Рабочая программа учебной дисциплины «Физико-химические процессы в энергетике» (стр. 2 )

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

5 семестр

1. Способы выражения концентраций

Концентрация в системе СИ. Внесистемные способы выражения концентраций. Связь между собой разных способов выражения концентраций.

2. Химические реакции

Классификация реакций. Реакции обмена. Окислительно-восстановительные реакции. Способы составления уравнений реакций.

3. Введение в химическую термодинамику. Химическое равновесие

Начала термодинамики. Термодинамические потенциалы. Химический потенциал. Условия химического равновесия. Константа химического равновесия.

4. Термодинамика растворов

Газовые растворы. Парциальные мольные величины. Жидкие растворы. Равновесие «жидкость–насыщенный пар». Теплоты растворения. Активность. Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ. Осмос.

5. Термодинамика растворов электролитов

Диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Активность электролита и иона. Основные положения и выводы из теории Дебая-Гюккеля. Вычисление коэффициентов активностей. Ионные равновесия в растворах электролитов. Диссоциация воды, слабых одно - и многоосновных кислот и оснований. Индикаторы.

Буферные растворы.

Гидролиз. Состав многоосновных кислот, как функция рН.

Труднорастворимые электролиты. Произведение растворимости.

6. Теория кислот и оснований

Теория сольвосистем, протонная и электронная. Кривые титрования. Точки эквивалентности. Индикаторные ошибки. Колориметрия визуальная и приборная. Щелочность.

7. Комплексные соединения

Комплексные соединения. Константы нестойкости и устойчивости. Комплексоны. Комплексонометрия. Индикаторы. Жесткость.

6 семестр

8. Неравновесные процессы в растворах электролитов

Общая характеристика неравновесных явлений. Диффузия и миграция ионов. Удельная и эквивалентная электропроводности растворов электролитов. Числа переноса. Предельная электропроводность ионов. Зависимость подвижности, электропроводности и чисел переноса от концентрации.

9. Электрохимическая термодинамика и кинетика

Электрохимический потенциал. Электрохимическое равновесие. ЭДС. Уравнение Нернста. Стандартный водородный электрод. Электродный потенциал. Электроды сравнения. Водородный и кислородный электроды. Диаграмма Пурбэ. Мембранное равновесие и мембранный потенциал. Диффузионный потенциал и способы его элиминирования. Стеклянный индикаторный электрод. Окислительно-восстановительное титрование. Двойной электрический слой (Д. Э.С.). потенциал и методы его определения. Поляризация. Поляризация в условиях лимитирующей стадии массопереноса. Электрохимическая поляризация. Уравнение Тафеля. Химическая поляризация. Анодное растворение металлов. Деполяризаторы. Пассивация. Коррозия металлов.

10. Поверхностные явления и адсорбция

Поверхностные явления. Энергия Гиббса. Адсорбционное равновесие. Изотермы адсорбции. Кинетика адсорбции. Флотация.

11. Коллоидные системы

Коллоидные состояния вещества. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Коагуляция.

12 .Механическое фильтрование

Фильтрующие материалы. Кинетика движения жидкости в зернистом слое. Модель работы механического фильтра: уравнение материального баланса, кинетики и статики. Уравнение Шилова.

7 семестр

13. Фронтальная ионообменная хроматография

Механизмы ионного обмена. Иониты. Ионообменное равновесие. Уравнение Никольского. Изотермы ионообменной адсорбции. Обменная емкость. Фронтальная хроматография. Математическая модель работы ионитного фильтра в равновесных условиях. Кинетика ионного обмена. Работа ионитного фильтра в неравновесных условиях. Расчет времени работы ионитного фильтра.

14. Элюентная хроматография

Жидкостная хроматография. Коэффициент распределения. Кинетическая теория и концепция теоретических тарелок. Математическая модель работы колонок. Ионообменная жидкостная хроматография. Газовая хроматография.

15. Мембранные способы обработки воды

Движущие силы процессов разделения с помощью мембран. Явления, возникающие при движении воды через мембраны. Работа по разделению воды и растворенного вещества. Основные теории, описывающие процессы в мембранах. Ионообменные мембраны. Электродиализ. Ультрафильтрация. Обратный осмос.

16. Введение в органическую химию

Основные понятия и определения органической химии. Углеводороды. Гетероциклические соединения. Галогенопроизводные. Кислородсодержащие соединения. Азотсодержащие соединения. Высокомолекулярные соединения. Полимеры.

4.2.2. Практические занятия

5 семестр

Способы выражения концентраций.

Связь между собой разных способов выражения концентраций.

Реакции обмена.

Окислительно-восстановительные реакции.

Расчет рН растворов сильных кислот и оснований без учета коэффициентов активностей.

Расчет рН растворов сильных кислот и оснований с учетом коэффициентов активностей.

Титрования одноосновных сильных кислот и оснований.

Расчет рН растворов слабых одноосновных кислот и оснований.

Расчет рН буферных растворов.

6 семестр

Расчет рН гидролизующихся солей.

Титрование слабых одноосновных оснований.

Титрования многосновных кислот.

Расчет растворимости труднорастворимых электролитов.

Расчет растворимости гидроксидов металлов.

Индикаторные ошибки при титровании кислот и оснований.

электролитов.

Расчет эквивалентных электропроводностей растворов слабых электролитов.

7 семестр

Расчет солесодержания растворов по данным измерения электропроводности.

Расчет потенциалов электродных реакций.

Расчет ЭДС и констант равновесий в редокс-системах.

Расчет времени работы механического фильтра.

Расчет времени работы ионитного фильтра.

Расчет работы электродиализной камеры.

Расчет работы обратноосмотической камеры.

Практикум по органической химии.

Практикум по органической химии.

4.3. Лабораторные работы

6 семестр

Кислотно-основное титрование (4 часа).

Определение различных видов щелочности (4 часа).

Комплексонометрия. Определение щелочности (4 часа).

Перманганатометрия. Определение окисляемости воды (4 часа).

7 семестр

Фотоколориметрия (4 часа).

Кондуктометрия (4 часа).

рН-метрия (4 часа).

Ионная хроматография (2 часа).

Основные показатели качества воды (4 часа).

4.4. Расчетные задания

5 семестр

Построение кривой титрования сильной одноосновной кислоты сильным одноосновным основанием.

Построение кривой титрования слабой одноосновной кислоты сильным одноосновным основанием.

Построение кривой титрования двухосновной кислоты одноосновным основанием.

Расчет сложных равновесий в растворах электролитов.

Обоснование выбора индикаторов для п. п. 1–3. Оценки индикаторных ошибок.

7 семестр

Расчет удельной электропроводности теоретически чистой воды при различных температурах.

Расчет эквивалентной и удельной электропроводностей растворов электролитов по известной концентрации.

Расчет ЭДС и константы равновесия окислительно-восстановительной реакции.

Расчет времени работы механического фильтра.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием ЭВМ.

Практические занятия проводятся в трсдиционной форме а также с использованием ЭВМ.

Лабораторные работы проводятся в традиционной форме.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, выполнение расчетных заданий, подготовку к зачетам и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются тесты, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет или экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 7 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература

а) основная литература:

1. , , Сенина -технологические режимы АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами. М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

2. Ларин основы химико-технологических процессов на ТЭС и АЭС. Иваново: Ивановский государственный энергетический университет, 2002.

3. Коровин химия. Ь.: Высшая школа, 2007.

4. , Петрий . М.: Высшая школа, 1987.

5. , , Очков в энергетике. М.: Издательство МЭИ, 2003.

6. Основы аналитической химии. М.: Мир, 1979.

б) дополнительная литература:

1. Физико-химические расчеты и анализ ионных равновесий в растворах и технологических водах ТЭС.: Учебн. пособие / . Иваново, Иван. энерг. ин-т., 1992.

2. Расчет водно-химических режимов теплоэнергетических установок /, , ; Под ред. . М.: Издательство МЭИ, 1998.

3. Кишневский методы обработки воды в энергетике. Одесса, ОГПУ, 1999.

4. , Пильщиков лабораторных работ по курсу “ТОХТП в теплоэнергетике”. М.:Издательство МЭИ, 1998.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

1. и др. Энциклопедия физико-химических технологий ТЭС и АЭС. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 25.08.2000 г. Свидетельство № . Роспатент.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, учебной лаборатории, компьютерного класса, тренажеров.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 Теплоэнергетика и теплотехника и профилю «Технология воды и топлива на тепловых и атомных электростанциях».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

К. т.н. доцент

К. т.н., доцент

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой Технологии воды и топлива

д. т.н., профессор