ОПИСАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «Физическая химия»

ОПИСАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
направление специальности:
«Физическая химия»
240801 – «Машины и аппараты химических производств»
3 семестр 2009/2010,
ЕН.Ф.08
1. Пререквизиты:
Дисциплины «Физическая химия» должно предшествовать изучение следующих
дисциплин:
Код
дисциплины
ЕН.Ф.01
Название дисциплины
Что должен знать студент
Математика
ЕН.Ф.03
Физика
ЕН.Ф.05
Общая и
неорганическая химия
ЕН.Ф.06
Органическая химия
ЕН.Ф.07
Аналитическая химия
и физико-химические
методы анализа
дифференциальное и интегральное исчисления, элементы теории функций
и
функционального
анализа,
дифференциальные
уравнения,
статистические методы обработки экспериментальных данных.
законы сохранения, кинематика и динамика твердого тела, жидкостей и
газов, электричество, природа химической связи; статистическая физика и
термодинамика: три начала термодинамики, термодинамические функции
состояния, фазовые равновесия и превращения, кинетические явления.
периодическая система и строение атомов элементов; химическая связь,
строение вещества в конденсированном состоянии; растворы, растворы
электролитов; равновесия в растворах; окислительно-восстановительные
реакции; гидролиз солей; скорость химических реакций; химия элементов
групп периодической системы.
классификация, строение и номенклатура органических соединений;
свойства основных классов органических соединений
методы количественного анализа, физико-химические методы анализа:
3. Кредитная стоимость дисциплины: 3 семестр -зачет.
4. Цель изучения дисциплины. Краткое содержание дисциплины.
Физическая химия – наука, раскрывающая существо химических процессов, связь
химических и физических явлений между собой и с процессами, протекающими в природе.
Основное внимание физическая химия уделяет изучению законов протекания химических реакций, в
первую очередь, изучению условий химического и фазового равновесия и зависимости направлений
процессов от ряда параметров; термодинамике растворов электролитов и неэлектролитов; вопросами
кинетики и катализа.
Цель изучения дисциплины: формирование современного химического мировоззрения,
понимания физико-химической сути процессов и приобретение навыков самостоятельной работы,
необходимых для использования полученных знаний и умений для изучения других
естественнонаучных, общепрофессиональных, специальных дисциплин и в дальнейшей практической
деятельности.
5. Результаты обучения:
В результате изучения дисциплины «Физическая химия» студент должен получить
представление:
 о содержании, значении физической химии, её методах и задачах;
 о взаимосвязи и взаимодействии физической химии как раздела химии с другими
естественными и техническими науками; об основных объектах химии и химических процессах; о
взаимосвязи состава, структуры, свойств и реакционной способности химических веществ; о
термодинамической теории ЭДС; о каталитических процессах, свойствах катализаторов и методах
описания кинетики каталитических реакций;
 о новейших открытиях и достижениях в области физической химии и перспективах их
использования в химической технологии;
знать и уметь использовать:


основные понятия, термины и законы физической химии;
методы теоретического и экспериментального исследования в физической химии; методы
предсказания возможности протекания химических реакций;
 кинетическое описание протекающих процессов;
 методы расчета тепловых эффектов химических процессов; методы расчета химического
равновесия; методы определения электропроводности растворов электролитов; методы расчета
электродвижущей силы гальванических элементов;
 принципы, законы, следствия и другие составляющие физической химии для анализа
конкретных объектов химической технологии с учетом природных и климатических особенностей
региона;
иметь опыт:
 безопасной работы с химическими приборами и оборудованием; выполнения
необходимых физико-химических расчетов, экспериментов с применением соответствующих
методик, средств измерений и лабораторного оборудования; численных оценок величин, характерных
для физической химии;
 определения фазового состава систем; определения физико-химических величин веществ
(теплоты парообразования, теплоты растворения, теплоты нейтрализации и др.);
 обобщения и обработки экспериментальной информации в виде лабораторных отчетов;
определения физико-химических свойств растворов электролитов методами кондуктометрии и
потенциометрии.
6. Содержание дисциплины: ЛЕКЦИИ (27 часов):
третий семестр - 27 часов.
Темы: Введение. Первый закон термодинамики. Термохимия (2 часа). Теплоемкость, зависимость
теплоемкости от температуры (2 часа). Второе начало термодинамики. Энтропия (3 часа).
Термодинамические потенциалы (2 часа). Химическое равновесие (2 часов). Фазовое равновесие (2
часа). Растворы (2 часа) Термодинамика растворов электролитов (2 часа). Электродвижущие силы (4
часа). Химическая кинетика (4 часа). Катализ ( 2 часа).
Практические занятия (18 часов): третий семестр (18 часов)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Применение первого начала термодинамики. Расчет тепловых эффектов
химических реакций при постоянной температуре.
Теплоемкость. Уравнение Кирхгофа и его использование
Расчет изменения энтропии в различных процессах.
Расчет изменения энергии Гиббса и энергии Гельмгольца
Расчет константы равновесия хим. реакции и равновесного состава.
Влияние различных факторов и определение направления реакции.
Зависимость константы равновесия от температуры.
Использование уравнения Краузиуса - Клайперона для расчета фазовых
равновесий в однокомпонентных системах.
Фазовые диаграммы состояния двухкомпонентных систем
Способы расчета концентрации растворов. Парциальные молярные величины
Законы предельно разбавленных растворов
Электрическая проводимость растворов электролитов. Законы Фарадея.
Электролиз.
Определение электродных потенциалов и ЭДС элементов
Применение метода ЭДС для расчета физико-химических величин.
Расчет константы скорости химической реакции. Методы определения порядка
реакций
Кинетика сложных реакций.
Зависимость константы скорости реакции от температуры
7. Основная и дополнительная литература
1) Основные учебники:
2 часа
1 часа
1 часа
1 часа
1 часа
1 часа
1 часа
1 часа
2 часа
1часа
1 часа
1часа
2 часа
1 часа
1 часа
1. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. Учебн. пособие для вузов. – М.: Высшая
школа, 1999, 512 c.; 1988, 496 с.; 1973. 480 с.
2. Стромберг А.Г., Лельчук X.А., Картушинская А.И. Сборник примеров и задач по химической
термодинамике. – М.: Высшая школа, 1985. 192 с.
3. Колпакова Н.А. Сборник задач по электрохимии. – М: Высшая школа, 2003. 143 с.
4. Краткий справочник физико-химических величин. Под ред. Мищенко К.П., Равделя А.А. – Л.:
Химия, 1974. 200 с. или Под ред. Равделя А.А., Пономаревой А.М. – Л.: Химия, 1983, 232 с.
5. Киселева Е.В., Каретников Г.С., Кудряшов И.В. Сборник примеров и задач по физической
химии. – М.: Высшая школа, 1994, 544 с.; 1983, 520 с; 1978, 426 с.
8) Дополнительная литература:
1. Фролов Ю.Г., Белик В.В. Физическая химия – М.: Высш. шк., 1992. 367 с.
2. Физическая химия. Под редакцией Краснова К.С. – М.:Высш. шк., 1995, ч.1, 512 с.; ч. 2, 319 с.
3. Практикум по физической химии. Под редакцией В.В. Буданова, Н.К. Воробьева. – Л.: Химия,
1986, 352 с.
4. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. – М.: Химия, 1978. 622 с.
5. Голиков Г.А. Руководство по физической химии: Учебн. пособие для хим.-технол.спец. вузов.
– М.: Высш.шк., 1988 – 383 с.
8. Использование
компьютера:
в
самостоятельной
работе
при
обработке
экспериментальных данных и оформлении отчетов по лабораторным работам.
9. Лабораторные работы: (18 часов).
Третий семестр (18 часов)
1. Вводная беседа. Техника безопасности.
1 час
2. Определение теплоты растворения неизвестной соли.
2 час
3. Определение теплоты парообразования легколетучей жидкости.
2 часа
4. Термический анализ систем фенол–дифениламин.
3 часа
5. Определение электропроводности, степени и константы диссоциации
растворов слабых электролитов.
2 часа
6. Определение чисел переноса.
2 часа
7. Определение рН раствора, произведения растворимости соли и среднего
коэффициента активности сильного электролита методом потенциометрии.
2 часа
8. Изучение кинетики реакции омыления сложного эфира щелочью
2 часа
9. Изучение скорости разложения мочевины
2 часа
10. Курсовые проекты или работы (не предусмотрены учебным планом).
11. Индивидуальные домашние задания (см. рекомендуемые задачники по химической
термодинамике, электрохимии, химической кинетики).
Преподаватель: _________________________________Тартынова М.И.
Дата:___________________