барнаул. Изд-во АГУ, 2007 | |
| Л3.3 | Смородинов В.С., Логинова О.Н. | Физическая химия. Часть 3. Электрохимия.: Методические указания | Барнаул. Изд-во АГУ, 2008 | |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | http://www.lib.asu.ru | |||
| Э2 | http://www.rsl.ru | |||
| Э3 | http://ben.irex.ru | |||
| Э4 | http://www.gpntb.ru | |||
| Э5 | http://ban.pu.ru | |||
| Э6 | http://www.nlr.ru | |||
| Э7 | http://www.chem.msu.su | |||
| Э8 | http://www.lib.msu.su | |||
| Э9 | http://www.kge.msu.ru | |||
| Э10 | http://www.chem.port.ru/ | |||
| Э11 | http://www.ars.org/portalchemistry/ | |||
| Э12 | http://www.pstlib.nsc.ru/ | |||
| Э13 | http://www.poiskknig.ru | |||
| Э14 | http://biblioclub.ru | biblioclub.ru | ||
| Э15 | Курс в Moodle «Физическая химия» | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||