Задачи изучения дисциплины: развитие коммуникативных и социокультурных способностей и качеств; овладение умениями и навыками самосовершенствования. Структура дисциплины

Вид материала

Документы

Содержание Термохимия как раздел физической химии. Задачи термохимии. Пути использования термохимических данных Раздел 8. Температура и её измерение Виды учебной работы Цели и задачи дисциплины Аннотация дисциплины Цели и задачи дисциплины

Подобный материал:

• Задачи изучения дисциплины: развитие коммуникативных и социокультурных способностей, 4301.16kb.
• Задачи дисциплины овладение теоретическими знаниями в области технологии передачи, 122.14kb.
• Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 9 з е. (324 часа), 1000.46kb.
• «Профконсультирование» Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет: Цель дисциплины, 15.44kb.
• Аннотация примерной программы учебной дисциплины Экономика и социология труда Цели, 48.2kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины «Психолого-педагогический практикум» вузовского, 877.91kb.
• Программа дисциплины гсэ. Ф. 02 «Физическая культура» Цели и задачи дисциплины. Целью, 480.86kb.
• Примерная программа дисциплины учебно-исследовательская работа направление подготовки, 183.34kb.
• Задачи дисциплины, 36.83kb.
• Программа учебной дисциплины «Анализ финансовой отчетности банка», 183.77kb.

Термохимия как раздел физической химии. Задачи термохимии. Пути использования термохимических данных

Раздел 2. Основные понятия и законы термохимии

Тема 2. Энергетика химических реакций

Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения и обозначения.

Тема 3. Основной закон термохимии

Закон Гесса. Соотношение между Q_v и Q_p. Следствия из закона Гесса и их применение

Раздел 3. Тепловые эффекты физико-химических процессов

Тема 4. Тепловые эффекты и методы их расчета

Теплоты сгорания химических соединений. Стандартные теплоты образования химических соединений. Атомарные теплоты образования химических соединений. Аддитивные методы расчета теплот образования и сгорания. Методы расчета параметров реакций органических веществ. Методы сравнительного расчета. Простые аддитивные методы. Метод Татевского для углеводородов. Система инкрементов Сейфера и Смоленского. Метод Гриншильдса и Россини. Теплоты растворения и смешения. Теплоты и энергии сольватации (гидратации). Теплоты адсорбции. Теплоты фазовых переходов.

Раздел 4. Влияние температуры на тепловые эффекты

Тема 5. Теплоемкость

Понятие теплоемкости. Теплоемкость при постоянном давлении и объеме. Средняя и истинная теплоемкости.

Тема 6. Зависимость тепловых эффектов от температуры

Закон Кирхгофа. Дифференциальная форма закона Кирхгофа. Уравнения Кирхгоффа. Выполнимость закона Кирхгофа. Интегрирование уравнений Кирхгоффа. Применение закона Кирхгоффа

Раздел 5. Расчет теплоемкости

Тема 7. Теплоемкость газов

Расчет теплоемкости газов по классической кинетической теории. Расчет теплоемкости газов по квантовой теории.

Тема 8. Теплоемкость твердых тел

Расчет теплоемкости кристаллических твердых тел по классической и квантовой теориям.

Раздел 6. Энергия химической связи

Тема 9. Химическая связь

Понятие химической связи. Классификация химических связей. Средняя и истинная энергия химической связи.

Тема 10. Методы расчета энергии химической связи

Гипотеза Фаянса расчета энергии химический связей многоатомных молекул (правило аддитивности). Отклонения от правила аддитивности (сопряжение).

Тема 11. Энергии кристаллических решеток

Энергия кристаллической ионной решетки и методы её расчета. Теплоты образования и разрушения решетки. Цикл Борна – Габера. Энергия кристаллической молекулярной решетки. Теплоты образования и разрушения молекулярной решетки.

Модуль 2. Практические аспекты термохимии

Раздел 7. Экспериментальная термохимия

Тема 12. Задачи экспериментальной термохимии

Предмет экспериментальной термохимии. Термохимический эксперимент. Экспериментальные методы термохимии.

Раздел 8. Температура и её измерение

Тема 13. Температура

Нулевой закон термодинамики. Понятие температуры. Построение температурной шкалы. Условная и термодинамическая температуры. Шкалы Кельвина и Цельсия. Реализация термодинамической температуры. Газовые термометры. Международная температурная шкала.

Тема 14. Жидкостные термометры

Ртутный термометр. Чувствительность и термическая инертность ртутных термометров. Непостоянство нулевой точки ртутного термометра. Поправки к показаниям ртутного термометра.

Тема 15. Термометры сопротивления

Основные определения и конструкция. Термическая инертность термометра сопротивления. Погрешность инертности термометра сопротивления. Измерение сопротивления термометра: метод компенсации, метод моста. Термисторы.

Тема 16. Термоэлементы

Термопары. Термоэлектрические явления. Особенности термоэлектрических цепей. Выбор термоэлектродов. Наиболее распространенные низкотемпературные и высокотемпературные термопары. Измерение термо–э.д.с и расчет температуры.

Тема 17. Оптические методы измерения температуры

Пирометры.

Раздел 9. Калориметрия

Тема 18. Калориметры Единицы измерения энергии. Калориметры и их классификация. Градуировка калориметров. Последовательность калориметрического эксперимента. Изотермические калориметры. Дифференциальные сканирующие калориметры. Теплопроводящие калориметры. Тема 19. Методы измерения термохимических величин Методы измерения теплоемкости (метод непосредственного нагрева, метод калорифера. метод смешения, импульсный метод). Измерение теплоемкости с помощью дифференциальных сканирующих калориметров. Измерение теплоемкости методом адиабатического сжатия (расширения) или измерением скорости распространения звука. Измерение теплот сгорания. Измерение теплоты плавления (метод непосредствен­ного нагрева, метод смешения). Измерение теплоты парообразования (метод ввода теплоты, метод смешения, метод протока).


В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

• основные понятия и принципы термохимических методов расчета процессов, что даст возможность целенаправленно регулировать многие технологические процессы, в том числе такие, как создание новых материалов с заданными свойствами;;
  
• суть основных экспериментальных термохимических методлв анализа;
  

уметь:

• применять термодинамический подход к описанию взаимодействия веществ и их фазовых превращений;
  
• предсказывать возможные пути протекания реакций;
  
• использовать полученные знания для обсуждения экспериментальных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных.
  

владеть:

• теоретическими навыками для анализа практических вопросов термодинамики процесосов.
  

Виды учебной работы: лекции, самостоятельная работа

Изучение дисциплины заканчивается зачетом в 8 семестре


Аннотация дисциплины
Электрохимические методы анализа


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единиц (108 часов).


Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: ознакомление студентов профиля «Аналитическая химия» с теоретическими основами электрохимии и принципами применения класических и современных электроаналитических  методов  при исследовании различных систем.


Задачей изучения дисциплины является знакомство с   основными понятиями  электрохимической  термодинамики и кинетики, рассмотрение свойства растворов электролитов, строение двойного электрического слоя, термодинамика  электрохимических  цепей и кинетика электродных процессов, изучение основные  методы   электрохимического   анализа : потенциометрия, кондуктометрия, кулонометрия, электрогравиметрия, вольтамперометрия.


Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 0,5 з.е., лабораторные занятия 1 з.е., самостоятельная работа 1,5 з.е.


Основные дидактические единицы (разделы):

7. Введение. Предмет и задача курса. Классификация и основные принципы электрохимических методов. Общность теоретических основ взаимосвязь электрохимических методов. Потенциал электрода. Механизм его возникновения. Поляризация электрода. Определение величины и характера электродной поляризации. Уравнение Тафеля. Токи обмена и числа переноса. Обратимые и необратимые электрохимические процессы. Влияние различных факторов на обратимость систем.
   
8. Электрогравиметрия. Законы Фарадея, выход по току. Электролиз с контролем напряжения и контролем потенциала рабочего электрода. Электрохимическое разделение и выделение металлов. Электроды и аппаратура в электрогравиметрии. Электролиз с использованием гальванических пар - внутренний электролиз.
   
9. Кулонометрия. Теоретические основы метода. Потенциостатическая и амперостатическая кулонометрия. Методы определения количества электричества: расчетные и экспериментальные. Электрохимическая схема кулонометрических установок, аппаратура. Примеры кулонометрических определений.
   
10. Потенциометрические методы. История развития методов и их классификация. Равновесный электродный потенциал, математическое выражение его величины. Уравнение Нернста как основное уравнение для потенциометрического исследования обратимых систем. Электроды в потенциометрии. Классификация электродов по роду электрохимической реакции: электроды 1-го и П-го рода. Индикаторные электроды и электроды сравнения. Электроды, обратимые относительно ионов водорода: водородный, стеклянный, хингидронный. Принцип их действия и возможности. Ион-селективные (мембранные) электроды. Уравнение Никольского для потенциала ионселективного электрода. Основная электродная функция мембраны и ее селективность. Способы повышения селективности: изменение состава электродоактивной мембраны, изменение размера пор мембраны. Ионселективные электроды с твердыми, жидкими и газовыми мембранами. Биосенсоры.
    
11. Классификация потенциометрических методов. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Электрохимическая индикаторная реакция. Скачок потенциала в конечной точке титрования. Потенциометрическое титрование одно- и многокомпонентных систем. Обзор методов потенциометрического анализа с использованием различных типов химических реакций. Варианты ускоренного потенциометрического анализа.
    
12. Вольтамперометрия. классификация методов вольтамперометрии. Классическая полярография. Характеристика вольтамперной кривой. Потенциал полуволны. Зависимость диффузного тока от концентрации деполяризатора. Уравнение Ильковича и его практическое использование. Уравнение полярографической волны для обратимых и необратимых электродных процессов, для комплексных ионов. Исследование реакций комплексообразования методом вольтамперометрии: определение координационного числа и констант устойчивости.
    
13. Разновидности полярографического метода: производная (дифференциальная), инверсионная, осциллографическая - при заданном напряжении и заданном силе тока. Переменнотоковая вольтамперометрия с наложением синусоидального и прямоугольного напряжения. Поляграфическое определение и исследование органических соединений. Твердые электроды в вольтамперометрии. Вращающийся платиновый электрод. Преимущества и недостатки твердых электродов по сравнению с ртутным. Роль вольтамперометрических методов в практике аналитической химии.
    
14. Амперометрическое титрование. Сущность метода с одним индикаторным электродом. Характер кривых титрования в зависимости от протекающих процессов. Амперометрическое титрование с двумя поляризованными электродами.
    
15. Электрохимические индикаторы. Принцип выбора величины налагаемого напряжения. Области использования метода.
    

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать основы  электрохимической  науки, в частности теорию электролитов,  электрохимическую  термодинамику и кинетику; все важные электроаналитические  методы  и их теоретические основы, а также условия практического применения потенциальными пользователями; некоторые современные аспекты развития электрохимии и электроаналитических  методов   анализа .

уметь: проводить качественный и количественный  анализ  различных объектов (например, воды, растворов, почвы, биологических материалов) с использованием  электрохимических  методов  анализа  на содержание ряда компонентов, доступных определению данными  методами; проводить пробоподготовку, необходимую для осуществления  электрохимического   анализа, конструировать  электрохимические  ячейки и сопрягать их с аппаратурой, предназначенной для  электрохимических  измерений; правильно выбрать необходимый  метод, способный дать наиболее точные результаты при определении конкретного компонента; правильно математически обработать полученные результаты и правильно их интерпретировать.

владеть: навыками работы с такими приборами как потециометры, иономеры различных марок, потенциостаты, кондуктометры и мосты переменного тока, источники постоянного тока; навыками настройки некоторых приборов, а также подготовки к работе и калибровки стеклянных, ион-селективных электродов и редокс-электродов, навыки изготовления электродов первого рода и подготовки к работе электродов второго рода, а также навыки работы со справочными  электрохимическими  данными и специальной литературой по электрохимии.


Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы, контрольные работы, реферат



Изучение дисциплины заканчивается зачетом.



Аннотация дисциплины
Аналитический контроль объектов окружающей среды


Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 часа).


Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: является подготовка специалистов, обладающих знаниями в области эколого - аналитической химии.

Задачей изучения дисциплины является выработка умения представить химический анализ от пробоотбора до конечного результата как единый технологический процесс; изучение принципов выбора наиболее оптимального метода анализа, исходя из объекта анализа, предполагаемого его состава, имеющейся аналитической техники и требуемой точности; составление схемы анализа, включающей пробоотбор, извлечение, разделение, идентификацию компонентов пробы и аналитическое определение.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 1 з.е., лабораторные занятия 1 з.е., самостоятельная работа 2 з.е.

Основные дидактические единицы (разделы):

Тема 1. Предмет и содержание курса. Понятие Единой государственной системы экологического мониторинга (2 ч). Состояние окружающей среды. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье населения. Экологический мониторинг. Виды мониторинга. Единая государственная система экологического мониторинга, ее основные функции и задачи.

Тема 2. Процедуры и операции технологического цикла экоаналитического контроля загрязнения окружающей среды (8 ч). Выбор места контроля загрязнения и поиск его источника с целью первичной оценки и отбора проб. Отбор проб объектов окружающей среды. Отбор проб воздуха. Выбор способа отбора проб. Отбор проб в жидкие среды. Отбор проб на твердые сорбенты. Криогенное концентрирование. Хемосорбция. Отбор проб в контейнеры. Концентрирование на фильтрах.

Отбор проб воды. Способы и условия пробоотбора в зависимости от особенностей водного объекта. Отбор проб почвы. Отбор проб донных отложений. Отбор проб животного и растительного происхождения.

Стабилизация, хранение и транспортировка проб для анализа. Подготовка проб к анализу в лаборатории. Концентрирование микропримесей: выпаривание, отгонка микрокомпонента, соосаждение, экстракция, сорбция, вымораживание, мембранные методы.

Извлечение, разделение и идентификация компонентов пробы. Способы извлечения химических веществ из отобранной пробы (экстракция, термодесорбция, способ равновесной паровой фазы). Способы разделения компонентов смеси. Способы идентификации.

Тема 3. Технические средства экоаналитического контроля (4 ч). Требования к результатам экоаналитических работ. Требования к средствам измерений. Требования к вспомогательному и испытательному оборудованию и методикам выполнения измерений. Классификация и основные характеристики экоаналитических средств. Средства контроля воздушных и других газообразных сред. Газоанализаторы вредных веществ в воздухе. Дозирующие устройства. Средства контроля вод и других жидких сред. Средства контроля почв.