Программа вступительных испытаний в магистратуру

ПРОГРАММА

вступительных испытаний в магистратуру

по направлению 020100.68 «Химия», магистерская программа 020100.68.18 «Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность»

1. Междисциплинарный экзамен.

Тема 1. Общая химия и неорганическая химия. Строение атома, волновая функция, квантовые числа. Ковалентная связь. Ионная связь. Энергия связи. Энергия кристаллических решеток.

Первый закон термодинамики. Параметры процесса и параметры состояния. Энтальпия. Теплоты химических реакций. Закон Гесса, следствия. Уравнение Кирхгоффа. Второй закон термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Формулировки второго закона. Энтропия. Вычисление энтропии для различных процессов.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Энергия активации. Константа скорости Аррениуса. Химическое равновесие. Закон действия масс.

Влияние температуры на химическое равновесие. Уравнение изобары и изохоры химических реакций. Равновесие гетерогенных систем. Правило фаз Гиббса. Основные типы плоских диаграмм. Однокомпонентные и двухкомпонентные системы. Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем.

Растворы, растворимость, способы выражения концентрации растворов. Растворы неэлектролитов. Законы Рауля. Слабые электролиты. Закон разбавления Оствальда. Гидролиз. Электропроводность растворов электролитов. Удельная, эквивалентная электропроводности.

Координационные соединения. Водородные соединения элементов. Оксиды элементов. Галогены. Инертные газы.

Тема 2. Аналитическая химия. Константы равновесия реакций и процессов. Термодинамическая, концентрационная, условная константы равновесия. Общая и равновесная концентрации. Кислотно-основное равновесие. Константы кислотности и основности. Константа автопротолиза.

Гравиметрический метод. Сущность гравиметрического анализа, преимущества и недостатки.

Титриметрические методы. Классификация. Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе. Виды кривых титрования. Скачок титрования. Точка эквивалентности и конечная точка титрования. Кислотно-основное титрование. Комплексометрическое титрование. Неорганические и органические титранты в комплексометрии. Методы окислительно-восстановительного титрования. Равновесие в системе осадок ‑ раствор. Константа растворимости (произведение растворимости). Растворимость.

Основные законы поглощения электромагнитного излучения. Основные способы определения концентрации в спектроскопических методах.

Потенциометрическое титрование. Использование реакций: кислотно-основных, осаждения, комплексообразования, окисления - восстановления. Классификация электродов. Электроды I, II рода, газовые и окислительно-восстановительные электроды.

Тема 3. Органическая химия. Теория строения органических соединений. Основные положения теории . Алканы. Циклоалканы. Алкены. Алкины. Нахождение в природе, способы получения, химические свойства, области применения. Способы получения. Строение и изомерия. Свойства. Моногалогенпроизводные углеводородов. Дигалогензамещенные. Особенности свойств. Галоформы. Фреоны. Перфторэтилен. Тефлон.

Спирты. Способы получения. Кислотно-основные свойства. Химические реакции спиртов. Замещение гидроксигруппы, окисление, дегидратация. Ненасыщенные спирты. Енолы. Кето-енольная таутомерия. Виниловые эфиры. Двух - и трех - атомные спирты. Фенолы. Способы получения. Взаимное влияние ядра и гидроксигруппы в молекуле фенола. Химические свойства.

Карбонильные соединения. Строение карбонильной группы. Способы получения. Реакции AdN к карбонильной группе с образованием и без образования новой C─C связи. Реакции окисления и восстановления альдегидов и кетонов, окислительно-восстановительные реакции альдегидов. Реакции конденсации.

Одноосновные карбоновые кислоты. Ароматические одно - и двухосновные кислоты. Получение. Свойства. Способы получения. Химические свойства. Функциональные производные карбоновых кислот: эфиры, галогенангидриды, ангидриды амиды, нитрилы, пероксиды, гидропероксиды.

Нитросоединения. Способы получения. Химические свойства. Таутомерия. Практическое значение нитросоединений. Амины. Способы получения. Химические свойства алифатических и ароматических аминов. Получение диазосодинений. Их свойства. Реакция азосочетания. Азокрасители.

Аминокислоты. Номенклатура. Способы получения. Химические свойства. Ди - и полипептиды. Понятие о белках. Серосодержащие соединения. Тиоспирты. Тиоэфиры. Сульфокислоты. Тиомочевина. Получение и свойства.

Углеводы. Классификация. Строение моносахаридов. Стереохимия моносахаридов. D-и L-ряды, a-и β-формы. Перспективные формулы Хеуорса. Дисахариды. Строение. Редуцирующие и нередуцирующие биозы. Свойства. Нахождение в природе. Полисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза. Строение, свойства. Важнейшие производные. Практическое применение.

Хиноны. n-Бензохинон, нафтохинон, антрахинон. Получение. Свойства.

Тема 4. Физическая химия. Основы химической термодинамики. Химические потенциалы, их определение, вычисление и свойства. Коллигативные свойства растворов. Химические и адсорбционные равновесия. Закон действия масс. Явления адсорбции. Элементы статистической термодинамики. Элементы линейной термодинамики
необратимых процессов. Химическая кинетика - наука о скоростях и механизмах химических реакций. Основные понятия химической кинетики. Кинетический закон действия масс и область его применимости. Определение катализа. Общие принципы катализа. Роль катализа в химии. Основные промышленные каталитические процессы. Примеры механизмов каталитических процессов. Химический и электрохимический способы осуществления окислительно-восстановительных реакций. Электрохимическая цепь и ее компоненты. Определение теоретической электрохимии, ее разделы и связь с задачами прикладной электрохимии. Понятие электрохимического потенциала. Современные представления о растворах электролитов. Методы защиты металлов от коррозии. Химические источники тока; их виды и основные характеристики.

.

2. Экзамен по программе «Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность»

.

Тема 1. Химические элементы в биосфере

Распространенность химических элементов, а природе. Элементы биогенные и второстепенные. Макро - и микроэлементы. Потребность человека в макро - и микроэлементах. Роль микроэлементов в жизни человека, животных и растений.

Биогенные элементы - связующее звено между живой и неживой частями экосистем. Единый комплекс природной экосистемы. Понятие круговорота элемента. Продуценты. Консументы. Редуценты. Пищевая цепь и пищевые сети. Трофические уровни в экосистеме. Роль солнечной энергии в экосистемах. Автотрофы. Гетеротрофы. Фотосинтез. Хемосинтез. Молекулярный уровень организации живых организмов. Биогеохимические циклы элементов. Неполная замкнутость природно-антропогенных биогеохимических циклов. Переход биогенных элементов из биосферного в геологический цикл, накопление их в атмосфере и литосфере. Резервный и обменный фонды элементов в биогеохимических циклах, их взаимосвязь. Типы биогеохимических циклов. Второстепенные элементы в биосфере. Опасность активного вовлечения второстепенных элементов в биосферные циклы. Радиоактивные изотопы стронция, цезия, йода, бария и др. элементов. Токсичные металлы. Отличительные особенности современных круговоротов второстепенных элементов.

Тема 2. Вещества-загрязнители окружающей среды.

Признаки, характеризующие вещества-загрязнители биосферы. Новые вещества антропогенного характера (мутагенные, канцерогенные, тератогенные и др.). Источники веществ-загрязнителей. Различие загрязнений по силе и характеру воздействия на природу. Химические и биохимические типы трансформации веществ загрязнителей в экосистемах.

Токсичность. Классификация токсичных веществ. Основные типы токсикантов в природной среде. Изменение экологических систем под воздействием токсичных веществ. Экотоксиканты и суперэкотоксиканты. Метаболизм токсикантов в экологических системах. Комбинированное действие токсикантов: аддитивность, антагонизм, синергизм. Токсикологические характеристики важнейщих токсикантов. Принципы гигиенического нормирования токсических веществ в воздухе, воде, почве. Связь химической структуры и биологической активности. Принципы установления предельно-допустимых концентраций вредных веществ в окружающей среде. Экологические и производственно-хозяйственные стандарты - ПДУ, ПДК, ПДВ, ПДС, ПДП, ПГП и др. Экологическая экспертиза.

Тема 3. Мониторинг окружающей среды

Понятие о мониторинге. Основные объекты анализа природной среды: воздух, вода, почва, атмосферные осадки. Отбор проб и их подготовка. Химические методы анализа примесей в атмосфере, природных и сточных водах, почве и осадках. Возможности применения физических и физико-химических методов для оценки качества природной среды. Биотестирование и биоиндикация.

Системы мониторинга окружающей среды. Санитарно-токсикологический, экологический и биосферный мониторинг. Аэрокосмический мониторинг. Глобальная система мониторинга. Организация мониторинга в России. Нормативно-правовые основы охраны природной среды. Стандартизация и паспортизация взаимодействия с окружающей средой. Контроль за соблюдением нормативов.

Тема 4. Основы управления качеством природной среды.

Моделирование в экологии и в санитарной охране окружающей среды. Модели рассеивания и превращения примесей в атмосферном воздухе и водных объектах. Расчетные методы прогнозирования состава окружающей среды. Применение ЭВМ для построения поля концентраций и оценки экологической обстановки. Основы управления качеством природной среды.

Эколого-хозяйственные проекты развития территории и природоохранной деятельности. Организация управления охраной природной среды. Стратегия сохранения однородных и сложных комплексов экосистем. Типы охраняемых территорий. Концепция биосферных заповедников. Моделирование и картографирование эколого-хозяйственных систем. Международные аспекты охраны природы. Комплексная стратегия охраны окружающей среды. Всемирная Стратегия Охраны природы, разработанная под эгидой МСОП, ее этапы. Концепция устойчивого развития. Управление и использование возобновимых ресурсов биосферы при сохранении разнообразия экосистем и генофонда - основа существования человеческого общества на нашей планете.

Список основной и дополнительной литературы

1. Основная литература

1. Физическая химия / / , . - Москва: Лань, 2012.

2. Общая химия: учеб. / : учеб./ . - Изд. 3-е, перераб. и доп.. - Москва: Лань, 20с.: ил. + 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

3. Неорганическая химия: учеб. пособие для вузов/ , . - 2-е изд., стер. - СПб.; М.; Краснодар: Лань, 20с.

4. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: в 2 т. : учеб. для вузов/ под ред. . - М.: Академия, 2010 - Т.

5. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: в 2 т. : учеб. для вузов/ под ред. . - М.: Академия, 2010 - Т.

6. Органическая химия: учеб. пособие для бакалавров : для вузов/ , . - 2-е изд. - М.: Юрайт, 20с.

7. Экологическая химия: учеб. для студентов вузов / . - М.: Академия, 20с.

2. Дополнительная литература

1. Общая химия: учеб. пособие/ ; под ред. , изд., перераб. и доп.. - М.: Юрайт, 20с.

2. Физическая химия: учеб. для бакалавров/ , ; Сиб. Федер. ун-т. - М.: Юрайт, 20с. + 1 эл. опт. диск.

3. Современные методы аналитической химии: в 2 т./ М. Отто; Пер. с нем. под ред. . - М.: Техносфера, 2003 - Т.с.

4. Органическая химия: термины и основные реакции/ . - М.: БИНОМ. Лаб. знаний, 20, [2] с.

5. Органическая химия: учеб. для бакалавров/ , . - 8-е изд.. - М.: Юрайт, 20с. + 1 эл. опт. диск.

6. Экологическая химия: учеб. пособие для вузов / , , . - М.: Академия, 20с.

7. Химия окружающей среды: учеб. пособие для вузов: [для подготовки бакалавров, ...специалистов] / под ред. . - М.: Высш. образование, 20, [2] с.

8. , Долгань химия: Учебное пособие / Калинингр. ун-т. - Калининград, 19с.

9. Основы химии окружающей среды / Дж. Е. Джирард; пер. с англ. , под ред. . - М.: Физматлит, 20с.

10. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении: учеб. пособие для вузов / , , . - 3-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 20с.

11. Гигиенические нормативы химических веществ в окружающей среде/ РАМН, НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. , РАЕН, С.-Петерб. гос. мед. акад. им. ; под общ. ред. , . - 2-е изд., доп. и перераб. - СПб.: Профессионал, 20с.

12. Об охране окружающей среды: федер. закон. - [3-е изд.]. - М.: Ось-89, 20с.

13. Физико-химические процессы в техносфере: учебник для вузов / , . - М.: Форум-ИНФРА-М, 2007.

14. Экология и окружающая среда: слов.-справ. / . - М.; Ростов н/Д: МарТ, 20с. Имеются экземпляры в отделах: ч. з.N1 (Зеленая б-ка, раздел 18)(1)

Программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. Интеллект-библиотека(IQlib) Представлены научные и учебные издания, предназначенные для абитуриентов, студентов, аспирантов, преподавателей и всех, кто стремится расширить свой кругозор. Фонд IQlib в настоящий момент содержит около 2000 полнотекстовых цифровых версий печатных учебных, образовательных, просветительских и справочных изданий. http://www. *****/

2. Национальная электронная библиотека (НЭБ) - Ресурс содержит полнотекстовые науч-ные и художественные книги, учебники, справочники, диссертации по всем дисциплинам, авторефераты. http://*****/

3. Универсальная Энциклопедия Кирилла и Мефодия. В основе коллекции - Большой Энциклопедический Словарь 1996 года издания, дополненный затем большим количеством авторских статей. В настоящее время содержит статей ииллюстраций. http://mega. *****/

4. Информационная система "Единое окно доступа к образовательным ресурсам" http://window. *****/

5. Портал фундаментального химического образования ChemNET http://chem. *****/