МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Физическая химия
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра физической и неорганической химии
Направление подготовки20.03.01. Техносферная безопасность
ПрофильБезопасность жизнедеятельности в техносфере
Форма обученияЗаочная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный планz20_03_01_ТБ-12345-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 14
самостоятельная работа 90
контроль 4
Виды контроля по курсам
зачеты: 2

Распределение часов по курсам

Курс 2 Итого
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 4 4 4 4
Лабораторные 6 6 6 6
Практические 4 4 4 4
Сам. работа 90 90 90 90
Часы на контроль 4 4 4 4
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
кандидат химических наук, доцент, Шипунов Б.П

Рецензент(ы):
кандидат физ.-мат. наук, доцент, Терентьева Юлия Владимировна

Рабочая программа дисциплины
Физическая химия

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 20.03.01 ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 21.03.2016г. №246)

составлена на основании учебного плана:
20.03.01 Техносферная безопасность
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра физической и неорганической химии

Протокол от 06.07.2019 г. № 12
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
доктор физ.-мат.наук. профессор Безносюк С.А.

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра физической и неорганической химии

Протокол от 06.07.2019 г. № 12
Заведующий кафедрой доктор физ.-мат.наук. профессор Безносюк С.А.

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Приобретение знаний и навыков в области физической химии для использования в профессиональной деятельности

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б.14

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОК-8: способностью работать самостоятельно
ОК-10: способностью к познавательной деятельности
ПК-22: способностью использовать законы и методы математики, естественных, гуманитарных и экономических наук при решении профессиональных задач
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основные понятия и законы физической химии, способы решения различных физико-химических задач, методы исследования физико- химических систем, их возможности и области применения; способы обработки экспериментальных данных
3.2.Уметь:
3.2.1.решать расчетные задачи из области химической термодинамики, кинетики, электрохимии, на основании физико-химических экспериментов проводить расчеты термодинамических, кинетических, электрохимических и свойств исследуемых процессов и систем; выбирать физико-химический метод исследования, расчетные уравнения для решения конкретной исследовательской задачи, правильно интерпретировать полученные результаты
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1. проведения физико-химического эксперимента, способами обработки полученных результатов; способностью ориентироваться в учебной и научной литературе для получения необходимых сведений по конкретной проблеме; способностью применять полученные теоретические знания для решения конкретных профессиональных задач

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Курс 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 2 2 ОК-8, ОК-10 Л1.1, Л2.2, Л1.2
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. Сам. работа 2 4 ОК-8 Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.3. Подготовка к семинару по теме «Первый закон термодинамики. Вычисление работы и теплоты при различных процессах. Термохимия: законы Гесса и Кирхгофа.» Сам. работа 2 4 ОК-8 Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.4. Первый закон термодинамики. Вычисление работы и теплоты при различных процессах. Термохимия: законы Гесса и Кирхгофа Практические 2 2 ОК-10 Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.5. Второй закон термодинамики, его формулировки. Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии как критерий направленности самопроизвольного процесса в изолированных системах. Сам. работа 2 6 ОК-8 Л2.2, Л1.2
1.6. Термодинамические потенциалы: свободная энергия Гиббса, свободная энергия Гельмгольца. Изменение термодинамических потенциалов как критерий направленности процесса в закрытых системах Сам. работа 2 6 ОК-8 Л2.2, Л1.2
1.7. Химическое равновесие. Закон действующих масс. Константа равновесия и способы ее выражения. Применение закона действующих масс к гетерогенным системам. Сам. работа 2 6 ОК-8 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.8. Смещение равновесия при изменении концентрации, давления и температуры. Принцип Ле Шателье- Брауна. Уравнение изобары и изохоры химической реакции Сам. работа 2 6 ОК-8 Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.9. Подготовка к лабораторной работе по теме «Определение теплоты растворения неорганических солей» Сам. работа 2 4 ОК-8 Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.10. Определение теплоты растворения неорганических солей Лабораторные 2 3 ОК-10 Л2.1, Л2.2, Л1.2
1.11. Оформление отчета по лабораторной работе по теме «Определение теплоты растворения неорганических солей» Сам. работа 2 4 ОК-8 Л2.2, Л1.2
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 2 2 ОК-10 Л1.1, Л2.2, Л1.2
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 2 6 ОК-8 Л2.2, Л1.2
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 Сам. работа 2 6 ОК-8 Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.2. Подготовка к семинару по теме «Понятия химической кинетики. Определение порядка и константы скорости реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций» Сам. работа 2 4 ОК-8 Л2.2, Л1.2
3.3. Понятия химической кинетики. Определение порядка и константы скорости реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций Практические 2 2 ОК-10 Л2.2, Л1.2
3.4. Подготовка к лабораторной работе по теме «Определение константы скорости и энергии активации реакции омыления ацетоуксусного эфира» Сам. работа 2 4 ОК-8 Л2.1, Л2.2, Л1.2
3.5. Определение константы скорости и энергии активации реакции омыления ацетоуксусного эфира Лабораторные 2 3 ОК-10 Л2.1, Л2.2, Л1.2
3.6. Оформление отчета по лабораторной работе по теме «Определение константы скорости и энергии активации реакции омыления ацетоуксусного эфира» Сам. работа 2 2 ОК-8, ПК-22 Л2.1, Л2.2, Л1.2
3.7. Понятие катализа и катализатора. Классификация каталитических процессов. Механизм гомогенного и гетерогенного катализа. Ферментативный катализ Сам. работа 2 6 ОК-8, ПК-22 Л1.1, Л2.2, Л1.2
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. Сам. работа 2 6 ОК-8, ПК-22 Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.2. Основные положения теории сильных электролитов. Возникновение потенциала на границе электрод-раствор. Двойной электрический слой, его строение. Сам. работа 2 6 ОК-8 Л2.2, Л1.2
4.3. 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 Сам. работа 2 4 ОК-8 Л2.2, Л1.2
4.4. Подготовка к зачету Сам. работа 2 6 ОК-8, ОК-10, ПК-22 Л2.2, Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Представлены в приложении ФОС
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Представлены в приложении ФОС
5.3. Фонд оценочных средств
ФОС находится в приложении

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко Физическая химия: М. : Высш. шк., 2003
Л1.2 В.В. Свиридов, А.В. Свиридов. Физическая химия [Электронный ресурс]: учебное пособие Санкт-Петербург : Лань, 2016 https://e.lanbook.com/book/87726?category_pk=3863#book_name
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 М.И. Гельфман Практикум по физической химии : СПб.: Изд-во "Лань", 2004
Л2.2 А.Г. Макаров, М.О. Сагида, Д.А. Раздобреев Теоретические и практические основы физической химии : учебное пособие Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2015 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=364840&sr=1
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Курс в системе Мудл https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=4872
6.3. Перечень программного обеспечения
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
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
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

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 «Физическая химия» не представляется возможным без активной работы на практических занятиях.
Содержание предлагаемого УМК структурировано таким образом, что студент может оперативно найти необходимые методические указания и рекомендации.
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.
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.