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

Физические и физико-химические методы исследования биополимеров

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра органической химии
Направление подготовки04.06.01. Химические науки
НаправленностьОрганическая химия
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план04_06_01_Орг химия-234-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 78
самостоятельная работа 39
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 20
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 24 24 24 24
Лабораторные 36 36 36 36
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 39 39 39 39
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 144 144 144 144

Программу составил(и):
доктор хим. наук, профессор, Смагин В.П.;доктор хим. наук, профессор, Базарнова Н.Г.

Рецензент(ы):
к.х.н., доцент, Харнутова Е.П.

Рабочая программа дисциплины
Физические и физико-химические методы исследования биополимеров

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 04.06.01 ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ (уровень подготовки кадров высшей квалификации). (приказ Минобрнауки России от 30.07.2014г. №869)

составлена на основании учебного плана:
04.06.01 Химические науки
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра органической химии

Протокол от 25.06.2019 г. № 12
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
Базарнова Н.Г., д.х.н., профессор


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 органической химии

Протокол от 25.06.2019 г. № 12
Заведующий кафедрой Базарнова Н.Г., д.х.н., профессор


1. Цели освоения дисциплины

1.1.- сформировать понимание значимости физических и физико-химических методов исследования для решения современных научных и прикладных задач в области биополимеров;
- дать представление об инструментальной базе физических и физико-химических методов исследования;
- на примере физических и физико-химических методов познакомить с правилами проведения исследований биополимеров, интерпретации и описания результатов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1 способностью демонстрировать системное понимание в области изучения органической химии, мастерство в части умений и методов исследования, используемых в аналитической химии
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- основные естественнонаучные законы, на которых базируются физические и физико-химические методы исследования;
- классификацию и основы физических и физико-химических методов исследования;
- области применения, метрологические характеристики, достоинства и недостатки физических и физико-химических методов исследования.
- принципы устройства приборов и инструментов, основы пробоподготовки, правила работы на приборах.
- правила идентификации, представления и оформления результатов исследования.
3.2.Уметь:
3.2.1.- применять основные естественнонаучные законы в практической работе;
- выбирать оптимальный метод исследования при исследованиии биополимеров;
- готовить образцы к исследованиям и работать на общедоступном борудовании;
- идентифицировать, представлять и оформлять результаты исследования.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- основами применения физических и физико-химических методов исследования и идентификации биополимеров, представления и оформления результатов исследования.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Общие сведения о физических и физико-химических методах исследования
1.1. Теоретические основы и классификация физических методов и физико-химических методов исследования. Критерии выбора метода исследования. Интеграция методов. Комбинированные и гибридные методы исследования Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
1.2. Метрологические характеристики методов: чувствительность, разрешающая способность, точность. Сам. работа 3 3 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 2. Теоретические основы спектроскопических методов исследования и регистрация спектров.
2.1. Многоатомная система. Электронные, колебательные, вращательные состояния системы. Полная энергия системы. Энергетическая диаграмма. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Спектры веществ. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
2.2. Критерии объединения ряда физических методов исследования в единый класс спектроскопических методов. Единая схема спектроскопических измерений в любой области спектра. Спектральные приборы. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 3. Методы электронной спектроскопии.
3.1. Основные понятии электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой области спектра. Характеристика электронные энергетические состояния. Радиационные и нерадиационные переходы между состояниями энергии. Электронный абсорбционный спектр. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.2. Электронные спектры органических и неорганических веществ. Хромофоры и ауксохромы. Применение электронной абсорбционной спектроскопии. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.3. Методы электронной спектроскопии. Сам. работа 3 4 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 4. Методы колебательной спектроскопии
4.1. Методы колебательной спектроскопии: ИК спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния. Применение методов колебательной спектроскопии. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
4.2. Решение задач по ИК спектроскопии. Практические 3 4 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
4.3. Техника и методики ИК спектроскопии и спектроскопии КР. Аппаратура ИК спектроскопии. Материалы, используемые для изготовления оптических деталей. Подготовка образцов к исследованию. Оптимальные условия регистрации ИК спектров. Аппаратура спектроскопии КР. Сам. работа 3 12 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 5. Методы резонансной спектроскопии
5.1. Физические основы ядерного магнитного резонанса. Абсолютный и относительный химический сдвиг. Спин-спиновое взаимодействие. Константа спин-спинового взаимодейс¬твия, JC-H . Спектры ЯМР. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
5.2. Решение задач по ЯМР спектроскопии. Практические 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
5.3. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР спектроскопия). Природа ЭПР спектров. Условие резонанса. Применение ЭПР спектроскопии в химии. Сам. работа 3 10 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 6. Методы масс-спектрометрии
6.1. Методы масс-спектрометрии. Масс-спектр. Способы представления масс-спектра. Основные стадии масс-спектрометрического анализа. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
6.2. Схема анализа масс-спектров при проведении структурного анализа: характеристика общего вида спектра, анализ области молекулярного иона, анализ области легких осколочных ионов. Сам. работа 3 3 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 7. Комплексное использование методов исследование
7.1. Совместное применение физических методов исследования Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
7.2. Решение комплексных задач Практические 3 4 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 8. Изучение биополимеров методами УФ- и ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье
8.1. Методы УФ- и ИК- спектроскопии с преобразованием Фурье. Общие сведения. Лекции 3 4 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
8.2. Применение ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье для исходных и модифицированных биополимеров в стенке растительной клетки Практические 3 4 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
8.3. Применение УФ-спектроскопии с преобразованием Фурье в процессе озрнирования биополимеров в стенке растительной клетки Практические 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
8.4. Изучение продуктов бензилирования и карбоксиметилирования биополимеров методом ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье Лабораторные 3 12 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
8.5. Количественное определение содержания азота в нитратах целлюлозы методом ИК-спектроскопии Лабораторные 3 6 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
8.6. Изучение биополимеров методами УФ- и ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье Сам. работа 3 3 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 9. Методы хроматографического исследования биополимеров растительного происхождения
9.1. Обзор методов исследования биополимеров методами хроматогрфии: ГЖХ, ВЭЖХ, ТСХ и др. Лекции 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
9.2. Изучение ароматической и углеводной составляющей биополимеров методами ГЖХ и бумажной хроматографии Практические 3 2 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
9.3. Анализ метоксильных групп в лигнине методом ГЖХ Лабораторные 3 6 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
9.4. Определение содержания углеводов методом бумажной хроматографии Лабораторные 3 12 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1
9.5. Методы хроматографического исследования биополимеров растительного происхождения Сам. работа 3 4 ПК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Фонд оценочных средств привелден в приложении рабочей программы дисциплины (файл прилагается)
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Фонд оценочных средств привелден в приложении рабочей программы дисциплины (файл прилагается)

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Пентин Ю. А., Вилков Л. В. Физические методы исследования в химии: учеб. для вузов М.: Мир, 2003
Л1.2 [авт.-сост.: Н. Г. Базарнова и др.] Методы исследования древесины и ее производных [Электронный ресурс]: АлтГУ, 2013 elibrary.asu.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 В. П. Смагин Физические методы исследования в химии: учеб. пособие Изд-во АлтГУ, 2014 elibrary.asu.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 ЭБС «Юрайт» www.biblio-online.ru
Э2 ЭБС «Лань» e.lanbook.com
6.3. Перечень программного обеспечения
Стандартные программы обработки данных. Информационно-поисковые базы данных по физическим методам исследования.
Microsoft Windows
Microsoft Office
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Информационная справочная система:
СПС Консультант Плюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/)
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)
4. Электронная библиотека на сервере химфака МГУ (http://www.chem.msu.su)
5. Библиотека химической литературы (http://www.kge.msu.ru)
6. Всероссийский портал химиков-аналитиков, в том числе объектов окружающей среды (http://www.anchem.ru)
7. Портал эколого-аналитической ассоциации «Эко-аналитика» (http://ecoanalytica.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
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)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Прикреплены к РПД