Рабочая программа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ» им. Ивана Фёдорова

Первый проректор по учебной работе

______________

«_____» ___________2012

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Наименование дисциплины ____Химия________________________________________

(указывается наименование в соответствии с учебным планом)

По направлению подготовки _261700.62 – Технология полиграфического и упаковочного производства ___________________________________

(указываются код и наименование направления подготовки)

По профилю подготовки _2. Технология и дизайн упаковочного производства

(указывается наименование профиля в соответствии с ПрООП)

Факультет ___ФПТ__________________________

Кафедра Химии

Квалификация (степень) выпускника бакалавр

Москва — 2012

Разработчики:

_Зав. кафедрой_____ д-р хим. наук, проф.___ _____

(занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия)

___________________ _________________ _____________________ (занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия)

Рецензенты:

Зав. каф. физ. химии МХТИ д-р хим. наук проф.

(занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия)

проф. кафедры материало-
ведения МГУП д-р хим. наук

(занимаемая должность) (учёная степень и учёное звание) (инициалы, фамилия)

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры химии

(дата) ____________ 201 г, протокол

Зав. кафедрой ________________/ /

Одобрена Советом факультета ФПТ

(дата) ____________ 201 г, протокол №

Председатель ______________/ /

Индекс по учебному плану	Цикл	Компонент
Базовая часть	вариативная часть	по выбору студента
ЕНД Б.3	Гуманитарный и социальный и экономический цикл
Математический и естественнонаучный цикл	Х
Профессиональный цикл

Форма обучения	курс	семестр	Трудоемкость дисциплины в часах	Форма итогового контроля
Всего часов	Аудиторных часов	Лекции	Семинарские (практически) занятия	Лабораторные занятия	Курсовая Работа (проект)	Самостоятельная работа
Очная	1	1,2	216	90	36	–	54	–	54	Экз., экз.
Очно-заочная
Заочная

Цели и задачи дисциплины:

Цель изучения дисциплины «Химия» – изучение теоретических основ химии, свойств основных классов неорганических веществ, а также закономерностей важнейших процессов в химических системах. При этом кроме получения конкретных знаний, необходимых для профессиональной подготовки, имеется в виду и цель формирования у студентов целостного естественнонаучного мировоззрения. Дисциплина является естественнонаучной.

Место дисциплины в структуре ООП:

Данная учебная дисциплина входит в раздел «Б.2. Математический, естественнонаучный и информационный цикл. Базовая часть» ФГОС по направлению подготовки 261700 «Технология полиграфического и упаковочного производства».

Для изучения дисциплины необходимы компетенции, сформированные в результате обучения в средней общеобразовательной школе. Существует логическая и содержательно-методи-
ческая взаимосвязь дисциплины «Химия» с другими дисциплинами цикла – математикой и физикой. Дисциплина «Химия» служит естественной базой для более глубокого усвоения таких дисциплин химического модуля Б2.2-2, как:

Физическая и коллоидная химия; Органическая химия; Экология; Физикохимия полимеров,

а также:

Материаловедение в полиграфическом и упаковочном производствах. Основы формных процессов. Технология печатных процессов. Технология послепечатных процессов.

(указывается цикл, к которому относится дисциплина; формулируются требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для ее изучения; определяются дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей)

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

а) общенаучные (ОНК):

· готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в физике, химии, экологии (ОНК–1);

· владение базовыми знаниями в области математики и естественных наук (ОНК-3);

б) социально-личностные и общекультурные (СЛК):

· способность приобретать с большой степенью самостоятельности новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (СЛК-1)

в) научно-исследовательская деятельность:

· знание фундаментальных законов естествознания (ПК-22).

(указываются в соответствии с ФГОС ВПО)

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- связь свойств химических веществ с их электронным строением;

- основы химической термодинамики;

- основы химической кинетики;

- основы электрохимии и теории растворов-электролитов;

- свойства основных классов неорганических веществ.

владеть навыками по:

- химическому анализу;

- использованию справочной химической литературы.

уметь:

- определять термодинамическую вероятность протекания процесса;

- проводить стехиометрические расчёты;

- проводить физико-химические расчёты.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет ____6_______ зачетных единиц.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
1	2
Аудиторные занятия (всего)	90	36	54
В том числе:	-	-	-	-	-
Лекции	36	18	18
Практические занятия (ПЗ)	–	–	–
Семинары (С)	–	–	–
Лабораторные работы (ЛР)	54	18	36
Самостоятельная работа (всего)	54	18	36
В том числе:	-	-	-	-	-
Курсовой проект (работа)	–	–	–
Расчетно-графические работы	–	–	–
Реферат	–	–	–
Другие виды самостоятельной работы	–	–	–
Вид промежуточной аттестации (экзамен)	Экз., экз.	Экз.	Экз.
Общая трудоемкость час зач. ед.	216	90	126
6	2,5	3,5

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	Раздел 1. Введение
2	Раздел 2. Строение атома
3	Раздел 3. Химическая связь
4	Раздел 4. Энергетика и направление химических процессов
5	Раздел 5. Химическая кинетика. Катализ. Химическое равновесие
6	Раздел 6. Растворы
7	Раздел 7. Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические процессы
8	Раздел 8. Обзор химии s–элементов.
9	Раздел 9. Обзор химии р-элементов
10	Раздел 10. Обзор химии d-элементов

(Содержание указывается в дидактических единицах. По усмотрению разработчиков материал может излагаться не в форме таблицы)

5.1.1. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Введение

Место химии в ряду фундаментальных наук. Предмет и задачи химии. Роль химии как производительной силы общества. Химия и нанотехнологии.

Раздел 2. Строение атома

Состав атомов. Корпускулярно-волновой дуализм. Уравнение Планка. Гипотеза де Бройля. Квантовомеханическая теория строения атома. Принцип неопределённости. Волновое уравнение. Квантовые числа. Форма электронных облаков для s-, p-, d–атомных орбиталей. Принцип Паули. Правило Хунда. Электронное строение атомов элементов. Периодический закон и периодическая система элементов .

Раздел 3. Химическая связь

Типы химической связи. Ковалентная связь. Квантовомеханические методы описания химической связи. Метод валентных связей (МВС). Сигма - и пи-связи. Основные характеристики ковалентной связи. Длина и энергия связи. Гибридизация атомных орбиталей. Метод молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). Поляризация связи. Дипольный момент связи. Характеристики взаимодействующих атомов: потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Степень ионности связи. Ионная связь как предельный случай ковалентной полярной связи.

Комплексные соединения.

Водородная связь.

Раздел 4. Энергетика и направление химических процессов

Внутренняя энергия и энтальпия вещества. Первый закон термодинамики. Тепловые эффекты химических реакций. Экзо - и эндотермические реакции. Термохимические уравнения. Закон Гесса. Движущие силы химического процесса. Понятие об энтропии. Направление самопроизвольного протекания химических реакций. Второй закон термодинамики.

Раздел 5. Химическая кинетика. Катализ. Химическое равновесие

Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от концентрации. Константа скорости. Порядок и молекулярность реакции. Зависимость скорости реакции от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Понятие о механизме каталитических реакций. Ингибиторы.

Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Раздел 6. Растворы

Способы выражения концентрации растворов. Энергетика процесса растворения. Понятие об идеальном растворе.

Растворы-электролиты. Электролитическая диссоциация в водных растворах. Сильные и слабые электролиты. Константа и степень диссоциации слабого электролита. Закон разбавления Оствальда. Теория сильных электролитов. Кажущаяся степень диссоциации сильного электролита. Активность и коэффициент активности. Ионная сила раствора. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Методы определения рН. Гидролиз солей. Ионные уравнения реакций гидролиза. Плохорастворимые электролиты. Равновесие осадок – раствор. Произведение растворимости.

Раздел 7. Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические процессы

Восстановительно-окислительные реакции. Степень окисления. Важнейшие окислители и восстановители. Ионномолекулярные уравнения восстановительно-окислительных реакций. Уравнение Нернста. Восстановительно-окислительный потенциал. Направление протекания восстановительно-окислительных реакций. Равновесие на границе металл–раствор. Электродный потенциал. Водородный электрод сравнения. Ряд напряжений. Гальванические элементы. Электродвижущая сила. Электролиз как восстановительно-окислительный процесс. Электролиз водных растворов солей. Применение электролиза в полиграфии.

Раздел 8. Обзор химии s–элементов

Водород. Место водорода в периодической системе. Изотопы водорода. Способы получения, физические и химические свойства водорода. Соединения водорода (-I) (гидриды). Соединения водорода (+I). Вода, строение молекулы, аномалии физических свойств.

Щелочные металлы. Важнейшие соединения. Оксиды и пероксиды. Биологическая роль соединений натрия и калия. Применение щелочных металлов и их соединений.

Щелочноземельные металлы. Бериллий. Амфотерность бериллия. Магний. Кислотное травление магниевых клише и штампов. Магнезиальный цемент. Получение и свойства оксидов и гидроксидов кальция, стронция и бария. Вяжущие материалы. Гашеная известь. Алебастр, гипс. Жесткость воды и способы её устранения. Соединения кальция и магния в живых организмах.

Раздел 9. Обзор химии р-элементов

Элементы главной подгруппы VII группы. Галогены. Общая характеристика галогенов (нахождение в природе, строение атомов, степени окисления, методы получения, физические и химические свойства). Галогены как окислители. Водородные и кислородные кислоты. Гидролиз хлора. Характер изменения свойств в ряду кислородных кислот хлора. Применение хлора и его соединений для отбеливания бумаги и галогенидов серебра в фотографии.

Элементы главной подгруппы VI группы. Халькогены. Общая характеристика халькогенов. Кислород. Получение и свойства кислорода. Озон, его получение и биологическая роль. Образование озона в УФ-технологиях полиграфии. Оксиды и гидроксиды, закономерности в изменении кислотно-основных свойств в рядах и группах периодической системы элементов. Сера. Сероводородная кислота, сульфиды. Кислородные кислоты серы. Применение сульфатов и сульфидов в производстве бумаги.

Селен. Теллур. Закономерности изменения свойств р-элементов VI группы.

Элементы главной подгруппы V группы. Азот. Фосфор. Общая характеристика элементов подгруппы. Азот. Нитриды. Биологическая роль азота. Проблема фиксации атмосферного азота. Промышленный синтез, свойства и применение аммиака. Равновесие в водном растворе аммиака. Соли аммония. Оксиды азота, строение, получение и химические свойства. Азотистая кислота, её восстановительно-окислительная активность. Нитриты. Азотная кислота, получение и свойства, взаимодействие с металлами и неметаллами. Нитраты. Азотные удобрения. Применение азотной и азотистой кислот в полграфии.

Фосфор. Фосфин. Оксиды фосфора. Фосфорные кислоты, их соли. Гидролиз фосфатов. Фосфорные удобрения. Применение фосфатов в полиграфии.

Элементы подгруппы мышьяка. Соединения с водородом, оксиды и гидроксиды. Кислородные соединения мышьяка и сурьмы. Мышьяк и сурьма как компоненты типографского сплава.

Элементы главной подгруппы IV группы. Углерод. Кремний. Углерод. Формы существования простого вещества. Биологическая роль углерода и его соединений. Неорганические соединения углерода. Карбиды металлов. Оксиды углерода. Угольная кислота и её соли. Карбонаты и бикарбонаты, их гидролиз. Сажа как важнейший пигмент черных красок. Использование углеродных нанотрубок в токопроводящих красках.

Кремний. Соединения с кислородом и водородом. Различие химии кремния и углерода. Кремниевые кислоты, их соли. Силикагель. Силикаты в природе. Понятие о неорганических полимерах. Стекла.

Элементы подгруппы германия. Олово. Свинец. Физические и химические свойства. Олово и свинец как компоненты типографского сплава. Сурик (применение в полиграфии).

Элементы главной подгруппы III группы. Бор. Соединения бора с кислородом, галогенами, водородом. Бораны. Борные кислоты и их соли. Бура.

Алюминий. Соединения с галогенами, кислородом. Оксид и гидроксид алюминия, их химические свойства. Соли алюминия. Алюминаты. Гидролиз солей алюминия. Применение алюминия и его соединений в полиграфии.

Раздел 10. Обзор химии d–элементов

Химия переходных элементов (d-элементов). Физические свойства простых веществ. Степени окисления. Закономерности в изменении свойств простых веществ и соединений в периодах и группах. Переходные элементы как комплексообразователи. Обзор химии переходных элементов по группам. Важнейшие представители: титан, хром, марганец, железо, кобальт, никель, платиновые металлы, цинк, кадмий, ртуть, медь, серебро, золото.

TiO2 – как пигмент белой краски. Соединения Cr (III) и (VI) и их применение в полиграфии. Восстановительно-окислительные реакции с участием иона MnO4- в средах с различным рН. Использование FeCl3 в глубокой печати. Применение Zn и Cu для изготовления формных пластин. Взаимодействие Cu с FeCl3. Кислотное травление цинковых клише и штампов. Галогениды серебра; их применение в фотографии, взаимодействие с Na2S2O3.

Краткая характеристика редкоземельных элементов.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Физическая и коллоидная химия			+	+	+	+
2	Органическая химия	+	+					+	+
3.	Физико-химия полимеров				+	+
4.	Экология							+	+	+
5.	Материаловедение в полиграфии и упаковочном производствах			+	+	+		+	+	+
6.	Основы формных процессов			+	+	+	+	+	+	+
7.	Технология печатных процессов			+	+			+	+	+
8.	Технология послепечатных процессов			+	+			+	+	+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекц.	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семин	СРС	Все-го час.
1	Раздел 1. Введение	1	-	2	-	3	6
2	Раздел 2. Строение атома	3	-	7	-	8	18
3	Раздел 3. Химическая связь	4	-	6	-	10	20
4	Раздел 4. Энергетика и направление химических процессов	5	-	6	-	9	20
5	Раздел 5. Химическая кинетика. Катализ. Химическое равновесие	2	-	8	-	8	18
6	Раздел 6. Растворы	2	-	6	-	6	14
7	Раздел 7. Окислительно-восстанови-тельные реакции. Электрохимические процессы	2	-	8	-	10	20
8	Раздел 8. Обзор химии s–элементов	2	-	4	-	6	12
9	Раздел 9. Обзор химии р-элементов	6	-	10	-	10	26
10	Раздел 10. Обзор химии d-элементов	7	-	11	-	8	26
	Итого	34		68	-	78	180

6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудо-емкость (час.)
	1	Л. Р. 1. Обменные реакции с образованием осадков малорастворимых соединений; стехиометрические расчёты. Л. Р. 2. Приготовление раствора заданной концентрации	2
	2 – 3	Л. Р. 3. Определение орбитального момента количества движения электрона. Л. Р. 4. Определение мультиплетности основного состояния атома. Л. Р. 5. Сравнение энергетических уровней и подуровней. Л. Р. 6. Комплексные соединения. Л. Р. 7. Анализ химических связей и пространственной структуры молекул и ионов (на моделях)	13
	4	Л. Р. 8. Определение теплового эффекта реакции нейтрализации. Л. Р. 9. Определение теплового эффекта растворения солей. Л. Р. 10. Определение термодинамических характеристик реакции, протекающей в гальваническом элементе.	6
	5	Л. Р. 11. Кинетика инверсии тростникового сахара. Л. Р. 12. Кинетика разложения комплексного оксалата марганца. Л. Р. 13. Кинетика разложения тиосерной кислоты: а) влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции; б) влияние температуры на скорость реакции. Тестирование на компьютерах по теме «Формальная кинетика». Л. Р. 14. Эксперименты, иллюстрирующие принцип Ле Шателье. Л. Р. 15. Диаграмма плавкости бинарной системы. Л. Р. 16. Диаграмма растворимости фенол-вода.	6
	6	Л. Р. 17. Криоскопия. Л. Р. 18. Эбуллиоскопия. Л. Р. 19. Изучение зависимости давления насыщенного пара жидкости от температуры. Л. Р. 20. Потенциометрический метод определения рН. Л. Р. 21. Гидролиз солей. Л. Р. 22. Определение электропроводности растворов-электролитов.	6
	7	Л. Р. 23. Окислительно-восстановительные реакции. Л. Р. 24. Электрохимическое меднение. Л. Р. 25. Хингидронный электрод.	4
	8	Л. Р. 31. Химия водорода. Л. Р. 32. Химия s–элементов I группы. Л. Р. 33. Химия s–элементов II группы	4
	9	Л. Р. 34. Химия р-элементов III группы. Л. Р. 35. Химия р-элементов IV группы. Л. Р. 36. Химия р-элементов V группы. Л. Р. 37. Химия р-элементов VI группы. Л. Р. 38. Химия р-элементов VII группы.	10
	10	Л. Р. 39. Химия d–элементов I группы. Л. Р. 40. Химия d–элементов II группы. Л. Р. 41. Химия d–элементов VI группы. Л. Р. 42. Химия марганца. Л. Р. 43. Химия железа, кобальта и никеля.	17

7. Практические занятия (семинары)

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика практических занятий (семинаров)	Трудо-емкость (час.)
1.		Не предусмотрены
2.
…

8. Примерная тематика курсовых работ (проектов)___не предусмотрены__________

_____________________________________________________________________________

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

Угай и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2000. , Семченко химия. М.: Высшая школа, 2001. , , Бадыгина и семинарские занятия по неорганической химии. М.: Высшая школа, 19с. , , и др. Основы физической химии. Теория и задачи. М.: изд-во «Экзамен», 20с.

б) дополнительная литература

Ахметов и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 20с. Наумов в кинетику процессов травления печатных пластин. – М.: Изд-во МГУП, 2000. Наумов в кинетику фотоинициируемой радикальной полимеризации УФ-лаков и красок. – М.: МГУП, 2004. Наумов полиграфического материаловедения. – М.: МГУП, 2002. Краткий справочник физико-химических величин. Под ред. и ёвой. – Л.: Химия, 1983.

в) программное обеспечение

«Открытая химия». Версия 2,5. Физикон @ wwwphysicon. ru

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

Мир химии. Все о химии. http://*****/?_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTsxMTEyNDgzOzQwOTE3OTg7eWFuZGV4LnJ1Omd1YXJhbnRlZQ.

Алхимик. http://www. *****/etcet/etcet01.html

Химические ресурсы в интернете. http://www. primchem. *****/sites. html.

Тесты по химии

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Лабораторные работы выполняются в трёх специализированных лабораториях (неорганической и физической химии), оснащённых соответствующими приборами и оборудованием: средствами химического анализа, спектрометрии, рефрактометрии, потенциометрии, аналитическими весами и т п. Для тестирования и самостоятельной подготовки используется компьютерный класс.

10.1. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также методических материалов, используемых в учебном процессе:

- слайды и схемы;

- тесты для контроля усвоения материала по дисциплине;

- программы для ЭВМ;

- модели кристаллических решёток типа «ОХ-9»;

- плакаты по курсу «Общая химия»;

- решётки Браве (СКБ МИСиС);

- кинофильмы: «Безопасность работы в химических лабораториях», «Строение атомов и химическая связь», «В камере Вильсона», «Некоторые примеры применения изотопов», «Кристаллическая решётка металлов», «Неметаллы», «Химическая коррозия», «Коррозия металлов», «Защита химической аппаратуры от коррозии», «Соединения кремния»;

- прибор для демонстрации смещения равновесия в газовой системе «ОХ-4».

10.2. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Рекомендуемые образовательные технологии - лекции, лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов, тестирование, защита лабораторных работ, для проведения которых привлекается:

· использование средств Microsoft Power Point для чтения лекций;

· использование виртуального лабораторного практикума;

· использование компьютерных демонстраций на лекциях.

Для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации используются программно-дидактические тестовые материалы по соответствующим разделам химии а также тестовые материалы Интернет-экзамена в сфере высшего профессионального образования (ФЕПО).

Для контроля самостоятельной работы обучающегося по отдельным разделам дисциплины проводятся домашние контрольные работы, задачи определяются преподавателем индивидуально для каждого студента.

(указываются рекомендуемые модули внутри дисциплины или междисциплинарные модули, в состав которых она может входить, образовательные технологии, а также примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации)

_____________________________________________________________________________