РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе

_____________________ / /

«_____» _____________ 2013 г.

МЕТОДЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов направления 020100.68 – «ХИМИЯ» (магистерские программы «Химия нефти и экологическая безопасность», «Физико-химический анализ природных и технических систем в макро - и наносостояниях»)

Форма обучения – очная

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»

Автор работы _______________________ //

«____» ____________ 2013 г.

Рассмотрено на заседании кафедры неорганической и физической химии

«____» ____________ 2013 г., протокол № __

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 19 стр.

Зав. кафедрой ________________________ //

«____»___________ 2013 г.

Рассмотрено на заседании УМК ИФиХ

«____» ____________ 2013 г., протокол № __

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК ___________________ //

«____»___________ 2013 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

И. о. директора ИБЦ ___________________ //

«____»___________ 2013 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ ___________________ //

«____»___________ 2013 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт физики и химии

Кафедра неорганической и физической химии

МЕТОДЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов направления 020100.68 – «ХИМИЯ» (магистерские программы «Химия нефти и экологическая безопасность», «Физико-химический анализ природных и технических систем в макро - и наносостояниях»)

форма обучения очная

Тюменский государственный университет

2013

. МЕТОДЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов, обучающихся по направлению 020100.68 – «ХИМИЯ», (магистерские программы «Химия нефти и экологическая безопасность», «Физико-химический анализ природных и технических систем в макро - и наносостояниях»). Тюмень, 2013. Стр.19.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Методы физико-химического анализа [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. umk3.utmn. ru., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

© ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2013.

© , 2013.

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курс «Методы физико-химического анализа» входит в общенаучный цикл дисциплин по выбору студентов (М.1 Дисциплины по выбору) рабочего учебного плана по направлению 020100.68 «Химия», магистерские программы «Химия фторидных, сульфидных соединений металлов в макро-, мезо - и наносостояниях», «Физико-химический анализ природных и технических систем в макро - и наносостояниях».

Дисциплина преподается в течение одного семестра (2-й семестр, 18 недель). Основной материал курса излагается в цикле лекций (18 часов), где рассматриваются основы физико-химического анализа (ФХА) и его основных методов исследования неорганических многокомпонентных систем. На лекционных занятиях также предусмотрен промежуточный контроль, который позволяет отслеживать глубину восприятия материала, а также уровень овладения специализированными программными комплексами.

Итоговый контроль осуществляется посредством семестрового зачета.

Общая трудоемкость по учебному плану 72 часов, в т. ч. на самостоятельную работу студентов предусмотрено 36 часов.

1.1. Цели и задачи дисциплины

Цель дисциплины:

формирование у студентов знаний и представлений об объектах исследования – многокомпонентных системах и индивидуальных соединениях; основных методах физико-химического анализа; привить навыки по работе на современных приборах.

Задачи дисциплины:

v изучение важных теоретических вопросов, касающихся исследования многокомпонентных систем с позиции теории физико-химического;

v качественное освоение методик и приобретение навыков работы на экспериментальных установках;

v получение практического опыта по синтезу и дальнейшей пробоподготовки образцов для различных методов ФХА;

v сопоставлять полученные результаты различных методов и проводить комплексное обобщении при построений диаграмм «состав-свойство»;

v обработка экспериментальных данных при использовании общих и специализированных программных комплексов;

v освоение компьютерных программ графического построения диаграмм состояния на плоскости.

1.2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

В информационном и логическом планах курс «Методы физико-химического анализа» развивает и углубляет курсы «Рентгенография», «Кристаллохимия», «Термография» и «Природные и технические системы». Материал, рассматриваемый в данном учебном курсе, полезен при выполнении магистрантами выпускных магистерских диссертаций.

1.2.1. Требования к входным знаниям и компетенциям студентов

В начале изучения дисциплины студент должен знать:

- основные понятия и термины, характеризующие кристаллическое состояние вещества, физические свойства кристаллических тел («Неорганическая химия», «Физическая химия»);

- основные определения физико-химического анализа: фаза, компонент, диаграмма состояния и др. («Введение в физико-химический анализ»);

- понятие о природных и технических системах, их различия и состав («Природные и технические системы»);

- способы определения температур плавления/кристаллизации и полиморфных переходов («Термография», «Термический анализ природных и технических систем»)

- уметь грамотно и самостоятельно работать в специализированном программном комплексе по расшифровке данных рентгенографического анализа («Рентгенография», «Практикум по дифрактометрии»).

1.2.2. Требования к результатам освоения дисциплины

Согласно задачам и по результатам обучения у студента должно сформироваться четкое представление о комплексном подходе при изучении многокомпонентных систем; взаимосвязи дисциплин «Методы физико-химического анализа», «Методы исследования макро - и наноматериалов», «Химия фторидов, сульфидов металлов», «Современные материалы на основе макро - и нанотехнологий», «Химия конструкционных и функциональных материалов» при изучении многокомпонентных систем и химических соединений.

Студент должен уметь и знать:

- основные сведения об одно-, двух-, трехкомпонентных системах;

- теоретические понятия методов ФХА;

- работать на оборудовании: соблюдать последовательность действий при работе на экспериментальных установках, самостоятельно осуществлять пробоподготовку для различных методов ФХА;

- качественно обработать результаты анализов с использованием общих и специальных программных комплексов, расчетных формул;

- сопоставлять результаты различных методов анализа, грамотно определять отвечают ли полученные данные эксперимента поставленной цели;

- знать основные способы и материалы для поверки или градуировки приборов;

- уметь графически построить диаграмму состояния по экспериментальным данным, показывать и называть все поля кристаллизации фаз;

- преимущества и недостатки методов физико-химического анализа, точности определений экспериментальных значений.

Компетенции, развитие которых обеспечивает дисциплина

«Методы физико-химического анализа»

Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (OK):

- пониманием принципов работы и умением работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ОК-6).

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

v  в научно-исследовательской деятельности:

- наличием представления о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии (синтез и применение веществ в наноструктурных технологиях, исследования в экстремальных условиях, химия жизненных процессов, химия и экология и другие) (ПК-1);

- владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой магистерской диссертации) (ПК-3);

- умением анализировать научную литературу с целью выбора направления исследования по предлагаемой научным руководителем теме и самостоятельно составлять план исследования (ПК-4);

- способностью анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения (ПК-5);

- наличием опыта профессионального участия в научных дискуссиях (ПК-6);

- умением представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов и научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и статьи в периодической научной печати) (ПК-7).

v  в организационно-управленческой деятельности:

- способностью определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их решения (ПК-10).

2. СТРУКТУРА И ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ

Таблица 1

Вид учебной работы

Всего часов

Аудиторные занятия (всего)

36

 

В том числе:

 

Лекции

18

 

Практические занятия

18

 

Из них в интерактивной форме

6

 

Самостоятельная работа (всего)

36

 

Из них в интерактивной форме

12

 

Вид аттестации (зачет, экзамен)

зачет

 

Общая трудоемкость час.

зач. ед.

72

2

 

3. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Таблица 2

№

Тема

Недели семестра

Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.

Лекции

Практические

занятия

Самостоятельная работа

Итого часов по теме

Из них в интерактивной

форме

Виды и формы контроля

Модуль 1

1-5

1.

Предмет и задачи физико-химического анализа. Классификация методов ФХА.

1, 2, 3

4

2

6

12

-

Устный опрос, контрольная работа

2.

Термические методы анализа.

4, 5

2

2

4

8

6

Практические работы

Всего

6

4

10

20

6

Модуль 2

6-11

3.

Дифрактометрические методы анализа

6, 7

2

2

4

8

6

Практические работы

4.

Микроструктурный анализ

8, 9

2

2

4

8

-

Практические работы

5.

Дюрометрические методы анализа

10, 11

2

2

4

8

-

Практические работы

контрольная работа

Всего

6

6

12

24

6

Модуль 3

12-18

6.

Химические методы анализа

12, 13

2

2

4

8

-

Практические работы

7.

Экспериментальное построение фазовых диаграмм

14, 15, 16

2

4

6

12

6

Устный опрос, контрольная работа

8.

Отжиг и закалка.

17, 18

2

2

4

8

-

Практические работы

Всего

6

8

14

28

6

ИТОГО (часов)

из них в интерактивной форме

18

18

6

36

12

72

18

Зачет

Таблица 3

Планирование самостоятельной работы студентов

№

Модули и темы

Виды СРС

Неделя семестра

Объем часов

обязательные

дополнительные

Модуль 1

1

Предмет и задачи физико-химического анализа. Классифи-кация методов ФХА.

Изучение основной литературы, подготовка к устному опросу

Самоконтроль и анализ ошибок, подготовка сообщения (доклада), слайд-презентации

1, 2, 3

6

2

Термические методы анализа.

Подготовка к устному опросу.

Отчет по практической работе.

Подготовка к контрольной работе.

Самоконтроль и анализ ошибок.

Взаимоконтроль.

4, 5

4

Всего по модулю 1:

10

Модуль 2

3

Дифракто-метрические методы анализа

Отчет по практической работе.

Работа с основной литературой для подготовки к устному опросу.

Подготовка к контрольной работе.

Взаимоконтроль.

Самоконтроль и анализ ошибок.

Работа с дополнительной литературой.

6, 7

4

4

Микро-структурный анализ

8, 9

4

5

Дюрометри-ческие методы анализа

10, 11

4

Всего по модулю 2:

12

Модуль 3

6

Химические методы анализа

Подготовка отчета по практическим работам.

Работа с основной литературой для подготовки к устному опросу и контрольной работе.

Взаимоконтроль.

Самоконтроль и анализ ошибок.

Работа с дополнительной литературой.

12, 13

4

7

Эксперимента-льное построение фазовых диаграмм

14, 15, 16

6

8

Отжиг и закалка.

17, 18

4

Всего по модулю 3: 14

ИТОГО:

36

4. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ С ОБЕСПЕЧИВАЕМЫМИ (ПОСЛЕДУЮЩИМИ) ДИСЦИПЛИНАМИ.

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

Темы дисциплины необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

1.

Методы исследования макро - и наноматериалов

+

+

+

+

+

+

2.

Химия конструкционных и функциональных материалов

+

+

+

+

+

3.

Наноструктурированные материалы

+

+

+

4.

Рентгенофазовый анализ нефтяных коллекторов

+

5.

Планирование эксперимента

+

5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Таблица 4

№ п/п

Наименование раздела дисциплины (дидактические единицы)

Содержание раздела (темы дисциплины)

1

Предмет и задачи физико-химического анализа. Классификация методов ФХА.

§  Физико-химический подход к изучению химических систем

§  Зависимости «состав-свойство», «состав-температура»

§  Принципы ФХА: свободы выбора, соответствия, непрерывности изменения свойств.

§  Историческое развитие ФХА. Практическое значение и современное состояние.

§  Классификация методов ФХА.

2

Методы физико-химического анализа

§  Термические методы анализа:

- прямой,

- диффренциально-термический,

- визуально-политермический анализы.

Пробоподготовка, принципиальная схема прибора, возможности и ограничения методов. Термограмма.

§  Рентгенофазовый анализ: индицирование рентгенограмм индивидуальных веществ и смеси фаз. Дифрактограмма. Рентгенометрическая картотека JCPDS (PDF). Изменения параметров элементарной ячейки.

§  Микроструктурный анализ: порядок кристаллизации фаз из расплава. Одно-, двух-, трехфазные образцы. Пробоподготовка образцов для анализа. Травление. Получение изображения микроструктуры на ПК.

§  Дюрометрический анализ: микротвердость зерна, гомогенных образцов. Микротвердомеры.

§  Химический анализ:

- определение связанной серы в простых и сложных сульфидах методом йодометрии,

- определение металла методом комплексонометрического титрования.

3

Экспериме-нтальное построение фазовых диаграмм. Метод отжига и закалки.

§  Физико-химический анализ как основа для построения фазовых диаграмм. Типы фазовых диаграмм.

§  Виды термограмм, дифрактограмм, зависимости «состав-свойство» для различных типов фазовых диаграмм.

§  Метод отжига и закалки: температурные режимы, пробоподготовка, установления достижения равновесности проб образцов.

В соответствии с рекомендациями ПрООП ВПО данная программа строится с учетом некоторых педагогических и методических принципов. Принцип автономии студентов предполагает открытость информации по тематике и разделам дисциплины, доступность тематик для самостоятельной работы, форм и заданий для итогового контроля. Поскольку магистратура открыта для учащихся из других учебных заведений (или отделений), то материал курса излагается с учетом возможных пробелов частичного отсутствия знаний по определенным разделам дисциплины. А студенты, усвоившие данный раздел на предыдущих курсах («Рентгенография», «Практикум по дифрактометрии», «Термография», «Кристаллохимия»), могут использовать систему дополнительного самообразования, выполняя контрольные задания с учетом работы над выпускной магистерской диссертацией. При этом контроль и анализ ошибок осуществляется совместно с преподавателем. Принцип интегративности предусматривает интеграцию, привлечение знаний из нескольких дисциплин, при этом происходит углубление и многостороннее понимание сразу нескольких курсов. Принцип нелинейности предусматривает не постепенное, последовательное изучение дисциплины от более легкого к сложному материалу, а одновременное привлечение материала из различных разделов дисциплины, для формирования объемного представления о возможностях и ограничениях различных методов изучения многокомпонентных систем.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2