Московский государственный университет технологий и управления
Скачать 0.75 Mb.
|
Трудоемкость дисциплины и виды учебной работыОбщая трудоемкость дисциплины «Химия» составляет 288 академических часов, что соответствует 8 зачетным единицам Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы представлено в таблицах 1.1 и 1.2. Таблица 1.1. Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы для очной формы обучения
4. Содержание дисциплины 4.1 Учебно-образовательные модули дисциплины, их трудоемкость и виды учебной работы Таблица 2. Базовые модули дисциплины, рекомендуемая трудоемкость и виды учебной работы для бакалавров полной заочной формы обучения
Примечание: в знаменателе приведена трудоемкость в часах; (1*) - входной, текущий и рубежный контроль входят в аудиторные часы и в суммарный расчет часов не включены 4.2 Дидактический минимум учебно-образовательных модулей дисциплины Таблица 3. Обязательный дидактический минимум содержания учебно-образовательных модулей и тем дисциплины
4.3 Содержание учебно-образовательных модулей МОДУЛЬ 1. Курс общей химии Тема 1. Периодическая система элементов (ПСЭ) и строение атомов Инвариантный блок Современная формулировка периодического закона. Структура ПСЭ: периоды, группы, подгруппы, вертикальная и горизонтальная периодичность. ПСЭ и её связь со строением атома. Последовательность заполнения электронных уровней и подуровней атомов: особенности электронного строения атомов в главных и побочных подгруппах; s, p, d –элементы. Качественная оценка реакционной способности веществ: изменение кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов, электроотрицательности и окислительно-восстановительных свойств элементов и их соединений в зависимости от положения элемента в ПСЭ. Тема 2. Химическая связь. Комплексные соединения Инвариантный блок Определение и характеристика химической связи. Основные типы химической связи: ионная, ковалентная. Свойства ковалентной связи: насыщаемость (валентность), направленность. Метод валентных связей (ВС). Гибридизация атомных орбиталей, образование кратных связей. Пространственная структура молекул. Определение типа химической связи. Донорно-акцепторный механизм. Ковалентность. Межмолекулярные взаимодействия: ориентационные, индукционные, дисперсионные. Водородная связь: общие понятия, влияние на свойства веществ, внутримолекулярные водородные связи, значение водородных связей. Химическая связь в комплексных соединениях (КС): строение и основные понятия (комплексообразователь, лиганды, внутренняя и внешняя сферы комплекса, координационное число). Определение заряда комплексного иона. Номенклатура КС. Константа нестойкости КС и определение по ней устойчивости КС. Написание реакций с образованием КС. Разрушение КС. Вариативный (профильный) блок КС и токсичность металлов. Тема 3. Энергетика химических процессов. Химическое равновесие Инвариантный блок Основные понятия: система, фаза, термодинамические параметры, функции состояния, самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Первый закон термодинамики. Применение к изотермическому, изохорному и изобарному процессам. Мировоззренческое значение закона. Термохимия. Тепловые эффекты экзотермических и эндотермических реакций. Закон Гесса и его следствия. Расчет тепловых эффектов реакции по стандартным теплотам образования и сгорания. Второй закон термодинамики. Энтропия и термодинамическая вероятность системы. Энтропия как мера неупорядоченности в системе. Термодинамические потенциалы системы. Энергия Гельмгольца (изохорно-изотермический потенциал) и энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал). Изменение потенциалов как характеристика работоспособности системы. Критерии направления процессов в изолированных системах - изменение энтропии, и в неизолированных (закрытых) системах - изменение потенциалов Гельмгольца и Гиббса. Химическое равновесие. Термодинамическое условие химического равновесия, константа химического равновесия. Вариативный (профильный) блок Калорийность пищи. Тема 4. Кинетика химических процессов. Инвариантный блок Скорость химических реакций: общие понятия и особенности для гомогенных и гетерогенных реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации. Понятие о порядке химической реакции. Реакции, протекающие в одну стадию: закон действующих масс. Период полупревращения для реакций первого и второго порядка. Кинетика обратимых химических реакций и химическое равновесие. Влияние температуры на скорость реакции: правило Вант-Гоффа. Энергия активации, уравнение Аррениуса. Катализ. Гомогенный и ферментативный катализ; автокатализ. Адсорбция и гетерогенный катализ. Механизм действия катализаторов. Специфичность катализаторов. Понятие о цепных, фотохимических, колебательных реакциях. Вариативный (профильный) блок Ферменты как катализаторы протекания реакций в живых организмах Значение кинетических исследований в пищевых и непищевых системах для оценки качества продуктов и установления срока их хранения. Тема 5. Растворы Инвариантный блок Растворы: определение и основные понятия. Различные способы выражения концентрации растворов: процентная, молярная, молярная концентрация эквивалента, моляльная. Электролитическая диссоциация, электролиты и неэлектролиты. Теория кислот и оснований по Аррениусу, Бренстеду, Льюису. Растворы электролитов. Сильные электролиты: степень диссоциации, активность ионов, коэффициент активности, мольная сила растворов, концентрация водородных ионов, произведение активности ионов. Слабые электролиты: константа и степень диссоциации; равновесия в растворах слабых электролитов: ионное произведение воды (рН, рОН), произведение растворимости, константа нестойкости комплексных соединений. Кислотно-основное равновесие: теории кислот и оснований Аррениуса, Бренстеда, Льюиса. Кислотно-основные индикаторы. Буферные растворы. Обменные реакции в растворах электролитов. Гидролиз солей. Разбавленные растворы неэлектролитов. Коллигативные свойства идеальных растворов: законы Рауля, осмотическое давление. Вариативный (профильный) блок Правила транспортировки и хранения веществ, подвергающихся гидролизу Тема 6. Окислительно - восстановительные (ОВ) процессы. Инвариантный блок ОВ реакции: определение, понятие степени окисления (СО), окислитель, восстановитель. Высшая и низшая, промежуточная степени окисления: определение по положению элемента в ПС. Изменение ОВ свойств элементов по их положению в ПС. Классификация ОВ реакций. Влияние среды на протекание ОВ реакций. Определение направления самопроизвольного протекания и возможных продуктов ОВ реакции. Электрохимия. Возникновение потенциала на границе двух фаз. Строение двойного электрического слоя на поверхности раздела металл - раствор в зависимости от природы металла и состава электролита. Обратимые и необратимые электроды. Окислительно - восстановительные, ионоселективные электроды. Стандартные электродные потенциалы. Водородный электрод. Ряд напряжений. Гальванический элемент и его электродвижущая сила (ЭДС). Вычисление ЭДС при стандартных и нестандартных концентрациях растворов электролитов, уравнение Нернста. Электропроводность растворов электролитов. Удельная и эквивалентная электропроводность, их изменение в зависимости от концентрации слабых и сильных электролитов. Закон разбавления Оствальда для слабых электролитов. Электролиз. Процессы, протекающие на нерастворимых электродах в водных растворах солей. Схемы электролиза. Закон Фарадея. Понятие об электрохимических методах анализа растворов электролитов. Вариативный (профильный) блок Роль окислительно-восстановительных процессов в жизнедеятельности организма. Антиоксиданты (пищевые добавки Е300 - Е399) как замедлители окислительной порчи пищевых продуктов. Гальванические покрытия в упаковке продовольственных товаров. Потенциометрия в анализе пищевых жидкостей. МОДУЛЬ 2. Химические свойства неорганических и органических веществ Тема 7. Химия макро - и микроэлементов и их соединений Инвариантный блок. Калий, натрий, магний, натрий, сера, фосфор, хлор. Химия макроэлементов и их соединений. Железо, йод, кобальт, марганец, медь, фтор, хром, цинк, молибден. Химия микроэлементов и их соединений. Вариативный (профильный) блок Роль минеральных веществ в организме человека. Содержание минеральных веществ в продуктах питания. Минеральные вещества, используемые в качестве пищевых добавок. Тема 8. Химия токсичных элементов и их соединений Инвариантный блок Свинец, кадмий, ртуть, мышьяк. Химия токсичных элементов и их соединений. Вариативный (профильный) блок Пути попадания токсичных элементов в пищевые продукты. Их биологическое действие на организм человека. Тема 9. Основные положения органической химии Инвариантный блок Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова. Физические свойства как функция длины углеродной цепи подобных органических соединений. Строение углеродной цепи. Химические свойства и функциональные группы органических соединений. Классификация органических соединений по типу функциональных групп: гироксо-, карбоно-, карбоксо-, нитро-, амино- и содержащие их классы органические соединения. Функциональные группы и химические активные участки молекулы ОС: взаимодействие нуклеофильных реагентов (доноров электронов) с участком молекулы с недостатком электронов (δ+), электрофильных реагентов (акцептор электронов) с участком молекулы с избытком электронов (δ-). Номенклатура органических соединений. Тема 10. Основные классы органических соединений (ОС) Инвариантный блок. Предельные углеводороды (алканы). Общая формула, номенклатура, источники алканов, изменение физических свойств, реакции замещения с хлором и бромом. Непредельные углеводороды (алкены, алкины). Общая формула, номенклатура, реакции присоединения (галогенов, галогеноводородов, воды), окисления и полимеризации. Этилен: реакция полимеризации. Соединения с гидроксильной функциональной группой. Одноатомные спирты: общая формула, функциональная группа, изменение физических свойств, номенклатура. Химические свойства (реакции дегидротации, этерификации, галогенизации, ферментации). Первичные, вторичные, третичные спирты: различия в реакциях частичного окисления с подкисленным раствором дихромата калия (тест реакции на первичные, вторичные спирты), различия в условиях проведения реакций дегидротации. Многоатомные спирты: этиленгликоль, глицерин – химические формулы, применение. Тест реакция на глицерин с гидроксидом меди (II). Фенол - химическая формула, тест реакция с хлоридом железа (III), применение. Соединения с карбонильной функциональной группой. Альдегиды и кетоны: общие формулы, функциональная группа. Химические свойства: восстановление альдегидов и кетонов, окисление альдегидов - тест реакции на альдегиды с реактивом Фелинга или серебряного зеркала, с 2,4 -динитрофенилгидразином - тест реакция на карбонильную группу. Соединения с карбоксильной функциональной группой. Карбоновые кислоты и их производные: классификация, изомерия и номенклатура. Электронное строение карбоксильной группы. Кислотность и основность. Предельные и непредельные кислоты. Главные жирные кислоты: олеиновая, линолевая, линоленовая, пальмитиновая, стеариновая - структурные формулы. Функциональные производные карбоновых кислот: ангидриды, галогенангидриды, амиды, сложные эфиры. Механизмы реакций этерификации, гидролиза и омыления. Промышленные полиэфиры (лавсан). Жиры как сложные эфиры глицерина и монокарбоновых кислот: строение. Физические свойства жиров и строение составляющих их кислот: температура плавления и температура затвердевания жиров. Аналитические характеристики - кислотное число, число омыления, иодное число - как показатели качества и кислотного состава жиров. Химические свойства жиров: щелочной гидролиз, каталитическое гидрирование, прогоркание (гидролитическое, окислительное), Полимеризация масел: высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие масла; иодное число как характеристика качества невысыхающих масел и насыщенности входящих в них жирных кислот. Мыла и детергенты. Воски. Гидроксикарбоновые (оксикарбоновые) кислоты как представители гетерополифункциональных производных: гликолевая, молочная, винная, яблочная, лимонная. Углеводы (сахара). Классификация сахаров. Моносахариды. Гетерополифункциональные группы: альдозы и кетозы - триозы, тетрозы, пентозы и гексозы. Стереоизомерия моносахаридов, D- и L-ряды. Циклические формы: пиранозы и фуранозы, α- и β-аномеры. Характеристика важнейших химических свойств моносахаридов (окислительно-восстановительные реакции, образование гликозидов). Тест реакция на восстанавливающиеся углеводы - взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II). Олиго- и полисахариды. Строение и химические свойства восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов (мальтоза, сахароза). Инверсия сахарозы. Полисахариды (крахмал, целлюлоза). Строение и важнейшие химические свойства (реакция гидролиза). Аминокислоты, пептиды и белки. Строение, классификация и стереохимия аминокислот. Образование пептидов. Полипептиды и белки. Понятие о первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуре белковой молекулы. Роль водородных, ионных, дисульфидных, сложноэфирных связей и гидрофобных взаимодействий в формировании пространственного строения молекулы белка. Кислотно-основные свойства аминокислот, пептидов и белков (амфотерность, изоэлектрическая точка). Реакции денатурации и гидролиза. Полимеры. Определение, способы получения, различия между реакции полимеризации и сополимеризации (аддиционные полимеры), поликонденсации (конденсированные полимеры). Формулы мономеров аддиционных полимеров: этилена, пропилена, хлорэтилена (винилхлорида), фенилэтилена (стирола). Защитные покрытия пищевых продуктов. Термопластичные и термореактивные полимеры - отношение к нагреванию. Вариативный (профильный) блок Сивушные масла: состав. Проверка спирта после перегонки на содержание сивушных масел. Глицерин в производстве пищевых ПАВ. Уксусное брожение спиртовых жидкостей. Применение уксусной кислоты в производстве продовольственных товаров. Пищевое и техническое значение полисахаридов. Понятие об искусственных и синтетических подслащивающих веществах. Пищевое и техническое значение белков. Пищевой пластик: маркировка, состав, безопасность, условия хранения продовольственных товаров. МОДУЛЬ 3. Коллоидные растворы Тема 11. Основные понятия и определения Инвариантный блок Особенности коллоидного состояния - высокая дисперсность, гетерогенность и необходимость стабилизатора. Основные понятия дисперсных систем: дисперсная фаза, дисперсионная среда, степень дисперсности и удельная поверхность. Классификация гетерогенных дисперсных систем по размеру частиц, агрегатному состоянию фазы и среды, взаимодействию между фазой и жидкой дисперсионной средой, по взаимодействию между частицами системы. Системы с жидкой и газообразной дисперсионной средой: золи, суспензии, эмульсии, пены, пасты. Методы получения коллоидных систем: диспергирование, пептизация и конденсация. Строение мицеллы. Зависимость состава мицеллы от условий получения коллоидного раствора. Тема 12. Свойства коллоидных растворов Инвариантный блок Оптические свойства в дисперсных системах: светорассеяние (опалесценция), флуоресценция. Уравнение Рэлея для светорассеяния, границы применимости и анализ уравнения. Приборы, основанные на светорассеянии - нефелометр и ультрамикроскоп. Поглощение света. Закон Ламберта-Бугера-Бера и его применение в оптических методах анализа (фотоколориметрия и спектрофотометрия). Молекулярно-кинетические свойства в дисперсных системах: диффузия и ее особенности. Понятие о прямом и обратном осмосе, диализе и ультрофильтрации коллоидных растворов. Электрокинетические свойства и явления в коллоидных растворах. Электрофорез, электроосмос. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных частиц. Коагуляция, порог коагуляции, коагулирующее действие электролита и его определяющие факторы. Изменение заряда коллоидных частиц в процессе коагуляции. Поверхностные явления в дисперсных системах. Термодинамика поверхностных явлений. Поверхность раздела фаз. Молекулярное взаимодействие на поверхности раздела. Свободная поверхностная энергия. Избыток свободной поверхностной энергии в коллоидных системах и пути его снижения. Классификация поверхностных явлений (адсорбция, адгезия, смачивание и капиллярные явления). Физическая и химическая адсорбция. Адсорбция на границе раствор - газ и на границе двух несмешивающихся жидкостей. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и инактивные вещества. Свойства ПАВ. Строение молекул ПАВ и их адсорбционных слоев. Уравнение адсорбции Гиббса. Поверхностная активность. Правило Траубе. Адсорбция на границе твердое тело - раствор. Гидрофильные и гидрофобные адсорбенты и их применение при адсорбции растворенных веществ из неводных и водных растворов. Ионообменная адсорбция, иониты и их применение. Адсорбция из многокомпонентных растворов, хроматография. Смачивание, флотация и ее применение в пищевых технологиях. Вариативный (профильный) блок Применение процессов коагуляции и пептизации в производстве продовольственных товаров. Практическое значение ПАВ в производстве продовольственных товаров. Хроматография в анализе продовольственных товаров. МОДУЛЬ 4. Химический анализ Тема 13. Основные понятия химического анализа веществ Инвариантный блок Общие принципы анализа: аналитические задачи, классификация методов анализа по виду энергии возмущения химических частиц вещества, по диапазону определяемых содержаний, по размерам пробы, по виду аналитического сигнала. Аналитическая химия - наука о методах химического анализа, определения состава и структуры химических систем. Качественный, количественный, структурный, системный анализы. Химическая идентификация. Качественный анализ. Основные характеристики аналитической реакции: чувствительность (открываемый минимум, предельная концентрация, предельное разбавление), специфичность, относительный характер. Приемы качественного анализа: выделение, маскирование, поддержание необходимого интервала значений рН раствора, изменение температуры, предварительное испытание используемых реактивов (холостая проба, фоновая реакция), контрольная проба. Классификация химических реактивов по химической чистоте. Количественный анализ: весовой - гравиметрия, объемный - титриметрия. Разделение смесей веществ на фазы. Физические, физико-химические методы: кристаллизация, выпаривание, дистилляция, экстракция, сорбция, ионообменная хроматография. Химические методы (осаждение, окисление-восстановление, осаждение, образование летучего соединения). Вариативный (профильный) блок Отбор проб для анализа. Генеральная, лабораторная, аналитическая пробы. Представительность пробы. Методы отбора пробы в зависимости от характера материала. Прикладные виды химического анализа (технический, пищевой, санитарно-химический, токсикологический и др.). Классификация инструментальных методов, их использование в прикладных видах химического анализа. Тема 14. Статистическая обработка результатов количественного анализа Инвариантный блок Метрологические характеристики химического анализа: правильность и воспроизводимость, случайные и систематические ошибки результатов. Основные понятия статистической обработки результатов: статистическая вероятность, среднее арифметическое значение, среднее и стандартное отклонение, доверительный интервал, фактор Стьюдента как функция статистической вероятности и числа определений, критерий для определения случайной ошибки. Тема 15. Титриметрический анализ Инвариантный блок Основные понятия и определения: стандартный раствор (титрант), первичный и вторичный стандартные растворы, стандартизация, титр, титрование, точка эквивалентности. Закон эквивалентов. Методы титриметрического анализа: кислотно-основной, осаждения, окисления-восстановления, комплексообразования. Требования к реакциям титриметрического определения: ограничения по скорости, константам равновесия. Классификация титриметрических методов: прямое, обратное, заместительное. Особенности применения. Расчет результатов титриметрического анализа. Кислотно-основное титрование: теоретические основы, точка эквивалентности, область значений pH (нейтральная, щелочная, кислая) в зависимости от типа пары кислота-основание (сильная кислота - слабое основание, слабая кислота - сильное основание и т.д.). Кислотно-основные индикаторы. Окислительно-восстановительное титрование: теоретические основы метода, реакции окисления-восстановления. Эквивалент, молярная масса эквивалента в реакциях редоксиметрии. Методы редоксиметрии: перманганатометрия, хроматометрия, иодометрия и др. Перманганатометрическое титрование. Особенности проведения реакций. Индикация точки эквивалентности. Стандартизация раствора перманганата калия. Йодиметрическое титрование. Реакции восстановления свободного йода тиосульфатом натрия. Применение йодометрии. Комплексонометрия. Сущность метода, титрующие реагенты, способы титрования, индикаторы. Вариативный (профильный) блок Применение титриметрических методов в анализе продовольственных товаров. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | «Логистика» Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского |  | Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова Краева К. В. К вопросу о специфике экзаменационного стресса у студентов // Вестник Университета. Государственный университет управления... |
| Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Московский государственный университет технологий и управления Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... «Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского» |
| Правила приема фгбоу впо «Московский государственный университет... Особенности проведения вступительных испытаний для граждан с ограниченными возможностями здоровья 30 | | Московский государственный университет технологий и управления Коммерция Программа сдачи государственного экзамена, прохождения преддипломной практики и методические указания по выполнению и защите... |
