УТВЕРЖДАЮ Проректор -директор ИПР ___________А. К

УТВЕРЖДАЮ
Проректор -директор ИПР
___________А. К. Мазуров
«___»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП _____240100 Химическая технология ________
ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ:
Химическая технология неорганических веществ
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) _______бакалавр__________________
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА ____2011____ г.
КУРС__3,4_____ СЕМЕСТР ____6,7____
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ __11____
ПРЕРЕКВИЗИТЫ ______ Б.2. Б.1. – Б. 3;_Б.3 Б.3______________
КОРЕКВИЗИТЫ ____ Б.3. Б4; Б.3.Б.5___________________________
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции__________________ _72 час.
Практические занятия_____ _108 час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ _180_ час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА _198_ час.
ИТОГО _378_ час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ _______очная_______
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ _ экзамен
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ____кафедра ОХТ__
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ _______________ В. В. Коробочкин
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
_______________ В. М. Погребенков
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
_______________ В. В. Коробочкин
2010 г.
1. Цели освоения дисциплины
Цели дисциплины и их соответствие целям ООП
Код Цели
освоения
цели «Теоретические
основы
неорганических веществ»
дисциплины Цели ООП
технологии
Ц1
Формирование способности понимать физикохимическую сущность процессов и использовать
основные законы термодинамики и кинетики в
комплексной производственно-технологической
деятельности
Ц2
Формирование способности выполнять расчеты
физико-химических параметров химических
процессов на основе эксергетического и
термодинамического методов анализа, расчеты
скорости протекания процессов как научной базы
оценки совершенства химико-технологических
процессов и энергетических схем химических
производствФормирование творческого мышления,
объединение фундаментальных знаний основных
законов и методов проведения физико-химических
исследований, с последующей обработкой и
анализом результатов исследований
Ц3
Ц5
Формирование навыков самостоятельного
проведения теоретических и экспериментальных
физико-химических исследований
Подготовка выпускников к
производственнотехнологической деятельности в
области химических
технологий,
конкурентоспособных на
мировом рынке химических
технологий.
Подготовка выпускников к
проектно-конструкторской
деятельности в области
химических технологий,
конкурентоспособных на
мировом рынке химических
технологий.
Подготовка выпускников к
научным исследованиям для
решения задач, связанных с
разработкой инновационных
методов создания химикотехнологических процессов,
веществ и материалов
Подготовка выпускников к
самообучению и непрерывному
профессиональному
самосовершенствованию
2. Место дисциплины в структуре ООП
Согласно ФГОС и ООП «Химическая технология» дисциплина
«Теоретические основы технологии неорганических веществ» является базовой
дисциплиной и относится к профессиональному циклу.
Код дисциплины
Наименование дисциплины
Кредиты Форма
ООП
контроля
Модуль Б.3.3. (специальный), 4 профиль – Химическая технология неорганических
веществ
Базовая часть
2
Б.3 В.3.2
Теоретические
основы
неорганических веществ
технологии 11
экзамен
До освоения дисциплины «Теоретические основы технологии неорганических
веществ» должны быть изучены следующие дисциплины (пререквизиты):
Код дисциплины Наименование дисциплины
Кредиты
Форма
ООП
контроля
Пререквизиты
Модуль Б. 2. Б. (математический)
Б.2 Б. 1.
Математика
20
экзамен
Модуль Б. Б.2. 2 (физический)
Б.2 Б.2. 2.
Физика
9
экзамен
Модуль Б. Б.2. 3 (химический)
Б. 2.Б. 6
Физическая химия
15
экзамен
Б.2 Б. 3.
Общая и неорганическая химия
11
экзамен
Б.3 Б.3
Общая химическая технология
4
экзамен
При изучении указанных дисциплин (пререквизитов) формируются «входные»
знания, умения, опыт и компетенции, необходимые для успешного освоения
дисциплины «Теоретические основы технологии неорганических веществ».
В результате освоения дисциплин (пререквизитов) студент должен:
Знать:
 основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры,
дискретной математики, теории дифференциальных уравнений, теории
вероятностей и математической статистики;
 законы Ньютона и законы сохранения, элементы механики жидкостей,
законы термодинамики, статистические распределения, законы электростатики,
волновые процессы, геометрическую и волновую оптику, основы квантовой
механики, строение многоэлектронных атомов, строение ядра, классификацию
элементарных частиц;
 электронное строение атомов и молекул, основы теории химической связи
в соединениях разных типов, строение вещества в конденсированном состоянии,
химические свойства элементов различных групп периодической системы и их
важнейших соединений;
 начала термодинамики и основные уравнения химической термодинамики;
методы термодинамического описания химических и фазовых равновесий в
многокомпонентных системах; термодинамику растворов электролитов и
электрохимических систем;
 уравнения формальной кинетики и кинетики сложных, цепных, гетерогенных
и фотохимических реакций; основные теории гомогенного, гетерогенного и
ферментативного катализа;
Уметь:

проводить анализ функций, решать основные задачи теории вероятности и
математической статистики, решать уравнения и системы дифференциальных
уравнений;

решать типовые задачи, связанные с основными разделами физики,
3
использовать физические законы;
 выполнять основные химические операции, определять термодинамические
характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ,
использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные
и количественные соотношения неорганической химии;
 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
формах для кинетически простых реакций и прогнозировать влияние температуры
на скорость процесса;
 проводить кинетические расчеты сложных химических процессов;
 осуществлять выбор аппаратурного оформления процессов переработки в
технологии неорганических веществ
Владеть:
 методами проведения физических измерений, методами корректной оценки
погрешностей при проведении физического эксперимента;
 теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ
на основе электронного строения их атомов и положения в периодической системе
химических элементов, экспериментальными методами определения физикохимических свойств неорганических соединений.
 навыками вычисления тепловых эффектов химических реакций при
заданной температуре в условиях постоянства давления или объема; констант
равновесия химических реакций при заданной температуре; давления насыщенного
пара над индивидуальным веществом, состава сосуществующих фаз в
двухкомпонентных системах;
 методами определения констант скорости реакций различных порядков по
результатам кинетического эксперимента.
В результате освоения дисциплин (пререквизитов) обучаемый должен
обладать следующими общепрофессиональными компетенциями:
 использовать знания о современной физической картине мира,
пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания
окружающего мира и явлений природы;
 использовать знания о строении вещества, природе химической связи в
различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и
механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире;
 основные
закономерности
протекания химических
процессов
и
характеристики равновесного состояния, методы описания химических равновесий
в растворах электролитов;
 основные
уравнения
химической
термодинамики;
методы
термодинамического описания химических и фазовых равновесий в
многокомпонентных системах;
 основные уравнения диффузии в системах газ–твердое и газ–жидкость:
4
 основные уравнения кинетики и методы вычисления скорости химической
реакции;
Кроме того, для успешного освоения дисциплины «Теоретические основы
технологии неорганических веществ» параллельно должны изучаться дисциплины
(кореквизиты):
Код дисциплины Наименование дисциплины
Кредиты
ООП
кореквизиты
Модуль Б.Б.2.3 (химический)
Б. 3.Б. 4
Процессы и аппараты химической 14
технологии
Б.3 Б.5
Химические реакторы
4
Форма
контроля
экзамен
экзамен
3. Результаты освоения дисциплины
Результаты освоения дисциплины получены путем декомпозиции результатов
обучения (Р1, Р5), сформулированных в основной образовательной программе
240100 «Химическая технология», для достижения которых необходимо, в том
числе, изучение дисциплины «Теоретические основы технологии неорганических
веществ».
Планируемые результаты обучения согласно ООП
Код
Результат обучения (выпускник должен быть готов)
результата
Профессиональные компетенции
Применять естественнонаучные знания в профессиональной
Р1
деятельности
Проводить теоретические и экспериментальные исследования в
Р5
области современных химических технологий
Р6
Внедрять, эксплуатировать и обслуживать современное
высокотехнологичное оборудование, обеспечивать его высокую
эффективность, соблюдать правила охраны здоровья и безопасности
труда на химико-технологическом производстве, выполнять
требования по защите окружающей среды.
Р8
Самостоятельно учиться и непрерывно повышать квалификацию в
течение всего периода профессиональной деятельности.
Р10
Эффективно работать индивидуально и в коллективе,
демонстрировать ответственность за результаты работы и готовность
следовать корпоративной культуре организации.
Планируемые результаты освоения дисциплины «Теоретические основы технологии
неорганических веществ»
№ п/п
Результат
5
Применять знания законов термодинамики и кинетики, теорий,
уравнений, методов термодинамики и кинетики при изучении и
разработке химико-технологических процессов
2
Самостоятельно выполнять расчеты по термодинамике и кинетике
3
Применять методы термодинамического и кинетического анализа
процессов в аппаратах различных конструкций
4
Выполнять обработку и анализ данных, полученных при теоретических
и экспериментальных исследованиях
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
 основные законы термодинамики и кинетики;
 свойства различных рабочих тел и методы расчета параметров и
процессов изменения их состояния;
 количественные и качественные методы термодинамического анализа
процессов с целью повышения тепловой экономичности, уменьшения капитальных
затрат, уменьшения или сведения к минимуму отрицательного воздействия на
окружающую среду в процессе эксплуатации этого оборудования.
 кинетический подход к анализу протекания химических реакций,
параметры, позволяющие повысить скорость реакции, применение катализаторов.
Уметь:
 проводить необходимые термодинамические и кинетические расчеты;
 осуществлять выбор оптимальных вариантов при решении практических
задач,
связанных
с
совершенствованием
и
работой
разнообразного
теплотехнического оборудования.
Владеть:
 навыками вычисления изменений внутренней энергии и работы газа в
термодинамическом процессе: изобарном, изохорном, изотермном, адиабатном и
политропном процессах;
 методами расчета констант скоростей химических реакций;
 аппаратурным оформлением технологических схем производств аммиака,
минеральных кислот и минеральных удобрений;
 методами расчета термодинамических процессов реальных газов и паров
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие
компетенции:
1. Универсальные (общекультурные):
 готовность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства,
способность приобретать новые знания в области естественных наук;
 понимать роль охраны окружающей среды и рационального
природопользования для развития и сохранения цивилизации.
2. Профессиональные:
общепрофессиональные:
 способность
и
готовность
использовать
основные
законы
естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;
 способность применять методы теоретического и экспериментального
исследования;
производственно-технологическая деятельность:
1
6
 способность и готовность осуществлять технологический процесс в
соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения и
управления 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.
4. Структура и содержание дисциплины
4.1
Аннотированное содержание разделов дисциплины
1. Характеристика химико-технологических систем технологии неорганических
веществ (4 часа)
Значение производств неорганических веществ в народном хозяйстве. Важнейшие
продукты: аммиак, водород и другие технологические газы, кислоты, щелочи,
минеральные удобрения, соли. Их назначение, отечественное и мировое
производство. Особенности сырья и схема взаимодействия материальных потоков в
ТНВ. Основные показатели химико-технологических систем – степень
превращения, выход продукта, интенсивность превращения, селективность,
энергетические затраты. Производственный материальный и тепловой балансы.
Основы переработки производственных отходов.
2. Физико-химические основы технологии неорганических веществ (16 часов).
2.1. Термодинамический анализ обратимых и необратимых процессов.
Термодинамические параметры системы. Уравнение состояния. Энтропия как
критерий равновесия и спонтанности процессов. Связь энтропии и
термодинамических параметров. Общие условия равновесия, термодинамические
потенциалы. Химический потенциал. Влияние различных факторов на состояние
равновесия. Главное уравнение термодинамики.
2.2. Термодинамика газожидкостных превращений в неорганической технологии.
Реальные газы. Уравнение состояния реальных газов и смесей. Сжимаемость газов,
летучесть. Влияние технологических параметров температуры и давления на
летучесть. Туманообразование.
2.3. Термодинамика растворов.
Физико-химические и термодинамические параметры растворов. Способы
выражения концентраций, активность.
Особенности равновесия в системах насыщенный пар-раствор. Термодинамика
равновесия в системы пар-раствор. Закон Рауля-Генри. Законы Коновалова.
Влияние давления на растворимость.
Насыщенные и пересыщенные растворы, метастабильное и лабильное состояние.
2.4. Термодинамика твердофазных взаимодействий. Термодинамическая оценка
твердофазных взаимодействий.
Механизм твердофазных реакций и физико-химические факторы его определяющие.
Активное состояние реагентов и его роль в твердофазных процессах, активирование
реагентов изменением их химической и термодинамической предистории.
Структурные и фазовые превращения твердых тел.
7
2.5. Гетерогенные фазовые превращения в многокомпонентных системах.
Равновесия гетерогенных систем. Правило фаз. Классификация фазовых диаграмм.
Трехкомпонентные системы. Объемы и поля кристаллизации. Эвтоника.
Изображение состава систем. Двойные соли и кристаллогидраты.
Четырехкомпонентные системы. Типы систем: простая, взаимная пара солей.
Объемы и поля кристаллизации.
3. Кинетика и катализ в ТНВ (16 часов)
3.1. Кинетика химических реакций и скорость протекания процессов.
Кинетика сложных химических процессов: обратимых, последовательных,
параллельных.
Стадии
протекания,
лимитирующая
стадия.
Влияние
технологических параметров на скорость реакций.
Кинетика гетерогенных реакций. Факторы, влияющие на скорость процессов
(температура, давление, дисперсность фаз). Диффузионное торможение.
Связь кинетических и термодинамических аспектов ХТС.
3.2. Каталитические реакции. Каталитически активная фаза. Характеристика
катализаторов ТНВ. Активность и селективность катализаторов.
4. Основные методы химико-технологической переработки в ТНВ (36 часов)
4.1. Термохимические процессы.
Обжиг. Виды обжига твердого сырья. Факторы, влияющие на скорость обжига.
4.2. Сорбционные процессы разделения газовых смесей.
Классификация сорбционных методов разделения газов. Основные процессы
абсорбции и адсорбции. Влияние технологических параметров на сорбционный
процесс. Жидкие абсорбенты и твердые адсорбенты, используемые в ТНВ и
способы их регенерации.
4.3. Разделение жидких однородных смесей.
Характеристика и классификация бинарных систем. Простая перегонка, виды
перегонки, применение в ТНВ. Ректификация, ее использование при производстве
неорганических веществ. Низкотемпературная ректификация.
4.4. Экстракция.
Фазовое равновесие в системах жидкость-жидкость. Законы распределения
реагентов и продуктов. Селективность экстракции. Достоинства процесса по
отношению к другим методам разделения жидких смесей.
4.5. Растворение твердых веществ.
Виды процессов растворения. Скорость растворения и пути ее увеличения.
Выщелачивание. Примеры процессов растворения в ТНВ.
4.6. Выпаривание водных растворов кислот и солей.
Термодинамический анализ процесса выпаривания. Физико-химические явления
при выпаривании. Примеры выпаривания растворов и суспензий.
4.7. Кристаллизация.
Стадии процесса кристаллизации: образование зародышей, рост кристаллов.
Кинетика процесса. Промышленные методы кристаллизации и пути
интенсификации процесса.
4.8. Гранулирование.
Гранулирование как метод улучшения физических свойств порошкообразных
материалов. Промышленные методы гранулирования.
4.8. Сушка порошков и гранул
8
Гигроскопические свойства кристаллических веществ: гигроскопическая точка.
Гигроскопичность и слеживаемость неорганических солей и удобрений. Причины и
способы устранения. Механизм и кинетика сушки. Способы сушки.
4.2
Структура дисциплины
Структура дисциплины «Теоретические основы технологии неорганических
веществ» по разделам и видам учебной деятельности с указанием временного
ресурса в часах представлена в табл.1..
Таблица 1
Структура дисциплин по разделам и формам организации обучения
Название раздела
Аудиторная работа (час)
СРС Итого
(час) (час)
Лекции
Практ.
занятия
1. Характеристика химико4
4
8
16
технологических
систем
технологии
неорганических
веществ
2. Физико-химические основы
16
28
40
84
технологии
неорганических
веществ
3. . Кинетика и катализ в ТНВ
16
22
50
88
4. Основные методы химико36
54
100 190
технологической переработки в
ТНВ
Итого
72
108
198 378
5. Образовательные технологии
Для достижения планируемых результатов обучения, в дисциплине
«Теоретические основы технологии неорганических веществ» используются
различные образовательные технологии:
1. Информационно-развивающие технологии, направленные на формирование
системы знаний, запоминание и свободное оперирование ими.
Используется лекционно-семинарский метод, самостоятельное изучение
литературы, применение новых информационных технологий для самостоятельного
пополнения знаний, включая использование технических и электронных средств
информации.
2. Деятельностные практико-ориентированные технологии, направленные
на формирование системы профессиональных практических умений при
проведении экспериментальных исследований, обеспечивающих возможность
качественно выполнять профессиональную деятельность.
Используется сравнение количественных и качественных методов
термодинамического анализа, выбор метода, в зависимости от объекта исследования
в конкретной производственной ситуации и их практическая реализация.
Рассматривается влияние катализаторов на скорость и селективность процессов,
определяются пути повышения производительности технологических схем.
3. Развивающие проблемно-ориентированные технологии, направленные на
9
формирование и развитие проблемного мышления, мыслительной активности,
способности видеть и формулировать проблемы, выбирать способы и средства для
их решения.
Используются виды проблемного обучения: освещение основных проблем
химической промышленности сегодняшнего дня, о возможных путях ее развития, на
лекциях, учебные дискуссии, коллективная мыслительная деятельность в группах
при выполнении поисковых работ, решение задач повышенной сложности. При
этом используются первые три уровня (из четырех) сложности и самостоятельности:
проблемное изложение
учебного материала преподавателем;
создание
преподавателем проблемных ситуаций, а обучаемые вместе с ним включаются в их
разрешение; преподаватель лишь создает проблемную ситуацию, а разрешают её
обучаемые в ходе самостоятельной деятельности.
4. Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие в
ходе учебного процесса учет различных способностей обучаемых, создание
необходимых условий для развития их индивидуальных способностей, развитие
активности личности в учебном процессе. Личностно-ориентированные технологии
обучения реализуются в результате индивидуального общения преподавателя и
студента при экспресс-опросе, при выполнении домашних индивидуальных
заданий, решении задач повышенной сложности, на еженедельных консультациях.
Для целенаправленного и эффективного формирования запланированных
компетенций у обучающихся, выбраны следующие сочетания форм организации
учебного процесса и методов активизации образовательной деятельности,
представленные в табл. 2.
Таблица 2
Методы и формы организации обучения (ФОО)
Методы
ФОО
Лекци Практ.
ЭксСРС
и
занятия опрос
IT-методы
+
+
Работа в команде
+
Case-study
+
+
Игра
+
Методы проблемного обучения
+
+
Обучение на основе опыта
+
+
Опережающая самостоятельная
+
+
работа
Проектный метод
+
+
Поисковый метод
+
+
Исследовательский метод
+
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
6.1 Текущая самостоятельная работа (СРС)
Текущая самостоятельная работа по дисциплине «Теоретические основы
технологии неорганических веществ», направленная на углубление и закрепление
10
знаний студента, на развитие практических умений, включает в себя следующие
виды работ:
 работа с лекционным материалом;
 изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
 подготовка к практическим занятиям;
 выполнение домашних индивидуальных заданий;
 подготовка к самостоятельным и контрольным работам;
 подготовка к экзамену.
6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР)
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа по
дисциплине «Теоретические основы технологии неорганических веществ»,
направленная на развитие интеллектуальных умений, общекультурных и
профессиональных компетенций, развитие творческого мышления у студентов,
включает в себя следующие виды работ по основным проблемам курса:
 поиск, анализ, структурирование информации;
 выполнение расчетных работ, обработка и анализ данных;
 решение задач повышенной сложности, в том числе комплексных задач;
 анализ научных публикаций по определенной преподавателем теме.
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований
№ п/п Тема
1
Изучение
термодинамических
расчетов,
связанных
с
совершенствованием и работой разнообразного технологического
оборудования
2. Темы индивидуальных домашних заданий
№ п/п Тема
1
Расчет термических параметров состояния термодинамической системы,
представленной смесью газов
2
Расчет практического выхода аммиака при различной температуре в слое
катализатора
3
Расчет процесса конверсии природного газа
4
Термодинамический анализ трубчатой печи.
3. Темы, выносимые на самостоятельную проработку
№ п/п
Тема
1
Основные понятия термодинамики.
2
Первый и второй законы термодинамики, их следствия.
3
4
Теплоемкость. Способы расчета.
Фазовое равновесие. Основные понятия. Однокомпонентные системы.
Диаграммы состояния воды, серы.
11
5
6
7
8
Двухкомпонентные системы. Поля кристаллизации, эвтектика. Правило
соединительной прямой и рычага. Кривые растворимости и плавкости с
явными и скрытыми максимумами.
Кинетика. Основные понятия. Способы определения порядка реакции.
Выпаривание водных растворов. Движущая сила процессов
выпаривания.
Диффузионные взаимодействия в системах газ-твердое и жидкость-газ.
6.4. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух
форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Самоконтроль зависит от определенных качеств личности, ответственности
за результаты своего обучения, заинтересованности в положительной оценке своего
труда, материальных и моральных стимулов, от того насколько обучаемый
мотивирован в достижении наилучших результатов. Задача преподавателя состоит в
том, чтобы создать условия для выполнения самостоятельной работы (учебнометодическое обеспечение), правильно использовать различные стимулы для
реализации этой работы (рейтинговая система), повышать её значимость, и
грамотно осуществлять контроль самостоятельной деятельности студента (фонд
оценочных средств).
6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Для организации самостоятельной работы студентов (выполнения
индивидуальных домашних заданий; самостоятельной проработки теоретического
материала, подготовки по лекционному материалу; подготовки к экспресс-опросу,
контрольным работам) преподавателями кафедры разработаны следующие учебнометодические пособия и указания:
Учебное пособие:
1. В.В. Коробочкин, Д.А. Горлушко, И.В. Фролова. Производство карбоната
натрия: учебное пособие. – Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2010. –110 с.
2. Технология катализаторов. Часть I. Методы приготовления катализаторов:
учебное пособие /В.В. Коробочкин, Е.А. Ханова. – Томск: Изд-во Томского
политехнического университета, 2008. – 51 с.
3. Технология
катализаторов.
Часть
II.
Технологические
схемы
приготовления промышленных катализаторов /В.В. Коробочкин. – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2008. – 90 с.
4. Швалев Ю.Б., Коробочкин В.В. Общая химическая технология.
Химические процессы и реакторы: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –
180 с.
5. С.В. Эрдман. Техническая термодинамика и теплотехника. Издательство
ТПУ, Томск, 2007, 88 с.
Методические указания к самостоятельным, индивидуальным, практическим и
контрольным работам
12
6. Эрдман С.В. Термодинамические параметры состояния – Изд-во ТПУ,
2004, 2006.
7. Эрдман С.В. Техническая термодинамика и теплотехника - Изд-во ТПУ,
2005-2006.
Кроме того, для выполнения самостоятельной работы рекомендуется
литература, перечень которой представлен в разделе 9.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения
дисциплины
Средства (фонд оценочных средств) оценки текущей успеваемости и
промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины
«Теоретические основы технологии неорганических веществ» представляют собой
комплект контролирующих материалов следующих видов:
 Входной контроль представляет собой перечень из 10-20 основных вопросов,
ответы на которые студент должен знать в результате изучения предыдущих
дисциплин (общей и неорганической химии, математики, физики, физической
химии). Поставленные вопросы требуют точных и коротких ответов. Входной
контроль проводится в письменном виде на первой лекции в течение 15 минут.
Проверяются входные знания к текущему семестру.
 Самостоятельные работы представляют собой короткие задания, в виде 1-3
вопросов, выполняются на практических занятиях в течение 5-10 минут.
Проверяются знания текущего материала: уравнения, формулировки законов,
основные понятия и определения; умения применять эти законы для конкретных
процессов, степень овладения термодинамическими расчетами.
 Экспрессные опросы (8 комплектов). Представляют собой набор коротких
вопросов по определенной теме, требующих быстрого и короткого ответа.
Проверяются знания текущего материала: основные законы в математической
форме, диаграммы состояния.
 Контрольные работы (3 комплекта по 25 вариантов). Состоят из
практических вопросов по основным разделам курса. Проверяется степень усвоения
теоретических и практических знаний, приобретенных умений на репродуктивном и
продуктивном уровне.
 Экзаменационные билеты состоят из теоретических (2 вопроса) и
практических вопросов (1 вопрос) по всем разделам, изучаемым в семестре.
 Контрольные задания для проверки остаточных знаний по дисциплине
«Теоретические основы технологии неорганических веществ» (20 вариантов по 3
задания в каждом). Задания включают в себя все основные разделы курса
«Теоретические основы технологии неорганических веществ», рассчитаны на
письменное выполнение в течение 10 минут. Предназначены для проверки знаний,
умений и навыков при решении конкретных задач.
Разработанные контролирующие материалы позволяют оценить степень
усвоения теоретических и практических знаний, приобретенные умения и владение
опытом на репродуктивном уровне, когнитивные умения на продуктивном уровне, и
способствуют формированию профессиональных и общекультурных компетенций
студентов.
13
8.
Рейтинг качества освоения дисциплины
В соответствии с рейтинговой системой, текущий контроль производится
ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения
теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической
деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем).
Промежуточная аттестация (экзамен) проводится в конце семестра также
путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов
текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце
семестра по результатам экзамена и зачета. Максимальный итоговый рейтинг
соответствует 100 баллам.
Для сдачи каждого задания устанавливается определенное время сдачи (в
течение недели, месяца и т.п.). Задания, сданные позже этого срока, оцениваются
два раза ниже, чем это установлено в рейтинг-плане дисциплины.
14
Таблица 3
Рейтинг-план освоения дисциплины «Теоретические основы технологии неорганических веществ» в течение шестого семестра
Темы лекций
Название
лабораторных работ
1
Основы
Введение
Значение
производств
неорганических веществ в
народном
хозяйстве.
Важнейшие
продукты:
аммиак, водород и другие
технологические
газы,
кислоты,
щелочи,
минеральные
удобрения,
соли.
Их
назначение,
отечественное и мировое
производство. Особенности
сырья
и
схема
взаимодействия
материальных потоков в
Баллы
Темы
практических
занятий
(решаемые
задачи)
Баллы
Баллы
Характеристи
ка
химикотехнологическ
их
систем
технологии
неорганически
х веществ
Расчет
термических
параметров состояния
газа и смеси газов.
Удельная теплоемкость
1
15
18
3
36
54
90
100
190
И
т
о
г
о
Практическая деятельность
Название
раздела
Недели
Текущий контроль
Теоретический материал
Число недель
Количество кредитов
Лекции, час
Практические занятия, час
Лабораторные занятия час.
Всего аудиторных занятий, час
Самостоятельная работа, час
ВСЕГО, час
1
Индивидуальные
задания
(рубежные
контрольные
работы,
рефераты и т.п.)
ИДЗ №1
2
Проблемноориентирован
ные задания
(НИРС
в
рамках
дисциплины
и др.)
Ит
ого
Баллы
Техническая термодинамика и теплотехника
Институт природных ресурсов
Общей химической технологии
третий
№ 2Д04
Коробочкин Валерий Васильевич, профессор
Баллы
Дисциплина
Институт
Кафедра
Семестр
Группы
Преподаватель
ТНВ.
.
2
Основные
показатели
химико-технологических
систем
–
степень
превращения,
выход
продукта,
интенсивность
превращения,
селективность,
энергетические
затраты.
Производственный
материальный и тепловой
балансы..
1
Первый
закон
термодинамики.
Составление тепловых
балансов
1
3
Второй закон
термодинамики
1
1
Основы
переработки
производственных отходов.
1
Процесс
парообразования
при
постоянном давлении.
1
Второй закон
термодинамики
Расчет
количества
нитрозных газов для
очистки.
Расчет
процессов
парообразования.
Н-S диаграмма
4
Термодинамическ
ие процессы
реальных газов и
паров
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1
Термодинамический анализ 1
5
обратимых и необратимых
6
7
Термодинамика
газожидкостных
превращений
неорганической
1
в
технологии.
Термодинамика
твердофазных
взаимодействий.
Термодинамическая оценка
твердофазных
взаимодействий.
2
1
1
14
процессов
Физикохимические
основы
технологии
неорганических
веществ
ИДЗ №2
1
16
Расчет
процессов
конверсии природного
газа
Растворение диоксида
углерода в растворах
МЭА
1
Расчет
фазового
состава смесей оксидов
металлов
1
1
ИДЗ № 3
2
Гетерогенные
фазовые
превращения
в
многокомпонентных
системах
8
Расчет
диаграмм
системы
1
Всего по контрольной точке (аттестации) № 2
и .Кинетика
химических 1
9 Кинетика
катализ в ТНВ
реакций
и
скорость
1
0
1
1
Каталитические
реакции
протекания процессов.
Кинетика
гетерогенных
реакций.
1
Каталитически
фаза.
1
активная
1
1
2
Всего по контрольной точке (аттестации) № 3
Катализаторы конверсии 1
1 Характеристика
катализаторов
ПГ
3 ТНВ.
Конверсия
моноксида 1
1
углерода
4
Катализ
в
синтезе 1
1
аммиака.
5
1
6
1
7
Очистка
газов
оксидов азота
Влияние технологических
параметров на скорость
реакций.
Определение
лимитирующей
стадии
процесса
1
Формирования
каталитически
активной
фазы
производстве КМ
1
1
ИДЗ № 4
2
в
Влияние
фазового
состава катализатора
на его активность
1
Особенности
никелевого
катализатораа
Расчет циклов газовых
Выбор
схемы
конверсии СО
Расчет
фазового
состава
восстановленного
катализатора.
1
Расчет потерь платины
в процессе окисления
аммиака
Расчет
степени
превращения на СВД
катализаторе
1
10
1
от
1
10
Активность и селективность
катализаторов.
Платиновые
катализаторы
тройных
состояния
1
17
1
1
1
Решение задач
повышенной
сложности
5
Катализаторы окисления 1
1
диоксида серы
8
Всего по контрольной точке (аттестации) № 4
Итоговая текущая аттестация
Экзамен
Итого баллов по дисциплине
Контрольная
работа
10
26
60
40
100
«_1»__09__2011г.
Зав. кафедрой ____________________________ В. В. Коробочкин
Преподаватель __________________________ В. В. Коробочкин
18
9.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины


основная литература:
1. Позин М.Е., Зинюк Р.Ю. Физико-химические основы неорганической
технологии. – Л: Химия, 1985.– 383 с.
2. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика.– М.: Химия, 1975.–585 с.
3. Третьяков Ю.Д. Твердофазные реакции. – М.: Химия, 1978. – 359с.
4. Пинаев Г.Ф., Печковский В.В. Основы теории химико-технологических
процессов. – Минск: Высшая школа, 1973
5. Крестовников А.Н., Вигдорович В.Н. Химическая термодинамика. – М:
Изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1961. – 275 с.
дополнительная литература:
1. Хейвуд Р. Термодинамика равновесных процессов. – М.: Мир, 1983.-491 с.
2. Расчеты по технологии неорганических веществ / Под ред. М.Е.Позина. –
П.: Химия, 1977. – 288 с.
3. Дыбина П.В., Соловьева А.С., Вишнин Ю.И. Расчеты по технологии
неорганических веществ. –М.: Высшая школа, 1967. – 523 с.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
№
п/п
1
2
Наименование
(компьютерные
учебные лаборатории, оборудование)
классы, Аудитория,
количество
установок
Учебная лаборатория, оснащенная компьютерами (12 шт.) 2 корпус, 127 ауд.
Учебная лаборатория
2 корпус, 116 ауд.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки____240100
Химическая технология
Программа одобрена на заседании
(протокол №6/11 от «26» августа 2010 г.)
Автор Коробочкин В.В..._________________
Рецензент____________________________
21