Аннотация рабочей программы дисциплины Б1.В.ДВ.1.2 Математическое моделирование химических реакций Направление подготовки 04.06.01 - Химические науки Направленность подготовки 02.00.04 - Физическая химия Цели и задачи дисциплины: Цель дисциплины: Подготовка аспирантов к участию в исследованиях химических процессов проводимых в лабораторных условиях, освоение принципов математического моделирования сложных химических процессов. Задачи: - дать аспирантам углубленные представления о методах математического моделирования, численных методах решения систем уравнений и интегрирования систем дифференциальных уравнений? познакомить с основными типами химических задач, в которых используются методы математического моделирования; - сформировать современные представления, обобщающие, полученные на предыдущем этапе обучения сведения о термодинамике и кинетике химических процессов. 2. Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина «Математическое моделирование химических реакций» относится к вариативной части профессионального цикла (Б1.В.ДВ.1.2). Программа предназначена для аспирантов 2-го года обучения химического факультета. Современного специалиста-химика невозможно представить без знания кинетики сложных каталитических реакций. Необходимость углубленного изучения этого предмета диктуется, прежде всего, его практической значимостью. Разработка и управление различными технологическими процессами в химии требует всестороннего изучения их кинетики и квалифицированного использования полученных данных. Учитывая, что подавляющее большинство процессов, реализованных в промышленности представляет из себя сложные многокомпонентные системы, в которых протекают большое количество сопряженных последовательно-параллельных реакций, изучение современных подходов к их исследованию является совершенно необходимым. Полученные в ходе настоящего курса знания нужны и для приобретения навыков фундаментального исследования механизмов каталитических реакций. Для освоения дисциплины «Математическое моделирование химических реакций» обучающиеся используют знания, умения, практические навыки, способы деятельности и установки, сформированные в ходе изучения предметов «Физическая химия» (Б3.Б.4.), «Катализ» (Б3.В.ОД.3), «Математика» (Б2.Б.1.), «Кинетика каталитических реакций» (М2.В.ОД.1), «Математические методы в физической химии» (М2.В.ДВ.2) на предыдущем уровне образования. Изучение дисциплины «Математическое моделирование химических реакций» необходимо выполнения квалификационной работы в области физической химии, формирования профессиональных компетенций (ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-4) и дальнейшей профессиональной деятельности. Трудоемкость составляет 108 час (3 зач. ед.). 3. Формируемые компетенции. В ходе освоения данной дисциплины обучающийся формирует следующие компетенции: УК-3: готовностью участвовать в работе российских и международных исследовательских коллективов по решению научных и научно-образовательных задач; ОПК-1: способностью самостоятельно осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной области с использованием современных методов исследования и информационно-коммуникационных технологий ; ПК-1: уметь собирать и анализировать научную литературу с целью выбора направления исследования и самостоятельно составлять план исследования в рамках выбранного направления подготовки; ПК-2: самостоятельно определять перечень необходимых инструментальных методов исследования, используемых при выполнении диссертационной работы по выбранному 1. 1 направлению подготовки; современные способы обработки и интерпретации получаемых результатов; представлять возможности и ограничения методов; ПК-3: использовать современные специализированные вычислительные комплексы и базы данных при планировании химических исследований, для обработки и анализа экспериментальных данных, подготовке публикаций и презентаций результатов диссертационной работы; ПК-4 знать основные приемы и методы получения веществ, методы их идентификации, определения структуры и свойств с помощью уникального и серийного научного оборудования. 4. Знания, умения навыки, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины аспирант должен: Знать: - основные понятия современной теории химической кинетики и катализа, закономерности зависимости кинетики каталитических реакций от условий проведения процесса; - основополагающие принципы функционирования сложных каталитических систем; - представлять возможности и ограничения методов. Уметь: - применять компьютерные (численные) и качественные методы исследования сложных каталитических реакций в решении задачи установления механизма химической реакции; - самостоятельно анализировать научную литературу и полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения; - самостоятельно определять перечень необходимых инструментальных методов исследования; современные способы обработки и интерпретации получаемых результатов; - уметь выстраивать логику рассуждений и формулировать обоснованные заключения. Владеть: - навыками работы с учебной и учебно-методической литературой; современными компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов, численных и графических задач, обработки и анализа экспериментальных результатов. 5. Содержание программы Численные методы решения систем линейных уравнений. Численные методы решения систем нелинейных уравнений. Методы численного интегрирования. 6. Виды учебной работы Лекции –24 час, семинарские занятия -24 час, самостоятельная работа - 60 час, коллоквиумы, предусмотрен зачет. 7. Технические средства обучения (оборудование) Помещения для проведения лекционных занятий, укомплектованные необходимым оборудованием, приборной базой, а именно: аудитории, оснащенные мультимедийными средствами для проведения аудиторных занятий (ауд. 402, 426, 423 корпус 6). Интернет-источники базы данных, информационно-справочные и поисковые системы 1) http://www.xumuk.ru/mmhts/ данный интернет источник – это сайт о химии 2) http://www.intuit.ru/department/calculate/intromathmodel/4/ данный интернет источник – это сайт Интернет Университет, на котором представлена лекция «Численные методы решения нелинейных уравнений». 3) http://www.intuit.ru/department/calculate/intromathmodel/11/ данный интернет источник – это сайт Интернет Университет, на котором представлена лекция «Компьютерное моделирование при обработке опытных данных» 4) http://www.uchites.ru/chislennye_metody/posobie данный интернет источник – это сайт Учитесь.ру, на котором представлен учебное пособие «Численные методы» 8. Формы текущего контроля успеваемости студентов Оценочные средства текущего контроля формируются в виде тестов, ситуационных задач, коллоквиумов. 9. Виды и формы промежуточной аттестации: зачет 10. Разработчик аннотации: проректор по научной работе, зав. кафедрой А.Ф. Шмидт 2