Учебно-методический комплекс по дисциплине Физическая химия (стр. 6 )

Подготовка к лабораторным работам – 12 работ - 36+36=72 часа

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

При выполнении СРС используются учебно-методические материалы, указанные в соответствующем разделе (см. таблицу Структура СРС)

График контроля СРС

Семестр 2

Недели семестра	1	2	3	4	5	6	7	8	9
формы контроля	лр1	дз	кр	Лр2	дз	кр	Лр3	рк	дз

Недели семестра	10	11	12	13	14	15	16	17	18
формы контроля	Лр4	кр	дз	Лр5	дз	кр	Лр6	рк	отчет

Семестр 3

Недели семестра	1	2	3	4	5	6	7	8	9
формы контроля	Лр7	Дз	кр	Лр8	кр	дз	Лр9	рк	Лр7

Недели семестра	10	11	12	13	14	15	16	17	18
формы контроля	Лр10	кр	дз	Лр11	дз	кр	Лр12	рк	отчет

Условные обозначения: кр – контрольная работа, к – коллоквиум, р – реферат, д – доклад, ди – деловая игра, рз – решение задач, кур – курсовая работа, ргз – расчетно-графическая задача, дз – домашнее задание, лр – лабораторная работа,

Консультации

Консультации преподаватель проводит 1 или 2 раза в месяц по согласованному со студентами по расписанию в режиме КСР (контроль самостоятельной работы студентов).

6. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

При проведении занятий и организации самостоятельной работы студентов используются традиционные технологии сообщающего обучения, предполагающие передачу информации в готовом виде, формирование учебных умений по образцу: теоретическая часть лабораторной работы строится как: лекция-изложение, лекция-объяснение.

Использование традиционных технологий обеспечивает формирование когнитивного (знаниевого) компонента профессиональных компетенций биолога-исследователя.

В процессе изучения теоретических разделов дисциплины, выполнения практических заданий, используются новые образовательные технологии обучения: лекция-визуализация.

При проведении лабораторных занятий используются:

·  Технологии групповой учебной деятельности – осуществляется в группе при совместном выполнении задания.

·  При выполнении некоторых заданий студенты, используют экспериментальные данные напрямую, связанные с их исследовательской работой, либо получают эти данные сами непосредственно на занятии.

·  Интерактивные формы проведения занятий: лабораторная работа, совместное решение задач.

Данные технологии обеспечивают включенность студентов в практическое решение задач, которые впоследствии могут возникнуть в процессе реальной работы биолога-исследователя.

7. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ

УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Оценка качества освоения дисциплины включает текущий контроль успеваемости, проведение итогового зачетного занятия.

Итоговая аттестация по итогам освоения дисциплины проводится в форме зачета (2 семестр) и экзамена (3 семестр).

Оценочные средства по дисциплине:

Перечень вопросов к зачету (экзамену) (к зачетному занятию (экзамену) допускаются студенты, выполнившие все обязательные виды деятельности):

Химическая термодинамика, основные определения и понятия – термодинамические системы, термодинамические состояния, параметры, процессы, функции состояния, особенности термодинамического подхода. Термодинамические равновесные системы и процессы. Термодинамические параметры. Экстенсивные и интенсивные свойства. Термодинамические процессы, самопроизвольные, несамопроизвольные, равновесные, неравновесные Внутренняя энергия, закон сохранения энергии. Понятие теплоты и работы.

Нулевой закон термодинамики. Понятие о температуре.

Первый закон термодинамики. Энтальпия. Объемно-механическая энергия. Как вводится понятие об энтальпии в химической термодинамике. Применение 1 закона термодинамики к различным процессам. Способы расчета работы, изменения внутренней энергии, энтальпии, теплоты для различных процессов.

Термохимия. Теплоемкость и ее виды. Температурная зависимость теплоемкости. Виды тепловых эффектов. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса и его следствия. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры, уравнения Кирхгоффа, их вывод и решения в трех приближениях. Взаимосвязь изобарного и изохорного теплового эффекта химической реакции.

Второй закон термодинамики и его формулировки. Идеальная тепловая машина. Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины. Термодинамический анализ цикла Карно. Приведенная теплота. Различные формулировки второго начала термодинамики. Направление естественных процессов. Энтропия. Энтропия как критерий направленности процесса в изолированных системах. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах, неравенство Клаузиуса. Энтропия и вероятность. Определение абсолютной энтропии. Вычисление изменения энтропии в различных процессах, в ходе химической реакции. Расчет изменения энтропии с участием идеальных газов. Зависимость энтропии от температуры (3 приближения). Абсолютная энтропия. Третий закон термодинамики.

Объединенный I и II законы термодинамики.

Характеристические функции. Максимальная полезная работа. Термодинамические потенциалы и их взаимосвязь. Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца и их свойства. Уравнения Максвелла. Практическое использование уравнений Максвелла. Уравнение Гиббса-Гельмгольца и его роль в химии. Критерии направления процесса для изолированных, закрытых и открытых систем. Химический потенциал. Химический потенциал для идеальных и реальных систем, активность, фугитивность.

Химическое равновесие, условия химического равновесия. Виды констант химического равновесия и их взаимосвязь. Закон действия масс, его кинетический вывод. Закон действия масс для гомогенных и гетерогенных реакций. Принцип Ле-Шателье. Зависимость констант равновесия от температуры (вывод уравнения и его анализ). Уравнения изотермы, изохоры, изобары химической реакции и их вывод и анализ.

Растворы различных классов. Различные способы выражения состава растворов, смеси идеальных газов, закон Дальтона. Современные представления о природе жидкостей и растворов. Термодинамика растворов. Гомогенные системы, идеальные и реальные растворы. Общие свойства растворов. Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса-Дюгема. Свойства идеальных и реальных растворов.

Давление насыщенного пара жидких растворов. Законы идеальных жидких растворов – закон Рауля. Диаграммы давления. Коллигативные свойства растворов – эбуллиоскопия (вывод основного уравнения), криоскопия (вывод основного уравнения), осмос и осмотическое давление, устройство осмометра, формула Вант-Гоффа для расчета осмотического давления (уметь объяснять причины возникновения закона Рауля, криоскопии, эбулиоскопии). Методы определения и расчета криоскопических и эбуллиоскопических констант. Отклонения от закона Рауля. Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля (причины их проявления, примеры, сравнительный анализ).

Равновесие жидкость-пар в бинарных системах. Вывод взаимосвязи состава идеального раствора и состава насыщенного пара над данным раствором. Виды диаграмм состояния применяемых для анализа бинарных систем жидкость-пар. Диаграммы кипения и методика их построения и анализа. Правило рычага для диаграмм кипения. Первый закон Коновалова. Перегонка без отбора пара (уметь объясниять). Разделение неограниченно растворимых жидкостей. Простая, фракционная перегонка. Ректификация. Устройство ректификационной колонны. Диаграммы кипения и давления для растворов с сильными отклонениями от закона Рауля. Второй закон Коновалова. Азеотропные смеси, их свойства, методы разделения. Перегонка азеотропов (уметь объяснять).

Фазовое равновесие. Фазовые переходы I и II рода. Уравнения Клапейрона и Клайперона-Клаузиуса (выводы и решения) и его применение к различным фазовым переходам первого рода. Гетерогенные системы. Гетерогенное фазовое равновесие. Понятия: фаза, компонент, число компонент, число степеней свободы (виды классификации систем в соответствии с данными понятиями). Правило фаз Гиббса. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды и серы и их анализ. Двухкомпонентные системы. Термический анализ. Различные диаграммы состояния и их анализ на основе правила фаз Гиббса. Диаграммы кипения, плавкости и расчеты по ним. Методика построения, анализа диаграмм кипения, растворимости. Правило рычага для диаграмм плавкости.