ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано _____________________________ Руководитель ООП по направлению 240100 профессор | Утверждаю ___________________________ Зав. кафедрой общей и физической химии профессор |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«общая и неорганическая химия»
Направление подготовки 240100 «Химическая технология»
Профиль подготовки: «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составитель: асс.
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины: расширение и углубление знаний в области общей и неорганической химии в качестве естественнонаучной дисциплины, совершенно необходимых для последующего логического перехода к изучению цикла профессиональных дисциплин по направлению 240100 «Химическая технология» по профилю «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов». В результате изучения теоретического курса и прохождения лабораторного практикума по общей и неорганической химии задачей дисциплины является получение студентом необходимого объема знаний в области химии, научиться применять эти знания для решения практических задач.
2. Место дисциплины в структуре ООП: дисциплина «Общая и неорганическая химия» относится к циклу математических и естественнонаучных дисциплин и входит в его базовую часть. Для изучения дисциплины студент должен обладать знаниями по предмету «Химия», устанавливаемыми ФГОС для среднего (полного) образования.
Дисциплина является предшествующей для изучения последующих дисциплин
цикла Б.2 (математические и естественнонаучные дисциплины) - Органическая химия (2, 3, 4 семестры), Аналитическая химия и физико-химические методы анализа (3-й семестр), Физическая химия (4, 5, 6-й семестры), Коллоидная химия (5-й семестр), Кинетика гетерогенных процессов (5-й семестр), Экология (4-й семестр), Термодинамика (3-й семестр);
цикла Б.3 (профессиональный цикл), - Безопасность жизнедеятельности (3, 4-й семестры), Общая химическая технология (6-й семестр), Материаловедение (4-й семестр).
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
общекультурных компетенций:
умение логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь, способность в письменной и устной речи правильно (логически) оформить результаты мышления (ОК-2);
способность и готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);
саморазвитие, повышение своей квалификации и мастерства, способность приобретать новые знания в области естественных наук (ОК-7);
профессиональных компетенций
использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире (ПК-3);
владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации; навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-5);
способность и готовность осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции (ПК-7);
умение планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения (ПК-21);
способность использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности (ПК-23).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: электронное строение атомов и молекул, основы теории химический связи в соединениях разных типов, строение вещества в конденсированном состоянии, основные закономерности протекания химических процессов и характеристики равновесного состояния, методы описания химических равновесий в растворах электролитов, химические свойства элементов различных групп Периодической системы и их важнейших соединений, строение и свойства координационных соединений.
Уметь: выполнять основные химические операции, определять термодинамические характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ, использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и количественные соотношения неорганической химии для решения профессиональных задач, прогнозировать влияние различных факторов на равновесие в химических реакциях.
Владеть: методами построения математической модели типовых профессиональных задач и содержательной интерпретации полученных результатов, теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на основе электронного строения их атомов и положения в Периодической системе химических элементов, экспериментальными методами определения физико-химических свойств неорганических соединений.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
1 | 2 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 138 | 102 | 36 |
В том числе: | - | - | - |
Лекции | 52 | 34 | 18 |
Практические занятия (ПЗ) | 35 | 17 | 18 |
Семинары (С) | |||
Лабораторные работы (ЛР) | 51 | 51 | |
Самостоятельная работа (всего) | 78 | 38 | 40 |
В том числе: | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | |||
Расчетно-графические работы | |||
Реферат | |||
Другие виды самостоятельной работы | 78 | 38 | 40 |
Выполнение домашних заданий | 38 | 13 | 25 |
Подготовка к лабораторным работам | 15 | 15 | |
Подготовка к контрольной работе | 25 | 10 | 15 |
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | 36 | Зачет | 36 |
Общая трудоемкость час зач. ед. | 252 | 140 | 112 |
7 | 4 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Строение вещества | Принцип неопределенностей Гейзенберга. Уравнение Шредингера. Квантовые числа электронов. Заполнение орбиталей в многоэлектронном атоме. Периодичность изменения свойств элементов. Энергия кристаллической решетки. Метод валентных связей. Теория гибридизации. Понятие о методе молекулярных орбиталей. Межмолекулярное взаимодействие. |
2. | Комплексные соединения | Комплексные соединения, их строение, номенклатура, классификация и практическое значение. Теория кристаллического поля, спектральные и магнитные свойства комплексных соединений. |
3. | Окислительно-восстановительные реакции | Степень окисления элементов. Типы окислителей и восстановителей. Составление уравнений методом ионно-электронного баланса. Окислительные свойства марганца (VII) и хрома (VI). Понятие о коррозии металлов. |
4. | Общие закономерности химических процессов. | Стехиометрические законы. Гомогенные и гетерогенные химические системы. Основные типы химических реакций. |
5. | Введение в термодинамику химических реакций | Первое начало термодинамики. Законы Гесса и Кирхгофа. Вычисление теплового эффекта химической реакции при любых температурах. Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии и других термодинамических функциях состояния системы. Определение направления протекания самопроизвольных процессов. |
6. | Скорость химических реакций, химическое равновесие | Понятие о скорости химической реакции. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Закон действующих масс. Константа скорости, порядок реакции. Реакции обратимые и необратимые. Химическое равновесие. Константа равновесия. Влияние внешних факторов на равновесие, правило Ле-Шателье. |
7. | Растворы | Образование, строение и классификация растворов. Способы выражения концентрации растворов. Коллигативные (термодинамические) свойства растворов. |
8. | Равновесия в растворах электролитов | Теория электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты, константа и степень диссоциации. Закон разведения Оствальда. Водородный показатель. Расчет рН в растворах сильных кислот и щелочей, при разведении и смешивании растворов. Равновесия в растворах слабых электролитов. Гидролиз солей. Расчет рН в растворах гидролизующихся солей. Буферные растворы: типы, механизм буферного действия, расчет рН. Равновесие в насыщенных растворах. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков. Расчет растворимости. Растворимость гидроксидов, рН гидратообразования. |
9. | Химия элементов групп периодической системы | Химия элементов главных подгрупп периодической системы. Нахождение в природе, сырьевые ресурсы. Обогащение руд. Получение, свойства и практическое значение элементов и их основных соединений, использование для очистки сточных вод и газовых выбросов. Химия переходных металлов и их соединений. Описание химизма основных технологических процессов получения черных и цветных металлов. Химия лантаноидов и актиноидов. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
1. | Органическая химия | + | + | + | + | + | + | + | ||
2. | Аналитическая химия и физико-химические методы анализа | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
3. | Физическая химия | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
4. | Коллоидная химия | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
5. | Кинетика гетерогенных процессов | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
6. | Экология | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
7. | Термодинамика | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
8. | Безопасность жизнедеятельности | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
9. | Общая химическая технология | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
10. | Материаловедение | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Строение вещества | 4 | 2 | 4 | 10 | ||
2. | Комплексные соединения | 2 | 2 | 2 | 4 | 10 | |
3. | Окислительно-восстановительные реакции | 2 | 2 | 2 | 8 | 14 | |
4. | Общие закономерности химических процессов. | 2 | 3 | 2 | 6 | 13 | |
5. | Введение в термодинамику химических реакций | 2 | 2 | 2 | 4 | 10 | |
6. | Скорость химических реакций, химическое равновесие | 2 | 2 | 2 | 4 | 10 | |
7. | Растворы | 2 | 4 | 2 | 8 | 16 | |
8. | Равновесия в растворах электролитов | 18 | 18 | 2 | 40 | 78 | |
9. | Химия элементов групп периодической системы | 18 | 0 | 37 | 55 | ||
Итого | 52 | 35 | 51 | 78 | 216 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 2 | Исследование свойств комплексных соединений | 2 |
2. | 3 | Исследование окислительно-восстановительных реакций | 2 |
3. | 4 | Определение химического эквивалента металла | 2 |
4. | 5 | Исследование теплового эффекта химических реакций | 2 |
5. | 6 | Исследование кинетики химических реакций и химического равновесия | 2 |
6. | 7 | Приготовление раствора и определение его концентрации | 2 |
7. | 8 | Исследование реакций в растворах электролитов | 2 |
8. | 8 | Исследование гидролиза солей | 2 |
9. | 8 | Приготовление буферного раствора | 2 |
11. | 9 | Свойства элементов IА группы. Водород | 2 |
12. | 9 | Свойства элементов IА группы. Щелочные металлы | 2 |
13. | 9 | Свойства элементов IIА группы | 2 |
14. | 9 | Свойства бора и алюминия | 2 |
15. | 9 | Свойства элементов IVА группы. Углерод. Кремний. | 2 |
16. | 9 | Свойства элементов IVА группы. Олово. Свинец | 2 |
17. | 9 | Свойства элементов VА группы. Азот. Фосфор | 2 |
18. | 9 | Свойства элементов VА группы. Сурьма и висмут. | 2 |
19. | 9 | Свойства элементов VI А группы. Кислород. Сера. | 3 |
20. | 9 | Свойства элементов VII А группы. Галогены | 4 |
21. | 9 | Свойства элементов побочных подгрупп. Подгруппа скандия. Подгруппа титана. | 2 |
22. | 9 | Свойства элементов побочных подгрупп. Подгруппа ванадия. Подгруппа хрома. | 2 |
23. | 9 | Свойства элементов побочных подгрупп. Подгруппа марганца. Подгруппа железа. | 2 |
24. | 9 | Свойства элементов побочных подгрупп. Подгруппа меди. Подгруппа цинка. | 2 |
Итого | 51 |
7. Практические занятия (семинары)
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо-емкость (час.) |
1. | 1 | Составление электронных паспортов и электронно-графических формул | 2 |
2. | 1 | Номенклатура и свойства классов химических соединений | 2 |
3. | 2 | Номенклатура и свойства комплексных соединений | 2 |
4. | 3 | Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций | 2 |
5. | 4 | Расчеты с использованием газовых законов | 2 |
6. | 4 | Расчеты по химическим формулам | 3 |
7. | 4 | Расчеты по уравнениям химических реакций | 2 |
8. | 5 | Расчеты тепловых эффектов химических реакций | 2 |
9. | 6 | Расчеты с использованием уравнения баланса масс | 2 |
10. | 7 | Способы выражения концентрации растворов | 2 |
11. | 7 | Расчеты с использованием концентрации растворов | 2 |
12. | 8 | Расчет рН в растворах сильных кислот и оснований | 2 |
13. | 8 | Расчет рН в растворах слабых кислот и оснований | 2 |
14. | 8 | Расчет рН в растворах гидролизующихся солей | 2 |
15. | 8 | Расчет рН в буферных растворах | 2 |
16. | 8 | Расчет растворимости | 2 |
17. | 8 | Расчет рН гидратообразования | 2 |
Итого | 35 |
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)_ не предусмотрено учебным планом и основной образовательной программой ___________________________________
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Дибров химия. - СПб.: Изд-во «Лань», 2001.
2. Общая химия. Сборник задач. - СПб.: Изд-во СПГГИ, 2006.
3. Общая химия. Лабораторный практикум. - СПб: Изд-во СПГГИ, 2009.
б) дополнительная литература
1. Гольбрайх задач и упражнений по химии. - М.: Высшая школа, 1997.
2. , , Дубровская химия. Растворы. Сборник задач. - СПб: Изд-во СПГГИ, 2001.
3. Краткий справочник физико-химических величин. Ред. Равдель А. А., Пономарева 7. - СПб: Иван Федоров, 2003.
4. Карапетьянц М. Х., Дракин и неорганическая химия. - М.: Химия, 1993.
5. Дибров и физическая химия. Часть 1. Строение вещества и периодический закон. Часть 2. Периодичность изменения основных химических свойств элементов. - СПб: Изд-во СПГГИ, 1994.
6. Суворов А. В., Никольский химия. - СПб: Химия, 1997.
7. , , Липин химия: методические указания. СПб.: СПГГИ. 2004.
программа химических расчетов HSC производства компании Outotec
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
http://www. chem. /cgi-bin/tkv. pl
http://www.
http://www. sciteclibrary. ru/
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лаборатория общей и неорганической химии, лаборатория физической химии, лаборатория прикладной химии, компьютерные классы, специализированная аудитория 3532.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Преподавание дисциплины основано на организации внутри дисциплины и междисциплинарных образовательных модулей, представляющих совокупность теоретических представлений и практических навыков по каждой дидактический единице во взаимосвязи с последующими и смежными дисциплинами, целью которых является приобретение студентом компетенций, знаний и умений, установленных ФГОС ВПО для направления 240100 «Химическая технология»
Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация является совокупностью данных по успешности выполнения студентом требований ФГОС ВПО, учебного плана, примерной учебной программы (посещение теоретических и лабораторных занятий, своевременное выполнение лабораторного практикума, заданий по самостоятельной работе).
Разработчик:
кафедра ОФХ ассистент
