Программа дисциплины ФТД.02 Органические вещества в природе и быту

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ТГПУ)

Утверждаю

Проректор по учебной работе (Декан)

________________________________

«___» _________________ 2008 года

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ФТД.02

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ПРИРОДЕ И БЫТУ

1. Цели и задачи дисциплины:

Основной целью курса является приобретение студентами знаний, отражающих с химической точки зрения картину мира, развивающих их способности необходимые для работы в школе.

Дисциплина «Органические вещества в природе и в быту» знакомит студентов с многочисленными органическими веществами природного и синтетического происхождения, применяемых человеком в быту и на производствах, показывает связь химии с биологическими науками.

Задачами дисциплины являются:

1.  Ознакомление студентов с ведущей областью химических наук.

2.  Формирование подхода к изучению свойств соединений на основе электронных и стереохимических представлений с использованием установленных механизмов реакций и физико-химических методов исследования.

3.  Получение знаний о различных органических соединениях, которые широко используются в настоящее время в быту, технике, медицине, производствах.

4.  Формирование естественнонаучного мировоззрения на основе взаимосвязи естественных наук.

5.  Формирование практических навыков и умения обращаться с органическими веществами, проводить эксперимент, соблюдать правила безопасности, решать химические задачи, правильно понимать вопросы экологии.

2. Требования к уровню усвоения содержания дисциплины:

1. Владеть основными теоретическими представлениями об органических веществах природного и синтетического происхождения, нашедших широкое применение в различных областях: медикаменты, волокна и ткани, синтетические моющие средства, мыла, шампуни, косметика, дезодоранты, пищевые добавки, полимерные материалы, клеи и т. д.

2. Знать важнейшие детергенты, пищевые и полимерные стабилизаторы, красители, волокна и т. д.

3. Уметь определять по знакам на товарных этикетках состав продуктов, устанавливать их происхождение (синтетическое или натуральное).

4. Уметь готовить простейшие клеи, мыла, СМС и др., решать расчетные и экспериментальные задачи, связанные с этим.

5. Уметь обращаться с лабораторным оборудованием и реактивами, выполнять простейшие химические операции, знать и применять правила ТБ.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы:

Вид учебной деятельности	Всего часов	Семестр
9	10
Общая трудоемкость дисциплины	225	127	98
Аудиторные занятия	102
Лекции	60	36	24
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы	42	18	24
И (или)другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа	123	73	50
Курсовая работа (проект)
Расчетно-графические работы
Реферат		*	*
И (или) другие виды самостоятельной работы
Вид итогового контроля		зачет	зачет

4. Содержание дисциплины.

4.1. Содержание дисциплины и виды занятий:

№ п/п	Раздел дисциплины	Л	ПЗ (С)	ЛР
1	Химия вокруг нас.	2		2
2	Уголь, нефть, природный газ и древесина ­– основные источники органических веществ для химических производств.	4		4
3	Химия пищевых веществ и питание человека.	10		6
4	Химические средства гигиены, оздоровительная и декоративная косметика.	8		6
5	Чистящие и синтетические моющие средства	4		4
6	Душистые вещества для прикладной эстетики и ароматерапии.	8		6
7	Лекарственные вещества. Яды.	6		4
8	Волокна. Ткани.	4
9	Красители и процессы крашения.	4		6
10	Полимерные материалы. Клеи.	6		4
11	Ювелирные изделия из соединений органического происхождения.	4
Итого:	60		42

4.2. Содержание разделов:

4.2.1. Химия вокруг нас. Солнце как основной источник энергии для синтеза органических веществ. Биохимические превращения органических веществ, круговорот углерода.

4.2.2. Уголь, нефть, природный газ и древесина ­- основной источник органических веществ для химических производств. Происхождение, состав и основные способы переработки нефти, природного газа, угля, древесины.

4.2.3. Химия пищевых веществ и питание человека. Белки, углеводы, липиды, минеральные вещества, витамины, ферменты в питании человека. Пищевые и биологически активные добавки: классификация, общие подходы к подбору технологических добавок, безопасность пищевых добавок.

4.2.4. Химические средства гигиены, оздоровительная и декоративная косметика. Классификация косметических средств. Современные требования к косметическим препаратам. Функциональное действие косметических препаратов. Составы косметических изделий.

4.2.5. Чистящие и синтетические моющие средства. Мыла и синтетические моющие средства: состав и строение, отбеливатели оптические и отбеливающие ферменты, пенообразователи, смягчители, антистатики и др. Пятновыводители. ПАВ.

4.2.6 Душистые вещества для прикладной эстетики и ароматерапии. Эволюция органической химии душистых веществ. Развитие представлений о лечебных свойствах душистых веществ - ароматерапия. Механизм восприятия пахучих молекул. Классификация душистых веществ. Получение душистых веществ.

4.2.7. Лекарственные вещества. Яды. Фармакология. Лекарственные препараты. Наркотики. Яды. Боевые отравляющие вещества. Меры предосторожности и первая медицинская помощь.

4.2.8. Волокна. Ткани. Понятие о волокне. Натуральные волокна (минерального, растительного и животного происхождения), искусственные волокна, синтетические волокна. Получение, свойства, применение. Ткани.

4.2.9. Красители. Теория цветности. Понятие о красителях. Классификация красителей, устойчивость к действию света, тепла, кислорода, воды, химическим реагентам. Области применения. Лакокрасочные материалы.

4.2.10. Полимерные материалы. Клеи. Классификация полимеров, важнейшие полимеры и композиционные материалы, изделия из них. Эластомеры. Понятие о вязкости, вязкотекучести, адгезии, коагезии. Растительные, животные и синтетические клеи.

4.2.11. Ювелирные изделия из соединений органического происхождения. Алмаз, жемчуг, янтарь, коралл. История открытия, свойства, методы идентификации, применение.

5. Лабораторный практикум:

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ
1	4.2.1. Химия вокруг нас.	Техника безопасности, техника эксперимента, лабораторная посуда и оборудование, методы очистки и идентификации органических соединений
2	4.2.2. Уголь, нефть, природный газ и древесина ­– основные источники органических веществ для химических производств.	Сухая перегонка древесины, полукоксование угля, перегонка нефти
3	4.2.3. Химия пищевых веществ и питание человека.	Получение искусственного меда, выделение молочного сахара из молока, получение маргарина, приготовление супового концентрата, получение водно-спиртовых растительных экстрактов - основы некоторых БАДов, синтез пищевых добавок: уксусной кислоты, бензойной кислоты, бензоатов
4	4.2.4. Химические средства гигиены, оздоровительная и декоративная косметика.	Получение туалетного мыла, пены для ванн, лосьонов, крема для рук, губной помады
5	4.2.5. Чистящие и синтетические моющие средства	Извлечение природных моющих средств из растительного сырья, получение хозяйственного мыла, синтез щавелевой кислоты
6	4.2.6. Душистые вещества для прикладной эстетики и ароматерапии.	Выделение душистых веществ из растительного сырья, синтез синтетических душистых веществ.
7	4.2.7. Лекарственные вещества. Яды.	Синтез аспирина, уротропина. Выделение кофеина из чая и кофе. Изучение состава табачного дыма.
8	4.2.8. Волокна. Ткани.	Изучение сравнительных характеристик натуральных, искусственных и синтетических волокон. Получение ацетатного и медно-аммиачного шелка
9	4.2.9. Красители и процессы крашения.	Получение минеральных красок (бланфикс, цинковые белила, свинцовые белила, желтый крон, железная желтая, марсовая желтая, красный крон, железный сурик, бременская голубая, берлинская лазурь, ярь-медянка) и органических красителей (мовеин, анилиновый черный, анилиновый желтый), гелиантин, фенолфталеин, флуоресцеин. Окрашивание хлопчатобумажных и шерстяных тканей
10	4.2.10. Полимерные материалы. Клеи.	Изучение физико-механических свойств полимерных материалов. Получение синтетических смол (фенолформальдегидные, аминопласты, глифталевые органическое стекло), пластмасс. Получение различных клеев и замазок

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

6.1. Рекомендуемая литература:

а) основная литература:

1.  Ким, химия: учебное пособие / . – Изд. 2-е, перераб. и доп., изд. 3-е, испр. и доп., изд. 4-е, испр. и доп. – Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2001 (2003, 2004). – 813 (971, 841) с.

б) дополнительная литература:

1.  Кукушкин, вокруг нас: Справ. Пособие / . – М.: Высш. шк., 1992. – 192 с.

2.  Нечаев, химия / [и др.] – СПб. : ГИОРД, 2007. – 640 с.

3.  Солдатенков, органической химии пищевых, кормовых и биологически активных добавок / [и др.] – М. : ИКЦ «Академкнига», 2006. – 278 с.

4.  Солдатенков, органической химии средств оздоровительной и декоративной косметики / [и др.] – М. : ИКЦ «Академкнига», 2008. – 352 с.

5.  Солдатенков, органической химии душистых веществ для прикладной эстетики и ароматерапии / [и др.] – М. : ИКЦ «Академкнига», 2006. – 240 с.

6.  Солдатенков, органической химии лекарственных веществ / [и др.] – М. : Мир, 2007. – 191 с.

7.  Cемчиков, соединения: Учебник для вузов / . - 2-е изд. - М. : Академия, 2005 (2006). - 366 с.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины:

Набор CD-, DVD-дисков и видеокассет с демонстрацией опытов по органической химии в школе, тестовые задания по промежуточному и текущему контролю знаний студентов.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Специализированная химическая лаборатория органического синтеза. Приборы: спектрофотометр СФ-26, спектрометр AvaSpec фирмы Avantes, рефрактометр ИФР-22.

8. Методические рекомендации и указания по организации изучения дисциплины.

8.1. Методические рекомендации преподавателю:

Дисциплина включает в себя два вида работы: изучение теоретического материала и выполнение определенного числа синтезов органических веществ в соответствии с изучаемыми темами.

При выполнении синтезов студенты используют приемы и методы работы по постановке синтеза, сборке установок по проведению синтеза, выделению, очистке и идентификации полученных органических соединений, полученные ранее при изучении курса «Органический синтез».

В теоретической части курса рассматриваются органические соединения, используемые в различных сферах жизни и деятельности людей (здоровье, одежда, питание, жилище, быт), распространение их в природе, а также синтетические методы получения этих органических соединений. Теоретические сведения закрепляются при выполнении синтезов. Сочетание практической работы с теоретическим обоснованием позволяет студентам сознательно выполнять работу.

Промежуточный срез знаний проводится в виде сдачи коллоквиумов по изучаемым темам и выполнением контрольных работ, для чего разработаны индивидуальные задания. Работа с индивидуальными заданиями может проводиться студентами в качестве самостоятельной подготовки, как по отдельным темам, так и по итогам семестра. Семестр заканчивается зачетом.

8.2. Методические указания для студентов:

8.2.1. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы:

1.  Главные источники органических соединений и основные методы их переработки для использования в быту и промышленности.

2.  Физико-химические свойства полимерных материалов.

3.  Основные способы получения высокомолекулярных соединений.

4.  Основные методы модификации полимерных материалов.

5.  Моносахариды, дисахариды: строение, химические свойства.

6.  Целлюлоза: строение, химические свойства.

7.  Сложные эфиры, жиры: способы получения, химические свойства.

8.  Аналитическая характеристика жиров.

9.  Теория цветности.

10.  Азосоединения.

11.  Терпены и терпеноиды.

12.  Каротиноиды.

13.  Мыла и детергенты.

14.  Воски.

15.  Сложные липиды.

16.  Белки. Строение белковых молекул.

8.2.2. Примерная тематика рефератов, курсовых работ:

1.  Трансгенные пищевые продукты.

2.  Яды в нашей пище.

3.  Основы рационального питания.

4.  Безопасность пищевых продуктов.

5.  Искусственная пища: за и против.

6.  Химия и косметика.

7.  Исследование продуктов питания городского рынка.

8.  Ароматические средства.

9.  Макро - и микроэлементы, их биологическая роль.

10.  Полимеры в медицине.

11.  Отравление препаратами бытовой химии.

12.  Пластмассы в строительстве.

13.  Драгоценные камни из реторты.

14.  Химиотерапевтические аспекты будущего.

8.2.3. Примерный перечень вопросов к зачету:

1.  Строение белков, жиров и углеводов, их значение в питании человека.

2.  Классификация пищевых добавок.

3.  Антиоксиданты: примеры, механизмы действия.

4.  Классификация душистых веществ.

5.  Механизм восприятия пахучих молекул.

6.  Технология выделения душистых масел из растительных материалов.

7.  Принцип компьютерного синтеза и прогнозирование запаха вещества.

8.  Классификация косметических средств.

9.  Составы косметических изделий.

10.  Оздоровительная косметика (космецевтика).

11.  Дезодорирующая косметика. Антиперспиранты.

12.  Классификация лекарственных веществ.

13.  Связь структура-биологическая активность.

14.  Правила пользования лекарственными средствами и условия их хранения.

15.  Состав мыла и СМС, причины жесткости воды и образования накипи, способы умягчения воды и удаления накипи.

Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 050101.65 «Химия».

Программу составила: к. х.н., доцент, доцент кафедры органической химии _____________

Программа учебной дисциплины утверждена на заседании кафедры органической химии протокол № ___ от _____________года.

Зав. кафедрой органической химии _____________________

Программа учебной дисциплины одобрена методической комиссией биолого-химического факультета ТГПУ протокол № _ от _____________ года.

Председатель методической комиссии биолого-химического факультета

________________________

Согласовано:

Декан БХФ _____________________