МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ» УТВЕРЖДАЮ Декан экономического факультета _________________________ «_____» ____________20 г. Р АБ О Ч А Я П Р О Г Р А М М А _____________________________ (ДИСЦИПЛИНЫ, МОДУЛЯ) РП ВГУИТ Б2.Б.7.260800 – 2012 Наименование дисциплины ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Направление подготовки 260800 «Технология продукции и организация общественного питания» Профиль (специализация) подготовки Квалификация выпускника бакалавр (бакалавр, специалист, магистр) Воронеж – 2011 1. Цели и задачи дисциплины Целями освоения дисциплины «Физическая и коллоидная химия» являются: – развитие способности применять полученные знания в профессиональной деятельности; – обучение практическим навыкам рационального выбора решения конкретных задач. Задачи изучения дисциплины – обеспечение общенаучной подготовки по физической и коллоидной химии, способствующей пониманию процессов и явлений, сопутствующих технологии общественного питания, использованию современных научных методов познания природы и владение ими на уровне, необходимом для решения задач, возникающих при выполнении профессиональных функций. Решение задач освоения дисциплины физическая и коллоидная химия позволит обеспечить комплексную подготовку бакалавров в области производственно-технологической деятельности в части осуществления контроля за соблюдением технологического процесса производства продукции питания, внедрении новых видов сырья, высокотехнологических производств продукции питания, нового технологического оборудования; научно-исследовательской деятельности в части участия в выполнении эксперимента, проведении наблюдений и измерений, составлении их описания и формулировке выводов, использование современных методов исследования и моделирования для повышения эффективности использования сырьевых ресурсов при производстве продукции питания, участия в разработке продукции питания с заданными функциональными свойствами, определенной биологической, пищевой и энергетической ценностью. 2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина входит в цикл математических и естественнонаучных дисциплин (базовая часть, Б2.Б.7) ФГОС ВПО РФ. Для изучения дисциплины на основе освоения студентами смежных дисциплин студент должен: знать: математика: основные понятия и методы математического анализа, дифференциального и интегрального исчислений, теории вероятности и математической статистики; физика: основные физические законы и закономерности протекания физических процессов; неорганическая химия: атомно-молекулярное учение, периодическая система элементов, химическая связь, комплексные соединения, координационная связь, окислительно-восстановительные процессы, основы электрохимии; способы выражения содержания компонентов в растворах и свойства растворов сильных и слабых электролитов; свойства важнейших неорганических соединений; аналитическая химия и физико-химические методы анализа: основы качественного и количественного химического анализа, гравиметрии, титриметрии, инструментальных методов анализа; способы выражения концентрации растворов и способы приготовления растворов; методы разделения и концентрирования веществ; уметь: математика: выбирать оптимальные методы и средства решения конкретных задач, оценивать и правильно толковать полученные результаты; физика: использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности; неорганическая химия: проводить расчеты концентрации растворов различных соединений; использовать знание свойств важнейших неорганических соединений для предсказания направления и характера возможных химических превращений в технологии продуктов общественного питания; аналитическая химия и физико-химические методы анализа: отбирать среднюю пробу, выбирать метод анализа, проводить качественный и количественный анализ веществ; пользоваться аналитическими весами, мерной посудой, готовить и стандартизировать растворы, работать с основными типами приборов, применяемых в анализе; выполнять расчеты; пользоваться литературой; владеть: математика: методами математического исследования прикладных вопросов, переводя реальные задачи на математический язык; физика: современными и классическими методами проведения физических измерений; методами оценки погрешностей при проведении экспериментов; неорганическая химия: навыками выполнения химических лабораторных операций; методами синтеза неорганических соединений; навыками расчета состава и физико-химических свойств растворов неэлектролитов, сильных и слабых электролитов; аналитическая химия и физико-химические методы анализа: методами проведения качественного и количественного анализа веществ, а так же методами контроля свойств готовой продукции и выбора рациональных условий ведения процесса. Дисциплина «Физическая и коллоидная химия» предшествует изучению курсов «Процессы и аппараты пищевых производств» (Б3.Б.6), «Биохимия» (Б2.Б.6), «Технология продукции общественного питания» (Б3.В.1), «Безопасность жизнедеятельности» (Б3.Б.1), «Физико-химические основы обработки сырья на предприятиях общественного питания» (Б2.ДВ.2). Полученные знания необходимы студентам при подготовке, выполнении и защите выпускной квалификационной работы и при решении научноисследовательских задач в будущей профессиональной деятельности. 3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций выпускника: использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования. Умеет использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ПК-3); умеет проводить исследования по заданной методике и анализировать результаты экспериментов (ПК-30). В результате освоения дисциплины студент должен: знать фундаментальные разделы физической и коллоидной химии: термохимия, растворы и гетерогенные равновесия, кинетика и катализ, адсорбция, адгезия и смачивание, устойчивость и разрушение дисперсных систем, электрокинетические явления в дисперсных системах; уметь вычислять тепловые эффекты различных процессов; определять направление протекания самопроизвольных процессов; рассчитывать константу рав- новесия и выход продуктов реакции; проводить очистку веществ в лабораторных условиях; обеспечивать устойчивость и разрушать дисперсные системы; использовать полученные знания для управления предприятиями питания с учетом возможных изменений физико-химических свойств пищевого сырья; пользоваться литературой; владеть навыками выполнения химических лабораторных операций, вычисления тепловых эффектов различных процессов, определения направления протекания самопроизвольных процессов, расчета константы равновесия и выхода продуктов реакции; проведения очистки веществ в лабораторных условиях; способами обеспечения устойчивости и разрушения дисперсных систем; навыками использования полученных знаний для управления предприятиями общественного питания. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц. Виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины Аудиторные занятия: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛБ) и (или) другие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа: Расчетно-графические работы (5 стр.) Проработка материала по конспекту лекций Проработка материала по учебнику Подготовка к аудиторной контрольной работе Реферат и (или) другие виды самостоятельной работы Виды аттестации (зачет, экзамен) Всего часов 180 68 34 – – 34 3 34 34 17 Семестр 4 146 34 17 17 17 – 76 5 1,2=6 170,52=17 171,0=17 161,0=16 76 6 17 17 16 20 20 зачет / экзамен зачет 36 (экзамен) 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п 1 Наименование раздела дисциплины Основы химической термодинамики 2 Химическое равновесие 3 Фазовые равновесия и учение о растворах 4 Химическая кинетика и катализ 5 Поверхностные явления в дисперсных системах Содержание раздела (указывается в дидактических единицах) Первый закон термодинамики. Термохимия. Второй и третий законы термодинамики. Энтропия. Термодинамические потенциалы. Изотерма химической реакции. Константы химического равновесия. Влияние температуры и давления на химическое равновесие. Основы термодинамики гетерогенных систем. Фазовое равновесие в однокомпонентных системах. Фазовые равновесия в многокомпонентных системах. Коллигативные свойства растворов. Формальные кинетические уравнения односторонних реакций. Влияние температуры на скорость простых химических реакций. Гомогенный, гетерогенный и ферментативный катализ. Свободная поверхностная энергия. Адсорбция. Поверхностно-активные вещества. Адгезия. Смачивание. Устойчивость и нарушение устойчивости дисперсных систем. Коагуляция 6 Двойной электрический слой. Электрокинетический потенциал. Электрокинетические явления. Факторы, определяющие устойчивость дисперсных систем. Концентрационная и нейтрализационная коагуляция. 5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № п/п Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 Процессы и аппараты пищевых производств Биохимия Технология продукции общественного питания Безопасность жизнедеятельности Физико-химические основы обработки сырья на предприятиях общественного питания №№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 5.3. Разделы дисциплины и виды занятий № п/п 1 2 3 4 5 6 Наименование раздела дисциплины Основы химической термодинамики. Химическое равновесие. Фазовые равновесия и учение о растворах. Химическая кинетика и катализ. Поверхностные явления в дисперсных системах. Устойчивость и нарушение устойчивости дисперсных систем. Коагуляция. Лекции, час ЛР, час 6 3 5 3 8 4 4 5 4 8 9 9 5.3.1. Лекции № Наименование раздела дисциплины 1 Модуль 1 Основы химической термодинамики 2 Химическое равновесие 3 Фазовые равновесия и учение о растворах 4 Химическая кинетика и катализ Тематика лекционных занятий Первый закон термодинамики и его применение к некоторым процессам. Термохимия. Калорийность пищевых продуктов. Второй закон термодинамики и его приложение. Изменение энтропии и направление самопроизвольных процессов в изолированных системах. Термодинамические потенциалы: изобарноизотермический, изохорно-изотермический. Химический потенциал. Химическое равновесие. Уравнение изотермы химической реакции. Влияние температуры и давления на смещение равновесия химической реакции. Условия термодинамического равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Равновесие в однокомпонентных, двухкомпонентных и трехкомпонентных гетерогенных системах. Коллигативные свойства растворов. Формальная химическая кинетика. Скорость простых гомогенных химических реакций нулевого, первого, второго и n-го порядков. Методы определения порядка и константы скорости простых химических реакций. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Энергия активации. Понятие о сложных химических реакциях (параллельных, последовательных, цепных). Катализ. Свойства катализаторов. Гомогенный и гетерогенный катализ. Ферментативный катализ. Трудоемкость, час 6 3 5 3 5 Модуль 2 Поверхностные явления в дисперсных системах 6 Устойчивость и нарушение устойчивости дисперсных систем. Коагуляция Основные свойства и классификация дисперсных систем. Поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Адсорбция на границе газ-жидкость. Поверхностно-активные вещества. Поверхностная активность. Адсорбция на границе твердое тело-газ и твердое тело-раствор. Основные теории адсорбции газов твердыми телами: теории Ленгмюра, Поляни, БЭТ. Характеристики твердых адсорбентов. Правила подбора адсорбентов. Адгезия. Смачивание. Гидрофилизация и гидрофобизация поверхности. Возникновение электрического заряда на поверхности раздела. Потенциалопределяющие ионы и противоионы. Двойной электрический слой. Электрокинетический потенциал. Строение мицеллы гидрофобного золя. Электрокинетические явления. Седиментационная устойчивость дисперсных систем. Факторы, определяющие седиментационную устойчивость. Нарушение седиментационной устойчивости и разделение фаз. Потенциальная кривая. Факторы, определяющие агрегативную устойчивость коллоидных систем. Нарушение устойчивости, концентрационная и нейтрализационная коагуляция 8 9 5.3.2. Практические занятия (семинары) Не предусмотрены 5.3.3. Лабораторный практикум № п/п 1 Наименование раздела дисциплины Основы химической термодинамики 2 Химическое равновесие 3 Фазовые равновесия и учение о растворах 4 Химическая кинетика и катализ 5 Поверхностные явления в дисперсных системах 6 Устойчивость и нарушение устойчивости дисперсных систем. Коагуляция Наименование лабораторных работ Трудоемкость, час № 1. Определение интегральной мольной энтальпии растворения кристаллических солей. № 2. Определение энтальпии образования твердого раствора. № 3. Определение константы равновесия реакции этерификации. № 4. Распределение вещества между двумя несмешивающимися жидкостями. № 5. Равновесия жидкость-жидкость в трехкомпонентной системе. 2 2 4 3 2 № 6. Определение константы скорости и энергии активации реакции йодирования ацетона. 4 № 7. Адсорбция на границе раздела газ-жидкость. Поверхностно-активные вещества. № 8. Адсорбция органических кислот из водных растворов на активном угле. № 9. Определение электрокинетического потенциала гидрофобного золя методом электрофореза. № 10. Коагуляция и устойчивость гидрофобных золей. 4 4 3 6 5.3.4. Занятия, проводимые в интерактивных формах обучения № п/п Наименование раздела дисциплины Вид занятий (лекции, практические, лабораторные) 1 Химическое равновесие Лабораторное занятие 2 Фазовые равновесия и учение о растворах Лекция Вид интерактивной формы обучения Работа в малых группах Эвристическая беседа Трудоемкость, час 2 2 3 Устойчивость и нарушение устойчивости дисперсных систем. Коагуляция Лабораторное занятие Работа в малых группах 4 КИМ для интерактивного занятия № 1, 3 Параметр Баллы Студент выполнил самостоятельно всю необходимую часть работы, активно участвует в обсуждении, подготовил аргументы в пользу решения, предложил альтернативы. Студент выслушивал мнения других. Студент внес вклад в работу группы. Студент выполнил самостоятельно не всю необходимую часть работы, активно участвует в обсуждении, не подготовил аргументы в пользу решения, предложил альтернативы. Студент выслушивал мнения других. Студент внес вклад в работу группы. Студент частично выполнил самостоятельно часть работы, безынициативно участвовал в обсуждении, не подготовил аргументы в пользу решения, мало предлагал альтернативы. Студент выслушивал мнения других, допускал коммуникативные ошибки. Студент не внес вклад в работу группы. Студент исполнял роль наблюдателя. Не внес вклада в групповой ответ. 5 4 3 2 КИМ для интерактивного занятия № 2 (эвристическая беседа) При проведении лекции в интерактивной форме выявляются студенты, которые дали максимальное количество правильных ответов на поставленные вопросы. Активность студента будет учтена при проведении промежуточного контроля по разделу дисциплины, к которому относится прочитанная в интерактивной форме лекция, путем добавления 0,5-1 балла к общей оценке. 6. Форма и содержание текущего и промежуточного контроля 6.1. Текущий контроль Принятие отчетов по лабораторным работам, текущие опросы при постановке задач на лабораторных работах. (Прослеживается по рейтинговой оценке знаний студентов). № № Тема семестра недели 5 Основы химической термодинамики 9 Химическое равновесие 3 Фазовые равновесия и учение о рас13 творах 17 Химическая кинетика и катализ Поверхностные явления в дисперсных 5-9 системах 4 Устойчивость и нарушение устойчиво11-17 сти дисперсных систем. Коагуляция Вид контроля Отчет по лабораторной работе Отчет по лабораторной работе Отчет по лабораторным работам Отчет по лабораторной работе Отчет по лабораторным работам Отчет по лабораторным работам 6.2. Промежуточный контроль № семестра № недели 12 3 15 17 10 4 17 Тема Основы химической термодинамики. Химическое равновесие. Фазовые равновесия и учение о растворах. Химическая кинетика и катализ. Поверхностные явления в дисперсных системах. Устойчивость и нарушение устойчивости дисперсных систем. Коагуляция. Вид контроля ТЗ ТЗ Т3 К, ТЗ К, ТЗ ВАРИАНТ ТЕСТОВОГО ЗАДАНИЯ ДЛЯ СДАЧИ РАЗДЕЛА «ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ» 1. Первый закон термодинамики для бесконечно малого изменения состояния системы: 1. Q dU A 2. Q dU A 3. Q dU A 4. Q dU A 2. (_____________) система обменивается с окружающей средой энергией и веществом. 3. Изменение параметров состояния во всяком круговом процессе 1 больше нуля 2 меньше нуля 3 равно нулю 4 максимально 5. минимально 4. Соответствие между термодинамическим процессом и его определяющим параметром: А) изотермический а) Т = const Б) изобарный б) р = const В) изохорный в) V = const Г) адиабатический г) Q = const 5. Функции состояния: р, V, T, H, A, U, Q. 6. Соответствие между условиями протекания процесса и выражением I закона термодинамики А) V = const а) Q U Б) р = const б) Q Н В) Т = const в) Q А Г) Q = const г) A U 7. Внутренняя энергия и энтальпия связаны уравнением: 1. Н U pV 2. Н U pV 3. Н U RT 4. Н U R 8. Для идеального газа Ср и СV соотносятся: 1. C p CV R 2. C p / CV R 3. C p CV R 4. C p CV RT 9. Стандартная теплота сгорания сахарозы равна –5646,73 кДж/моль. Это тепловой эффект реакции: 1. 11/2О2 + 12С + 11Н2 = С12Н22О11, ∆Н10 2. С12Н22О11 + 12О2 = 12СО2 + 11Н2О, ∆Н20 3. С12Н22О11 + 6О2 = 12СО + 11Н2О, ∆Н30 4. С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6, ∆Н40 10. Число микросостояний системы, соответствующее данному макросостоянию – это термодинамическая (_____________). 11. Калорийность пищевых продуктов определяют в калориметрической бомбе при 1. Q = const 2. V = const 3. р = const 4. T = const 12. Математическое выражение II закона термодинамики: Q 1. dS T Q 2. dS T Q 3. dS T Q 4. S T 13. Стандартные теплоты образования жидкой и газообразной воды равны соответственно –285,83 кДж/моль и –241,81 кДж/моль. Теплота испарения воды равна 1. –44,02 2. 44,02 3. 527,64 4. –527,64 14. График зависимости теплового эффекта от температуры, выраженной уравнением H H 0 aT Н Н Т Т А Б Н Н Т Т В Г 15. Термодинамическая вероятность (W) и энтропия (S) связаны уравнением: 1. W k ln S 2. S k ln W ln W 3. S k k 4. S ln W ВАРИАНТ ТЕСТОВОГО ЗАДАНИЯ ДЛЯ СДАЧИ РАЗДЕЛА «ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ» 1. Соответствие уравнений реакций между газообразными веществами и выражений констант равновесия реакции: Р2 А) 2A + B = 2C а) Kp = 2 C PA PB P3P Б) A + 2B = 3C+D б) Kp = C D2 PA PB P2P В) 2A = B + 2C в) Kp = C 2 B PA 2. На константу равновесия Кс идеальной реагирующей системы оказывает влияние природа участников реакции парциальные давления компонентов температура концентрация. 3. Энергия (_______) – химическое сродство в изобарно–изотермических условиях, а энергия (________) – химическое сродство в изохорно–изотермических условиях. 4. Для реакции 2A+2B = 3C, протекающей в идеальной газовой системе, Кр и Кс связаны между собой соотношением: Кр = КсRT, Кр = Кс(RT)–1, Кр = Кс, Кр = 1/Кс. 5. Для химической реакции A + B = C + D, протекающей в идеальной газовой системе Кр меньше Кс, Кр равно Кс, Кр больше Кс, сравнить Кр и Кс нельзя, не зная какие это вещества. 6. При термодинамической константе равновесия Ка реакция А) К а 1 а) находится в состоянии равновесия Б) К а 10 40 б) протекает с образованием исходных веществ В) К а 10 в) протекает с образованием продуктов Г) К а 10 40 3 г) протекает преимущественно с образованием продуктов. 7. Для реакции А + В С + D, протекающей при р, Т = const стандартное сродство rG0 и константа равновесия Ка связаны уравнением: a a 1. G G 0 RT ln C D aB a A 2. G 0 RT ln K a a a 3. G RT ln C D ln K a aB a A 4. G RT ln K a 8. Выход продуктов реакции увеличивается в ряду: G 0 = 450 кДж; G 0 = 45 кДж; G 0 = –45 кДж G 0 = –450 кДж 9. Увеличение температуры экзотермической реакции …. 1. сместит равновесие влево, 2. сместит равновесие вправо, 3. не изменит положения равновесия, 4. остановит реакцию. 10. График характеризует реакцию Kp 1. без теплового эффекта, 2. эндотермическую, 3. с изменением теплового эффекта, 4. экзотермическую. T 11. Для увеличения выхода продукта эндотермической реакции типа A+B = 2C, протекающей в газовой фазе, нужно … 1. увеличить температуру 2. снизить давление 3. уменьшить температуру 4. повысить давление 12. Для определения теплового эффекта реакции по данным о значениях констант равновесия Кр при разных температурах нужно построить график: Kp Kp 1/T T А Б lnKp lnKp T 1/T В Г КИМ для теста по разделу «ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ» Параметр Студент ответил на 12 вопросов Студент ответил на 10 – 11 вопросов Студент ответил на 7 – 9 вопросов Студент ответил менее, чем на 7 вопросов Баллы 5 4 3 2 ВАРИАНТ ТЕСТОВОГО ЗАДАНИЯ ДЛЯ СДАЧИ РАЗДЕЛА «ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ И УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ» 1. Условие термодинамического равновесия в трехкомпонентной (1, 2, 3) двухфазной (, ) системе выражается условием: 1 1 1 2 1 2 3 1. 2 2 ; 2. 2 3 ; 3. 1 2 3 3 1 3 3 2. (__________) – это часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела и характеризующаяся одинаковыми физическими и химическими свойствами во всех точках. 3. Химический потенциал компонента раствора при соответствующих условиях выражается уравнением: G А) i а) р, T = const ni n n i F Б) i ni n ni б) V, T = const U В) i ni n ni в) V, S = const H Г) i ni n ni г) р, S = const 4. Правило фаз Гиббса для системы, на которую влияют только давление и температура записывается: 1. С = К – Ф + n 2. С = К – Ф + 2 3. С = К + Ф – 2 4. С = Ф – К + n 5. Число термодинамических степеней свободы однокомпонентной системы, находящейся под влиянием давления и температуры и содержащей твердую и жидкую фазы в состоянии равновесия равно (____). 6. (__________) точка – это точка на диаграмме, параметры которой соответствуют одновременному сосуществованию трех фаз (твердой, жидкой и газообразной) находящихся в равновесии. 7. Число термодинамических степеней свободы в тройной точке равно (_______). 8. Уравнение Клаузиуса – Клапейрона 1. испарения 2. плавления 3. любых 4. возгонки d ln p H ф.п. применимо для процессов: dT RT 2 9. Математическое соотношение между общим давлением насыщенного пара р над двухкомпонентным идеальным раствором и мольными долями х компонентов имеет вид 1. р р1о р 2о 2. р р1о x1 р 2о x 2 3. р р1 р 2 4. р р1 x1 р2 x2 . 10. Жидкость кипит при условии 1. p pвн 2. p p о 3. p pн.д. 4. pн.д. pвн 11. (_______________) – это нераздельно кипящая смесь, в которой составы жидкости и равновесного с нею пара одинаковы. 12. При растворении сахарозы в воде при постоянных давлении и температуре изменение энергии Гиббса системы 1. ΔG > 0 2. ΔG < 0 3. ΔG = 0 4. ΔG ≤ 0 13. (_________________) – это явление повышения температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого растворителя. 14. Криоскопическая константа растворителя для 0,1-моляльного водного раствора вещества, замерзающего при –0,5 °С (н. у.) равна (________) 15. Осмотические давления π водных 0,005-моляльных растворов глюкозы и сульфата натрия при одинаковой температуре находятся в соотношении: 1. С6 Н12О6 Na2SO4 , так как С6Н12О6 – неэлектролит; 2. С6 Н1 2О6 Na2 SO4 , так как Na2SO4 – электролит; 3. С6 Н12О6 Na2SO4 , так как π зависит только от концентрации и температуры; 4. С6 Н1 2О6 Na2 SO4 , так как молярная масса глюкозы больше. ВАРИАНТ ТЕСТОВОГО ЗАДАНИЯ ДЛЯ СДАЧИ РАЗДЕЛА «ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ» 1. Выражение для скорости реакции имеет вид 1) исходного вещества 2) продукта реакции dC , если С – концентрация … d 2. (____________) – это число частиц, реагирующих в элементарном акте химического превращения. 3. Молекулярность может принимать значения: 1) -1 2) 0 3) ½ 4) 1 5) 2 6) 3 4. Константа скорости химической реакции не зависит от 1) концентрации реагирующих веществ 2) температуры 3) катализатора 4) природы реагирующих веществ 5. Для реакций одного порядка в одинаковых условиях энергия активации одной (Е1) больше энергии активации второй (Е2), а константа скорости первой … (больше или меньше?) константы скорости второй. 6. (______________) – вещество, изменяющее скорость реакции, и остающееся химически неизменным в конце процесса 7. При введении катализатора в реакционную смесь не изменяется: 1) скорость реакции 2) константа скорости реакции 3) энергия активации реакции 4) константа химического равновесия обратимой реакции 8. Скорость реакции между растворами хлорида калия и нитрата серебра, концентрации которых составляют 0,2 и 0,3 моль/дм3 соответственно, а k = 1,510–3 дммоль–1с–1, равна ______ моль/(дм3с) 1) 910–5 2) 610–2 3) 910–3 4) 910–1 9. Чтобы скорость реакции не изменилась при уменьшении концентрации водорода в 2 раза в системе 2Н2(г) + О2(г) = 2Н2О(г), необходимо концентрацию кислорода … 1) уменьшить в 2 раза 3) можно не изменять 2) увеличить в 2 раза 4) увеличить в 4 раза 10. Если при разбавлении раствора в 3 раза, скорость элементарной гомогенной реакции уменьшается в 9 раз, то общий порядок реакции равен (________) 11. При повышении давления в 2 раза скорость гомогенной элементарной химической реакции 2NO + Cl2 = 2NOCl увеличится в _____ раз(-а) 1) 8 2) 2 3) 6 4) 4 12. При уменьшении объема системы в 2 раза скорость химической реакции 2NO + О2 = 2NO2 …. 1) увеличится в 8 раз 3) увеличится в 2 раза 2) уменьшится в 8 раз 4) уменьшится в 2 раза 13. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. Скорость реакции, при повышении температуры от 300 С до 340 С увеличивается в ____ раз 1) 27 2) 12 3) 81 4) 9 14. Уравнение реакции, скорость которой не изменяется с увеличением давления, имеет вид … 1) 2NO(г) + О2 = 2NO2(г) 2) MgCO3(т) = MgO(т) + CO2(г) 3) MgO(т) + СО2(г) = MgCO3(т) 4) 2SO3(г) = 2SO2(г) + О2(г) 15. Увеличение скорости реакции под действием катализатора происходит в результате … 1) уменьшения энергии активации 2) уменьшения концентрации продуктов 3) увеличения температуры 4) увеличения концентрации реагентов ВАРИАНТ ТЕСТОВОГО ЗАДАНИЯ ДЛЯ СДАЧИ РАЗДЕЛА «ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ» 1. Раздробленную фазу дисперсной системы называют (___________), а нераздробленную – (___________). 2. Дисперсными системами, относящимися к аэрозолям, являются … 1) пена 3) дым 2) пемза 4) туман 3. Размер частиц коллоидных растворов находится в пределах …, м 1) 10–4 – 10–2 2) 10–5 – 10–3 3) 10–9 – 10–7 4. При уменьшении размера частиц дисперсной фазы удельная поверхность … 1) уменьшается 2) увеличивается 3) остается неизменной 5. Наличие поверхностного натяжения на межфазной поверхности обусловлено 1) различной плотностью взаимодействующих фаз 2) определенной ориентацией молекул в поверхностном слое 3) нескомпенсированностью силового поля 6. Характерный признак строения молекул поверхностно-активных веществ – включение двух фрагментов … 1) неполярных 2) положительно и отрицательно заряженных ионов 3) полярного (гидрофильного) и неполярного (гидрофобного) 7. Молекулы ПАВ на границе водный раствор-воздух ориентируются так, что гидрофобная часть обращена к 1) воздуху 2) воде 8. К поверхностно-активным веществам относятся: 1) СН3СООН 3) NaOH 2) C2H5OH 4) СН3CH2СООН 9. Поверхностная активность органических спиртов в водных растворах возрастает в ряду: С4Н9ОН, С2Н5ОН, С3Н7ОН 10. Изотерма адсорбции Ленгмюра соответствует рисунку: Г Г Г С А Г С Б С В С Г 11. Изотерма адсорбции на рисунке соответствует следующим органическим кислотам: Г А) изотерма 1 а) С2Н5СООН 1 Б) изотерма 2 б) СН3СООН 2 3 В) изотерма 3 в) С4Н9СООН 4 Г) изотерма 4 г) С3Н7СООН С 12. Самопроизвольное концентрирование вещества на поверхности раздела фаз называют …. 13. Для адсорбционной очистки воды от примесей уксусной кислоты (СН3СООН) следует использовать 1) силикагель 2) активный уголь 3) бентонитовые глины 14. Уравнение, количественно характеризующее зависимость величины адсорбции от равновесной концентрации или парциального давления при постоянной температуре, называют (_________) адсорбции 1) изобарой 2) изотермой 3) адиабатой 4) изохорой 15. Поверхностная активность карбоновых кислот и их растворимых солей в водных растворах с увеличением длины углеводородного радикала … 1) уменьшается 2) не изменяется 3) изменяется хаотично 4) возрастает ВАРИАНТ ТЕСТОВОГО ЗАДАНИЯ ДЛЯ СДАЧИ РАЗДЕЛА «УСТОЙЧИВОСТЬ И НАРУШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. КОАГУЛЯЦИЯ» 1. При возникновении электрического заряда на поверхности дисперсной фазы поверхностная энергия … 1) возрастает 2) остается неизменной 3) снижается 2. Двойной электрический слой состоит из (____________) и (_____________) частей. 3. Составные части мицеллы: А) mFe(OH )3 Б) mFe (OH )3 nFe3 3n x Cl В) mFe (OH )3 nFe x 3 Г) mFe (OH )3 nFe3 3n x Cl x а) мицелла xCl б) агрегат в) частица г) ядро 4. Электрокинетический потенциал возникает на поверхности … 1) частицы 2) мицеллы 3) ядра 4) агрегата 5. Направленное движение частиц дисперсной фазы во внешнем электрическом поле – … 1) электрофорез 2) электроосмос 3) потенциал протекания 6. Для отрицательно заряженного золя йодида серебра AgI неиндифферентными электролитами являются: 1) NaI 2) KNO3 3) AgNO3 4) Na2HPO4 7. Образование коллоидных растворов возможно в реакциях… 1) 2КОН + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O 2) AgNO3 + KI = AgI + KNO3 3) BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl 4) MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O 8. Коллоидные частицы золя, полученного при введении в разбавленный раствор K2SO4 насыщенного раствора BaCl2, имеют (_____) заряд 1) положительный 2) нулевой 3) отрицательный 9. Коагуляция – это (__________) частиц дисперсной фазы. 10. Коллоидная частица золя йодида серебра, находящаяся в растворе, содержащем ионы Н+, Ag+, NO3–, K+, в электрическом поле… 1) притягивается к катоду 2) совершает колебательные движения 3) остается неподвижной 4) притягивается к аноду 11. Концентрационная коагуляция сопровождается 1) снижением потенциала ядра и частицы 2) увеличением потенциалов ядра и частицы 3) снижением потенциала частицы и неизменным потенциалом ядра 12. С возрастанием заряда иона-коагулятора коагулирующая способность электролита … 1) уменьшается 2) не изменяется 3) увеличивается 13. Коагуляцию положительно заряженного золя гидроксида железа Fe(OH)3 вызывают ионы: Fe3+, Na+, SO42–, Al3+, PO43– 14. Наибольшее коагулирующее действие на золь с отрицательно заряженными коллоидными частицами оказывает … 1) KCl 2) AlCl3 3) FeSO4 4) K3PO4 15. Ион, при добавлении которого в коллоидную систему происходит ее разрушение, называют 1) адсорбционным 2) потенциалопределяющим 3) диспергирующим 4) коагулирующим КИМ для теста по разделам «ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ» «ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ И УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ» «ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ» «ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ» «УСТОЙЧИВОСТЬ И НАРУШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. КОАГУЛЯЦИЯ» Параметр Студент ответил на 15 вопросов Студент ответил на 12 – 14 вопросов Студент ответил на 8 – 11 вопросов Студент ответил менее, чем на 8 вопросов Баллы 5 4 3 2 ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ № 1 (раздел «Поверхностные явления в дисперсных системах») № Текст вопроса 01 02 Основные понятия и определения коллоидной химии. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности. Классификация дисперсных систем по структурно-механическим свойствам. Лиофильные и лиофобные дисперсные системы. Свободная поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Классификация поверхностных явлений. Основные понятия и определения адсорбция. Адсорбция на границе раздела жидкость-газ. Поверхностно-активные, поверхностноинактивные и поверхностно-неактивные вещества. Поверхностная активность. Правило Дюкло – Траубе. . Гидрофильно-липофильный баланс. Ориентация ПАВ в поверхностном слое. Изотермы поверхностного натяжения и адсорбции ПАВ. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса, его анализ. Уравнение мономолекулярной адсорбции Ленгмюра, его анализ. Адсорбция на твердых адсорбентах. Факторы, определяющие адсорбцию на твердых адсорбентах. Классификация твердых адсорбентов. Требования, предъявляемые к твердым адсорбентам. Правила подбора адсорбентов. Адсорбенты, применяемые в пищевой промышленности. 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Закон Генри. Уравнение Фрейндлиха, его анализ. Полимолекулярная адсорбция на твердых адсорбентах. Уравнение теории БЭТ, его анализ. Адсорбция газов на твердой поверхности. Капиллярная конденсация. Адсорбция в растворах. Закономерности молекулярной адсорбции. Определение активной поверхности твердых адсорбентов. Адсорбция в растворах электролитов. Ионная адсорбция. Адсорбция в растворах электролитов. Ионообменная адсорбция. Адгезия и когезия. Основные понятия. Работа адгезии и когезии. Уравнение Дюпре. Смачивание. Краевой угол. Уравнение Юнга. Гидрофилизация и гидрофобизация поверхности. Связь между работой адгезии и краевым углом смачивания. ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ № 2 (раздел «Устойчивость и нарушение устойчивости дисперсных систем. Коагуляция.») № Текст вопроса 01 Механизмы возникновения электрического заряда на поверхности раздела фаз. Уравнение Липпмана. Строение двойного электрического слоя (ДЭС) по Штерну. Потенциалопределяющие ионы и противоионы. Толщина ДЭС по Чепмену. Понятия поверхностного и электрокинетического потенциала. Изоэлектрическая точка. Строение мицеллы гидрофобного золя. Индифферентные электролиты и их влияние на поверхностный и электрокинетический потенциалы. Неиндифферентные электролиты и их влияние на поверхностный и электрокинетический потенциалы. Влияние температуры, рН и природы дисперсионной среды на электрокинетический потенциал. Электрокинетические явления. Электрофорез. Применение электрофореза. Электрокинетические явления. Электроосмос. Потенциал течения, потенциал осаждения. Седиментационная устойчивость коллоидных систем. Факторы, влияющие на седиментационную устойчивость. Агрегативная устойчивость. Факторы, влияющие на агрегативную устойчивость коллоидных систем. Коагуляция гидрофобных дисперсных систем. Концентрационная коагуляция. Коагуляция гидрофобных дисперсных систем. Нейтрализационная коагуляция. Кинетика коагуляции. Уравнение Смолуховского. Константа скорости быстрой коагуляции моно- и полидисперсных золей. Константа скорости медленной коагуляции. 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 КИМ для коллоквиумов Параметр Студент ответил на все вопросы, допустил не более 1 ошибки в ответе Студент ответил на все вопросы, допустил более 1, но менее 3 ошибок Студент ответил не на все вопросы, но в тех, на которые дал ответ не допустил ошибки Студент ответил не на все вопросы, допустил более 5 ошибок Баллы 5 4 3 2 Расчетно-практическая работа Зависимость поверхностного натяжения σ водного раствора ПАВ в интервале концентраций с от 10 до 250 моль/м3 при температуре 293 К описана уравнением Шишковского: о B ln( 1 Kс) , где σо – поверхностное натяжение воды; В, К – константы. 1. 2. 3. 4. 5. Рассчитать адсорбцию ПАВ при концентрациях 10, 50, 100, 150 и 250 моль/м3, воспользовавшись уравнением Гиббса. Определить величину предельной адсорбции. Рассчитать адсорбцию ПАВ при концентрациях 50, 100, 200, 300, 400 и 500 моль/м3, воспользовавшись уравнением Ленгмюра. Построить график зависимости адсорбции от концентрации ПАВ, на котором указать значения адсорбции, рассчитанные по уравнениям Гиббса и Ленгмюра. Рассчитать площадь, занимаемую молекулой в поверхностном слое, и длину молекулы. Необходимые для решения задачи данные приведены в табл. 1. Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Вещество 1-Бутанол Этанол 1-Пропанол Этилацетат Фенол Уксусная кислота Уксусный альдегид Метилацетат 2-Бутанол 2-Пропанол Пропионовая кислота Анилин B·103, Дж/м2 14,71 15,60 12,22 12,31 13,30 14,08 14,94 15,20 14,60 12,10 14,50 15,42 Т аб л иц а 1 К·103, м3/моль 10,5 20,4 7,8 8,3 21,3 8,4 7,2 20,9 15,5 18,6 14,3 9,8 6.3. Итоговый контроль ЗАЧЕТ Вопросы для итоговой аттестации № 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Текст вопроса Основные понятия и определения термодинамики. Первый закон термодинамики и его применение к различным процессам. Термохимия. Закон Гесса и следствия из него. Расчет тепловых эффектов химических реакций в стандартных условиях. Влияние температуры на тепловой эффект химических реакций. Теплоемкость. Закон Кирхгофа. Второй закон термодинамики. Энтропия. Энтропия и термодинамическая вероятность. Изменение энтропии при фазовом переходе, нагревании (охлаждении), при протекании химической реакции. Абсолютные значения энтропии твердых, жидких и газообразных веществ. Изобарно-изотермический и изохорно-изотермический потенциалы. Условия самопроизвольного протекания процесса в открытых системах. Химический потенциал как парциальное мольное свойство. Выражения для химического потенциала компонента идеальных и реальных систем. Химическое равновесие. Константы химического равновесия. Закон действующих масс. Уравнение изотермы химической реакции. Стандартное химическое сродство. Влияние температуры и давления на выход продуктов реакции. Термодинамика растворов. Условие термодинамического равновесия в идеальных и реальных растворах. Условие термодинамического равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Применение правила фаз к анализу диаграммы состояния воды. Равновесие в однокомпонентных гетерогенных системах. Уравнение Клаузиуса–Клапейрона. Фазовое равновесие жидкость-пар. Закон Рауля. Коллигативные свойства растворов. Осмос. Осмотическое давление. Фазовое равновесие жидкость-жидкость. Закон распределения Нернста. Основной закон химической кинетики. Порядок и молекулярность реакции. Кинетика простых необратимых химических реакций 0, 1, 2-го порядков Способы определения порядка простой химической реакции Влияние температуры на скорость простых химических реакций. Энергия активации Катализ: гомогенный, гетерогенный, ферментативный № 01 02 Примеры КИМ (билетов к зачету) Текст контрольно-измерительных материалов 1. Основные понятия и определения термодинамики. Первый закон термодинамики и его применение к различным процессам. 2. Химическое равновесие. Константы химического равновесия. Закон действующих масс. 3. Способы определения порядка простой химической реакции. 1. Термохимия. Закон Гесса и следствия из него. Расчет тепловых эффектов химических реакций в стандартных условиях. 2. Правило фаз Гиббса. Применение правила фаз к анализу диаграммы состояния воды. 3. Катализ: гомогенный, гетерогенный, ферментативный. КИМ зачета Параметр Студент ответил на все вопросы, допустил не более 1 ошибки в ответе Студент ответил на все вопросы, допустил более 1, но менее 3 ошибок Студент ответил не на все вопросы, но в тех, на которые дал ответ не допустил ошибки Студент ответил не на все вопросы, допустил более 5 ошибок Баллы 5 4 3 2 ЭКЗАМЕН Вопросы для итоговой аттестации № Текст контрольно-измерительных материалов 01 02 03 Основные понятия и определения коллоидной химии. Классификация дисперсных систем. Свободная поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Классификация поверхностных явлений. Основные понятия и определения адсорбции. Поверхностно-активные вещества. Ориентация ПАВ в поверхностном слое. Поверхностная активность. Правило Дюкло – Траубе. Гидрофильно-липофильный баланс. Изотермы поверхностного натяжения и адсорбции ПАВ. Определение величины адсорбции ПАВ через поверхностное натяжение их растворов на границе с воздухом. Нахождение длины молекулы ПАВ и площади, занимаемой ее в поверхностном слое. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса, его анализ. Уравнение мономолекулярной адсорбции Ленгмюра, его анализ. Факторы, определяющие адсорбцию на твердых адсорбентах. Свойства адсорбентов. Применение адсорбентов в пищевой промышленности (активный уголь, цеолиты, силикагель и др.). Закон Генри. Уравнение Фрейндлиха, его анализ. Уравнение теории полимолекулярной адсорбции БЭТ, его анализ. Адсорбция газов на твердых адсорбентах. Капиллярная конденсация. Закономерности молекулярной адсорбции из растворов. Определение удельной активной поверхности твердых адсорбента. Адсорбция в растворах электролитов. Ионная и ионообменная адсорбции. Адгезия и когезия. Уравнение Дюпре. Смачивание. Краевой угол. Уравнение Юнга и его анализ. Гидрофобизация и гидрофилизация твердой поверхности. Механизмы возникновения электрического заряда на поверхности раздела фаз. Уравнение Липпмана. Поверхностный потенциал. Строение двойного электрического слоя (ДЭС) по Штерну. Потенциалопределяющие ионы и противоионы. Толщина ДЭС по Чепмену. Электрокинетический потенциал. Строение мицеллы гидрофобного золя. Влияние температуры, рН и природы дисперсионной среды на электрокинетический потенциал. Индифферентные электролиты и их влияние на поверхностный и электрокинетический потенциалы. Неиндифферентные электролиты и их влияние на поверхностный и электрокинетический потенциалы. Электрокинетические явления. Электрофорез. Применение электрофореза. Экспериментальное определение -потенциала методом электрофореза. Электрокинетические явления. Электроосмос. Потенциал течения, потенциал осаждения. 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Седиментационная устойчивость коллоидных систем. Факторы, влияющие на седиментационную устойчивость. Агрегативная устойчивость коллоидных систем. Факторы, определяющие агрегативную устойчивость коллоидных систем. Коагуляция гидрофобных дисперсных систем. Концентрационная коагуляция. Коагуляция гидрофобных дисперсных систем. Нейтрализационная коагуляция. Кинетика коагуляции. Уравнение теории быстрой коагуляции Смолуховского. Константа скорости быстрой коагуляции моно- и полидисперсных золей. Константа скорости медленной коагуляции. Оптические свойства коллоидных систем. Поглощение света. Рассеяние света. Уравнение Релея, его анализ. Оптические методы исследования коллоидных систем. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Диффузия. Осмос. Примеры КИМ (билетов к экзамену) № 01 02 Текст контрольно-измерительных материалов 1. Основные понятия и определения коллоидной химии. Классификация дисперсных систем. 2. Механизмы возникновения электрического заряда на поверхности раздела фаз. Уравнение Липпмана. Поверхностный потенциал. 3. Электрокинетические явления. Электрофорез. Применение электрофореза. Экспериментальное определение -потенциала методом электрофореза. 1. Свободная поверхностная энергия. Поверхностное натяжение.. 2. Строение двойного электрического слоя (ДЭС) по Штерну. Потенциалопределяющие ионы и противоионы. Толщина ДЭС по Чепмену. Электрокинетический потенциал. 3. Оптические свойства коллоидных систем. Поглощение света. Рассеяние света. Уравнение Релея, его анализ. Оптические методы исследования коллоидных систем. КИМ экзамена (по билетам) Студенты, сдавшие коллоквиумы, освобождаются от ответа на вопросы по соответствующим разделам. Оценка за коллоквиум учитывается при выставлении итоговой оценки за экзамен. В случае спорной оценки студентам задается дополнительный вопрос. 7. Карта компетенций дисциплины 7.1 Наименование компетенций дисциплины Индекс компетенции № 1 ПК-3 2 ПК-30 Формулировка (из ООП) использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования. Умеет использовать нормативные правовые документы в своей деятельности умеет проводить исследования по заданной методике и анализировать результаты экспериментов 7.2 Компонентный состав дисциплины Перечень Модуль дисциплины Модуль 1 Пороговый уровень ПК-3 Состав компоненты Знает фундаментальные разделы физической химии; методику определения калорийности пищевых продуктов; методы теоретического прогнозирования изменения коллигативных свойств растворов в зависимости от их соста- Технологии формирования Средства и технологии оценки Объем в зачетных единицах Лекции; лабораторные занятия; тестовые задания Устные опросы, защита отчетов по лабораторным работам, зачет 0,2 ва; ПК-30 Продвинутый уровень ПК-3 Знает методы исследования физико-химических свойств пищевых систем (калориметрический, криоскопический, эбуллиоскопический и др.) Умеет теоретически и экспериментально определять калорийность пищевых продуктов; определять константу равновесия и выход продукта реакции ПК-30 Умеет выбрать способ обработки экспериментальных данных и дать анализ результатов эксперимента; Имеет навыки выполнения химических лабораторных операций Высокий Уровень Модуль 2 Пороговый уровень ПК-3 Знает фундаментальные разделы коллоидной химии; основные закономерности адсорбции, адгезии, смачивания и образования ДЭС; факторы агрегативной и седиментационной устойчивости дисперсных систем, факторы, способствующие повышению и нарушению устойчивости систем ПК-30 Знает методы исследования физико-химических свойств пищевых систем (реологический и др.) Продвинутый уровень ПК-3 Умеет проводить очистку веществ в лабораторных условиях; обеспечивать и нарушать устойчивость дисперсных систем; Владеет методами расчета адсорбции веществ на поверхности раздела фаз, адгезии, смачивания Лекции; лабораторные занятия; тестовые задания Устные опросы, защита отчетов по лабораторным работам, зачет 0,2 Лекции; лабораторные занятия, интерактивные занятия; Устные опросы, отчеты по лабораторным работам, зачет 0,3 Устные опросы, отчеты по лабораторным работам, зачет 0,3 Защита отчетов по лабораторным работам, экзамен 1 Защита отчетов по лабораторным работам; экзамен 1 Защита отчетов по лабораторным работам; экзамен 2 Лекции; лабораторные занятия, интерактивные занятия Лекции, лабораторные занятия; самостоятельная работа, тестовые задания Лекции, лабораторные занятия, самостоятельная работа, тестовые задания Лекции; лабораторные занятия; самостоятельная работа Высокий Уровень 7.3 Сводная таблица компетенций дисциплины Компетенции ПК-3 Трудоемкость в ЗЕ Модуль 1 (Уровень пороговый) – 0,2 (3 семестр) (Уровень продвинутый) – 0,3 (3 семестр) (Уровень высокий) – Модуль 2 (Уровень пороговый) – 1(4 семестр) (Уровень продвинутый) – 2 (4 семестр) (Уровень высокий) – Модуль 1 (Уровень пороговый) – 0,2 (3 семестр) (Уровень продвинутый) – 0,3 (3 семестр) (Уровень высокий) – Модуль 2 (Уровень пороговый) – 1 (4 семестр) (Уровень продвинутый) – (Уровень высокий) – ПК-30 ИТОГО: 5 ЗЕ 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины 8.1. Аудитории, лаборатории, оборудование, материалы При чтении лекций и проведения лабораторных занятий используется мультимедийное оборудование (интерактивная доска, проектор) факультета экологии и химической технологии (а. 37) и ЦНИТ (а. 237, 30, 138). Лабораторный практикум выполняется в лабораториях кафедры физической и аналитической химии (№ 437 и 441) с необходимым оборудованием (калориметр, рефрактометр, мультиметр, фотоэлектроколориметр и т.д.), набором химической посуды и реактивов для выполнения лабораторного практикума. 8.2. Обучающие, контролирующие, расчетные компьютерные программы и другие средства освоения дисциплины Вид компьютерной программы Обучающие Webстраницы Контролирующие Название Адрес 1. Калориметрия. 2. Распределение вещества между двумя несмеш. жидкостями. 3. Равновесие жидкость – жидкость в трехкомпонентной системе. 4. Химическая кинетика. 5. Адсорбция в растворах неэлектролитов на границе раздела жидкость – газ. 6. Адсорбция органических кислот из водных растворов на активном угле. 7. Коагуляция и устойчивость гидрофобных золей. Законы термодинамики. Сайт ВГТА: http:/cnit.vgta.vrn.ru Обучение → кафедра физической и аналитической химии → физическая и коллоидная химия Сайт ВГТА: http:/cnit.vgta.vrn.ru Обучение → кафедра физической и аналитической химии → физическая и коллоидная химия Расчетные Для проведение тестирования кафедра располагает компьютерным классом на 12 рабочих мест. 9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 9.1. Основная литература: 1. Стромберг, А. Г. Физическая химия [Текст] / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко. – М.: Высш. шк., 2003. – 570 с. 2. Задачи по физической химии [Текст] / В. В. Еремин, С. И. Каргов, И. А. Успенская и др. – М.: Изд-во «Экзамен», 2003. 320 с. 3. Краткий справочник физико-химических величин [Текст] / А. А. Равдель, А. М. Пономарева. – СПб.: Спец. лит-ра, 2009. 4. Лабораторный практикум по физической химии [Текст] / Н. М. Подгорнова, Т. С. Корниенко, С. И. Гаршина и др. – Воронеж, ВГТА, 2005. 5. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы [Текст] / Ю.Г. Фролов. Учебник для вузов 4–е изд., – М.: ИД Альянс, 2009. 6. Щукин, Е. Д. Коллоидная химия [Текст] / Е. Д. Щукин, А. В. Перцов, Е. А. Амелина. – М.: Высшая школа, 2006. – 445 с. Электронный ресурс средств обеспечения образовательного процесса, необходимых для реализации заявленных к лицензированию образовательных программ 1. Учебно-методический комплекс для студентов, обучающихся по направлению 260800 по дисциплине «Физическая и коллоидная химия», размещенный на сайте http://cnit.vsuet.ru в разделе УМК для студентов. 2. Кузнецов И.А., Горшков В.И. Основы физической химии. БИНОМ Лаборатория знаний 2011, сайт http://www.knigafund.ru Электронная библиотечная система «Книгафонд». 9.2. Дополнительная литература: 1. Байрамов, В. М. Основы химической кинетики и катализа Текст / В. М. Байрамов / под ред. акад. РАН В.В. Лунина. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 256 с. 2. Салем, Р. Р. Физическая химия. Термодинамика [Текст] / Р. Р. Салем. – М.: Физматлит, 2004. – 328 с. 3. Практические работы по физической химии [Текст] / под. ред. К. П. Мищенко, А. А. Равделя, А. М. Пономаревой. – СПб.: Изд-во «Профессия», 2002. – 384 с. 4. Основы химической термодинамики [Текст] / Н.В.Карякин. - М.; Н-Новгород: Академия, 2003. – 502 с. 5. Зимон, А.Д. Коллоидная химия [Текст] / А. Д. Зимон, Н. Ф. Лещенко. – М.: Агар, 2003. 6. Гельфман, М. И. Коллоидная химия [Текст] / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов. – СПб.: «Лань», 2004. 7. Фридрихсберг, Д. А. Курс коллоидной химии [Текст] / Д. А. Фридрихсберг. – СПб.: Химия, 2005. 9.3. Методические материалы преподавателю Для обеспечения современного уровня преподавания дисциплины, формирования необходимых компетенций, знаний, учения и владения материалом преподаватель использует следующие активные и интерактивные технологии обучения: Обучающие технологии Достоинства Ограничения 1. Лекция – устная и/или с применением современных технических средств, презентация. Незаменима при передаче сравнительно большого объема информации в структурированной форме. Позволяет сообщить новые знания, выделить главные моменты темы, познакомить с методическими рекомендациями по самостоятельному изучению материала и т. д. Возможности лекции в активизации процесса восприятия информации, использовании обратных связей, мотивации обучаемых, эмоциональном воздействии на них посредством переживания успеха ограничены 2. Семинар – коллективное Способствует активизации восприя- Ограничения по продолжительобсуждение определенной тия информации путем взаимодей- ности, количеству участников, их проблемы или темы дисци- ствия преподавателя и обучающе- подготовленности, коммуника- плины в различных формах гося тивной компетенции и др. 2.1. Имитационная игра – модель среды обитания, определяющая поведение людей и механизмы их действий в экстремальных ситуациях («Конфликт», «Авария на производстве» и др.) Обучает принятию управленческих, хозяйственных, производственных, решений. Осуществляется разнообразное взаимодействие: переговоры, дискуссии, публичная презентация материалов. Позволяет получить навыки адаптации к новой среде Отсутствие знаний и навыков по технологии принятия решений, а также необходимой компетентности приводит к принятию неэффективных групповых решений. Преподаватель, не владеющий коммуникативной компетентностью, не научит новому опыту. 2.2. Деловая игра – модель взаимодействия обучающихся в процессе достижения целей, имитирующих решение комплексных аналитических, экономических задач в конкретной ситуации Позволяет овладеть системой навыков, умений конкретной профессии, моделями поведения и социально-психологических отношений в реальной производственной ситуации. Участники используют разнообразные сенсорные каналы: аудиальный, визуальный, кинестический, что обеспечивает интенсификацию процесса обучения и делает его захватывающим Отсутствие теоретически и методически хорошо проработанных игровых способов развертывания содержания создает ситуацию, когда игра «не играет». Не всегда разработан механизм познавательной и мыслительной деятельности участников, что провоцирует преподавателя использовать только свой опыт и интуицию (не всегда результативно). 2.3. Ролевая игра – метод Обучение через действие – наибопроигрывания ролей (ин- лее эффективный способ обучения. сценировки) Собственные переживания запоминаются ярко и сохраняются в течение долгого времени Игра содержит долю риска и приносит результат только тогда, когда группа готова в нее включиться. Не всегда удается воспроизвести реальную жизненную ситуацию 2.4. Ситуационный анализ (разбор конкретных ситуаций, кейс-стади, инцидент, баскет-метод) Дополняет многие теоретические аспекты дисциплины посредством введения практических задач. Дает возможность изучить сложные или эмоционально значимые вопросы в безопасной обстановке, а не в реальной жизни с ее угрозами, риском, тревогой о неприятных последствиях в случае неправильного решения Отмеченные достоинства являются и ограничениями. При столкновении с реальной проблемой у обучающегося вряд ли окажутся в распоряжении такое же время, знания и безопасные лабораторные условия, чтобы справиться с ней 2.5. Эвристические технологии генерирования идей: «мозговой штурм», синектика, ассоциации (метафоры) Осуществляется генерирование идей всеми участниками процесса, активизируются интуиция и воображение, происходит выход за пределы стандартного мышления Неумелое руководство со стороны преподавателя может привести к уходу от реальной проблемы, потере времени, слабому синергетическому результату и др. 2.6. Тренинг – активное Позволяет за короткий промежуток овладение и развитие зна- времени овладеть практическими ний, умений и навыков эффективными умениями и навыками Направлен на овладение только узкоспециализированными навыками без усвоения общих моделей и методов работы Документ составлен в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению 260800 «Технология продукции и организация общественного питания» Программу составила _____________________ ______________ ____Кривенко Н.Н._ (подпись) (дата) (Ф.И.О.) ПРИЛОЖЕНИЕ к рабочей программе РП ВГУИТ Б2.Б.7.260800 – 2012 1. Организационно-методические данные дисциплины для дневной (сокращенной) формы обучения 1.1 Объемы различных форм учебной работы и виды контроля в соответствии с учебным планом: Виды работ Общая трудоемкость (семестр) 3 4 Аудиторная работа: - Всего 34 34 - лекции 17 17 - практические занятия – – - лабораторные занятия 17 17 Самостоятельная работа: - Всего 76 - Расчетно-графические работы (5 стр.) 5 0,51,2=3 170,52=17 - Проработка материала по конспекту лекций 20 л 1,0=20 - Проработка материала по учебнику 161,0=16 - Подготовка к аудиторной контрольной работе 20 - Реферат и (или) другие виды самостоятельной работы Форма итогового контроля зачет 36 (экзамен) 180 Общая трудоемкость Зав. кафедрой ________________ (подпись) _________________ (инициалы, фамилия) СОГЛАСОВАНО Декан экономического факультета __________________ _________________ (подпись) (инициалы, фамилия) ПРИЛОЖЕНИЕ к рабочей программе РП ВГУИТ Б2.Б.7.260800 – 2012 1. Организационно-методические данные дисциплины для заочной формы обучения 1.2 Объемы различных форм учебной работы и виды контроля в соответствии с учебным планом: Виды работ Общая трудоемкость (семестр) 3 4 Аудиторная работа: - Всего 8 10 - лекции 4 4 - практические занятия – – - лабораторные занятия 4 6 Самостоятельная работа: - Всего 80 69 2 х 0,3 = 0,6 2 х 0,3 = 0,6 - отчеты по лабораторным работам - проработка материалов учебников 67,4 л 1,0= 67,4 56,4 л 1,0= 56,4 4 х 0,5 = 2 4 х 0,5 = 2 - проработка материала по конспекту лекций 1с х 10 = 10 1с х 10 = 10 - выполнение контрольной работы Форма итогового контроля 4 (зачет) 9 (экзамен) 180 Общая трудоемкость Зав. кафедрой ________________ (подпись) _________________ (инициалы, фамилия) СОГЛАСОВАНО Декан факультета безотрывного образования __________________ _________________ (подпись) (инициалы, фамилия) ПРИЛОЖЕНИЕ к рабочей программе РП ВГУИТ Б2.Б.7.260800 – 2012 1. Организационно-методические данные дисциплины для заочной (сокращенной) формы обучения 1.3 Объемы различных форм учебной работы и виды контроля в соответствии с учебным планом: Виды работ Общая трудоемкость (семестр) 3 4 Аудиторная работа: - Всего 8 10 - лекции 4 4 - практические занятия – – - лабораторные занятия 4 6 Самостоятельная работа: - Всего 80 69 2 х 0,3 = 0,6 2 х 0,3 = 0,6 - отчеты по лабораторным работам - проработка материалов учебников 67,4 л 1,0= 67,4 56,4 л 1,0= 56,4 4 х 0,5 = 2 4 х 0,5 = 2 - проработка материала по конспекту лекций 1с х 10 = 10 1с х 10 = 10 - выполнение контрольной работы Форма итогового контроля 4 (зачет) 9 (экзамен) 180 Общая трудоемкость Зав. кафедрой ________________ (подпись) _________________ (инициалы, фамилия) СОГЛАСОВАНО Декан факультета безотрывного образования __________________ _________________ (подпись) (инициалы, фамилия) График контроля текущей успеваемости студентов по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» кафедра физической и аналитической химии направление 260800 «Технология продукции и организация общественного питания» Профиль подготовки Курс 2 Группы Семестр 3 Недели Виды контроля 1 2 3 4 5 ЛР 6 3 4 5 ЛР 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9 Кр 10 К 11 12 13 РГР 14 15 ЛР 16 17 ЛР 18 Итог З 17 18 Итог Э Курс 2 Группы Семестр 4 Недели Виды контроля 1 2 7 8 16 К Примечание 1: ВТ – входное тестирование, К – коллоквиум, РК – рубежный контроль по практическим занятиям, ТЗ – тестовые задания, ЛР – рубежный контроль по лабораторным работам или лабораторные работы, ДКР – домашние контрольные работы, ДЗ – домашнее задание, Кр – аудиторные контрольные работы, КСЧ – контроль самостоятельного чтения, КР1, КР2, КР3, - консультации при выполнении курсовой работы, КР – защита курсовой работы, КП1, КП2, КП3, - консультации по курсовому проектированию, КП – защита курсового проекта, РГР – расчетно-графическая работа, РПР – расчетно-практическая работа, Р – реферат, З – зачет, Э – экзамен. Ответственный за дисциплину Кривенко Н. Н. РЕЦЕНЗИЯ на рабочую программу по дисциплине ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Рабочая программа разработана в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования подготовки бакалавров по направлению 260800 – Технология продукции и организация общественного питания, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «21» декабря 2009 г. № 753. Дисциплина входит в математический и естественнонаучный цикл ООП (базовая часть, Б2.Б7) и предназначена для подготовки бакалавров по направлению 260800 – Технология продукции и организация общественного питания, в 3 и 4 семестрах. Цели и задачи, сформулированные в программе, соответствуют общим целям ООП, все дидактические единицы имеют междисциплинарный характер и обусловлены формированием компетенций, требуемых ФГОС по направлению подготовки бакалавров 260800. Курс включает 6 дидактических единиц, отражающих современное состояние науки, структура по видам учебных занятий позволяет студенту освоить необходимый минимум программы. Количество позиций текущего и промежуточного контроля, а также их формы позволяют регулярно и своевременно оценивать выполнение рабочего плана. Программа содержит список основной и дополнительной литературы по физической и коллоидной химии, изучение которой может обеспечить формирование соответствующих компетенций. Рабочая программа соответствует целям и задачам, сформированным ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавров 260800 «Технология продукции и организация общественного питания», рекомендую ее к реализации при организации и изучении дисциплины «Физическая и коллоидная химия». Рецензент _________________ ______________ _______________________________ (подпись) (дата) (Ф.И.О.) ЛИСТ согласования рабочей программы Дисциплина ______________Физическая и коллоидная химия__________________ Направление подготовки ____260800 «Технология продукции и__________ _______________________организация общественного питания»_______________ Форма обучения_________очная___________________________________________ Учебный год ____________________________________________________________ РЕКОМЕНДОВАНА: на заседании кафедры физической и аналитической химии протокол №___ от «____»_________________ 20___г. Заведующая кафедрой, профессор «____» ____________20 Кучменко Т. А. г. РАССМОТРЕНА: на заседании методической комиссии по направлению подготовки протокол №___ от «___»_________________ 20___г. Председатель комиссии доцент СОГЛАСОВАНО: Заведующий кафедрой сервисных технологий, профессор «____» ____________20 Родионова Н. С. г. Дополнения и изменения в рабочей программе на 20____/____ уч. год. В рабочую программу вносятся следующие изменения: 1)………………………………………….. 2)………………………………………….. 3)………………………………………….. или делается отметка о нецелесообразности внесения каких либо изменений на данный учебный год. Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _____________________________________________________________________________ (наименование кафедры) протокол №___от «___»_________________ 20___г. Заведующий кафедрой ___________________ _____________________________________ (подпись) Исполнитель (Ф.И.О) ___________________ _____________________________________ (подпись) (Ф.И.О)