МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирская государственная геодезическая академия»
ФГОУ ВПО «СГГА»
УТВЕРЖДАЮ |
Проректор по УР |
________________ |
« ____ » _____________ 2011 г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ХИМИЯ
Для подготовки дипломированного специалиста направления
120100 – Геодезия
специальности 120103 – Космическая геодезия.
код квалификации – 65 (инженер)
Новосибирск 2011
Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста (выписка из ГОС)
" 17 " 03 2000г.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ЕН. Ф.04 | Химия 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; химический практикум. | 70 |
1. Цели и задачи дисциплины.
Дисциплина «Химия» является одной из дисциплин федерального компонента цикла ЕН – «Общие математические и естественнонаучные дисциплины». Химия - одна из фундаментальных естественно – научных дисциплин, изучает материальный мир, законы его развития, химическую форму движения материи.
Химия – это наука, позволяющая решать не только важнейшие прикладные задачи, но и познавать окружающий мир. Химическое образование является важнейшей составляющей фундаментальной подготовки специалиста.
Целью химического образования является:
а) воспитание химической культуры;
б) формирование навыков современного химического мышления;
в) формирование навыков использования химических знаний и умений в практической деятельности специалиста.
Задачи изучения дисциплины заключаются в ознакомлении с основными законами химии и освоении способов анализа химических природных и техносферных явлений с применением химических методов и подходов.
Изучение дисциплины направлено на подготовку выпускника в области основ естественнонаучных знаний, получение высшего профессионального образования, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности, обладать универсальными и предметно специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности, устойчивости и гибкому реагированию на рынке труда.
Опираясь на полученные в средней школе химические знания, программа имеет своей целью дальнейшее углубление представлений о веществе, как одном из видов движущейся материи, механизме превращений химических соединений, свойствах технических материалов и применении химических процессов в современной технике.
Настоящая программа рассчитана на 70 часов трудоемкости. Календарные планы, составляемые на основе данной программы, должны быть ориентированы на объем часов, установленный Советом ВУЗа на основании соответствующего образовательного стандарта.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
При освоении дисциплины студенты должны в соответствии с современным уровнем химической науки получить знания о:
- строении вещества;
- направлении химических процессов;
- скорости химических процессов;
- периодическом изменении свойств элементов и их соединений.
Студенты также должны:
- иметь навыки проведения химических экспериментов, уметь выделять конкретное химическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности;
- пользуясь справочными данными, уметь выполнять химические расчёты.
3. Объём дисциплины и виды учебной работы.
Курс «Химия» является семестровым, изучается в течение третьего семестра на 2 курсе и заканчивается зачетом.
Трудоемкость дисциплины составляет 70 часов. Трудоемкость каждого вида учебной работы дисциплины «Химия» в часах приведена в таблице 1. В трудоёмкость засчитывается не только аудиторная нагрузка, но и самостоятельная работа студента по изучению материала, в том числе подготовка к зачету.
Текущий и промежуточный контроль освоения студентом дисциплины осуществляется в рамках рейтинговой системы.
Таблица1
Вид учебной работы | Всего Часов | Семестр 3 |
Общая трудоёмкость дисциплины | 70 | 70 |
Аудиторные занятия | 36 | 36 |
Лекции | 36 | 36 |
Самостоятельная работа | 34 | 34 |
Вид итогового контроля (зачёт, экзамен) | Зачёт |
Разделы дисциплины или модули являются организационно-методической структурной единицей в рамках учебной дисциплины «Химия», придают четкую структуризацию содержанию обучения. Разделы дисциплины и виды занятий в часах приведены в таблице 2. Модульное обучение обеспечивает обязательную проработку каждого компонента дисциплины. Модули также являются основой для самостоятельной работы студента по изучению материалов дисциплины, а также удобны для самообразования.
Таблица 2
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции |
1. | Реакционная способность веществ | 6 |
2. | Химические системы | 14 |
3. | Химическая термодинамика и кинетика | 12 |
4 | Химическая идентификация | 4 |
4. Содержание разделов дисциплины
Разбиение учебного содержания на модули является ключевым моментом в структуре и содержании дисциплины «Химия». Дисциплина разбита на 4 модуля. Каждый из модулей соответствует определенному разделу физической химии.
Структура и содержание модулей дисциплины с указанием длительности обучения по каждому модулю и темы для самостоятельного изучения теоретического курса представлены в таблице 3. Изучение теоретического материала курса рекомендуется выполнять последовательно согласно приведенному в этом приложении понедельному календарному графика. Для выявления пробелов в знаниях после изучения каждой теоретической главы рекомендуется воспользоваться системой тестов, которые разработаны для каждой главы курса и позволяют оценить степень усвоении теоретического материала.
ВЕДЕНИЕ. Значение химических знаний в изучении природы и развития техники. Основные понятия и основные количественные законы химии.
1. Реакционная способность веществ
1.1 Электронное строение атома и систематика химических элементов. Квантово-механическая модель атома. Принцип Паули и правило Хунда. Строение многоэлектронных атомов. Химия и периодическая система элементов . Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ.
1.2 Химическая связь и валентность. Основные особенности химического взаимодействия (химической связи) и механизм образования химической связи. Основные типы химической связи: ковалентная (неполярная и полярная), ионная, металлическая. Природа водородной связи. Меж - и внутримолекулярная водородная связь. Строение и свойства простейших молекул.
1.3 Комплементарность. Донорно-акцепторное взаимодействие молекул. Комплексные соединения. Комплексы, комплексообразователи, лиганды, заряд и координационное число комплексов. Типы комплексных соединений. Понятие о теориях комплексных соединений.
1.4 Химия веществ в конденсированном состоянии. Агрегатное состояние вещества. Химическое строение твёрдого тела. Аморфное состояние вещества. Кристаллы. Кристаллические решётки. Металлическая связь и металлы. Химическая связь в полупроводниках и диэлектриках. Простое вещество. Изомерия и аллотропия.
2.Химические системы
2.1. Дисперсные системы.
Особенности адсорбции молекул и ионов из растворов на твердой поверхности. Молекулярно-кинетические и электрические свойства дисперсных систем. Строение частицы гидрофобного золя- мицеллы. Ионный обмен; роль обменной адсорбции в почвоведении, при химических способах водоочистки. Коллоидно-химические основы охраны окружающей среды. Методы разрушения и улавливания аэрозолей. Очистка воды от поверхностно-активных загрязнений.
2.2. Растворы.
Растворимость веществ. Способы выражения состава растворов: массовая доля, молярная концентрация эквивалента, титр раствора, моляльность раствора. Сильные и слабые электролиты. Истинная и кажущаяся степень диссоциации. Константа диссоциации слабых электролитов. Закон разбавления. Труднорастворимые электролиты. Произведение растворимости. Условие образования и растворения осадков. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Гидролиз солей. Гидролиз солей по катиону и аниону. Степень и константа гидролиза. Влияние концентрации раствора, температуры, рН среды на степень гидролиза. Особые случаи гидролиза.
2.3. Электрохимические системы.
Окислительно–восстановительный потенциал. Уравнение Нернста. Водородный электрод. Ряд напряжений металлов. Подбор окислителей и восстановителей с учетом стандартных окислительно-восстановительных потенциалов. Окислительно-восстановительные процессы с участием электрического тока. Электролиз. Последовательность электродных процессов. Химические источники тока: гальванические первичные элементы, топливные элементы. Коррозия и защита металлов. Химическая и электрохимическая коррозия. Металлические и неметаллические защитные покрытия. Изменение свойств коррозионной среды. Протекторы, ингибиторы коррозии.
2.4. Полимеры и олигомеры.
Строение полимеров и олигомеров, их агрегатное и фазовое состояния. Кристаллические и аморфные полимеры. Надмолекулярная структура кристаллических и аморфных полимеров. Растворы полимеров и их свойства. Дисперсии полимеров. Пластификация полимеров. Отдельные представители высокомолекулярных соединений: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, поливинилацетат, поливиниловый спирт, полиэфирные полимеры, полиуретаны, полиамидные полимеры, целлюлоза и её производные, полиорганосилоксаны.
3. Химическая термодинамика и кинетика.
3.1. Энергетика химических процессов. Внутренняя энергия системы. Понятие об энтальпии. Стандартная энтальпия образования вещества. Первое начало термодинамики. Закон Гесса.
Понятие об энтропии. Стандартная энтропия вещества. Второе начало термодинамики. Понятие об энергии Гиббса. Стандартная энергия Гиббса образования вещества. Изменение энергии Гиббса химической реакции и оценка направления и полноты протекания реакции.
3.2. Химическое и фазовое равновесие. Химический потенциал. Активность и коэффициент активности. Константа равновесия и её связь с термодинамическими функциями. Принцип Ле Шателье
3.3. Скорость химических реакций и методы ее регулирования. Закон действия масс. Зависимость скорости химических реакций от температуры. Энергия активации. Гомогенный катализ. Цепные реакции. Физические методы ускорения химических реакций. Колебательные реакции. Скорость гетерогенных химических реакций. Катализаторы и каталитические системы.
4. Химическая идентификация
Вещество и его количественный частота. Аналитический сигнал и его виды. Качественный и количественный виды анализа. Химический анализ веществ. Физико-химический и физический анализ вещества.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Краткий обзор изложенного материала на теоретическом основании химии; 7 наиболее важных положения курса. Взаимосвязь разделов курса. Успехи современной химии. Перспективы развития теоретических основ химии.
Химический практикум реализуется в объеме лекционных демонстраций.
5. Лабораторный практикум
Практические работы не предусмотрены.
Химический практикум реализуется в объеме лекционных демонстраций
6. Самостоятельная работа
Самостоятельная работа должна быть посвящена освоению теоретического материала и выполнению контрольных тематических заданий по программе курса.
№ п/п | № раздела дисциплины | Содержание самостоятельной работы | Часы |
1 | 1 | Номенклатура и классы неорганических соединений. В том числе выполнение контрольного задания 1. | 4 |
2 | 2 | Способы выражения концентрации растворов. Расчёты концентраций. В том числе выполнение контрольного задания 2. | 4 |
3 | 3 | Термохимический и термодинамический расчет химической реакции. В том числе выполнение контрольного задания 3. | 4 |
4 | 3 | Скорость химических реакций и химическое равновесие. В том числе выполнение контрольного задания 4. | 4 |
5 | 2 | Дисперсные системы и растворы. В том числе выполнение контрольного задания 5. | 4 |
6 | 2 | Электрохимические системы | 3 |
7 | 2 | Комплементарность | 4 |
8 | 4 | Химическая идентификация | 2 |
6 | Все разделы | Подготовка к зачету по всем разделам программы | 5 |
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Рекомендуемая литература
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Печатные
1. Коровин химия [Текст]: учеб. для технических направ. и спец. вузов (Рек.) / – М.: Высшая школа, 2008.
2. Химия [Текст]: практикум (утв.) / , , 2009.-101 с.
Электронные
a. , Воробьева лекций по химии. Химия [Электронный ресурс] электронное учебное пособие/, - Номер государственной регистрации . Регистрационное свидетельство № 000, 2010.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Печатные
1. Гельфман, [Текст] : учебник для вузов (Рек.) / ,
– М.: Интеграл-Пресс, 2008.
2. Ахметов и неорганическая химия [Текст] : .– М.: Высшая школа, изд. центр «Академия», 2001.
Электронные
a. Жебентяев, химия. Химические методы анализа [Электронный ресурс]: учеб. пособие / , , – 2 изд. стереотип - М.: ИНФРА-М; Минск: Новое знание, 2011.- Режим доступа: znanium/cоm/bookread. php?=255394.- Загл. с экрана.
2. Химический каталог. Сайты и книги [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. .- Загл. с экрана.
3. Chemnet - официальное электронное издание Химического факультета МГУ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. chem. *****/rus.- Загл. с экрана.
4.Справочно-информационный сайт по химии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. .- Загл. с экрана.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
8.1. Средства обеспечения освоения курса химии: лекционные химические демонстрации, средства ИКТ (ноутбук, проектор), компьютерная база данных.
8.2. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Специализированная лаборатория, оснащенная комплектом химической посуды и оборудования, реактивами, а также: ионометрами, электродами сравнения и ионноселективными электродами, спектрофотометром, поляриметром, электроизмерительными приборами, аналитическими весами, сушильными шкафами.
Разработчик: – канд. хим. наук, проф. кафедры «Технологии оптического производства» СГГА.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Технологии оптического производства»
Протокол № от « » 2011 г.
Зав. кафедрой МСиС проф., к. т.н.
Программа согласована с выпускающей кафедрой «Астрономии и гравиметрии»
Зав. выпускающей кафедрой доц., к. т.н.
Одобрено Научно-методическим советом Института оптики и оптических технологий
Протокол № « »__ _ 2011 г.
Председатель ______________доц., к. т.н.
Директор ИОиОТ
