Учебно-методический комплекс учебной дисциплины. Прикладная химия (стр. 1 )

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы

«МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГБОУ ВПО МГПУ)

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА ХИМИИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ

Основная образовательная программа

ООП 050101по специальности «Химия»

Программа подготовки специалистов

Институт естественных наук

Курсы: IV, V семестры: VIII, IX

Москва-2007

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы

«МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГБОУ ВПО МГПУ)

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА ХИМИИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ

Часть I. Программа учебной дисциплины

Основная образовательная программа

ООП 050101по специальности «Химия»

Программа подготовки специалистов

Институт естественных наук

Курсы: IV, V семестры: VIII, IX

Москва-2007

Программа обсуждена и утверждена на заседании кафедры общей химии (протокол от 3 декабря 2007 г.), утверждена на заседании ученого совета химико-биологического факультета (протокол от 01.01.01 г.).

Программа рекомендована к печати Научно-методическим советом ГОУ ВПО МГПУ.

Составитель:

Кандидат химических наук

Заведующий кафедрой:

Доктор химических наук, профессор, академик РАЕН

Рецензент:

Кандидат химических наук

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Основная образовательная программа дисциплины «Прикладная химия» федерального компонента цикла ДПП (ДПП. Ф.08) составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования специальности: 032300 «Химия», утвержденного 31 января 2005 г. Общее количество часов на дисциплину – 310 час.

ЦЕЛЬ КУРСА. Целью курса является приобретение студентами знаний по общим принципам и теоретическим основам химической технологии и о ее влиянии на образ жизни человека. Курс предназначен для студентов химико-биологического факультета Московского городского педагогического университета, обучающихся по специальности: 032300 «Химия»

ЗАДАЧИ КУРСА:

·  Сформировать у студентов представление о роли и месте химической промышленности в производственной деятельности человека.

·  Сформировать у студента представление о производстве химических продуктов – отрасли материального производства – как об одной из форм взаимодействия человека с окружающей средой.

·  Систематизировать знания студентами теоретических основ процессов, положенных в основу химических производств.

·  Научить студентов оценивать химическое производство как химико-технологическую систему.

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЕ. Дисциплина базируется на знаниях, приобретённых студентами при изучении дисциплин: общая и неорганическая химия, органическая химия, неорганический синтез, физическая химия, экология. Знания, полученные студентами по аналитической химии, будут использованы ими при изучении прикладной химии, экологии Московского региона, дисциплин специализации, при выполнении дипломных и курсовых работ.

ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРВОНАЧАЛЬНОМУ УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ОБУЧАЮЩИХСЯ. Студент, приступающий к изучению дисциплины, должен иметь не ниже оценки «удовлетворительно» по предметам: общая и неорганическая химия, органическая химия, физическая химия, экология, химия и токсикология окружающей среды, физическая химия, коллоидная химия, аналитическая химия.

ДИСЦИПЛИНА ОРИЕНТИРУЕТ на профессиональную деятельность учителя химии XXI века, готового не только преподносить своим ученикам теоретические основы предмета, но и освещать его прикладные аспекты, например, возможность использования аналитической химии для анализа объектов окружающей среды.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ УСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КУРСА.

Студент должен знать

·  Роль и место химической промышленности в производственной деятельности человека и ее влияние на образ жизни человека.

·  Основные компоненты химического производства.

·  Теоретические основы химической технологии.

·  Процессы производства неорганических и органических веществ, металлургические процессы

Содержание курса

1.  Введение. Научно-технический прогресс. Роль химизация в жизни современного общества. Этические проблемы научно-технического прогресса. Прикладная химия как наука. Химическое производство – компонент антропогенной деятельности. Химическая технология – составная часть прикладной химии. Связь с другими науками. Химическая промышленность.

2.  Основные компоненты химического производства. Организация материального производства. Ресурсы. Химическое сырье: определение, классификация, требования, рациональное использование, подготовка к переработке. Энергия. Энергия для химической промышленности: источники энергии, рациональное использование. Вода. Вода в химической промышленности: источники водоснабжения, водоподготовка.

3.  Химико-технологический процесс: определение, технологический режим, параметры, технологического режима.

4.  Процессы и аппараты химического производства. Классификация и общая характеристика процессов химического производства. Химические реакторы: реакторы периодического и реакторы непрерывного действия; ректоры идеального смешения, реакторы идеального вытеснения, реакторы промежуточного типа.

5.  Каталитические процессы. Классификация каталитических процессов. Технологические характеристики твердых катализаторов. Контактные аппараты.

6.  Организация химического производства. Материальный и энергетический баланс химического производства. Химико-технологическая система (ХТС), моделирование ХТС, управление ХТС. Схемы химико-технологических процессов.

7.  Производство серной кислоты. Технологические свойства серной кислоты. Применение серной кислоты и олеума. Сырье. Общая схема. Производство серной кислоты из флотационного колчедана. Химическая и принципиальная схемы производства. Окислительный обжиг колчедана. Контактирование оксида серы (IV). Абсорбция оксида серы (III). Технологическая схема. Производство серной кислоты из серы. Производство серной кислоты из сероводорода. Товарные сорта серной кислоты. Совершенствование производства серной кислоты.

8.  Производство аммиака. Фиксация азота в биосфере и техносфере. Технологические свойства аммиака. Применение аммиака. Сырье. Химическая и принципиальная схемы производства. Физико-химические основы синтеза аммиака. Технологическая схема производства аммиака. Совершенствование аммиачного производства.

9.  Производство азотной кислоты. Технологические свойства азотной кислоты. Применение азотной кислоты. Сырье. Общая схема производства. Физико-химические основы синтеза азотной кислоты из аммиака. Производство разбавленной азотной кислоты. Принципиальная и технологическая схемы производства. Концентрирование разбавленной азотной кислоты. Прямой синтез концентрированной азотной кислоты. Перспективы развития производства азотной кислоты.

10.  Производство минеральных удобрений. Агротехническое значение, классификация, ассортимент, масштабы производства. Типовые процессы солевой технологии. Производство калийных удобрений: флотационный и галургический способы. Производство азотных удобрений: производство нитрата аммония, производство карбамида. Производство фосфорной кислоты и фосфорных удобрений: производство аммофоса, производство нитроаммофоски. Производство комплексных минеральных удобрений.

11.  Производство силикатных материалов. Общие сведения. Производство портланд-цемента. Производство воздушной извести. Производство стекла. Производство ситаллов. Производство огнеупоров. Производство керамических материалов.

12.  Электрохимические производства. Промышленный электролиз: теоретические основы, количественные характеристики процесса. Электролиз водного раствора хлорида натрия с железным и ртутным катодами. Переработка продуктов электролиза. Производство соляной кислоты. Производство водорода электролизом воды.

13.  Экономика химического производства. Химическая промышленность: структура, особенности, рациональное размещение Экономический район. Территориально-производственный комплекс. Структура экономики химической промышленности. Технико-экономические показатели. Состояние химической промышленности в РФ.

14.  Металлы. Свойства и классификации металлов. Руды. Металлургические процессы. Восстановление металлов из руд.

15.  Производство алюминия. Свойства и применение алюминия. Сырье для производства алюминия. Общая схема производства алюминия. Производство глинозема. Электролитическое производство алюминия. Очистка алюминия.

16.  Черные металлы. Железо и его сплавы. Диаграмма состояния системы «железо-углерод». Классификация черных металлов по химическому составу. Железные руды. Общая схема производства черных металлов. Производство чугуна. Сырье доменной плавки. Основы доменного процесса. Производство стали.

17.  Переработка химического топлива. Химическое топливо. Определение, классификация, состав, энергетические характеристики. Жидкое топливо. Нефть: происхождение и состав. Нефтепродукты. Подготовка нефти к переработке. Первичная перегонка нефти. Крекинг нефтепродуктов. Очистка нефтепродуктов. Твердое топливо. Газообразное топливо.

18.  Производство органических веществ. Сырье и процессы основного органического синтеза. Продукты основного органического синтеза. Развитие основного органического синтеза. Производство ацетилена. Производство спиртов. Производство альдегидов. Производство уксусной кислоты и ангидрида. Производство полимеризационных и поликонденсационных мономеров. Производство полимерных материалов: свойства и применение полимерных материалов, производство пластических масс, производство химических волокон, производство эластомеров.

19.  Биотехнологии. Биологическая очистка сточных вод. Биотехнологическая переработка отходов сельского хозяйства, отходов перерабатывающей промышленности, промышленных отходов.

20.  Автоматизированные системы управления химико-технологическими процессами. Технологические процессы и аппараты, как объекты управления. Свойства, характеристики, исследования и описания. Системы автоматического регулирования технологических параметров. Системы аварийного контроля, сигнализации, блокировки и защиты. Диагностика химико-технологического процесса. Измерения технологических параметров. Государственная система приборов (ГСП). Точность преобразования информации. Классификация контрольно-измерительных приборов (КИП). Методы и приборы для измерения температуры, давления и разряжения, расхода пара, газа и жидкости, уровня.

ФОРМЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ:

VIII семестр – ЗАЧЕТ

IX семестр – ЗАЧЁТ, ЭКЗАМЕН

ЛИТЕРАТУРА

Основная

Соколов технология: Учеб пособие для студ. высш. учеб. заведений: В 2 т. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003.- Т.1: Химическое производство в антропогенной деятельности. Основные вопросы химической технологии. Производство неорганических веществ. – 388 с. Соколов технология: Учеб пособие для студ. высш. учеб. заведений: В 2 т. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003.- Т. 2: Металлургические процессы. Переработка химического топлива. Производство органических веществ и полимерных материалов. – 448 с. , Парамонова прикладной химии: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2002. – 144 с. , Бесков и задачи по общей химической технологии: Учеб. пособие для вузов.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 198 с.

5.  , Шувалов производственных процессов в химической промышленности: Учебник. - М.: Химия, 19с.

Дополнительная

Бесков химическая технология: Учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 452 с. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / Под ред. . – 2-е изд., стер. – М.: КолосС, 2003. – 328 с. , Градова основы экобиотехнологии / Учебное пособие для студентов.- М.: Мир, 200с. Мозберг : Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. – 1991. Кукушкин вокруг нас. – М., 1992

11.  Кулаков измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 19с.

12.  Полоцкий Л. М., Лапшенков химических производств. Учеб. пособ. - М.: Химия, 19с.

РЕСУРСЫ ИНТЕРНЕТ

http://www. chem. *****/leos/base/applic1.html

http://bio-technology. *****/

http://inorg-chem. info/ref/himi2esko1_tehnologie1.html

http://www. *****/

http://www. *****

http://www. inbi. *****/pbm/pbm. html

http://www. *****

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для чтения лекций по дисциплине подготовлены презентации в

Microsoft Office PowerPoint.

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы

«МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГБОУ ВПО МГПУ)

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА ХИМИИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ

Часть II. Методические рекомендации и план освоения учебной

дисциплины

Основная образовательная программа

ООП 050101по специальности «Химия»

Программа подготовки специалистов

Институт естественных наук

Курс: IV, V семестры: VIII, IX

Форма обучения: очная

Лекции: 94 часа

Семинары: 60 часов

Самостоятельная работа: 156 часов

Зачет: VIII семестр

Зачет, экзамен: IX семестр

Всего: 310 часов по учебному плану

Москва-2013

Методические рекомендации и план освоения учебной дисциплины обсуждены и утверждены на заседании кафедры химии (протокол №1 от 01.01.2001 г.)

Составитель:

Доцент, кандидат химических наук, доцент

Заведующий кафедрой:

Доцент, кандидат химических наук, доцент

Распределение нагрузки по семестрам

Вид учебной работы	Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины	310
Аудиторные занятия	154
Лекции	94
Семинары (С)	60
Лабораторные работы (ЛР) и/или другие виды аудитор­ных занятий	-
Самостоятельная работа	156
Курсовой проект (работа)	-
Расчетно-графические работы	-
Реферат и/или другие виды самостоятельной работы	-
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	VIII семестр – экзамен, IX семестр – зачёт, экзамен

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМАТИЧЕСКИХ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

№ п/п	Наименование тем и разделов	Виды аудиторных занятий (час.)	Самостоятельная работа (час.)
лекции	семинары
VIII семестр
1.	Введение	2		2
2.	Основные компоненты химических производств: химическое сырье, энергия, вода	2	2	4
3.	Химико-технологический процесс	2	1	2
4.	Процессы и аппараты химического производства	2	1	6
5.	Каталитические процессы	1	1	4
6.	Организация химического производства	1	1	2
7.	Производство серной кислоты	4	4	8
8.	Производство аммиака	2	4	6
9.	Производство азотной кислоты	4	4	8
10.	Производство минеральных удобрений	6	4	10
11.	Производство силикатных материалов	2	2	4
12.	Электрохимические производства	6	3	8
13.	Экономика химического производства	2	1	2
Всего за VIII семестр	36	28	66
IX семестр
14.  14	Металлы	1	1	2
15.	Производство алюминия	3	3	6
16.  16	Черные металлы	2	4	6
17.  17	Переработка химического топлива	18	8	26
18.	Производство органических веществ	22	12	34
19.  Б	Биотехнология	6	2	8
20.	Автоматизированные системы управления технологическим процессом	6	2	8
Всего за IX семестр	58	32	90
Всего по курсу	94	60	156

ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ЛЕКЦИЙ