Общая трудоёмкость изучения дисциплины
Скачать 2.15 Mb.
|
| Раздел 3. Капиллярные явления Тема 1. Капиллярное давление Капиллярное давление. Закон Лапласа. Зависимость давления пара от кривизны поверхности жидкости. Закон Томсона. Капиллярная конденсация. Изотермическая перегонка вещества. Зависимость растворимости от кривизны поверхности дисперсных частиц (закон Гиббса - Оствальда - Фрейндлиха). Равновесная форма кристаллов (закон Гиббса - Кюри - Вульфа). Тема 2. Смачивание Смачивание. Краевой угол. Закон Юнга (силовой и энергетический выводы). Соотношение между работами когезии и адгезии при смачивании. Капиллярное поднятие жидкости, уравнение Жюрена, капиллярная постоянная жидкости. Избирательное смачивание, как метод характеристики поверхностей твердых тел (лиофильных и лиофобных). Полное смачивание (термодинамическое условие). Основные методы измерения поверхностного натяжения жидкостей и поверхностной энергии твердых тел. Раздел 4. Адсорбция на поверхности раздела фаз Тема 1. Термодинамика процесса адсорбции Адсорбция как самопроизвольное концентрирование на поверхности раздела фаз веществ, снижающих межфазное натяжение. Поверхностно-активные и -инактивные вещества (примеры). Относительность понятия "поверхностная активность" (зависимость от природы контактирующих фаз). Поверхностно-активные металлы. Термодинамика процесса адсорбции. Уравнение адсорбции Гиббса. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ. Уравнение Шишковского. Поверхностная активность, ее изменение в гомологических рядах ПАВ. Термодинамическое обоснование правила Траубе - Дюкло. Методы оценки поверхностной активности органических ПАВ. Работа адсорбции. Динамический характер адсорбционного равновесия на поверхности раздела раствор ПАВ - газ. Уравнение Лэнгмюра, его связь с уравнениями Гиббса, Шишковского и Фрумкина. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ. Адсорбция ПАВ на поверхности раздела несмешивающихся жидкостей. Тема 2. Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ) Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Классификация ПАВ по молекулярному строению (анионо- и катионоактивные, неионогенные, амфолитные); области применения ПАВ. Высокомолекулярные ПАВ (примеры, отличия от низкомолекулярных ПАВ). Проблема биоразлагаемости ПАВ. Классификация ПАВ по механизму их действия (смачиватели, диспергаторы, стабилизаторы, моющие вещества). Понятие о гидрофильно-липофильном балансе (ГЛБ) молекул ПАВ. Строение монослоев растворимых ПАВ. Двухмерное состояние вещества в поверхностном слое, ориентация молекул в разреженных и в насыщенных слоях. Уравнение состояния монослоя ПАВ. Расчет размеров молекул ПАВ. Тема 3. Адсорбция ПАВ из растворов на поверхности твердых тел. Правило уравнивания полярностей Ребиндера. Модифицирующее действие ПАВ: гидрофилизация и гидрофобизация твердой поверхности. Управление смачиванием в процессах флотации. Влияние адсорбционных слоев ПАВ на смазочное действие и на граничное трение. Раздел 5. Электроповерхностные явления в дисперсных системах Тема 1. Двойной электрический слой Двойной электрический слой (ДЭС). Причины образования ДЭС. Термодинамическое равновесие поверхности раздела фаз с учетом электрической энергии. Модели строения ДЭС (теории Гельмгольца, Гуи - Чепмена, Штерна, Грэма). Изменение потенциала в зависимости от расстояния от поверхности для сильно и слабо заряженных поверхностей; влияние концентрации и заряда ионов электролита. Тема 2. Строение мицеллы гидрофобного золя Строение мицеллы гидрофобного золя. Влияние концентрации и природы электролита на величину и знак заряда коллоидных частиц. Основы ионного обмена. Лиотропные ряды. Тема 2. Электрокинетические явления Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос, потенциалы течения и оседания; теория Гельмгольца - Смолуховского. Электрокинетический потенциал; граница скольжения. Методы определения электрокинетического потенциала. Модуль 2. КОЛЛОИДНЫЕ (ДИСПЕРСНЫЕ) СИСТЕМЫ Раздел 6. Лиофобные системы Тема 1. Методы получения дисперсных систем Диспергационные методы получения дисперсных систем (золей, эмульсий, пен, аэрозолей). Роль ПАВ в процессах получения дисперсных систем. Связь работы диспергирования с поверхностной энергией твердых тел. Использование эффекта Ребиндера для уменьшения работы диспергирования. Процессы диспергирования в природе и технике. Конденсационные способы получения дисперсных систем. Образование золей в процессе химических реакций Тема 2. Термодинамика образования коллоидных частиц Термодинамика гомогенного и гетерогенного образования коллоидных частиц при фазовых переходах 1-го рода (теория Гиббса - Фольмера). Работа образования зародышей новой фазы. Образование частиц дисперсной фазы в процессах кристаллизации из растворов, конденсации пересыщенного пара, кипения. Методы регулирования размеров частиц в дисперсных системах. Основные методы очистки золей (диализ и ультрафильтрация). Тема 3. Коллоидно - химические свойства высокомолекулярных соединений и их растворов (молекулярные коллоиды) Строение и свойства ВМС, Взаимодействие ВМС с растворителем (ограниченный и неограниченный процесс набухания). Растворы ВМС. Адсорбция ВМС Раздел 7. Лиофильные дисперсные системы Тема 1. Термодинамика образования лиофильных систем Термодинамика образования лиофильных коллоидных систем; критерий самопроизвольного диспергирования (критерий Ребиндера-Щукина). Тема 2. Мицеллообразование в растворах ПАВ Мицеллообразование в растворах ПАВ. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ), основные методы определения ККМ. Эмпирические закономерности изменения ККМ и минимального значения поверхностного натяжения на границе раздела раствор ПАВ - воздух в гомологических рядах ПАВ. Строение прямых и обратных мицелл при различных концентрациях ПАВ. Тема 3. Солюбилизация Солюбилизация (коллоидное растворение органических веществ в прямых мицеллах). Относительная солюбилизация, зависимость от температуры и концентрации. Солюбилизация в неводных средах. Раздел 8. Эмульсии, пены, аэрозоли Тема 1. Эмульсии и пены Классификация эмульсий, определение степени дисперсности. Эмульгаторы, принципы выбора ПАВ для стабилизации прямых и обратных эмульсий. Эмульсионные пленки; их строение и факторы, влияющие на устойчивость эмульсионных пленок. Обращение фаз в эмульсиях. Твердые эмульгаторы. Методы разрушения эмульсий. Практическое применение эмульсий. Строение пен и их классификация. Кратность пен. Пенообразователи, эффективность их влияния и связь с гидрофильно-липофильным балансом используемых ПАВ. Влияние электролитов на пенообразующую способность ПАВ. Пенные пленки, строение, факторы устойчивости. Черные пленки. Практическое применение пен (примеры). Тема 2. Аэрозоли Классификация аэрозолей по агрегатному состоянию частиц дисперсной фазы. Методы получения и измерения размеров аэрозольных частиц. Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей (высоко- и грубодисперсных).Электрические свойства аэрозолей, причины возникновения заряда на поверхности частиц. Агрегативная устойчивость аэрозолей. Способы и особенности разрушения аэрозолей. Практическое использование аэрозолей (примеры). Модуль 3. Устойчивость дисперсных систем Раздел 9. Седиментационная устойчивость Тема 1. Молекулярно-кинетические свойства и оптические свойства дисперсных систем Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Диффузия в коллоидных системах. Закон Эйнштейна. Рассеяние света малыми частицами (по Рэлею). Оптические свойства дисперсных систем при увеличении размера частиц. Тема 2. Седиментационно-диффузионное равновесие. Седиментационно-диффузионное равновесие Метод Перрена определения числа Авогадро. Тема 3. Методы дисперсионного анализа Седиментационный анализ полидисперсных систем. Константа седиментации. Дифференциальная кривая распределения частиц по размерам; интегральная кривая; построение их из данных по кинетике накопления осадка. Нефелометрия. Ультрамикроскопия. Раздел 10. Агрегативная устойчивость Тема 1. Теория устойчивости гидрофобных золей Теория устойчивости гидрофобных золей (теория ДЛФО). Термодинамика тонких пленок. Расклинивающее давление по Дерягину. Молекулярная составляющая расклинивающего давления. Учет молекулярной природы контактирующих фаз, для тонких пленок и сферических частиц. Электростатическая составляющая расклинивающего давления. Зависимость энергии взаимодействия частиц дисперсной фазы от расстояния между ними. Тема 2. Факторы, влияющие на агрегативную устойчивость Основные факторы, влияющие на агрегативную устойчивость дисперсных систем. Эффетивная упругость тонких пленок. Эффект Марангони - Гиббса; причины возникновения. Раздел 11. Коагуляция золей электролитами Тема 1. Электролитная коагуляция Порог коагуляции; зависимость критической концентрации электролита от размера и заряда коагулирующего иона (правило Шульце - Гарди). Коагуляция сильно и слабо заряженных золей (концентрационная и нейтрализационная коагуляция). Флокуляция, гетерокоагуляция, адагуляция (определения, примеры). Тема 2. Кинетика коагуляции Кинетика коагуляции. Теория быстрой коагуляции (Смолуховский); основные положения теории медленной коагуляции. Обратимость процесса коагуляции. Пептизация. Раздел 12. Основы физико-химической механики Способы описания механических свойсвт. Структурообразование в дисперсных системах. Реологические свойства дисперсных систем. Эффект ребиндера. Приложения эффекта ребиндера. Раздел 13. Общее заключение Физико-химические методы регулирования структурно-механических свойств дисперсных систем на различных стадиях их формирования как основная задача коллоидной химии. Коллоидно-химические основы охраны природы. В результате изучения дисциплины студенты должны знать: Перспективы развития коллоидной химии как теоретической базы синтетической химии, химической технологии и технологии создания новых материалов (в частности наноматериалов). Основные законы коллоидной химии. Физико-химические методы регулирования структурно-механических свойств дисперсных систем на различных стадиях их формирования Суть физико-химических явлений дисперсных систем, что даст возможность целенаправленно регулировать многие технологические процессы, в том числе такие, как создание новых материалов с заданными свойствами Коллоидно-химические основы охраны природы уметь: Применять основные законы коллоидной химии для обсуждения полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных. Проводить физико-химический анализ поверхностных явлений и процессов, протекающих в дисперсных системах. Использовать методы регистрации и обработки результатов физико-химических экспериментов применительно к коллоидным системам. Проводить оценку возможных рисков, включая экологические, на основании знания закономерностей, управляющих поведением анализируемых дисперсных систем. Работать с установками и приборами, применяемыми в аналитических и физико-химических исследованиях. владеть практическими навыками: Проведения химического эксперимента, использования физико-химических методов исследования поверхностных явлений и процессов, протекающих в дисперсных системах. Работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении экспериментов. Оценки основных процессов, протекающих в коллоидных системах с использованием известных физико-химических моделей. Виды учебной работы: лекции, практические занятия, лабораторные работы, самостоятельная работа. Изучение дисциплины заканчивается зачетом в 8 семестре Аннотация дисциплины Квантовая химия Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час). Цели и задачи дисциплины Цель изучения дисциплины - получение студентами базовых сведений по квантовой химии, необходимых для освоения специальных дисциплин, а по окончании обучения в вузе – для грамотной, эффективной работы в сфере профессиональной деятельности. Задачами изучения дисциплины является: формирование компетенций, позволяющих экспериментально работать в различных химических отраслях; знаний о современная квантовой химии как теоретическом фундаменте химической науки. Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы)
Основные дидактические единицы (разделы) Модуль 1 . Введение и математический аппарат квантовой химии
Модуль 2 Методики расчета молекулярных систем
В результате изучения дисциплины студенты должны знать: основные приближения квантовой химии и принципы методов, используемых при расчетах электронной структуры, строения и реакционной способности химических соединений. уметь: пользоваться современными представлениями квантовой химии для объяснения специфики поведения химических соединений и современным программным обеспечением расчетных методов квантовой химии. владеть технологией использования расчетных результатов квантовой механики в статистической термодинамике, теории элементарного акта химических превращений, молекулярной спектроскопии и других разделах современной химии. Виды учебной работы: лекции, практические занятия, самостоятельная работа. Изучение дисциплины заканчивается зачетом в 7 семестре Аннотация дисциплины Строение вещества Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час). Цели и задачи дисциплины Цель изучения дисциплины – получение студентами базовых сведений по строению вещества, основные положения классической теории химического строения, молекулярные модели различного уровня в современной теории химического строения, необходимых для освоения специальных дисциплин. Задачами изучения дисциплины является: формирование компетенций, которые помогут раскрыть роль строения веществ при описании микро- и макроскопических объектов систем, рассмотреть основные методы экспериментального и теоретического описания строения молекул и веществ; дадут возможность студентам эффективно применять в профессиональной деятельности полученные знания, умения и навыки. Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы)
Основные дидактические единицы (разделы) Модуль 1 . Строение молекул
Модуль 2 Строение конденсированных фаз.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать: базовые принципы теории строения молекул, лежащие в основе современной теории связи физических и химических свойств молекул с их строением в основном и возбужденным состояниях. Представлять общую картину строения вещества в различных агрегатных состояниях и знать особенности строения поверхности конденсированных фаз. уметь: пользоваться современными представлениями химии для объяснения состава и строения химических соединений и применять знания о строении веществ для прогнозирования их свойств. владеть: навыками решения задач с применением знаний о принципах строения молекул. Виды учебной работы: лекции, практические занятия, самостоятельная работа. Изучение дисциплины заканчивается зачетом в 8 семестре Аннотация дисциплины Кристаллохимия Является дисциплиной по выбору студента. Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единиц (144 час). Цели и задачи дисциплины Целью изучения дисциплины является: получение студентами фундаментальных понятий, представлений и физико-химических моделей, используемых при описании структуры химических соединений в кристаллическом состоянии, что даст возможность использовать полученные знания по атомному строению кристаллов для изучения физических и химических свойств кристаллических веществ. Задачей изучения дисциплины является: формирование у студентов знаний об основных особенностях кристаллической структуры химических соединений и их взаимосвязи с физико-химическими характеристиками, ознакомление студентов с современными методами структурного анализа. Структура дисциплины: аудиторные занятия: 2 з.е. (72 ч.) лекции 1 з.е. (36 ч) практические занятия 1 з.е. (36 ч) самостоятельная работа: 2 з.е. (72 ч.) изучение теоретического курса 0,5 з.е. (18 ч.) задачи 0,5 з.е. (18 ч.) Основные дидактические единицы (разделы): Модуль 1. Введение. Симметрия кристаллов (14 ч.) Предмет и задачи кристаллохимии. Рентгеноструктурный анализ – основной экспериментальный метод кристаллохимии. Основные аспекты кристаллохимии: стереохимический, кристаллоструктурный, характеристика химических связей, зависимость свойств кристаллов от их строения. Многообразие кристаллических структур. Кристаллохимия как часть химии и кристаллографии. Закрытые операции и элементы симметрии. Теоремы о сочетаниях закрытых элементов симметрии. Кристаллографические точечные группы симметрии. Международные символы и символы Шенфлиса. Единичные и полярные направления. Стереографические проекции кристаллов. Трансляции. Кристаллографические системы координат. Сингонии. Элементарная ячейка. Кристаллическая решетка. Решетки Бравэ. Открытые операции и элементы симметрии. Пространственные группы симметрии. Общие и частные правильные системы точек. Сайт- симметрия. Узловые ряды и узловые сетки. Межплоскостные расстояния. Миллеровские индексы. Число формульных единиц и рентгеновская плотность. Координационное число и координационный полиэдр. Собственная симметрия координационных полиэдров, молекул и сложных ионов. Структурные типы. Изоточечность, изоструктурность, изотипность. Полиэдрический метод изображения структур. Представление о теории плотнейших шаровых упаковок. Простейшие структурные типы и соотношения между ними. Описание структур в терминах шаровых упаковок и кладок. Семейства кристаллических структур. Островные, цепочечные, слоистые и каркасные структуры. Структуры с неоднородными фрагментами. Структуры со статистической и неполной упорядоченностью. Кристаллоструктурные характеристики атомов и химических связей. Общая теория межатомных взаимодействий. Межатомное расстояние и прочность связи. Валентное усилие связи. Основные типы кристаллохимических радиусов атомов (ионные, ковалентные, металлические, орбитальные, ван-дер-ваальсовы). Систематика кристаллических структур по типу связи. Гомо- и гетеродесмические структуры. Разбиение пространства. Разбиение Вороного-Дирихле. Важнейшие характеристики полиэдров Вороного-Дирихле. Влияние природы и валентного состояния атомов на характеристики полиэдров Вороного-Дирихле. Принцип плотнейшего заполнения пространства. Принцип равномерности. Модуль 2. Основы рентгеноструктурного анализа (8 ч.) Дифракция рентгеновских лучей. Уравнение Брэгга-Вульфа. Основные методы рентгенографии. Основы рентгенофазового анализа. Основные этапы анализа структуры кристалла. Представление о методах определения координат атомов. Структурные амплитуды. Распределение электронной плотности. Фактор расходимости. Современные источники кристаллоструктурной информации: Важнейшие компьютерные базы кристаллоструктурных данных. Возможности компьютерных методов поиска и анализа кристаллоструктурной информации. Модуль 3. Описание и систематика кристаллических структур (14 ч.) Структуры простых веществ. Координация атомов. Правило Юм-Розери. Изменение характера структуры по группам периодической таблицы. Типы изоморфизма. Твердые растворы. Предел изоморфной заместимости и морфотропия. Изоморфизм с заполнением пространства. Типы полиморфизма. Политипия. Термодинамика полиморфных превращений. Механизм полиморфных превращений. Структуры бинарных соединений. Интерметаллиды. Сплавы. Фазы Лавеса. Фазы Юм- Розери. Структуры соединений металлов с неметаллами (АХ). Структуры, описываемые в терминах шаровых упаковок и кладок. Ажурные структуры. Факторы, определяющие выбор структурного типа. Роль типа химической связи. Особенности координации переходных и непереходных металлов. Кластеры. Важнейшие структурные типы тернарных соединений. Правило Полинга о валентных усилиях связей. Структурный тип перовскита. Сегнето- и антисегнетоэлектрические свойства веществ с искаженной структурой перовскита. Строение высокотемпературных проводников. Структурный тип шпинели. Нормальные и обращенные шпинели. Ферриты и их техническое значение. Связь строения и магнитных свойств соединений, кристаллизующихся по типу шпинели. Островные структуры солей кислородсодержащих кислот. Структуры фосфатов и силикатов. Классификация структур силикатов. Зависимость физических свойств силикатов от их строения. Изовалентный и гетеровалентный изоморфизм в силикатах. Природные и синтетические цеолиты, их структура и применение. Строение координационных соединений. Особенности строения σ- и π-комплексов. Типы координации полидентатно-мостиковых лигандов. Обозначения типов координации. Кристаллохимические формулы комплексов. Основные черты строения комплексонатов. Основные факторы, влияющие на структуру кристаллов. Органическая кристаллохимия Стереохимия органических молекул. Соотношение собственной симметрии молекулы и симметрии позиции. Теория плотной упаковки молекул. Молекулярное координационное число. Упаковка по принципу “выступ к впадине”. Специфические межмолекулярные контакты. Межмолекулярные водородные связи. Клатраты. Структуры полимеров и биополимеров. Белки и полинуклеотиды. Строение реальных кристаллов. Важнейшие типы дефектов. Точечные дефекты. Дислокации. Мозаичность. Структура поверхности и твердых пленок. Влияние дефектов кристаллов на их свойства. Доменные структуры. Квазикристаллы и несоразмерные структуры. Ротационно-кристаллическое состояние. Особенности структуры твердых электролитов. В результате изучения дисциплины студент должен: знать:
уметь:
владеть:
Виды учебной работы: лекции, практические занятия. Изучение дисциплины заканчивается зачетом в 7 семестре Аннотация дисциплины Термохимия Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетных единиц (72 час). Цели и задачи дисциплины Целью изучения дисциплины является: получение студентами углубленных знаний по тепловым эффектам физико-химических процессов и энергии химической связи, улучшить навыки простейших термохимических расчетов с использованием справочных данных.термодинамическом подходе описания взаимодействия веществ и их фазовых превращениях, что даст возможность целенаправленно регулировать многие технологические процессы, в том числе такие, как создание новых материалов с заданными свойствами. Задачами курса являются:
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы
Основные дидактические единицы (разделы): Модуль 1. Теоретические аспекты термохимии Раздел 1. Введение. Тема 1. Предмет и задачи курса |
Похожие:
 | Задачами изучения дисциплины являются Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов) | | Задачами изучения дисциплины являются Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов) |
| Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 2 зачетных единиц (72 час) Целью изучения дисциплины овладеть иностранным языком как средством делового общения | | Аннотированное содержание программы дисциплины «Физическая и коллоидная... ... |
| Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 час) Задачей изучения дисциплины является формирования способности понимать движущие силы и закономерности исторического процесса | | Аннотации программ дисциплин Аннотация дисциплины «Общая химическая... Рецензент программы: д э н., проф. Орешкин В. А., профессор кафедры Международной торговли и внешней торговли РФ |
| Аннотация рабочей программы дисциплины Иностранный язык Общая трудоёмкость изучения дисциплины ... | | Аксиология Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 часов) |
 | Тематический план изучения дисциплины «экология» Семестр Форма промежуточной аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа | | Аннотации программ дисциплин Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов) |
| Рабочая программа дисциплины «Педагогика высшей школы» Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 зет (216 часа). Форма обучения: очная и заочная | | Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет Направление подготовки 151900. 62 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств |
| Аннотация рабочей программы дисциплины Философия Общая трудоемкость... Целью изучения дисциплины является приобретение студентом знаний и умений в сфере философии и развитие навыков, необходимых для формирования... | | Аннотированное содержание программы дисциплины «Челюстно-лицевое... Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 академических часов |
| Аннотированное содержание программы дисциплины «факультетская хирургия,... Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 академических часов | | Аннотации рабочих программ учебных дисциплин Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108 часов) |
