Рабочая программа дисциплины (модуля) физическая химия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

БИОЛОГО-ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ И ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

УТВЕРЖДАЮ

_______________________

«___»_______________________200_г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Направление подготовки

020100 Химия

Профиль подготовки

Физическая химия, аналитическая химия

Степень выпускника

БАКАЛАВР

Форма обучения

ОЧНАЯ

Ижевск, 2011

1.  Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

• Характеристика профессиональной деятельности бакалавра по направлению

020100 Химия:

Область профессиональной деятельности бакалавров включает научно-исследовательскую, производственно-техническую и педагогическую работу, связанную с использованием химических явлений и процессов.

Виды профессиональной деятельности: научно-исследовательская, выполнение вспомогательной профессиональной научной деятельности, а именно, подготовка объектов исследования, выбор технических средств и методов испытаний, проведение экспериментальных исследований по заданной методике, обработка результатов эксперимента, подготовка отчета о выполненной работе; педагогическая деятельность в общеобразовательных учреждениях.

• Требования к результатам освоения программы бакалавриата по направлению подготовки:

Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК – 7, 10, 13):

- умеет работать с персональным компьютером на уровне пользователя и способен применять навыки работы с персональным компьютером как в социальной сфере, так и в области познавательной и профессиональной деятельности (ОК – 7);

- обладает способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-10);

- настойчив в достижении целей с учетом моральных и правовых норм и обязанностей (ОК - 13).

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК-2,3,4,6,7,8):

- владеет основами теории фундаментальных разделов физической химии (ПК-2);

- обладает способностью применить основные законы физической химии при обнаружении полученных результатов (ПК-3);

- владеет навыками химического эксперимента (ПК-4);

- владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов(ПК-6);

- имеет опыт работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях (ПК-7);

- владеет методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов (ПК-8).

• Принципы построения курса физической химии:

Курс входит в базовую часть профессионального цикла ООП бакалавриата по направлению подготовки 020100 Химия.

Курс адресован бакалаврам направления 020100 Химия.

Изучению курса предшествуют следующие дисциплины: неорганическая химия, математика, физика, информатика.

Для успешного освоения курса должны быть сформированы следующие компетенции: ОК-7,10,13. ПК-2,3,4,6,7,8 на продвинутом уровне.

Успешное освоение курса позволяет перейти к изучению дисциплин: аналитическая химия, органическая химия, высокомолекулярные соединения, химическая технология, безопасность жизнедеятельности, химические основы биологических процессов в цикле профессиональном ООП и вариативной части специальных дисциплин.

Программа курса построена таким образом, что весь курс физической химии разбит на две части, что соответствует преподаванию курса в III (1 часть) и в IV (2 часть) семестрах.

1 часть содержит три раздела: химическая термодинамика, растворы и фазовые равновесия, химические и адсорбционные равновесия; 2 часть физической химии содержит два раздела: химическая кинетика и катализ, электрохимия.

Курс имеет практическую часть в виде практических (семинарских) занятий и виде лабораторного практикума, состоящего тоже из двух частей.

2.  Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-2 – владеет основами теории фундаментальных разделов физической химии;

ПК-3 – обладает способностью применить основные законы физической химии при обнаружении полученных результатов;

ПК-4 – владеет навыками химического эксперимента;

ПК-6 – владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов;

ПК-7 – имеет опыт работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях;

ПК-8 – владеет методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов.

В результате освоения курса физической химии обучающийся должен:

• Знать: основы химической кинетики и катализа, основы механизма химических реакций, электрохимии.

• Уметь: проводить физико-химический эксперимент по предложенной методике, обрабатывать результаты эксперимента и анализировать задачи различного уровня сложности из первых разделов физической химии.

• Владеть: основами химической термодинамики, теории растворов и фазовых равновесий, элементами статистической термодинамики.

• Понимать роль физической химии как теоретического фундамента современной химии.

3.  Цель освоения дисциплины физическая химия

Целью освоения дисциплины физическая химия является формирование профессиональных компетенций обучающегося, необходимых для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности после окончания учебного заведения.

4.  Структура дисциплины физическая химия по видам учебной работы, соотношения тем, форм контроля успеваемости и формируемых компетенций

(формируемые компетенции приведены в конце таблицы)

Общая трудоемкость составляет 16 зачетных единиц или 576 часов, из них 378 – аудиторные, 149 – самостоятельная работа, 49 – экзамены.

№ п/п	Разделы, темы, дисциплины	Виды учебной работы, часов	Формы текущего контроля*
Лекции	Практ.	Лаб. раб.	Сам. раб.
Семестр III
Раздел 1. Химическая термодинамика
1.1.	Основные понятия химической термодинамики	2	-	4	6	К1
1.2.	Первый закон термодинамики	4	2	4	14	Кр1
1.3.	Термохимия	4	4	6	6	Кр1
1.4.	Второй закон термодинамики	4	2	4	6	К2
1.5.	Третий закон термодинамики	2	-	4	10	К2
1.6.	Характеристические функции	4	-	4	8	К2
Раздел 2. Растворы и фазовые равновесия
2.1.	Термодинамика растворов	2	-	6	2	Кр2
2.2.	Идеальные и реальные растворы	4	2	6	2	Кр2
2.3.	Фазовые превращения индивидуальных веществ	4	-	-	-	-
2.4.	Коллигативные свойства растворов	4	2	6	2	Кр2
2.5.	Фазовые равновесия	2	-	4	10	К3
2.6.	Диаграммы состояния жидкость-твердое	2	4	4	2	К5
Раздел 3. Химические и адсорбционные равновесия
3.1.	Термодинамика химического равновесия	2	-	-	-	-
3.2.	Закон действующих масс	4	2	6	-	К4
3.3.	Смещение химического равновесия	4	-	6	-	К4
3.4.	Расчет химического равновесия	6	-	6	2	К4
3.5.	Поверхностное явление. Адсорбция	4	-	6	3	К6
3.6.	Изотерма адсорбции	4	-	4	2	К5
3.7.	Капиллярные явления	4	-	4	-	К5
Итого	72	18	90	77
Форма промежуточной аттестации – экзамен
Семестр IV
Раздел 4. Химическая кинетика и катализ
4.1.	Скорость и константы скорости реакции	2	2	6	4	К7
4.2.	Молекулярность и порядок химической реакции	4	2	4	10	Кр3, К8
4.3.	Кинетика сложных реакций	4	4	6	-	К9
4.4.	Теория активных столкновений	4	-	8	2	К10
4.5.	Теория активированного комплекса	4	-	8	2	К10
4.6.	Теории мономолекулярных реакций	2	-	4	2	Р-
4.7.	Три молекулярные реакции. Реакции в растворах	2	-	4	2	Р
4.8.	Фотохимические реакции	2	-	5	2	Р
4.9.	Цепные реакции	2	-	5	2	Р
4.10.	Общие закономерности катализа	2	-	4	2	К11
4.11.	Гомогенный катализ	4	-	6	2	К11
4.12.	Гетерогенный катализ	4	-	4	2	К11
Раздел 5. Электрохимия
5.1.	Равновесные электродные процессы	6	-	6	4	-
5.2.	Гальванические элементы	8	2	6	4	К12
5.3.	Классификация электродов	4	2	4	12	К12
5.4.	Неравновесные электродные процессы	6	-	4	2	-
5.5.	Электропроводность. Числа переноса	4	4	12	4	К13
5.6.	Поляризация и перенапряжение	4	-	4	2	К13
5.7.	Электролиз	2	2	4	2	К14
5.8.	Теории электрохимической кинетики	2	-	4	10	К15
Итого	72	18	108	72
ВСЕГО	144	36	198	149
Форма промежуточной аттестации - экзамен

* Сокращения, принятые в таблице:

К – коллоквиум,

Кр – контрольная работа,

Р – реферат.

Компетенции, которые формируются на лекционных занятиях: ПК-2;

на практических занятиях: ПК-2,3, ОК-13;

на лабораторных занятиях: ПК-3,4,6,7,8;

при выполнении самостоятельной работы: ПК-2,3,8, ОК-7,10,13.

5.  Содержание курса лекционных занятий.

Раздел I Химическая термодинамика.

Лекция 1. Основные понятия химической термодинамики (2 часа).

Рассмотрен предмет химической термодинамики, даны определения таких понятий как энергия, теплота, работа, виды термодинамических систем, процессов, функции состояния.

Лекция 2. Первый закон термодинамики (4 часа).

Формулировки, математическое выражение I закона термодинамики, применение к различным физическим и химическим процессам. Энтальпия, теплоемкость. Расчет теплоты, энергии, работы.

Лекция 3. Термохимия (4 часа).

Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса и его следствия. Уравнение Кирхгофа и его решение в трех приближениях. Термохимические расчеты.

Лекция 4. Второй закон термодинамики (4 часа).

Формулировки II закона термодинамики. Цикл Карно. Теоремы Карно. Энтропия. Расчет изменения энтропии в различных процессах. Статистическая природа II закона термодинамики. Термодинамическая вероятность.

Лекция 5. Третий закон термодинамики (2 часа).

Постулат Планка. Энтропия и вероятность. Расчет абсолютной энтропии.

Лекция 6. Характеристические функции (4 часа).

Максимальная полезная работа. Энергия Гельмгольца. Энергия Гиббса. Уравнения Максвелла. Критерии возможности самопроизвольного процесса и равновесия. Уравнение Гиббса-Гельмгольца. Химический потенциал идеального и реального газов. Фугитивность и активность.

Раздел II. Растворы и фазовые равновесия.

Лекция 7. Термодинамика растворов (2 часа).

Определение, виды растворов. Концентрация, различные формы ее выражения и их связь друг с другом. Термодинамические функции растворов. Химический потенциал.

Лекция 8. Идеальные и реальные растворы (4 часа).

Закон Генри. Закон Рауля. Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля.

Лекция 9. Фазовые превращения индивидуальных веществ. (4 часа).

Уравнение Клайперонна-Клаузиуса. Фазовые переходы I и II рода. Расчеты влияния давления на температуру кипения, плавления.

Лекция 10. Коллигативные свойства растворов (4 часа).

Эбуллиоскопия. Криоскопия. Осмос. Расчет молярной массы.

Лекция 11. Фазовые равновесия (2 часа).

Правило фаз Гиббса. Понятие фаза, компонент, вариантность системы.

Лекция 12. Равновесие жидкость-пар в бинарной системе (4 часа).

Диаграммы состояния температура-состав, давление-состав. Законы Коновалова. Правило рычага. Фракционная перегонка. Азеотропы. Ректификация.

Лекция 13. Диаграммы состояния жидкость – твердое (4 часа).

Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния воды, серы. Термический анализ. Двухкомпонентные системы. Диаграммы состояния с простой эвтектикой, с образованием химического соединения, с перетектикой. Трехкомпонентные системы, Методы Гиббса, Розебума.

Раздел III. Химические и адсорбционные равновесия.

Лекция 14. Термодинамика химического равновесия (2 часа).

Константа равновесия. Связь константы равновесия концентрационной и термодинамической.

Лекция 15. Закон действующих масс (4 часа).

Вывод ЗДМ кинетическим методом, методом термодинамических потенциалов. Ящик Вант-Гоффа.

Лекция 16. Смещение химического равновесия (4 часа).

Принцип Ле-Шателье. Уравнение изотермы химической реакции – влияние концентрации на смещение химического равновесия. Уравнение изобары и изохоры, их интегрирование в трех приближениях – влияние температуры на константу равновесия.

Лекция 17. Расчет химического равновесия. Определение константы равновесия, выхода продукта (6 часов).

Лекция 18. Поверхностные явления. Адсорбция (4 часа).

Поверхностная энергия Гиббса. Поверхностное натяжение жидкостей. Поверхностная активность. Адсорбат, Адсорбент. Константа адсорбционного равновесия. Изостера.

Лекция 19. Изотермы адсорбции (4 часа).

Энергетическая однородность и неоднородность поверхности. Изотерма Генри. Изотерма Лэнгмюра. Изотерма Фрумкина. Изотерма БЭТ. Изотерма Фрейндлиха, Темкина.

Лекция 20. Капиллярные явления (4 часа).

Термодинамические условия равновесия объемной фазы и искривленной поверхности. Уравнение Томсона Кельвина. Давление внутри мыльного пузыря. Капиллярная конденсация. Капиллярное поднятие жидкости.

Раздел IV. Химическая кинетика и катализ.

Лекция 21. Скорость и константа скорости реакции (2 часа).

Истинная скорость, средняя скорость реакции. Скорость реакции по веществу, в целом. Физический смысл константы скорости реакций.

Лекция 22. Молекулярность и порядок химической реакции (4 часа).

Классификация реакций по молекулярности, по порядку. Физический смысл этих параметров. Кинетика простых реакций 0-го, 1-го, 2-го, 3-го, n-го порядков. Расчет константы скорости, периода полураспада, кинетические кривые.

Лекция 23. Кинетика сложных реакций (4 часа).

Принцип независимости протекания отдельных стадий. Обратимая реакция 1-го порядка. Параллельные реакции. Последовательные реакции. Сопряженные реакции. Реакции в потоке.

Лекция 24. Теория активных столкновений (4 часа).

Влияние температуры на скорость химической реакции. Энергия активации. Уравнение Аррениуса и его связь с уравнением Вант – Гоффа. Виды столкновений. Расчет общего числа столкновений. Расчет константы скорости по числу столкновений молекул. Недостатки теории активных столкновений.

Лекция 25. Теория активированного комплекса (4 часа).

Основные положения теории переходного состояния. Вывод основного уравнения теории. Карта потенциальной поверхности реакции.

Лекция 26. Теории мономолекулярных реакций (2 часа).

Теория Линдемана. Взгляды Хиншельвуда, Слейтера.

Лекция 27. Тримолекулярные реакции. Реакции в растворах (2 часа).

Примеры тримолекулярных реакций. Клейкое столкновение. Основное кинетическое уравнение тримолекулярных реакций. Особенности кинетики реакции в растворах. Уравнение Бренстеда-Бьеррума. Первичный и вторичный солевые эффекты.

Лекция 28. Фотохимические реакции (2 часа).

Свободный радикал. Правило Гротгуса-Дрепера. Фотовозбуждение молекул. Закон Эйнштейна. Квантовый выход. Типы фотохимических реакций.

Лекция 29. Цепные реакции (2 часа).

Стадии цепных реакций. Ингибиторы цепных реакций. Предельные явления. Взрыв. Температура воспламенения.

Лекция 30. Общие закономерности катализа (2 часа).

Катализатор. Энергия активации каталитической реакции. Виды катализа. Свойства катализаторов.

Лекция 31. Гомогенный катализ (4 часа).

Теория Шпитальского-Кобозева. Автокатализ. Кислотно-основной катализ.

Лекция 32. Гетерогенный катализ (4 часа).

Теории гетерогенного катализа. Основные стадии. Теория Баландина. Теория активных ансамблей. Электронная теория.

Раздел V. Электрохимия.

Лекция 33. Равновесные электродные процессы (6 часов).

Электрод. Скачки потенциалов на межфазных границах. Электродный потенциал.

Лекция 34. Гальванические элементы (8 часов).

Устройство гальванического элемента Даниэля-Якоби. Электродвижущая сила. Термодинамика гальванического элемента. Уравнение Нернста для ЭДС гальванического элемента. Химические и концентрационные цепи. ЭДС цепей. Измерение ЭДС гальванических элементов и цепей. Диффузионный потенциал.

Лекция 35. Классификация электродов (4 часа).

Формула Нернста для электродов I рода, газовых, II рода, окислительно-восстановительных.

Лекция 36. Неравновесные электродные процессы (6часов).

Скорость электродного процесса. Виды электродных процессов.

Лекция 37. Электропроводность. Числа переноса (4 часа).

Удельная и эквивалентная электропроводность. Влияние различных факторов (концентрация, природа электролита, температура) на электропроводность. Измерение электропроводности. Мост Кольрауша. Кондуктометрия. Применение электропроводности. Теории электропроводности. Числа переноса. Метод Гитторфа, метод подвижной границы для измерений чисел переноса.

Лекция 38. Электролиз (2 часа).

Электролизер. Процессы на катоде, аноде при электролизе различных электролитов. Законы Фарадея. Выход по току. Кулонометрия.

Лекция 39. Поляризация и перенапряжение (4 часа).

Химическая и концентрационная поляризация. Перенапряжение на катоде, на аноде. ЭДС поляризации. Поляризационные кривые.

Лекция 40. Теории электрохимической кинетики (2 часа).

Уравнение Тафеля. Теория замедленной рекомбинации. Теория замедленного разряда.

Примечание. Курс лекций первой части физической химии (разделы I-III) отражен в собственных учебно-методических пособиях [25], основной учебник для второй части физической химии (разделы IV-V) [29].

6. Содержание

практических / семинарских занятий.

Практические занятия проходят в виде семинаров всей группой студентов по тем разделам физической химии, где предусмотрены расчетные задачи. Семинар начинается с небольшого методического введения и устным опросом студентов по контрольным вопросам, которые имеются к каждому семинару в учебно-методическом пособии [30].

Каждое семинарское занятие включает специально подобранные по теме расчетные задачи, которые отличаются по уровню сложности (от простого к сложному). Задачу решает вызванный к доске студент, остальные студенты решают на местах, они могут помогать вызванному студенту. После каждой решенной задачи делается вывод о полученном результате. Оценку на семинаре получает вызванный студент и активные студенты на местах. Некоторые семинарские занятия предусматривают тестовые проверочные задания, индивидуальные карточки, задания для программированного безмашинного контроля (см. методическое пособие для преподавателя «Семинары по физической химии» [32]).

Семинар 1. Первый закон термодинамики (2 часа).

Устный опрос: формулировки I закона термодинамики, виды термодинамических систем с их определением, функция состояния, теплота и работа – их сходство и различие.

Письменный опрос в виде термодинамического диктанта на знание формул расчета теплоты, работы, изменения внутренней энергии, энтальпии для изобарного, изохорного, изотермического, адиабатического процессов и сразу самостоятельная проверка работ друг у друга с выставлением оценки. Правильные ответы и критерии оценки дает преподаватель. Решение 5-7-ми расчетных задач на определение работы, теплоты, изменение внутренней энергии и энтальпии для различных процессов. Подведение итогов.

Семинар 2. Закон Гесса и следствия из него (2 часа).

Так как закон Гесса является следствием I закона термодинамики, проводится проверочный тест по семинару 1 [32].

Перед решением задач устно рассматривается понятие тепловой эффект реакции, термохимическая и термодинамическая система знаков.

Решается 6 задач. Основные теоретические вопросы обсуждаются непосредственно в ходе решения задач. Выводы. Подведение итогов.

Семинар 3. Зависимость теплового эффекта химических реакций от температуры. Формула Кирхгофа (2 часа).

У доски рассматривается физический смысл уравнения Кирхгофа и его интегрирование в трех приближениях. При решении задач по теме студенты учатся пользоваться справочником физико-химических величин [26]. Справочник выдается каждому студенту. У доски решается 5 задач. Ответ каждой задачи анализируется. Подведение итогов.

Семинар 4. Второй закон термодинамики. Определение изменения энтропии для различных процессов (2 часа).

На конкретных примерах преподаватель показывает фундаментальность второго закона термодинамики, уточняет физический смысл энтропии. Четырем студентам раздаются карточки с индивидуальными заданиями. У доски решаются 3 задачи. Контрольная работа №1.

Семинар 5. Выражение концентрации растворов. Законы Генри, Рауля (2 часа).

Для предварительной проверки умения студентов решать задачи на определение концентрации растворов проводится тест по каточкам. Затем решаются 5 задач у доски и на месте. Подведение итогов.

Семинар 6. Коллигативные свойства растворов (2 часа).

Решаются 6 задач, которые демонстрируют практическое значение свойств растворов. Контрольная работа №2.

Семинар 7. Диаграммы состояния жидкость-пар, жидкость-твердое (2 часа).

У доски разбираются различные диаграммы состояния и применение к ним правила рычага, правила фаз Гиббса.

Семинар 8. Закон действующих масс (2 часа).

Рассматривается связь константы равновесия, выраженной через разные параметры (концентрацию –Кс и давление – Кр), способы их расчета. Решение задач у доски и на месте – 3 задачи. Контрольная работа – 5 задач.

Семинар 9. Скорость и константа скорости химических реакций (2 часа).

Уточняется понятие скорости химической реакции: скорость по веществу, скорость реакции в целом. Основной постулат кинетики. Физический смысл константы скорости. Решение 5 задач. Подведение итогов.

Семинар 10. Молекулярность и порядок химических реакций (2 часа).

Повторяются основные методы экспериментального определения порядка. Уточняется различие понятий «молекулярность» и «порядок». Решение 5 задач на различные методы определения порядка. Анализ полученных результатов (ответов).

Семинар 11. Кинетика сложных реакций (4 часа).

Контрольная работа по вопросам предыдущего семинара (определение порядка реакций) – 4 задачи. Решение задачи у доски на один из видов сложных реакций (параллельные реакции) с участием студентов на местах. Контрольная работа №3.

Семинар 12. Гальванические элементы (2 часа). Причина возникновения ЭДС электрохимического элемента. Устройство гальванического элемента, условная запись, реакции, протекающие на электродах. Решение 4-х задач с закреплением теоретических вопросов, рассмотренных в начале семинара.

Семинар 13. Электропроводность. Числа переноса (4 часа).

Уточнение понятий удельная и эквивалентная электропроводность и графики их зависимости от концентрации, разбавления. Мост Кольрауша – измерение электропроводности. Кривые кондуктометрического титрования. Решение 3-х задач на рассмотренные вопросы. Метод Гитторфа определения чисел переноса. Схема установки. Решение задачи.

Семинар 14. Электролиз (2 часа).

Электролизер. Процессы, идущие на катоде, аноде. Законы Фарадея. Решение 4-х задач. Подведение итогов.

6А. Программа лабораторного практикума.

По учебному плану лабораторный практикум по физической химии разбит по 5 часов в неделю, а в расписании у студентов ставится одна неделя – 6 часов, вторая – 4 часа и т. д. на весь учебный год (III и IV семестры). Поэтому занятия организованы таким образом, что одну неделю (6 часов) студенты выполняют экспериментальную лабораторную работу, а в другую (4 часа) сдают теоретический коллоквиум по всем темам лабораторных арбот и лекционного материала.

Группа студентов разбита на 2 подгруппы. Лабораторные работы выполняются микрогруппами (по 2-3 человека) по графику, который вывешивается для студентов в начале семестра и включает полные перечень работ и дату выполнения. Каждая пара студентов выполняет одну из запланированных работ. Студент заранее готовит проект отчета по работе по форме, представленной в практикуме [27,28], сдает допуск к лабораторной работе, получает индивидуальное задание, выполняет эксперимент, обрабатывает полученные результаты и сдает отчет преподавателю.

Коллоквиумы проходят в устной или письменной форме. Тема коллоквиума, перечень основных вопросов и вид проведения студентам сообщается заранее. В устной форме коллоквиум проходит в виде беседы преподавателя с микрогруппой (2-4 человека) студентов. Студент отвечает на вопросы преподавателя без предварительной подготовки, на вывод формулы, на расчет дается определенное время и сразу обсуждается результат. Письменный коллоквиум содержит 5-10-15 вопросов: теоретических, расчетных.

За один семестр студент должен сделать и сдать все запланированные лабораторные работы и сдать на положительную оценку все коллоквиумы.

Темы экспериментальных лабораторных работ в III семестре.

Работа №1. Знакомство студентов с особенностями практической /экспериментальной части курса. Техника безопасности в лаборатории физической химии.

Работа №2. Приготовление растворов и определение их концентрации.

Работа №3. Определение теплоты гидратации соли.

Работа №4. Определение молярной массы вещества криоскопическим методом.

Работа №5. Построение диаграммы состояния бинарной жидкой смеси, компоненты которой неограниченно растворяются друг в друге

Работа №6. Построение диаграммы трехкомпонентной системы.

Работа №7. Определение константы равновесия и термодинамического потенциала реакции сульфосалициловой кислоты с треххлористым железом.

Работа №8. Измерение адсорбции уксусной кислоты на поверхности активированного угля.

IV семестр.

Работа №9. Знакомство студентов с оборудованием лаборатории. Техника безопасности.

Работа №10. Кинетика реакции омыления этилацетата.

Работа №11. Кинетика реакции инверсии сахарозы.

Работа №12. Йодирование ацетона в кислой среде.

Работа №13. Электропроводность электролитов.

Работа №14. Электродвижущие силы.

Работа №15. Определение чисел переноса ионов в растворе серной кислоты.

Темы теоретических лабораторных работ (коллоквиумов).

III семестр.

Коллоквиум №1. Первый закон термодинамики. Термохимия.

Коллоквиум №2. Второй закон термодинамики. Энтропия. Характеристические функции.

Коллоквиум №3. Фазовые переходы. Коллигативные свойства растворов.

Коллоквиум №4. Химическое равновесие.

Коллоквиум №5. Гетерогенные фазовые равновесия.

Коллоквиум №6. Адсорбция.

IV семестр.

Коллоквиум №7. Основные понятия кинетики.

Коллоквиум №8. Кинетика реакций разного порядка. Определение порядка реакций.

Коллоквиум №9. Кинетика сложных реакций.

Коллоквиум №10. Теоретические представления кинетики.

Коллоквиум №11. Катализ.

Коллоквиум №12. Электропроводность. Числа переноса.

Коллоквиум №13. Гальванические элементы.

Коллоквиум №14. Классификация электродов. Электрохимические цепи.

Коллоквиум №15. Поляризация.

8. Программа самостоятельной работы студентов

Виды СРС:

- Подготовка к контрольной работе: запланировано 3 к. р. (III семестр). На каждую к. р. 6 часов, итого 18 час.

- Подготовка к практическим (семинарским) работам. 18 семинаров (III семестр) – 1 час на семинар, 18 семинаров (IV семестр) – 18 часов, итого 36 часов.

- Подготовка к лабораторным работам – 15 работ - 45 часов

- Подготовка к коллоквиумам - 15 коллоквиумов – 45 часов.

- Написание реферата по одной из тем – 2 часа.

Темы рефератов:

Фотохимические реакции Цепные реакции. Мономолекулярные реакции Три молекулярные реакции. Реакции в растворах

Итого на СРС: III семестр 77 часов; IV семестр – 72 часа; всего 149 часов.

При выполнении самостоятельной работы у студентов формируются следующие компетенции: ПК-2, ПК-3, ОК-7, ОК-10.

Результаты всех видов СРС оцениваются в баллах и являются основой БРС.

При выполнении СРС используются все учебно-методические материалы, указанные в соответствующем разделе.

График контроля самостоятельной работы студентов:

III Семестр
Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Формы контроля	Лр'1		Лр'2		Кр1	К1	Лр'3	К2	Лр'4	К3	Лр'5	К4	Лр'6	К5	Лр'7	Кр2	Лр'8

IV Семестр
Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Формы контроля	Лр'’1		Лр'’2	Кр3	Лр'’3	К6	Лр'’4	К7	Лр'’5	К8	Лр'’6	К9	Лр'’7	К10	Р	К11	Р

9. Балльно-рейтинговая система оценки успеваемости студентов по курсу физическая химия

Общее максимальное количество баллов в семестре – 100 баллов

Количество рубежных контролей – 3.

Текущая работа студентов оценивается максимально в 60 б., в том числе за контрольные работы и коллоквиумы - 30 б. (III семестр), 34 б. (IV семестр) за лабораторные и экспериментальные работы - 30 б. (III семестр), 24 б. (IV семестр), за реферат - 2 б.

Промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины предполагает максимум 40 б. в каждом семестре.

10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная:

1. . Курс физической химии, т.1. Химия, М.19экз.).

2. . Курс физической химии, т.2. Химия, М.19экз.).

3. , . Физическая химия. М., Высшая школа, 1экз.).

4. . Основы химической кинетики. М., Высшая школа, 19экз.).

5. . Теоретическая электрохимия. М., Высшая школа, 1979 (3экз.).

6. . Сборник примеров и задач по физической химии. М., Высшая школа, 19экз.).

7. . Сборник примеров задач по физической химии, М., Просвещение, 19экз.).

8. . Практикум по физической химии. М., Л., Госхимиздат, 1экз.).

9. Практикум по физической химии, под ред. М., Высшая школа, 19экз.).

10. Практические работы по физической химии, под ред. . Л., Химия, 19экз.).

11. . Лабораторный практикум по физической и коллоидной химии. М., Сельхозиздат, 1экз.).

12. . Практикум по физической и коллоидной химии. Минск, Высшая школа, 19экз.).

13. . Практикум по физической и коллоидной химии. М., Просвещение, 19экз.).

14. , . Практикум по физической химии. М., Высшая школа, 19экз.).

Дополнительная:

15. . Основы химической термодинамики. М., Высшая школа, 19экз.).

16. . Химическая термодинамика. М., Химия. 19экз.).

17. . Введение в химическую термодинамику. М., Химия, 19экз.).

18. , . Основы теоретической электрохимии. М., Высшая школа, 19экз.).

19. . Теоретические основы электрохимии. Свердловск, 19экз.).

20. . Теоретическая электрохимия. Л., Химия, 1экз.).

21. Л. Лабовиц. Задачи по физической химии с решениями. М., Мир, 1экз.).

22. . Примеры и задачи по химической термодинамики. М., Химия, 1экз.).

23. . Примеры и задачи по физической химии. М., 19экз.).

24. Сборник примеров и задач по электрохимии, под ред. . Томск, 19экз.).

Собственные учебно-методические пособия, указания:

25. «Термодинамика химических процессов». Ижевск, 1экз.).

26. , . «Краткий справочник физико–химических величин». Ижевск, 19экз.).

27. , , «Практическое руководство к лабораторному практикуму по курсу физической химии». Ч. I., Ижевск, 19экз.).

28. , , . «Практическое руководство к лабораторному практикуму по курсу физической химии». Ч. II., Ижевск, 19экз.).

29. «Химическое, фазовое и адсорбционное равновесия». Ижевск. 19981 – 223с.

30. , «Семинары по физической химии». Методические указания для студентов. Ижевск. 2004. – 104с.

31. , , «Рабочая тетрадь по физической химии» для самостоятельной работы студентов. Ижевск. 1998. –99с.

32. , «Семинары по физической химии». Методические указания для преподавателей. Ижевск. 2004. – 149с.

Электронные образовательные ресурсы

Вид ресурса	Размещение	Технология	Необходимое оборудование
Лабораторные практикум по физической и коллоидной химии. Составитель	http://www. distedu. ru	Электронная книга	Компьютер с проектором, компьютерный класс с подключением к локальной сети или с выходом в интернт
Сергей Иванович Левченков Лекции по курсу «Физическая и коллоидная химия»	http://www. physchem. chimfak. rsu. ru/Sourse/ PCC/	Электронная книга	Компьютер с проектором, компьютерный класс с подключением к локальной сети или с выходом в интернт
Электронная библиотека на сайте химического факультета МГУ	http://www. chem. msu. ru	Электронная книга	Компьютер с проектором, компьютерный класс с подключением к локальной сети или с выходом в интернет

11. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Физическая химия»

Требования к аудитории для лекционных и практических занятий: бесшумная светлая аудитория на 25 посадочных мест с доской.

Требования к аудитории для лабораторных занятий: лаборатория 60-70 м2 с вытяжкой, общим и местным (над шестью рабочими столами) освещением, канализацией (холодная и горячая вода).

Требования к специализированному оборудованию: вытяжной шкаф, химически стойкая раковина, шесть лабораторных столов со стойким покрытием, один стол преподавателя, двенадцать лабораторных стульев, доска, технические и аналитические весы.

Перечень основного оборудования:

№ п/п	Наименование оборудования	Кол-во	Примечание (сведения о наличии, необходимости обновления, приобретения
1	Мультимедийный комплект (ноутбук + проектор + экран)	1	Необходимо приобрести
2	Мерные колбы на 50 мл	12	Есть
3	Мерные колбы на 100 мл	6	Есть
4	Мерные колбы на 250 мл	6	Есть
5	Мерные колбы на 1000 мл	2	Есть
6	Бюретка на 25-50 мл	6	Есть
7	Стакан химический на 100 мл	6	Есть
8	Стакан химический на 150 мл	6	Есть
9	Стакан химический на 250 мл	6	Есть
10	Микрогруши	6	Есть
11	Штатив с лапками	6	Есть
12	Цилиндр мерный на 50 мл	6	Есть
13	Цилиндр мерный на 100 мл	6	Есть
14	Цилиндр мерный на 250 мл	2	есть
15	Цилиндр мерный на 500 мл	2	есть
16	Воронки стеклянные диаметр 50 мм	6	Есть
17	Воронки стеклянные диаметр 80-100 мм	6	Требуется частично приобрести
18	Набор ареометров	1	Есть
19	Пипетки с делениями на 0,1 мл	3	Необходимо приобрести
20	Пипетки с делениями на 1 мл	6	Есть
21	Пипетки с делениями на 2 мл	6	Есть
22	Пипетки с делениями на 5 мл	6	Есть
23	Пипетки с делениями на 10 мл	6	Есть
24	Пипетки с делениями на 25 мл	6	Есть
25	Штатив под пипетки	6	Требуется приобрести
26	Весы технические на 200 гр цена деления 0,01 г.	1	Есть
27	Капельница	6	Есть
28	Сушильный шкаф	1	Требует замены
29	Сушилка электрическая типа «елочка»	1	Есть
30	Установка для калориметрических измерений с мешалкой	1	Есть
31	Ступка с пестиком	1	Есть
32	Термометр с ценой деления 0,01 град (диапазон 0-50 град. С)	1	Есть

33	Термометр с ценой деления 1 град (диапазон 0-100 град. С)	1	Есть
34	Секундомер	3	Частично требует ремонта
35	Термометр Бекмана	1	Есть
36	Установка для криоскопических измерений	1	Требует приобретения
37	Фотоэлектрокалориметр	2	Есть
38	Кюветы (толщина 10 мм)	4	Требуется приобрести 2 шт
39	Колбы конические на 250 мл с пробками	12	Есть
40	Колбы конические на 100 мл с пробками	6	Есть
41	Активированный уголь	50 г	Требуется приобрести
42	Встряхиватель (устройство для перемешивания растворов на 6 мест)	1	Требует ремонта
43	Большие пробирки	2	Есть
44	Термостат	1	Есть
45	Потенциометр	1	Требует замены
46	Гальванометр	1	Есть
47	Нормальный элемент Вестона	1	Есть
48	Цинковая пластина	2	Требует приобретения
49	Медная пластина	2	Требует приобретения
50	Хлорсеребряный электрод	1	Есть
51	Наждачная бумага (лист 10*10 см)	12 лист	Есть
52	Торсионные весы на 250-500 мг	1	Есть
53	Микроскоп 100-200 кратное увеличение	1	Есть
54	Пробирки	20	Есть
55	Штатив для пробирок	2	Есть
56	Угольник металлический	1	Есть
57	Микрометр	1	Надо приобрести

Регламент утверждения рабочей программы

Разработчик рабочей программы курса «Физическая химия»

– к. х.н., профессор, тел.-421, email: *****@***udm. ru

Экспертиза рабочей программы

1) Кафедра физической и органической химии № протокола____________

от___________

Утверждаю: зав. каферой

__________________

2)Учебно-методическая комиссии БХФ № протокола____________

от___________

Утверждаю: председатель УМК

_______________

3) Совет БХФ № протокола____________

от___________

Утверждаю: декан БХФ

_________________

4) Учебно-методический департамент № протокола____________

от___________

Утверждаю: начальник методического отдела

_________________