Рабочая программа дисциплины Химия (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Рабочая программа дисциплины

______________________________ХИМИЯ_____________________________ (наименование дисциплины)

Направление подготовки 280700 «Техносферная безопасность» (указывается наименование направления подготовки)

Профиль подготовки «Безопасность технологических процессов и производств»

(указывается наименование профиля подготовки)

Квалификация (степень) бакалавр, специалист, магистр___Бакалавр____

Форма обучения ________Очная_______ (очная, очно-заочная, заочная и др.)

Орел 2012 год

Составители к. с.-х. н., доцент

(ФИО, ученая степень, ученое звание) «__» __________20__г.

Рецензент , к. б.н.

(ФИО, ученая степень, ученое звание) «__» __________20__г.

Программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО по направлению

280700 «Техносферная безопасностЬ»

и примерной учебной программы_____________________________________

Программа обсуждена на заседании кафедры химии

Зав. кафедрой , д. б.н.

(ФИО, ученая степень, ученое звание) «__» __________20__г.

Проверено:

Начальник отдела менеджмента качества УМУ__________________________

Лист согласования рабочей программы

Декан _____________________________________________________________

(ФИО, ученая степень, ученое звание) «__» __________20__г.

Программа принята учебно-методической комиссией по направлению подготовки_____________________________________ протокол №_________

(направление)

Председатель учебно-методической комиссии по направлению подготовки_______________________________________________________

(ФИО, ученая степень, ученое звание) «__» __________20__г.

Заведующий выпускающей кафедрой__________________________________

(ФИО, ученая степень, ученое звание) «__» __________20__г.

Директор библиотеки Орел ГАУ_________________________________________

(ФИО) «__» __________20__г.

Оглавление

Введение

1. Цели освоения дисциплины………………………………………………...………5

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата, специалитета, магистратуры……………………………………………………………………..……5

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины……………………………………………………………………….……6

4. Объем дисциплины и виды учебной работы………………………….……….….8

5.Содержание дисциплины…………………………………………………………....9

5.1. Содержание модулей и разделов дисциплины………………………..9

5.2. Разделы дисциплин и виды занятий………………………….………17

5.3. Лабораторный практикум………………………………………………18

5.4. Практические занятия (семинары)……………………………………..18

5.5. Самостоятельная работа студентов……………………………….…..…19

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов………………………….……………………19

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины модуля)………………………………………………………….…………….………32

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)………………..34

Введение

1. Цели освоения дисциплины. Целями освоения дисциплины (модуля) являются углубление имеющихся представлений и получение новых знаний и умений в области химии, без которых невозможно решение современных технологических, экологических, сырьевых и энергетических проблем, стоящих перед человечеством. Особенностью программы является фундаментальный характер ее содержания, необходимый для формирования у бакалавров общего химического мировоззрения и развития химического мышления. В программе рассматриваются квантово-механическая теория строения атома, основы теории химической связи, энергетика химических реакций, элементы химической кинетики и термодинамики, электрохимические процессы, химия элементов и их соединений, элементы химии органических соединений.

Теоретическая часть дисциплины излагается в лекционном курсе. Полученные знания закрепляются на лабораторных занятиях. Самостоятельная работа предусматривает работу с учебниками и учебными пособиями, подготовку к практическим и лабораторным занятиям, выполнение домашних заданий, подготовку к контрольным работам и коллоквиумам. Следует предусмотреть возможность написания рефератов по отдельным разделам дисциплины.

Теоретическая и практическая часть разделена на 6 модулей.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы. Рекомендуемая форма итогового контроля – экзамен.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата, специалитета, магистратуры. Дисциплина «Химия» отностится математическому и естественно–научному циклу (Б2). Изучение данной дисциплины предусматривает развитие естественно научного мировоззрения. Является основой для получения глубоких знаний в следующих дисциплинах: экология, физиология человека, ноксология, материаловедение, охрана окружающей среды и др.

Для изучения химии необходимо знать основные химические термины, законы и закономерности изучаемые в курсе средней школы.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

	Общекультурные компетенции	Код компетенции
	Компетенции сохранения здоровья (знание и соблюдение норм здорового образа жизни; физическая культура)	ОК-1
	Компетенции самосовершенствования (сознание необходимости, потребность и способность учиться )	ОК-4
	Способность организовать свою работу ради достижения поставленных целей; готовность к использованию инновационных идей	ОК-6
	Культура безопасности и риск-ориентированное мышление, при котором вопросы безопасности и сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших приоритетов в жизни и деятельности	ОК-7
	Способность работать самостоятельно	ОК-8
	Способность принимать решения в пределах своих полномочий	ОК-9
	Способность к познавательной деятельности.	ОК-10
	Способность использовать законы и методы математики, естественных, гуманитарных и экономических наук при решении профессиональных задач	ОК-11
	Способность к абстрактному и критическому мышлению, исследованию окружающей среды для выявления ее возможностей и ресурсов, способность к принятию нестандартных решений и разрешению проблемных ситуаций;	ОК-12
	Способность использования основных программных средств, умение пользоваться глобальными информационными ресурсами, владение современными средствами телекоммуникаций, способность использовать навыки работы с информацией из различных источников для решения профессиональных и социальных задач	ОК-13
Профессиональные компетенции
Способность пропагандировать цели и задачи обеспечения безопасности человека и природной среды в техносфере	ПК-11
Способность ориентироваться в основных проблемах техносферной безопасности	ПК-19

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

-основные химические понятия и законы, области их применения;

-основы строения атомов, их свойства, виды и характеристики химической связи;

-основы химической термодинамики и кинетики;

-основные виды растворов и дисперсных систем, их свойства и применение;

закономерности протекания окислительно-восстановительных и электрохимических процессов;

-виды и свойства полимеров, способы их получения;

-основы химической идентификации и анализа вещества.

Уметь:

-определять химический эквивалент вещества и его молярную массу;

-измерять тепловые эффекты химических реакций, влиять на химическое равновесие и регулировать скорость химической реакции;

-готовить растворы нужной концентрации, определять концентрацию растворов;

-определять водородный показатель растворов;

-собирать различные гальванические элементы, проводить электролиз растворов;

-выполнять некоторые виды химического, физико-химического и физического анализа;

-применять химические законы для решения практических задач.

Владеть: -навыками практического применения законов химии;

-навыками использования в профессиональной деятельности базовых знаний в области химических дисциплин;

-основными навыками выполнения химического анализа.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет __9_ зачетных единиц.

Виды учебной нагрузки	Всего часов/ зач. ед	Семестры
1	2
Аудиторные занятия (всего)	324/9	162/4,5	162/4,5
В том числе
Лекции	68/1,9	34/0,9	34/0,9
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	64/1,8	32/0,9	32/0,9
Самостоятельная работа (всего)	192/5,3	96/2,7	96/2,7
В том числе
Решение домашних задач	36/1	18/0,5	18/0,5
Реферат	18/0,5	9/0,25	9/0,25
Другие виды самостоятельной работы	102/2,83	51/1,42	51/1,42
Активные формы обучения	36/1	18/0,5	18/0,5
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	Зачет, экзамен	зачет	экзамен
Общая трудоемкость час/зач. ед	324	162	162
9	4,5	4,5

Используются следующие виды активных форм обучения: лекции-визуализации, лекции-пресс-конференции, проблемные лекции, лабораторные работы.

5.Содержание дисциплины.

5.1. Содержание модулей и разделов дисциплины.

Семестр 1 (количество модулей 3)
Модуль №1 Основные химические законы и понятия Цель: приобретение знаний, умений и навыков в объеме содержания модуля. В результате данного модуля формируются компетенции: ОК-1,4,6,7,8,9,10,11,12,13,ПК-11,19
№ п/п	Наименование раздела дисциплины, входящий в данный модуль	Содержание раздела
Аудиторная работа	СРС
1	Введение.	Предмет и задачи химии, краткая история развития.	Подготовка к лабораторной работе.
2	Некоторые понятия и законы химии	Основные законы химии, химические понятия (моль, молярная масса, эквивалент, а. е.м, постоянная Авогадро) способы расчета эквивалентной массы	Подготовка к лабораторной работе, решение задач Восполнение конспекта лекции «Атомно-молекулярное учение»
3	Основные классы неорганических соединений.	Классификация неорганических веществ (простые и сложные - кислоты. основания, оксиды, соли). Номенклатура. Их получение и химические свойства. Генетическая связь. Основных классов неорганических соединений	Подготовка к лабораторной работе, решение задач.
4	Периодический закон и строение атомов.	Составные части атома. Атомное ядро. Основные количественные характеристики атома: атомная масса, заряд ядра. Квантовомеханическая модель атома. Корпускулярно-волновой дуализм. Волновое уравнение Шредингера и результаты его решения для атома водорода и водородоподобных ионов. Характеристика состояния электрона в атоме системой квантовых чисел. Принцип Паули и правило Хунда. Форма граничной поверхности электронной плотности для s-, p - и d-орбиталей. Энергетический ряд атомных орбиталей. Периодический закон и периодическая система элементов , электронные формулы атомов и ионов. Периодическое изменение свойств элементов (простых веществ) и их соединений. Энергии ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность; закономерности изменения этих величин по группам и периодам.	Подготовка к лабораторной работе, решение задач. Восполнений конспекта лекции «Радиоактивность. Виды радиоактивности»
5	Химическая связь	Типы химической связи: ковалентная и ионная; их свойства. Обменный и донорно-акцепторный механизмы образования связи. Квантовохимические методы описания химической связи: метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). Сигма(σ)- и пи(π)-связи.	Подготовка к лабораторной работе. Восполнения конспекта лекции «Представления о гибридизации атомных орбиталей.»
6	Комплексные соединения	Водородная связь, межмолекулярные взаимодействия. Комплексные соединения: ион-комплексообразователь, лиганды, внутренняя и внешняя сферы, координационное число. Моно - и полидентатные лиганды. Номенклатура комплексных соединений.	Подготовка к лабораторной работе и модулю 1
Модуль №2 Термодинамика и химическая кинетика. Цель: приобретение знаний, умений и навыков в объеме содержания модуля. В результате данного модуля формируются компетенции:
1	Основные закономерности протекания химических реакций	Внутренняя энергия и энтальпия систем. Первый закон термодинамики. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения процессов. Энтальпии образования химических соединений. Закон Гесса и следствия из него. Понятие об энтропии и ее изменении в химических превращениях. Энергия Гиббса и ее изменение в химических процессах. Критерий самопроизвольного протекания химических реакций в изобарно-изотермических условиях.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе.
2	Химическая кинетика и химическое равновесие.	Гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость гомогенных химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от концентраций реагирующих веществ, закон действия масс. Константа скорости. Кинетическое уравнение. Порядок и молекулярность реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Химические реакции в гетерогенных системах. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые реакции. Константа химического равновесия, ее связь с термодинамическими характеристиками системы. Смещение равновесия и принцип Ле Шателье-Брауна. Химическое равновесие в гетерогенных системах.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе. Восполнение конспекта лекции «Катализ. Виды катализа. Механизм каталитических процессов»
2	Коллоидно-дисперсные системы	Дисперсность и дисперсные системы. Классификация дисперсных систем. Суспензии и эмульсии. Классификация коллоидных систем. Гели и золи. Мицеллы, их образование и строение. Критическая концентрация мицеллообразования. Оптические и электрические свойства коллоидных систем. Методы получения и разрушения коллоидных систем. Коллоидные системы в природе.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе модулю 2.
Модуль №3 Растворы. Цель: приобретение знаний, умений и навыков в объеме содержания модуля. В результате данного модуля формируются компетенции: ОК-1,4,6,7,8,9,10,11,12,13,ПК-11,19
	Растворы.	Определение и классификация растворов. Растворение как физико-химический процесс. Растворимость. Способы выражения концентрации растворов. Растворы электролитов и неэлектролитов. Водные растворы электролитов. Особенности воды как растворителя. Водородный показатель среды (рН). Методы определения величины рН. Электролитическая диссоциация в водных растворах. Сильные (неассоциированные) и слабые (ассоциированные) электролиты. Константа и степень диссоциации слабого электролита. Буферные растворы. Идеальные и реальные растворы. Активность и коэффициент активности. Ионная сила раствора. Гидролиз солей. Уравнения реакций гидролиза. Степень гидролиза, константа гидролиза. Необратимый гидролиз. Процессы гидролиза в природе. Ионные реакции в растворах. Произведение растворимости. Условия выпадения и растворения осадка. Представление о современных теориях кислот и оснований. Константы кислотности и основности. Понятие о кислотах и основаниях Льюиса. Диссоциация комплексных соединений.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе модулю 3.
Модуль №1 ОВР и электрохимия. Металлы. Цель: приобретение знаний, умений и навыков в объеме содержания модуля. В результате данного модуля формируются компетенции: ОК-1,4,6,7,8,9,10,11,12,13,ПК-11,19
1	Окислительно-восстановительные реакции. Основы электрохимии	Определение и классификация электрохимических процессов. Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстановители. Окислительно-восстановительный потенциал. Направление протекания окислительно-восстановительных реакций. Электродный потенциал. Водородный электрод сравнения. Уравнение Нернста. Равновесие на границе металл–раствор. Химические источники тока. Гальванические элементы. Электродвижущая сила. Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Электролиз с растворимыми и нерастворимыми анодами. Химическая и электрохимическая коррозия металлов. Способы защиты от коррозии.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе. Восполнение конспекта лекции «Аккумуляторы. Строение и виды. Механизм работы»
2	Общая характеристика металлов.	Общая характеристика металлов и их положение в периодической таблице . Щелочные металлы, нахождение в природе и получение. Важнейшие соединения щелочных металлов: оксиды, гидроксиды, пероксиды. Применение щелочных металлов и их соединений. Щелочноземельные металлы и магний. Получение, химические свойства оксидов, гидроксидов и солей магния, кальция и бария. Жесткость воды и способы ее устранения. Нахождение алюминия в природе. Получение алюминия и его химические свойства. Соединения алюминия с кислородом и галогенами. Оксид и гидроксид алюминия, их химические свойства. Положение d-элементов в Периодической системе . Особенности химии d-элементов. Химические свойства d-элементов на примере хрома, железа и меди. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов этих элементов. Комплексные соединения хрома, железа и меди.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе модулю 2.
Модуль №2 Неметаллы. Цель: приобретение знаний, умений и навыков в объеме содержания модуля. В результате данного модуля формируются компетенции: ОК-1,4,6,7,8,9,10,11,12,13,ПК-11,19
1	Общая характеристика неметаллов.	Общая характеристика неметаллов III-A, IV-А, V-А, VI-А, VII-А групп. Химические свойства бора. Соединения с кислородом, водородом и галогенами. Общая характеристика галогенов: нахождение в природе, способы получения, физические и химические свойства. Галогеноводороды и галогениды металлов. Кислородсодержащие кислоты галогенов и их соли. Кислород. Строение молекулы кислорода. Получение и химические свойства кислорода. Озон, строение молекулы, получение и применение озона. Сера. Химические свойства серы. Соединения серы с водородом и кислородом Сероводород и сероводородная кислота. Соли сероводородной кислоты (сульфиды), их растворимость в воде и взаимодействие с минеральными кислотами. Оксиды серы и соответствующие им кислородсодержащие кислоты. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства сернистой и серной кислот. Соли сернистой и серной кислот. Азот. Получение, физические и химические свойства азота. Соединения азота с металлами (нитриды): их получение и свойства. Аммиак: промышленный синтез, физические и химические свойства, применение. Равновесия в водном растворе аммиака. Термическое разложение солей аммония. Оксиды азота: строение молекул, получение и химические свойства. Азотистая кислота и ее соли (нитриты). Окислительно-восстановительные характеристики этих соединений. Азотная кислота. Получение в промышленности. Химические свойства азотной кислоты. Применение азотной кислоты и ее солей. Фосфор. Аллотропные модификации фосфора. Получение и химические свойства фосфора. Соединения фосфора с металлами и неметаллами. Фосфин и фосфиды, их получение, взаимодействие с водой. Оксиды фосфора и фосфорсодержащие кислоты. Соли фосфорной кислоты и их химические свойства. Углерод и его аллотропные модификации. Неорганические соединения углерода. Карбиды металлов. Оксиды углерода. Угольная кислота и ее соли. Кремний. Соединения кремния. Силаны. Галогениды кремния. Силициды. Оксид кремния. Кремниевые кислоты и их соли. Гидролиз силикатов.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе модулю 3.
Модуль №3 Органическая химия Цель: приобретение знаний, умений и навыков в объеме содержания модуля. В результате данного модуля формируются компетенции: ОК-1,4,6,7,8,9,10,11,12,13,ПК-11,19
1	Основы органической химии	Предмет органической химии. Теория химического строения . Изомерия. Углеводороды. Гомологические ряды углеводородов. Функциональные производные углеводородов. Классификация и номенклатура органических соединений. Нахождение органических соединений в природе. Нефть и ее переработка. Возобновляемые источники органических соединений. Предельные и непредельные углеводороды: алканы, алкены, алкины. Циклические углеводороды. Ароматические углеводороды. Гетероциклические соединения. Галогенпроизводные углеводородов. Кислородсодержащие производные углеводородов: спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты. Азотсодержащие производные углеводородов: нитросоединения, амины. Получение и химические свойства основных классов органических соединений Органические полимерные материалы.	Решение задач и подготовка к лабораторной работе модулю 3. Восполнение конспекта «Нефть, ее состав и переработка»
	Идентификация веществ. Методы анализа.	Предмет и задачи аналитической химии. Основные методы анализа: качественные и количественные. Современные физико-химические методы анализа. Аналитические группы катионов и анионов. Способа анализа различных классов соединений.	Решение задач и подготовка к УИРС «Жесткость воды и методы ее устранения»

5.2. Разделы дисциплин и виды занятий.