Физическая и коллоидная химия
Описание: Курс посвящён изучению физических и химических свойств веществ, а также закономерностей их взаимодействий в различных условиях. Он охватывает такие ключевые разделы, как термодинамика, кинетика химических реакций, электрохимия и свойства растворов, а также фокусируется на коллоидных системах. Данная дисциплина помогает понять, как макроскопические свойства материалов связаны с их микроскопическими процессами, что играет важную роль в химической инженерии, биохимии и других научных и технологических областях.
Количество кредитов: 8
Трудоемкость дисциплины:
| Виды работ | часы |
|---|---|
| Лекции | 30 |
| Практические работы | 15 |
| Лабораторные работы | 30 |
| СРОП | 45 |
| СРО | 120 |
| Форма итогового контроля | экзамен |
| Форма проведения итогового контроля | Письменный экзамен |
Компонент: Вузовский компонент
Цикл: Базовые дисциплины
Цель
- Основная цель курса – раскрыть физический смысл основных физических законов, научить студентов видеть области применения этих законов и четко понимать их принципиальные возможности при решении конкретных научных проблем.
Задача
- Изучение основ химической термодинамики, термохимии, учений о химическом и фазовом равновесиях, скоростях и механизмах химических реакций, их взаимосвязи с электрическими явлениями, учений о дисперсно-коллоидных системах и поверхностных явлениях на границах раздела фаз; 2. Применение теоретических законов физической и коллоидной химии к решению различных теоретических и практических задач, проведение расчетов выхода продуктов химических реакций, использование различных диаграмм для предсказания свойств многокомпонентных материалов и коллоидных систем.
Результат обучения: знание и понимание
- - выполнять основные химические операции; определять термодинамические характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ; - прогнозировать влияние различных факторов на равновесие в химических реакциях; - определять направленность процесса в заданных начальных условиях; - устанавливать границы областей устойчивости фаз в однокомпонентных и бинарных системах; - определять составы сосуществующих фаз в бинарных гетерогенных системах; - составлять кинетические уравнения в дифференциальной и интегральной форме для простых реакций; - проводить расчеты с использованием основных соотношений термодинамики поверхностных явлений и расчеты основных характеристик дисперсных систем; - рассчитывать энергетические параметры адсорбции; - прогнозировать влияние различных факторов на поверхностное натяжение и поверхностную энергию; - получать и очищать коллоидные растворы; - определять знак заряда коллоидных частиц; - прогнозировать влияние дисперсности на реакционную способность, константу равновесия и температуру фазового перехода; обобщать и обрабатывать экспериментальную информацию в виде лабораторных отчетов.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- - способность и готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности; - способность применять методы теоретического и экспериментального исследования; производственно-технологическая деятельность: - способность и готовность осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции; научно-исследовательская деятельность: способность 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.
Результат обучения: формирование суждений
- способность 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.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Способность работать индивидуально и в качестве члена команды, в т.ч. над междисциплинарными проектами, уметь проявлять личную ответственность, приверженность профессиональной этике и нормам ведения профессиональной деятельности.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- - применять изученные законы и понятия при характеристике составов, строения и свойств веществ, химических реакций, способов получения веществ и их практического использования; - проводить численные расчеты при решении химических задач; - устанавливать связь между строением и свойствами веществ; - проводить химический эксперимент.
Методы преподавания
При осуществлении образовательного процесса по дисциплине используются информационные технологии, охватывающие ресурсы (компьютеры, программное обеспечение и сети), необходимые для управления информацией (создание, хранение, управление, передача и поиск информации): - технические средства: компьютерная техника и средства связи (ноутбук, проектор, экран, USB-накопители и т.п.); - коммуникационные средства (проверка домашних заданий и консультирование посредством электронной почты, личного кабинета студента и преподавателя); - организационно-методическое обеспечение (электронные учебные и учебно-методические материалы, компьютерное тестирование, использование электронных мультимедийных презентаций при проведении лекционных и лабораторных занятий); - программное обеспечение (Microsoft Office (Excel, Power Point, Word и т.д.), Skype, поисковые системы, электронная почта и т.п.); - учебно-образовательный портал ВКГТУ им. Д. Серикбаева, URL адрес: www.do.ektu.kz.
Оценка знаний обучающегося
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| Период | Вид задания | Итого |
|---|---|---|
| 1 рейтинг | Лабораторные работы | 0-100 |
| Решение задач | ||
| Коллоквиум | ||
| Контрольная работа РК 1 | ||
| 2 рейтинг | Лабораторные работы | 0-100 |
| Решение задач | ||
| Коллоквиум | ||
| Контрольная работа РК 2 | ||
| Итоговый контроль | экзамен | 0-100 |
Политика оценивания результатов обучения по видам работ
| Вид задания | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Отлично | Хорошо | Удовлетворительно | Неудовлетворительно | |
| Проверка конспекта лекций и индивидуальный устный опрос | демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение моно-логической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, де-лает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несфсмированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
| Защита практических заданий | выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккурат-но выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены од-на ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Рубежное тестирование | Соответствует баллам по отвеченным вопросам (90-100) | Соответствует баллам по отвеченным вопросам (70-89) | Соответствует баллам по отвеченным вопросам (50-69) | Соответствует бал-лам по отвеченным вопросам (0-49) |
Форма оценки
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Тема 1 Предмет физической химии
- Тема 2 Химическая термодинамика
- Тема 3 Химическая термодинамика
- Тема 4 Химическое равновесие
- Тема 5 Зависимость энергии Гиббса от температуры
- Тема 6 Третий закон термодинамики
- Тема 7 Термодинамическая теория растворов
- Тема 8 Термодинамическая теория растворов
- Тема 9 Термодинамическая теория растворов
- Тема 10 Фазовые равновесия
- Тема 11 Химическая кинетика
- Тема 12 Поверхностные явления
- Тема 13 Поверхностные явления
- Тема 14 Основы электрохимии
- Тема 15 Коллоидная химия
Основная литература
- 1 Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2003. - 527 c. 2 Физическая химия: Учебник: В 2 кн. / Под ред. К. С. Краснова. М.: Высшая школа, 2001. Кн. 1. Строение вещества. Термодинамика. 512 с., Кн. 2: Электрохимия. Химическая кинетика и катализ. 319 с. 3 Стромберг А.Г., Лельчук X.А., Картушинская А.И. Сборник примеров и задач по химической термодинамике. – М.: Высшая школа, 2009 - 192 с. 4 Кудряшов И. В., Каретников Г. С. Сборник примеров и задач по физической химии: Учебное пособие для вузов. М.: Альянс, 2008. - 527 с. 5 Михеева Е.В., Пикула Н.П., Карбаинова С.Н. Поверхностные явления и дисперсные системы. Коллоидная химия. Сборник примеров и задач. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – 126 с. 6 Бокштейн Б.С., Менделеев М.И., Краткий курс физической химии. - М., «ЧеРо» МИСИС, 2002. 7 Жуховицкий А.А, Шварцман Л.А. Физическая химия.- М., Металлургия, 1985. 8 Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1988. - 464 с. 9 Киреев В.А. Курс физической химии. - М., Химия, 1975. 10 Воюцкий С.С., Коллоидная химия. - М., Химия, 1975. 11 Фок Н.В. Сборник задач по химической кинетике. - М., Высшая школа, 1982. 12 Куккоз Ф.И., Кудрявцева И.Д., Гончаров В.И, Рыбянец К.А., Сборник задач по теоретической электрохимии. - М., Высшая школа, 1982.
Дополнительная литература
- 13 Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А. А. Равделя; А. М. Пономаревой. М.: ТИД "Аз-book", 2009,- 239 с. 14 Колпакова Н.А., Анисимова Л.С., Белихмайер Я.А. Сборник примеров и задач по электрохимии. – М.: Высшая школа, 2003.- 143 с. 15 Жаглов В.С. Шерегеда З.В. Практикум по физической и коллоидной химии.- У.-К., ВКГТУ, 2006. 16 Жаглов В.С., Шерегеда З.В. Сборник задач по химической термодинамике.- У. – К., ВКГТУ, 2005. 17 Годнев И.Н., Краснов К.С., Воробьёва В.К. и др. Физическая химия. - М., Высшая щкола, 1982 18 Даниельс Ф., Ольберти Р., Физическая химия.- М., Мир, 1978. 19 В.Н Захарченко Сборник упражнений и задач по физической и коллоидной химии. - М., Просвещение, 1978. 20 Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1976. – 512 с.
