ПРОГРАММА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К СДАЧЕ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В ДОКТОРАНТУРУ PhD ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
6D072000 – «Химическая технология неорганических веществ»
1. Цели и задачи вступительного экзамена по специальности 6D072000 - Химическая технология неорганических веществ:
Выпускник докторантуры должен иметь фундаментальную научную или профессиональную подготовку, владеть современными информационными технологиями, включая методы получения, обработки и хранения научной информации, уметь формулировать и решать современные научные и практические проблемы, организовывать и вести научно-исследовательскую экспериментально-исследовательскую деятельность по направлению химической технологии неорганических веществ, успешно осуществлять исследовательскую и управленческую деятельность.
Настоящая программа разработана для приема вступительных экзаменов по химии в докторантуру по подготовке докторов философии (PhD) в области химии. Программа включает важнейшие фундаментальные разделы химии, знание которых необходимо высококвалифицированному специалисту. Экзаменующийся должен показать высокий уровень теоретической и профессиональной подготовки, знание общих концепций и методологических вопросов химии, глубокое понимание основных разделов, а также умение применять свои знания для решения исследовательских и прикладных задач.
Форма вступительного экзамена – письменный экзамен. Экзаменующиеся записывают свои ответы на вопросы экзаменационного билета на листах ответов, в случае апелляции основанием для рассмотрения являются письменные записи в листе ответов.
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
2. Требования к уровню подготовки лиц, поступающих в докторантуру PhD. Выпускники магистратуры:
– должны обладать глубокими системными знаниями и уметь критически оценивать проблемы, подходы и тенденции в области технологии получения неорганических веществ и материалов, технологии электрохимических производств;
– должны применять современные методы и технику экспериментов в своих научных исследованиях;
– должны уметь находить оригинальное применение существующим знаниям для создания и интерпретации нового знания в инновационных технологических процессах и электрохимических производствах;
– должны уметь оценивать методологические подходы, осуществлять их критический анализ и при необходимости предлагать новые способы, совершенствующие технологические процессы;
– должны осуществлять креативный подход к решению сложных научных и производственных проблем, уметь делать обоснованные и критические выводы и излагать свои заключения;
– должны проявлять самостоятельность и оригинальный подход при решении технологических проблем планирования и решения профессиональных задач технологии переработки минерального сырья и получения неорганических веществ, технологических проблем электрохимических производств;
– должны постоянно развивать свои знания и личностные качества, необходимые для успешного трудоустройства и карьерного роста.
4. Перечень экзаменационных тем
Дисциплины: «Неорганическая химия»; «Аналитическая химия»; «Физическая химия»; «Технология получения полимерных неорганических материалов», «Актуальные вопросы анализа и переработки минерального сырья»; «Избранные главы теоретической и прикладной электрохимии»; «Общая химическая технология».
Программа предназначена для подготовки к сдаче вступительного экзамена по специальности. Формулировка вопросов в экзаменационных билетах может отличаться от тем, указанных в программе.
Теоретические основы технологии неорганических веществ. Термодинамика. Термохимия. Константа равновесия гомогенных и гетерогенных ре-акций. Кинетика гомогенных, гетерогенных, гетерогенно-каталитических химических реакций. Физико-химический анализ. Использование фазовых диаграмм для выбора и расчета рациональных способов переработки неорганических продуктов. Основные процессы в технологии неорганических веществ. Термохимические процессы. Высокотемпературные гетерогенные процессы разложения и синтеза, окислительно-восстановительные процессы. Плазмохимические процессы. Каталитические процессы. Виды катализа, стадии протекания и пути интенсификации процессов катализа. Реакторы для каталитических процессов. Методы разделения многокомпонентных смесей. Подготовка сырья. Особенности процессов разделения и технические способы их реализации. Сырьевые ресурсы и основные направления их переработки. Способы подготовки сырья. Технология важнейших неорганических веществ. Их свойства, применение и способы получения. Сырьевые ресурсы. Промышленные газы. Связанный азот. Аммиак. Азотная, серная, фосфорная и другие минеральные кислоты. Минеральные удобрения (азот-, фосфор - и калий-содержащие удобрения, комплексные удобрения, микроудобрения). Сода и щелочные продукты. Неорганические полимеры. Защита окружающей среды при производстве неорганических веществ. Источники загрязнения. Способы уменьшения, обезвреживания и очистки отходов от примесей соединений серы, азота, углерода, галогенов, кислот и растворителей. Ути-лизация отходов. Способы очистки воды и воздуха. Подготовка воды для получения особо чистых веществ. Основные типы химических реакций, используемые в аналитической химии. Кислотно-основные реакции. Равновесия в растворах кислот, оснований и солей. Методы анализа, в основу которых положены кислотно-основные реакции. Окислительно-восстановительные реакции. Методы анализа, в основу которых положены окислительно-восстановительные реакции. Реакции образования комплексных соединений. Методы анализа, в основу которых положены реакции образования комплексов. Реакции образования малорастворимых соединений. Методы анализа, в основу которых положены реакции образования осадков. Отбор проб и пробоподготовка в анализе. Аналитическая химия и аналитическая служба. Значение и области использования химического анализа. Аналитический цикл. Выбор способов пробоподготовки и метода анализа. Отбор пробы в зависимости от агрегатного состояния. Разложение образцов. Переведение пробы в раствор. Разделение и концентрирование в химическом анализе. Классификация методов концентрирования. Основные количественные характеристики разделения и концентрирования. Осаждение и соосаждение. Физико-химические методы анализа. Основные методы спектрального анализа и их характеристика. Основные методы электрохимического анализа и их характеристика. Хроматографические методы анализа. Классификация хроматографических методов. Основные качественные и количественные характеристики хроматографических методов. Тепловые эффекты химических процессов, связь между ними и расчет теплот химических процессов при различных температурах. Первый закон термодинамики, его применение для расчета энергетических характеристик изопроцессов. Теоретическая основа термохимии –закон Гесса, его термодинамическое обоснование. Влияние температуры на теплоты химических процессов. Уравнение Кирхгофа, анализ его дифференциальных и интегральных форм. Теродинамическое обоснование влияния различных факторов на глубину протекания химических процессов. Влияние концентраций реагирущих веществ на глубину протекания химических процессов. Уравнение изотермы химической реакции и его анализ. Анализ уравнения, показывающего влияние давления на глубину протекания химических процессов. Влияние температуры на на глубину протекания химических процессов. Уравнения изобары (изохоры), анализ его дифференциальных и интегральных форм. Термодинамическая характеристика равновесия между фазами на примере одно - двухкомпонентных систем. Характеристика условий равновесия между различными фазами. Диаграммы состояния однокомпонентных систем, их термодинамический анализ. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем, их термодинамический анализ. Кинетический анализ необратимых реакций разных поряков, протекающих в закрытых системах. Вывод и анализ кинетических уравнений необратимых реакций разных порядков, протекающих в закрытых системах. Аналитические и графические методы определения кинетических характеристик необратимых реакций первого порядка, протекающих в закрытых системах. Период полураспада, вывод уравнений для его определения для необратимых реакций разных порядков. Электропроводность растворов электролитов, особенности электродных реакций. Влияние концентрации и температуры на электропроводность. Числа переноса. Электролиз, законы электролиза. Химические и концентрационные цепи. Уравнение Нернста. Термодинамика электрохимических реакций. Органические, элементоорганические и неорганические полимеры. Причина распространенности неорганических полимеров в природе. Отличия между ВМС и неорганическими полимерами. Гомоцепные неорганические полимеры. Гетероцепные неорганические полимеры. Полимерные соединения элементов I и II групп периодической системы. Полимерные соединения элементов III и IV групп периодической системы. Полимерные соединения элементов V и VI, VII, VIII групп периодической системы. Полимерные соединения алюминия. Реакции поликонденсации. Полимерные соединения кремния. Кремнекислородные кислоты. Ортокремневая кислота. Поликонденсация ортокремневой кислоты. Силикаты. Алюмосиликаты. Высокотемпературный синтез алюмосиликатов. Неорганические вяжущие вещества. Цемент. Сырьевые ресурсы металлургического производства. Современное состояние минерально-сырьевого комплекса Казахстана, тенденции его развития. Сырьевые ресурсы цветной металлургии. Источники сырья: природные материалы, полупродукты, вторичное сырье. Рациональное и комплексное использование сырьевых ресурсов. Понятие о малоотходном производстве и принципах его организации. Особенности получения редких металлов и их соединений. Общая характеристика основных процессов металлургического производства. Принципы составления химических и технологических схем получения редких и цветных металлов. Обогащение полезных ископаемых. Гравитационное обогащение. Разделение минералов в магнитном поле и в электрическом поле. Флотация. Флотореагенты, их классификация и роль при флотации. Выщелачивание и растворение. Сульфатизация руд цветных и редких металлов. Хлорирование и фторирование в переработке минерального сырья. Основы экстракцонных и ионообменных процессов гидрометаллургии. Основные классы промышленных экстрагентов. Закономерности экстракции. Экстракция в технологии получения редких и редкоземельных металлов. Получение и рафинирование металлов. Порошковая металлургия. Особенности материалов, изготовленных методом порошковой металлургии. Аналитический контроль в технологии минерального сырья. Задачи и процесс аналитического контроля. Объекты анализа. Виды аналитического контроля и его основные стадии. Методы пробоотбора. Подготовка пробы к анализу. Методы вскрытия и разложения проб, пути их интенсификации. Химические методы аналитического контроля. Спектроскопические методы аналитического контроля. Электрохимические методы аналитического контроля. Экологические проблемы переработки минерального сырья. Эколого-экономические проблемы использования минерально-сырьевых ресурсов Республики Казахстан. Неравновесные явления в растворах электролитов. Общая характеристика неравновесных явлений в растворах электролитов. Диффузия и миграция ионов. Удельная и эквивалентная электропроводности растворов электролитов. Числа переноса и методы их определения. Предельная подвижность ионов. Зависимость подвижности, электропроводности и числе переноса от концентрации. Закон Кольрауша. Особые случаи электропроводности растворов электролитов. Некоторые закономерности ионных реакций в растворах электролитах. Механизмы электропроводности электролитов. Электродный потенциал и двойной электрический слой. Образование двойного электрического слоя на границе раздела, причины и условия. Виды скачков потенциала, условия равновесия. Термодинамическая и кинетическая характеристика равновесия. ЭДС, термодинамика гальванического элемента, электрохимические реакции. Строение двойного электрического слоя (ДЭС). Обратимые гальванические элементы. Термодинамические функции и ЭДС обратимых гальванических элементов. Электродные потенциалы. Расчет электродных потенциалов и уравнение Нернста. Влияние различных факторов на электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал. Расчет стандартного потенциала по правилу Лютера. Экспериментальное определение стандартного потенциала. Физический смысл стандартного электродного потенциала. Сырьевая и энергетическая базы химической промышленности. Сырьевая база. Рациональное и комплексное использование сырьевых ресурсов. Принципы обогащения сырья. Энергетическая база. Основные направления повышения эффективности использования сырьевых и топливно-энергетических ресурсов. Катализ в химической технологии. Общие представления катализа. Технологические характеристики твердых катализаторов. Основные стадии и кинетические особенности гетерогенно-каталитических процессов. Технология водорода. Значение водорода в химической технологии. Физико-химические основы технологии водорода. Основные промышленные способы получения водорода. Технология производства серы. Физико-химические основы процесса. Катализаторы процесса. Технологический режим и параметры процесса. Характеристика продуктов. Необратимые электродные процессы. Поляризационная кривая в условиях лимитирующей стадии массопереноса. Роль миграции в процессах массопереноса и падение потенциала в диффузионном слое. Конвективная диффузия и метод вращающегося дискового электрода. Хронопотенциометрия. Основные уравнения теории замедленного разряда. Скорость электрохимической реакции и поляризация электродов. Роль поляризационных явлений. Перенапряжение. Виды перенапряжения. Лимитирующие стадии процессов. Анализ поляризационных явлений. Концентрационная и активационная поляризация. Природа поляризации и технологические особенности процессов. Механизм электродных процессов. «Электрохимическая кинетика. Кинетика и механизм гетерогенного переноса заряда. Диффузионный слой и концентрационное перенапряжение. Смешанная кинетика. Учет конвекции и миграции. Многостадийные процессы. «Электрохимия металлов». Электрохимические процессы с выделением металлов. Электрохимическое перенапряжение при выделении металлов. Диффузионное перенапряжение при выделении металлов. Кристаллизационное перенапряжение при выделении металлов. Выделение металлов из расплавов. Анодное растворение и пассивность металлов. Пассивация. Причины пассивного состояния. Транспассивация. «Прикладная электрохимия». Химические источники тока. Основные понятия и классификация ХИТ. Основные разновидности ХИТ. Электрические характеристики ХИТ. Химические реакции в ХИТ, термодинамические соотношения, факторы, определяющие КПД. Факторы, определяющие выбор электродных материалов и электролитов. Связь характеристик ХИТ с используемой электрохимической системой и конструкцией. Электрогидрометаллургия. Общие сведения о получении чистых и особо чистых веществ. Теоретические основы процесса электролитического рафинирования и электроэкстракции. Коррозия металлов. Виды коррозионных процессов. Методы борьбы с коррозией. Электрохимическая коррозия металлов. Диаграммы Пурбэ. Основные закономерности химической технологии. Значение расходного коэффициента. Степень превращение, конверсии. Производительность процесса. Выход продукта. Технологические расчеты. Материальные и энергетические балансы.5. Список рекомендуемой литературы
Основная литература:
Химическая технология. - М.: Высшая школа, 2000.- 688с, 2004. – 365 с. Химическая технология неорганических веществ: В 2-х кн. Кн. 1.Учебное пособие / , и др.; Под ред. . - М.: Высшая школа, 2002. – 688 с. Общая химическая технология. М.: ИКЦ Академкнига. 2006.- 452 с. Теоретические основы технологии неорганических веществ. Иваново: ИГХТУ, 2000. , Физико-химические основы неорганической технологии. Л.: Химия, 1985. Введение в теорию химических процессов. М.: Высш. шк., 1981. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. Электротермические процессы химической технологии /Под ред. . Л.: Химия, 1984. , Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Химия, 1999. Методы получения особо чистых неорганических веществ / , и др. Л.: Химия, 1969. , Производство аммиака. М.: Химия, 1985. , Технология серной кислоты. М.: Химия, 1985. Основы аналитической химии в 2-х книгах. Кн. 1. Общие вопросы. Методы разделения: Учеб. для вузов / , и др.; Под редакцией .- М.: Высш. шк., 2004. – 359 с. Основы аналитической химии в 2-х книгах. Кн. 2. Методы химического анализа: Учеб. для вузов / , и др.; Под редакцией .- М.: Высш. шк., 2004. – 504 с. Основы аналитической химии. Задачи и вопросы: Учеб. пособие для вузов / , и др.; Под редакцией .- М.: Высш. шк., 2004. – 412 с. Аналитическая химия. В 2-х ч. Кн.1. Титриметрический гравиметрический и методы анализа: Учеб. для студентов, обучающихся по химико-технол. спец. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2002. – 368с. аналитическая химия (аналитика). В 2-х кн. Кн.1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. Учеб. для вузов. – 2-е изд., М.: Высш. шк., 2005.- 615с. Аналитическая химия (Аналитика). В 2-х кн. Кн.2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа: Учеб. для вузов. – 2-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 2005.- 559с. , Задачи и вопросы по аналитической химии. – М.: Мир, 2001. – 267с. , Физическая химия. М.: Высшая школа,-2003. - 527 с. Химическая термодинамика. Равновесия в растворах. Алматы –2008.–214с. , Кинетический анализ сложных гомогенных и гетерогенных процессов//учебное пособие.- 2006-76 с. , Воробьев Н. К., Годнев химия. М.: Высшая школа, 1995, книга 1, 2. Н. Ахметов Неорганическая химия.- Москва: Высшая школа, 2007 год Д. Шрайвер, П.Эткинс Неорганическая химия. Москва.:Изд-во Мир.2004 г. Дж. Хьюи Неорганическая химия. Строение вещества, реакционная способность Москва.: Химия 1987 г. Химия полимерных вяжущих веществ. Ленинград.: Химия.1967.224 с. Х. Тейлор Химия цемента. Москва.:Изд-во «Мир».1996.с.560. , Минеральные вяжущие вещества. Изд-во «Высшая школа».Москва.1979.472 с. Химия и технология редких и рассеянных элементов (Часть 1), 1978 г. Металлургия редкоземельных элементов, тория и урана.-М.:Металлургия, 1961 , Анализ минералов и руд редких элементов, Алматы: Қазақ университеті, 2008 Редкие металлы., 1981 г. Сирек металдар, Алматы, 2005, 455 б. Комплексная переработка минерального сырья Казахстана. 1-10 т. т., под редакцией ,. Астана, 2003. , Электрохимия: учебник для вузов. – М.: Химия, 2006. – 672 с. Теоретическая электрохимия: учебник для хим. и хим. - технол. спец. вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1984. - 520 с. Прикладная электрохимия. М.:Химия,1984, 520 с. , Сборник задач по прикладной электрохимии. М., Высшая школа, 1987.- 319с. Сборник задач по электрохимии. Под ред. . М., Высшая школа, 2003. – 143с. Основы химической технологии. М.,1991. Химическая технология. М., 2002. – т. 1-2. , Общая химическая технология. М.: ВШ. – 1990.Дополнительная литература:
Общая и неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 2006.- 527 с. Общая и неорганическая химия. Т.1. Теоретические основы химии: Учебник для вузов в 2 томах. Под ред. . – М.: ИКЦ "Академкнига", 2006. – 371 с. Технология минеральных удобрений. Л.: Химия, 1989. Твердофазные реакции. М.: Химия, 1978. , Технология плазмохимических процессов. Киев: Выща школа, 1991. Гетерогенные химические реакции. М.: Наука, 1980. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: В 2-х т.: Пер с англ./ Под редакцией Р. Кельнера, Ж.- М. Мерме, М. Отто, М. Видмера. – М.: «Мир» : АСТ», 2004.- (Лучший зарубежный учебник). Т.1. – 608с. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: В 2-х т.: Пер с англ./ Под редакцией Р. Кельнера, Ж.- М. Мерме, М. Отто, М. Видмера. – М.: «Мир» : АСТ», 2004.- (Лучший зарубежный учебник). Т.2. – 728с. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач: Пособие для вузов/ , ; Под редакцией . – 2-е изд., перераб. и дополнен. – М.: Дрофа, 2003.-320с. овременные методы аналитической химии./ пер с нем. Под ред. - 2-е изд., исправ.- М.: Техносфера, 2006.-544 с. Основы аналитической химии. Курс лекций. – СПб.: Питер, 2006.- 224 с.- (Серия «Учебное пособие»). Курс аналитической химии. Учебник. 7-е изд. Стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2004г. – 496с. , Аналитическая химия: Учебное пособие. 2-е издание перераб. и дополнен. – М.: ЮРАЙТ Высшее образование, 2010.-278с. Краткий курс физической химии. М., 1975. - 321 с. Основы физической химии. М.: Высшая школа, 1981. - 456 с. , Электрохимия. М.: Высшая школа, 1987. - 295 с. Основы химической кинетики. М.: Высшая школа, 1976. - 238 с. Физическая химия. Киев: Вища школа, 1975. - 488 с. Основы электрохимии. – М.: Химия, 1988. – 400 с. , и др. Практикум по электрохимии: учеб. пособие для хим. спец. вузов. – М.: Высш. школа, 1991. – 228 с. ервичные источники тока.-М.: Мир, 1986.-328 с. , Гибкие автоматизированные гальванические линии. -1989., 617 с. , Физико-химические основы электрохимии. – Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2008. – 424 с. и др. Методы оптимизации химической технологии.. М.:Химия,1975. Основы техники безопасности на предприятиях химической промышленности. М.: Химия,1977. Общая химическая технология. М.,1959.т.2. , Общая химическая технология. –М.: Химия, 1999. и др. Сборник задач по химической технологии. –М.: Просвещение,1982.Шкала оценки результатов вступительного экзамена по специальности
Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент баллов | %-ное содержание | Оценка по традиционной системе |
А | 4,0 | 95-100 | Отлично |
А- | 3,67 | 90-94 | |
В+ | 3,33 | 85-89 | Хорошо |
В | 3,0 | 80-84 | |
В- | 2,67 | 75-79 | |
С+ | 2,33 | 70-74 | Удовлетворительно |
С | 2,0 | 65-69 | |
С- | 1,67 | 60-64 | |
D+ | 1,33 | 55-59 | |
D | 1,0 | 50-54 | |
F | 0 | 0-49 | Неудовлетворительно |
