Кафедра «химии» учебн0-методический комплекс основы общей химии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА «ХИМИИ»

УЧЕБН0-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
Основы общей химии

Направление

020400. 62 Биология


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Сыктывкар 2012

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «СЫКТЫВКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт Естественных наук

Кафедра «Химии»

УТВЕРЖДЕНО

На заседании учебно-

методической комиссии ИЕН

Протокол № 1

«__03__»_сентября__2012г.

Председатель УМК

Тулаева Л.А.______________
Рабочая программа дисциплины (модуля)

Основы общей химии

Направление

020400. 62 Биология

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная
Блок дисциплин Б2 ДВ1

Cеместр 1

Всего учебных занятий – 72 час. 2 зачетные единицы.

В том числе:

Аудиторных – 36 час., 1 зачетная ед., из них:

Практических занятий – 36 часов, 1 зачетная ед.;

Самостоятельных занятий – 36 часов, 1 зачетная ед.;

Форма текущего контроля – контрольная работа;

Промежуточный контроль – экзамен.

Сыктывкар 2012

Лист согласования и утверждения рабочей программы и УМК дисциплины

Рабочая программа составлена на основании ФГОС ВПО и учебного плана направления 020400. 62 – «Биология»

Составитель;

Доцент, к.х.н.__________________Кузьмин Д.В.

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «химии»

Протокол заседания № 1 от 31.08.2012 г.
Заведующий кафедрой

к.х.н. _________________________ О. А. Залевская

^{(подпись)}


СОГЛАСОВАНО:

Директор Института естественных наук,

к.б.н. ________________И.Н. Юранева

^{(подпись)}

1. Цели освоения дисциплины

Дисциплина «Основы общей химии» принадлежит к циклу, общенаучных предметов развивает общехимическую подготовку, создающую теоретическую базу для биологических специальностей. Изучение студентами фундаментальных основ химической науки, а также знакомство с методами качественного и количественного анализа осуществляется в рамках данной дисциплины. Масштабы и важность аналитического контроля в области производства и мониторинга окружающей среды, аналитической информации в области науки и техники предопределяют и цель настоящей учебной дисциплины: изучение студентами теоретических основ химии.

2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Основы общей химии» входит в цикл общих математических и естественнонаучных дисциплин (МЕН). Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы общей химии» составлен в соответствии с разделом ЕН.Ф.04 Государственного Образовательного Стандарта высшего профессионального образования для подготовки бакалавров и дипломированных специалистов по направлению: «020400. 62 Биология».

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) Химии.

Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):

Использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-8).

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

Знает принципы мониторинга, оценки состояния природной среды и охраны живой природы, участвует в планировании и реализации соответствующих мероприятий (ПК-8, ПК-4).

4. Структура и содержание дисциплины (модуля) Химия

Содержание дисциплины: Химические системы: растворы, дисперсные системы, электрохимические системы, катализаторы и каталитические системы, полимеры и олигомеры; химическая термодинамика и кинетика: энергетика химических процессов, химическое и фазовое равновесие, скорость реакции и методы ее регулирования, колебательные реакции; реакционная способность веществ: химия и периодическая система элементов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ, химическая связь, комплементарность; химическая идентификация: качественный и количественный анализ, аналитический сигнал, химический, физико-химический и физический анализ; органическая и биоорганическая химия, высокомолекулярные соединения и коллоидная химия; химический практикум.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы 124 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости Форма промежуточной аттестации
1	Химия	1	18	Л	ПЗ-36	С-18	9	зачет

Календарно-тематический план

№ п/п	Наименование разделов, тем дисциплины	Максимальная нагрузка студентов (часов)	Количество часов по учебному плану
			Форма текущего контроля по теме, разделу	Аудиторная нагрузка			Самостоятельная работа
				В том числе
				Лекции	Практич. работа	Лаборатор. работа
1	Введение Тема 1.1 Номенклатура неорганических веществ. Тема 1.2 Классификация неорганических соединений	0		0	2	0	4
2	Основные законы и понятия химии Тема 2.1. Понятие эквивалента Тема 2.2 Стехиометрия. Закономерности изменения и способы определения количества вещества	0		0	4	0	8
3	Строение вещества Тема 3.1 Основные положения квантовой механики Тема 3.2 Принципы построения электронной структуры атомов элементов	0		0	4		6
4	Закономерности протекания химических процессов Тема 4.1 Основные понятия и определения химической термодинамики Тема 4.2 Первый закон термодинамики и его приложение к процессам в идеальном газе. Тема 4.3 Второй закон термодинамики. Энтропия как функция состояния системы	0		0	6	8	6
5	Кинетика химических процессов Тема 5.1 Основные понятия и определения 5.2. Основной постулат химической кинетики.	0		0	4
6	Химическое равновесие Тема 6.1 Виды, особенности и характеристики химического равновесия Тема 6.2 Термодинамическое описание химического равновесия	0		0	2		6
7	Растворы Тема 7.1 Основные понятия и определения Тема 7.2 Растворы электролитов	0		0	4		6
	Итого часов	72		0	36	0	36
	Вид итогового семестрового контроля	экзамен

5. Образовательные технологии

Использование интерактивных технологий в образовательном процессе:

- презентации

- специализированные научные фильмы по профилю подготовки

- обучающие компьютерные программы по профилю подготовки

Использование интерактивных форм обучения в образовательном процессе:

- тематические учебные конференции (самостоятельная работа студентов)

- учебные дискуссии на заданную тему

- мастер-классы ведущих специалистов Институтов КНЦ УрО РАН

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах составляет не менее 10 % аудиторных занятий.

Занятия лекционного типа для соответствующих групп студентов составляет 5 % аудиторных занятий.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Рабочей программой дисциплины «Химия» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 12 часов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает:

• 
  чтение студентами рекомендованной литературы и усвоение теоретического материала дисциплины;
  

• 
  подготовку к практическим занятиям;
  
• 
  работу с Интернет-источниками;
  
• 
  подготовку к сдаче коллоквиумов, выполнению тестовых заданий.
  

Планирование времени на самостоятельную работу, необходимого на изучение настоящей дисциплины, студентам лучше всего осуществлять на весь семестр, предусматривая при этом регулярное повторение пройденного материала. Материал, законспектированный на лекциях, необходимо регулярно дополнять сведениями из литературных источников, представленных в рабочей программе дисциплины. По каждой из тем для самостоятельного изучения, приведенных в рабочей программе дисциплины следует сначала прочитать рекомендованную литературу и при необходимости составить краткий конспект основных положений, терминов, сведений, требующих запоминания и являющихся основополагающими в этой теме и для освоения последующих разделов курса.

Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: проводить поиск в различных системах, таких как www.rambler.ru, www.yandex.ru, www.google.ru, www.yahoo.com.

Виды внеаудиторной работы студентов: решение задач, ответы на контрольные вопросы по:

1. 
   Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. М.: Интеграл-Пресс, 2004 (и другие годы издания).
   
2. 
   Гаршин А.П. Неорганическая химия в схемах, рисунках, таблицах и химических реакциях. СПб.: Лань, 2003.
   
3. 
   Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии. М.: Высш. шк., 1984 (и другие издания)
   
4. 
   Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Сухонова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. М.: Высш. шк., 1991 (и другие издания)
   
5. 
   Некрасов Б.В. Основы общей химии.— М.: Высш. шк., 1985.
   
6. 
   Угай А.Я. Общая и неорганическая химия.— М.: Высш. шк., 1985.— 527 с.
   
7. 
   Горбунова Л.Г., Кишик Р.И. Аналитическая химия в задачах: Учеб. пособие. — Архангельск: Поморский университет, 2004.
   
8. 
   Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия (для почвоведов). Физико-химические методы анализа. — М.: Высш.шк., 1991. — 360 с.
   

Контрольная работа

Тема: РАСТВОРЫ.

Понятие “химический эквивалент”, "фактор эквивалентности", "число эквивалентности", "количество вещества эквивалента", "молярная масса эквивалента", “эквивалентный объем”. Закон эквивалентов.

Гомогенные многокомпонентные системы — растворы. Общие свойства растворов — диффузия и осмос. Жидкие растворы. Растворитель и растворяемое вещество. Растворимость. Насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные, разбавленные и концентрированные растворы. Понятие идеального раствора.

Способы задания концентрации растворов. Электролитическая диссоциация. Механизм диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации электролитов. Истинная и кажущая степень диссоциации в растворах сильных электролитов. Концентрация ионов в растворе. Понятие об активности ионов. Ионная сила растворов.

Равновесия в растворах слабых электролитов, факторы, влияющие на величину константы диссоциации и на степень диссоциации. Связь константы диссоциации со степенью диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Теория кислот и оснований Бренстеда-Лоури: ее основные положения. Сопряженные кислотно-основные пары. Протолитическое равновесие. Влияние природы растворителя на кислотно-основные свойства растворенных веществ.

Вода как ионизирующий растворитель. Диссоциация воды. Константа диссоциации. Ионное произведение воды. Влияние температуры на диссоциацию воды. Водородный показатель рН. Расчет рН для растворов слабых кислот, слабых оснований, сильных кислот и сильных оснований.

Гидролиз солей. Механизм гидролиза. Гидролиз солей по катиону и по аниону. Константа и степень гидролиза. Ступенчатый характер гидролиза. Обратимый и необратимый гидролиз. Влияние концентрации раствора, температуры, рН среды на степень гидролиза. Условия усиления и подавления гидролиза.

Буферные растворы, их состав, примеры. Буферное действие, буферная емкость. Расчет рН буферной смеси кислотной и основной буферных систем, расчет буферной емкости по добавленной сильной кислоте, по добавленной щелочи.

Гетерогенные равновесия. Произведение растворимости. Влияние одноименных ионов на растворимость осадков. Солевой эффект.
Вопросы для ЭкзаменА (1 семестр)

Вопросы для зачета соответствуют компетенциям ОК-8.

1. 
   Основные законы и понятия химии. Стехиометрические законы. Роль и значение химии в развитии естествознания.
   
2. 
   Понятие “химический эквивалент”, "фактор эквивалентности", "число эквивалентности", "количество вещества эквивалента", "молярная масса эквивалента", “эквивалентный объем”. Закон эквивалентов.
   
3. 
   Основные законы и понятия химии. Стехиометрические законы. Роль и значение химии в развитии естествознания.
   
4. 
   Понятие “химический эквивалент”, "фактор эквивалентности", "число эквивалентности", "количество вещества эквивалента", "молярная масса эквивалента", “эквивалентный объем”. Закон эквивалентов.
   
5. 
   Основные классы неорганических соединений: оксиды, основания, кислоты, соли. Их свойства, генетическая связь между классами химических соединений.
   
6. 
   Квантовые числа. Понятие об электронной орбитали, энергетическом уровне и подуровне. Правила заполнения электронных оболочек многоэлектронных атомов (принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правила Клечковского и Хунда).
   
7. 
   Ковалентная химическая связь. Основные характеристики ковалентной химической связи. Направленность и насыщаемость ковалентной химической связи.
   
8. 
   Понятие о комплексных соединениях. Номенклатура. Основные положения координационной теории А. Вернера.
   
9. 
   Поведение комплексных соединений в растворах. Оценка устойчивости комплексных соединений.
   
10. 
    Межмолекулярные взаимодействия (водородная, ионная связи). Ван-дер-ваальсовые взаимодействия.
    
11. 
    Тепловой эффект химической реакции. Понятие внутренней энергии системы. Энтальпия.
    
12. 
    Скорость простой гомогенной химической реакции. Константа скорости. Закон действия масс. Молекулярность и порядок реакции.
    
13. 
    Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.
    
14. 
    Растворение как физико-химический процесс. Энергетика процесса. Растворимость веществ. Способы выражения концентрации растворов.
    
15. 
    Растворы неэлектролитов. Коллигативные свойства растворов (законы Рауля и Генри, эбуллиоскопия, криоскопия).
    
16. 
    Слабые электролиты. Степень диссоциации. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
    
17. 
    Ионное произведение воды. Водородный показатель. Расчет рН растворов сильных кислот и оснований, слабых кислот и оснований.
    
18. 
    Современные представления о природе кислот и оснований. Протолитическая теория Брэнстеда-Лоури. Протолитическое равновесие. Амфолиты.
    
19. 
    Буферные растворы. Буферное действие. Буферная емкость. Расчет рН буферной смеси кислотного и основного буферных растворов. Буферные системы плазмы крови.
    
20. 
    Растворы сильных электролитов. Концентрация и активность. Коэффициент активности. Ионная сила растворов.
    
21. 
    Гидролиз солей в водных растворах и его типы. Степень и константа гидролиза. рН растворов гидролизующихся солей.
    
22. 
    Равновесие на границе осадок электролита – насыщенный раствор и факторы, влияющие на его положение. Произведение растворимости и расчет растворимости малорастворимого соединения.
    
23. 
    Периодическая закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Взаимосвязь периодического закона со строением атома. Внутренняя и вторичная периодичность. Основные биогенные элементы.
    
24. 
    Окислительно-восстановительные реакции. Их классификация. Окислитель, восстановитель. Сопряженные пары.
    
25. 
    Электролиз растворов и расплавов солей. Законы электролиза.
    
26. 
    Водород, его физические и химические свойства. Распространенность в природе. Лабораторные и промышленные способы получения. Важнейшие соединения водорода.
    
27. 
    Пероксид водорода. Получение, применение. Химические свойства (окислительно-восстановительная двойственность). Пероксиды и надпероксиды металлов. Их свойства и значение.
    
28. 
    Кислород. Роль кислорода в биологических процессах. Важнейшие соединения кислорода с металлами и неметаллами. Кислород как окислитель.
    
29. 
    Галогены. Строение атомов и молекул. Общая характеристика галогенов. Получение и применение галогенов.
    
30. 
    Галогеноводороды. Водные растворы. Восстановительные свойства. Особенности фтороводорода.
    
31. 
    Кислородные соединения хлора. Оксокислоты (строение анионов, кислотные свойства, окислительно-восстановительные свойства, получение и применение).
    
32. 
    Сера. Аллотропия. Методы получения, свойства и применение сероводорода и сероводородной кислоты.
    
33. 
    Сера, сероводород, сульфиды. Гидролиз сульфидов.
    
34. 
    Кислородные соединения серы. Ококислоты серы (сернистая, серная): кислотные свойства, окислительно-восстановительные свойства. Сульфаты, сульфиты.
    
35. 
    Общая характеристика элементов VА группы. Азот и его свойства. Соединения азота с водородом. Проблема фиксации азота.
    
36. 
    Азотная кислота: получение и химические свойства. Взаимодействие с металлами. Соли азотной кислоты, их значение в биологических процессах. Азотные удобрения. Проблема нитратов.
    
37. 
    Фосфор. Физические и химические свойства. Фосфин и фосфиды металлов.
    
38. 
    Фосфор. Оксокислоты фосфора (фосфорноватистая, фосфористая, фосфорная). Строение анионов. Кислотные и окислительно-восстановительные свойства. Получение, свойства, применение фосфорной кислоты и фосфатов.
    
39. 
    Общая характеристика элементов IVА группы. Углерод. Гибридизация орбиталей углерода, его химическая активность. Соединения углерода с водородом и металлами.
    
40. 
    Общая характеристика металлов. Электрохимический ряд напряжений. Химические свойства.
    
41. 
    Щелочные металлы. Химическая активность. Оксиды, гидриды, гидроксиды металлов. Важнейшие соединения щелочных металлов, их свойства и значение в биологических процессах
    
42. 
    Щелочноземельные металлы. Химическая активность. Оксиды, гидриды, гидроксиды металлов. Важнейшие соединения щелочноземельных металлов, их свойства и значение в биологических процессах
    
43. 
    Общая характеристика элементов III А группы. Алюминий, его физические и химические свойства. Применение алюминия и его соединений.
    
44. 
    d-элементы. Электронное строение. Важнейшие особенности свойств переходных металлов. Подгруппа хрома. Хром. Физические и химические свойства. Важнейшие соединения.
    
45. 
    Подгруппа марганца. Марганец. Физические и химические свойства. Важнейшие соединения. Зависимость окислительно-восстановительных свойств перманганат-иона от среды.
    
46. 
    Подгруппа железа. Железо. Физические и химические свойства. Важнейшие соединения и их роль в биологических процессах.
    

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) Химия

а) основная литература:

1. 
   Ахметов Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по неорганической химии. — М.: Высш. шк., 2003 .— 367с.
   
2. 
   Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М.: Высш.шк., 2000 .
   
3. 
   Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: уч. пособие для вузов. Доп. МО РФ. — М.: Интеграл-Пресс, 2002. — 240 с.
   

4. Крешков А.Л. основы аналитической химии: Учебное пособие. — М.: Химия, 1970. Ч. I, II, III

б) дополнительная литература:

1. Глинка Н.Л. Общая химия.— Л. Химия, 1987.

2. 
   Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. — М. : Химия, 2000 .— 592 с.
   
3. 
   Некрасов Б.В. Основы общей химии.— М.: Высш. шк., 1985.
   
4. 
   Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа. — М.: Химия, 1973. — 584 с.
   
5. 
   Алексеев В.Н. Количественный анализ: Учеб. — М.: Химия, 1972. — 504 с.
   
6. 
   Ванчикова Е.В. Качественный анализ водных систем на присутствие катионов и анионов (кислотно-щелочной метод): метод. рекоменд. — Сыктывкар, 2006.
   
7. 
   Горбунова Л.Г., Кишик Р.И. Аналитическая химия в задачах: Учеб. пособие. — Архангельск: Поморский университет, 2004.
   
8. 
   Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической химии. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. — 216 с.
   
9. 
   Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия (для почвоведов). Физико-химические методы анализа. — М.: Высш.шк., 1991. — 360 с.
   
10. 
    Неорганическая и аналитическая химия. качественный химический полумикроанализ: метод. указания. / Сост. Н.В. Грищенко, Л.Н. Белых, Л.В. Рычкова. — Сыктывкар, 2001.
    
11. 
    Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии: в 2 ч. — М.: Мир: 1979. ч. I,II.
    
12. 
    Ушакова Н.Н., Николаева Е.Р., Моросанова С. А. Пособие по аналитической химии: Количественный анализ. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. — 224 с.
    
13. 
    Ушакова Н.Н., Николаева Е.Р., Моросанова С. А. Пособие по аналитической химии: Качественный анализ. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. — 150 с.
    

в) Интернет-ресурсы:

1. 
   http://www.wpi.edu/Academics/Depts/Chemistry/Courses/General/
   
2. 
   http://www.wpi.edu/Academics/Depts/Chemistry/Courses/General/kinfephtim.html
   
3. 
   http://wps.pearsoned.co.uk/ema_uk_he_housecroft_inorgchem_2/
   
4. 
   http://www.usd.edu/~gsereda/computer.html
   
5. 
   http://www.jce.divched.org/CERS/
   
6. 
   http://www.uni-regensburg.de/Fakultaeten/nat_Fak_IV/Organische _Chemie/Didaktik/Keusch/link.htm
   

http://www.rsc.org/Membership/Networking/InterestGroups/EducationalTechniques/ChemistryCassettes/index.asp

г) программное обеспечение:

Пакет Microsoft Office, включающий в себя Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Access, Microsoft PowerPoint, Microsoft Outlook.

КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ

Дисциплина «Основы общей химии»

Блок дисциплин Б2 ДВ1

Направление 020400. 62 Биология

Институт Естественных наук

Форма обучения очная

Число студентов	Список литературы	Кол-во экземпляров	Кол-во экземпляров на 1 студента
28	Основная литература: 1. Глинка Н.Л. Общая химия М.: "Химия", 1985-1991 г. 2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. М.: "Химия", 1985-1991 г. 3. Ахметов Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии: Учеб.пособие. Рек.МОПО РВ. 3-е изд.,перераб. и доп. 1999, 368 с. 2002, 368с. 2003, 367 с.	200 153 45	1 1 1
	Дополнительная литература: 1. Суворов А.В. Общая химия: Учебник. Рек. МО РФ. СПб.: Химиздат, 2000. 624 с. 3. Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия: Учеб.пособие для вузов / М.Х.Карапетьянц, С.И.Дракин. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 2000. 592 с.	5 10

Составитель, преподаватель___________________ Д.В. Кузьмин

Зав. кафедрой _________________ О.А. Залевская

Дата составления карты «__» ______20 г.
СОГЛАСОВАНО:

Представитель библиотеки СыктГУ ____________________

« » _______________20 г.