Кинетические закономерности химических превращений

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Основными задачами учебной дисциплины «Кинетические закономерности химических превращений» является изучение и объяснение закономерностей, определяющих направленность химических процессов, скорость их протекания, влияния на них среды, условия получения максимального выхода продукта. Эта дисциплина формирует творческое инженерное мышление студентов, стремится к количественному описанию химических процессов. Знание физико-химических закономерностей химических реакций открывает перед
инженером-технологом широкие возможности для разработки новых технологических процессов и совершенствования существующих, для разработки методов и средств, необходимых для создания автоматизированных систем контроля управления технологическими процессами.
Преподавание дисциплины «Кинетические закономерности химических превращений»
имеет цель дать студенту тот фундамент, с помощью которого можно провести количественный анализ любого физико-химического процесса, изучаемого в последующих специальных курсах. В процессе изучения дисциплины студент должен твердо усвоить содержание
ее основных разделов: формальную и молекулярную кинетику, овладеть важнейшими
теоретическими положениями этих разделов и научиться использовать их для решения конкретных задач, познакомиться с теориями катализа.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
2.1. Междисциплинарные связи с обеспечивающими (предыдущими)
дисциплинами
Дисциплина «Кинетические закономерности химических превращений» относится к
математическому и естественнонаучному циклу ОПП.
В ней широко используется математический аппарат, а также методы исследования теоретической физики. Поэтому для ее успешного освоения студенты должны владеть
основами высшей математики и физики в объеме вузовского курса, а также иметь твердые знания по органической и неорганической химии.
2.2. Междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими)
дисциплинами
Дисциплина «Кинетические закономерности химических превращений» является
базовой для проведения экспериментальных исследований и теоретических расчетов в
рамках следующих учебных дисциплин: «Аналитическая химия», «Процессы и аппараты
химических производств», «Общая химическая технология», «Технология материалов
электронной техники», «Технология монокристаллических материалов», «Технология
тонких пленок и покрытий»», «технология оптоэлектронных материалов и изделий из
них», «Процессы о оборудование для микро- и нанотехники».
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Перечень формируемых компетенций
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной
деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
3
владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2);
способен применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-3);
владеет навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций (ПК-4);
представляет основные химические, физические и технические аспекты химического промышленного производства с учетом сырьевых и энергетических затрат (ПК-5);
владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6);
владеет методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов
(ПК 8);
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
− начала термодинамики и основные уравнения химической термодинамики;
− методы термодинамического описания фазовых равновесий в многокомпонентных системах;
− методы расчета изменений экстенсивных свойств систем с химическим превращением;
− методы описания и расчета химического равновесия в гомогенных, гетерогенных
и ионных системах;
− термодинамику растворов электролитов, электрохимических систем;
− уравнения химической кинетики простых, сложных, цепных, гетерогенных и
фотохимических реакций;
− основы гомогенного и гетерогенного катализа.
Уметь:
− проводить расчеты с использованием основных законов термодинамики; определять термодинамические характеристики процессов, протекающих в многокомпонентных
гомогенных и гетерогенных системах ;
− самостоятельно ставить задачу физико-химического исследования в химических
системах; выбирать оптимальные пути и методы решения подобных задач как экспериментальных, так и теоретических; анализировать результаты физико-химических исследований;
− выполнять экспериментальные исследования и испытания по заданной методике;
математически обрабатывать экспериментальные данные;
− ориентироваться в современной литературе по физической химии;
− вести научную дискуссию по вопросам физической химии.
Владеть:
− навыками проведения физико-химических расчетов с помощью известных формул и уравнений, в том числе с помощью компьютерных программ;
− методами проведения измерений для определения физико-химических характеристик вещества: плотности массы, показателя преломления, удельной электропроводности, водородного показателя, угла поворота плоскости поляризованного света, оптической плотности, температуры фазовых переходов и т.д.;
− методами проведения расчетов и измерений для определения физико-химических
характеристик химической реакции: тепловой эффект реакции, скорость реакции, глубина
химической реакции, изменение экстенсивных свойств за счет протекания химической
реакции;
− навыками использования справочной и научной литературы по физической химии.
4
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Виды учебной работы по дисциплине и формы итогового контроля знаний, соответствующие данной образовательной программе, с разбивкой объема работы по часам и
семестрам для существующих форм обучения приведены в табл. 4.1.
Таблица.4.1 − Трудоемкость дисциплины в академических часах для очной формы
обучения, технология обучения – обычная
Виды учебной работы, формы контроля
Всего, час
Общая трудоемкость по учебному плану
Аудиторные занятия
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа студентов (СРС)
Кол-во контр. мероприятий
Объем в час.
Курсовой проект (КП)
Курсовая работа (КР)
Расч.-граф.работа ( РГР)
Расчетная работа (РР)
Графическая работа (ГР)
Домашняя работа (ДР)
Реферат
Коллоквиум
Контрольная работа
Подготовка к аудиторным занятиям
Вид промежуточного контроля
Зачет (З)
Экзамен (Э)
Зачет дифференцир. (ЗД)
Трудоемкость в зачетных единицах
170
102
51
17
34
68
2
Учебный
семестр
6
170
102
51
17
34
68
2
20
20
12
12
4
32
4
32
36
36
5
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Кинетические закономерности простых реакций
Основные понятия. Скорость реакции. Кинетический закон действующих масс. Константа скорости реакции. Молекулярность и порядок реакции. Кинетические кривые.
Дифференциальные кинетические уравнения для моно- и бимолекулярных необратимых реакций в закрытых системах. Частные случаи реакции второго порядка. Методы
определения частных порядков реакции.
Зависимость константы скорости от температуры. Методы определения величины
энергии активации.
Кинетика простых реакций в открытых системах. Реактор идеального смешения и
реактор идеального вытеснения.
5
Раздел 2. Кинетика сложных гомогенных, фотохимических, цепных
и гетерогенных реакций
Кинетика сложных гомогенных реакций. Мономолекулярные обратимые реакции.
Мономолекулярные параллельные реакции. Мономолекулярные последовательные реакции. Сопряженные реакции. Автокаталитические реакции. Стационарное и квазистационарное протекание реакций. Метод стационарных концентраций Боденштейна.
Фотохимические реакции. Первый и второй законы фотохимии. Полный квантовый выход фотохимического процесса. Квантовый выход первичной фотохимичиеской реакции
Основные понятия кинетики цепных реакций. Неразветвленные цепные реакции.
Анализ модельного уравнения цепных реакций для определения предельных значений
числа активных частиц и скоростей реакций
Основные понятия кинетики гетерогенных реакций. Кинетика гетерогенных процессов, контролируемых адсорбцией. Кинетика топохимических реакций
Раздел 3. Теории кинетики и катализ
Теория активных столкновений. Теория активированного комплекса. Поверхность
потенциальной энергии. Константа скорости элементарной реакции как функция термодинамических характеристик переходного состояния. Стерический фактор. Трансмиссионный коэффициент.
Катализ. Специфичность, селективность катализа. Активность катализатора, промотирование и ингибирование катализатора. Энергия активации гомогенных каталитических реакций.
Примеры гомогенного катализа. Кислотно-основной катализ. Ферментативный катализ. Кинетические закономерности односубстратных ферментативных реакций. Вывод
уравнения Михаэлиса-Ментен. Определение параметров уравнения Михаэлиса-Ментен.
Ингибирование ферментативных реакций.
Гетерогенная каталитическая реакция. Кинетика гетерогенной реакции, в которой
лимитирующей стадией является адсорбция. Теории гетерогенного катализа. Взаимодействие реагентов с катализатором и принципы каталитического действия.
5.2. Разделы дисциплины и виды занятий
Перечень разделов дисциплины с указанием трудоемкости их освоения в академических часах, видов учебной работы с учетом существующих форм освоения приведен в
табл. 5.1.
6
Таблица 5.1 − Перечень разделов дисциплины с указанием трудоемкости их освоения для
очной формы обучения, технологии обучения− обычная
Разделы дисциплины
6
84
50
30
8 12
34
10
6
35
19
10
5
4
16
10
170
102
51
17 34
68
20
Итого
по дисциплине
Подготовка к ауд. занятиям
18
2
6
10
2
6
16
Коллоквиум
4 18
Реферат
11
Домашняя работа (ДР)
33
Контрольная работа (КР)
51
Лекции
6
кономерности
простых реакций
2 Кинетика сложных
гомогенных, фотохимических, цепных и гетерогенных реакций
3 Теории кинетики и
катализ
Расчетная работа (РР)
Расчетно-граф. работа (РГР)
Курсовая работа (КР)
Курсовой проект (КП)
Самостоятельная работа студентов
Лабораторные работы
Практические занятия
Аудиторные занятия по данному разделу, час
1 Кинетические за-
Номер раздела
Наименование раздела
Семестр изучения
Общая трудоемкость раздела, час
Трудоемкость освоения раздела дисциплины, час.
6
4 12
32
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ И САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
6.1. Лабораторный практикум
Наименование лабораторных работ с указанием разделов дисциплины, к которым они относятся, приведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1 − Распределение лабораторных работ по разделам дисциплины для очной
формы обучения, технология обучения – обычная
Номер
работы
Номер
раздела
1
2
1
1
2
2
Время на
выполнение
работы,
час.
3
4
Исследование кинетики реакции омыления сложного 4
эфира щелочью с помощью кондуктометрического метода
Фотометрическое исследование кинетики взаимодейст- 4
вия красителя кристаллического фиолетового со щелочью
Наименование работы
7
1
2
3
1
4
2
5
2
6
3
7
8
1
1
9
10
1
1
11
1
Окончание табл. 6.1
3
4
Исследование кинетики взаимодействия твердых карбо- 4
натов и оксидов металлов с растворами минеральных кислот
Фотометрическое исследование кинетики реакции обра- 4
зования триарилкарбинола при взаимодействии фенолфталеина со щелочью
Исследование кинетики реакции инверсии сахарозы по4
ляриметрическим методом
Исследование газометрическим методом кинетики реак4
ции разложения муравьиной кислоты в концентрированной серной кислоте
Построение и анализ кинетической кривой
2
Интегральные методы определения порядков реакции. 2
Метод подстановки
Метод полупревращения. Метод Оствальда-Нойеса
2
Дифференциальный метод определения порядков реак- 2
ции
Определение энергии активации
2
6.2. Практические занятия
Примерные темы практических занятий с указанием разделов дисциплины, к которым они относятся, приведены в табл. 6.2.
Таблица 6.2 − Распределение практических работ по разделам дисциплины для очной
формы обучения, технология обучения −обычная
Номер
работы
Номер
раздела
1
2
3
4
1
1
2
3
6.3.
Время
Тема занятия
на выполнение
работы, час.
Определение параметров кинетических уравнений 2
Зависимость константы скорости от температуры
2
Кинетика сложных реакций
8
Кинетические закономерности ферментативных 5
реакций
Перечень тем рефератов
Не предусмотрены
6.4
Перечень тем домашних работ
Кинетика простых реакций (ДР-1)
Кинетика сложных реакций (ДР-2)
6.5
Перечень тем контрольных работ
Кинетика простых реакций (КР-1)
Кинетика сложных реакций (КР-2)
6.6
Перечень тем расчетных работ
Применение принципа квазистационарных концентраций (РР-1)
Определение параметров кинетического уравнения ферментативной реакции (РР-2).
8
6.7
Перечень тем расчетно-графических работ
Не предусмотрены
6.8
Тематика коллоквиумов
Не предусмотрены
7. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Курсовая работа не предусмотрена
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
8.1. Рекомендуемая литература
8.1.1. Основная литература
1. Стромберг, А.Г. Физическая химия: учебник для хим. спец. вузов / А.Г. Стромберг,
Д.П. Семченко; [под ред. А.Г. Стромберга]. 6-е изд., − М. Высшая школа, 2006. − 527
с.: ил. −Рек. М-вом образования РФ. Библиогр. : с. 511-515. (а также ранние издания).
2. Салем, Р.Р. Физическая химия. Термодинамика : учеб. Пособие для вузов / Р.Р. Салем.
− М. : ФИЗМАТЛИТ, 2004. − 352 с. : ил. − Допущено учеб. метод. об-нием по образованию в обл. хим. технологии.− Библиогр. : с. 342-343 (51 назв.)
8.1.2. Дополнительная
1. Физическая химия. Кн. 1, Строение вещества. Термодинамика : Учеб. Пособие для вузов: В 2-х кн. / Ред. К.С. Краснов. − 3-е изд., испр. − М. : Высшая школа, 2001. − 512 с.
: ил. − Рек. М-вом образования РФ.
2. Физическая химия. Кн. 2, Электрохимия. Химическая кинетика и катализ : Учеб. Пособие для вузов: В 2-х кн. / Ред. К.С. Краснов. − 3-е изд., испр. − М. : Высшая школа,
2001. − 319 с. : ил. − Рек. М-вом образования РФ.
3. Краткий справочник физико-химических величин. Издание десятое, испр. и дополн. /
Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой − СПб.: «Иван Федоров», 2003. − 240 с. ил.
4. Еремин, В.В. Задачи по физической химии: учеб. Пособие для вузов / В.В. Еремин,
С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин. − М.: Экзамен, 2005. − 320
с.: ил.
8.1.3. Методические разработки кафедры
Учебно-методические комплексы по дисциплине, разработанные на кафедре
1. Больщикова Т.П. и др. Экспериментальные исследования физико-химических закономерностей. УМК-Д 4438, [Электронный ресурс]:Т.П. Больщикова и др. Екатеринбург:
Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2007. −Режим доступа: http:/ study.ustu.ru.
2. Макурин Ю.Н., Степановских Е.И. Кинетические закономерности химических превращений УМК-Д 4451. [Электронный ресурс]: Ю.Н. Макурин , Е.И.Степановских .
Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2007. −Режим доступа: http:/
study.ustu.ru.
Сборники задач домашних заданий
1.
Домашнее задание по курсу «Физическая химия». ( в 2 частях) : методическое пособие для самостоятельной работы студентов / Брусницына Л.А., Двойнин В.И., Степановских Е.И. Екатеринбург: изд. УГТУ-УПИ, 2003, 15с.
2.
Физическая химия неравновесных процессов. Сборник задач для самостоятельной
работы студентов / Брусницына Л.А., Двойнин В.И., Степановских Е.И. Екатеринбург:
9
изд. УГТУ-УПИ, 2003, 18с.
3.
Физическая и коллоидная химия. Задачи. Учебное пособие. Брусницына Л.А., Степановских Е.И., Виноградова Т.В. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2009.−99 с.
4.
Физическая химия. Опыт решения задач на российских студенческих олимпиадах:
Учебное пособие/ Булатов Н.К., Степановских Е.И. Екатеринбург: УГТУ−УПИ,2008. 80 с.
Физическая химия. Опыт решения задач на российских студенческих олимпиадах:
Учебное пособие/ Булатов Н.К., Степановских Е.И. [Электронный ресурс] Екатеринбург:
Образовательный
портал
УГТУ-УПИ.
2009.
Режим
доступа:
http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=8471.
5.
Домашние задания по физической химии, 2 часть / методические указания для самостоятельной работы/ Степановских Е.И.: [Электронный ресурс] Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2007.
Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=6715
Методические пособия для самостоятельной работы студентов
1. Физическая химия. Аннотированная библиосайтография / методические указания для
самостоятельной работы. Степановских Е.И. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2007.
Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=6727.
2. Кинетика сложных реакций: учебное пособие / Макурин Ю.Н., Степановских Е.И.,
Брусницына Л.А. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2008. −51 с.
Кинетика сложных реакций: учебное пособие / Макурин Ю.Н., Степановских Е.И.,
Брусницына Л.А. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУУПИ. 2009.
Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=8473.
3. Определение параметров кинетических уравнений: учебное пособие/ Степановских
Е.И., Макурин Ю.Н., Маскаева Л.Н., Морозова И.М. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2008.
−73 с.
Определение параметров кинетических уравнений: учебное пособие/ Степановских
Е.И., Макурин Ю.Н., Маскаева Л.Н., Морозова И.М. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2009.
Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=8470.
4. Физическая химия неравновесных процессов: Учебное пособие по курсу «Физическая
химия» Брусницына Л.А., Степановских Е.И. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2009.114 с.
5. Физическая и коллоидная химия. Задачи. Учебное пособие. Брусницына Л.А., Степановских Е.И., Виноградова Т.В. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2009. −99 с .
6. Тестовые задания для самоконтроля по курсу физической химии / методические указания для самостоятельной работы. Степановских Е.И. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2007.
Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=6597.
7. Физическая химия в лицах / методические указания для самостоятельной работы.
Степановских Е.И., Брусницына Л.А., Виноградова Т.В. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2008.
Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=7361.
8. Кинетика простых реакций: рабочая тетрадь для лекций/ Степановских Е.И. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2009. Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=8763.
9. Кинетические закономерности ферментативных реакций / методические указания к
курсовой работе по физической химии: методические указания к курсовой работе / Степановских Е.И., Макурин Ю.Н. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ− УПИ, 2006. − 35 с.
10
8.1.3.4.Методические разработки по выполнению лабораторных работ
1.
Химическая кинетика : Учебное пособие - практикум для лабораторных работ/
Больщикова Т.П., Урицкая А.А., Булатов Н.К., Лундин А.Б., Степановских Е.И., Виноградова Т.В. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2007. −81с.
Химическая кинетика : Учебное пособие - практикум для лабораторных работ/
Больщикова Т.П., Урицкая А.А., Булатов Н.К., Лундин А.Б., Степановских Е.И., Виноградова Т.В. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ.
2008.
Режим доступа: http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=7304.
2.
Определение параметров кинетических уравнений: методические указания к электронным лабораторным работам по кинетике (К-7−К-11) Степановских
Е.И.:[Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2008.
Режим доступа:http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=7300.
8.2. Программное обеспечение
1. Программа для определения скоростей химических реакций по кинетической кривой (электронная лабораторная работа К-7).
2. Программа для определения частных порядков реакции интегральным методом
(электронная лабораторная работа К-8).
3. Программа для определения частных порядков реакции методом Оствальда-Нойеса
(электронная лабораторная работа К-9).
4. Программа для определения частных порядков реакции дифференциальным методом (электронная лабораторная работа К-10).
5. Программа для расчета величины энергии активации (электронная лабораторная
работа К-11).
6. Обучающая компьютерная программа «Техника безопасности в химической лаборатории» 2001 г.
7. Контролирующие программы по проверке знаний студентов при проведении лабораторных работ по физической химии (2000 г.):
8.3. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. Электронная библиотека учебных материалов по химии портала фундаментального химического образования России ChemNet .
Режим доступа: http://www.chem.msu.ru/rus/elibrary/
2. Интеллектуальная поисковая система Нигма.РФ .
Режим доступа: http://www.nigma.ru
3. Электронная справочно-информационная система «Химический ускоритель». Иркутский государственный университет.
Режим доступа: http://www.chem.isu.ru/leos/
4. Поисковая система по химии CWM Global Search. Химико-технологический факультет СамГТУ .
Режим доступа:
http://chem.samgtu.ru/node/79
5.
Каталог изданий по физической химии в Свердловской электронной библиотеке по
химии и технике .
Режим доступа: http://rushim.ru/books/physchemie/physchemie.htm
6 . Алхимик. Сайт кафедры неорганической химии МИТХТ им. М.В. Ломоносова. Режим
доступа: http://www.alhimik.ru/
11
7. Физическая химия. Аннотированная библиосайтография / методические указания для
самостоятельной работы. Степановских Е.И. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный
портал
УГТУ-УПИ.
2007.
Режим
доступа:
http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=6727.
8. Справочные материалы для выполнения домашних заданий, контрольных и курсовых
работ приведены в УМК Д 4421; УМК-Д 4465 и др. [Электронный ресурс]: Екатеринбург: Образовательный портал УГТУ-УПИ. 2007. Режим доступа: http:/ study.ustu.ru.
9. Тестовые задания для самоконтроля по курсу физической химии / методические указания для самостоятельной работы. Степановских Е.И. [Электронный ресурс]: Екатеринбург:
Образовательный
портал
УГТУ-УПИ.
2007.
Режим
доступа:
http://study.ustu.ru/view/aid_view.aspx?AidId=6597.
9. МАТЕРИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
9.1. Общие требования
Минимально необходимый для реализации ОПП по курсу «Кинетические закономерности химических превращений» перечень материально-технического обеспечения
включает в себя:
лаборатории с оборудованием для проведения лабораторных практикумов, в том
числе весы технические, весы аналитические и цифровые, магнитные мешалки различных
типов, рН-метры, потенциостаты, фотоэлектроколориметры, нефелометры, приборы для
измерения параметров технологических процессов (температура, давление);
специально оборудованные кабинеты и аудитории: компьютерные классы с программным обеспечением.
9.2. Сведения об оснащенности дисциплины специализированным и лабораторным оборудованием
1. Лекционная аудитория, оборудованная средствами электронной презентации
2. Компьютерный класс для проведения практических занятий, тестирования студентов и выполнения ими расчетных заданий.
3. Специализированный лабораторный практикум по физической и коллоидной химии, оборудованный необходимыми приборами и установками для проведения лабораторных работ.
10. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ
ДИСЦИПЛИНЫ
10.1. Рекомендации для преподавателя
Освоение теоретических аспектов курса в соответствии с имеющими место изменениями; обновление списка литературы с включением в него новых изданий.
Постоянная корректировка содержания курса и его структуры.
Разработка методики изложения курса с применением современных технических
средств обучения, технологий и методик.
Разработка методики проведения практических занятий и лабораторных работ с
использованием современных технических средств обучения, технологий, методик и современных методов исследования.
Совершенствование методики самостоятельной работы студентов.
Совершенствование системы логической взаимосвязи с профессионально значимыми дисциплинами, расширяющими диапазон знаний и умений.
12
10.2. Рекомендации для студента
Активно работать в области самообразования по изучаемой дисциплине, используя
рекомендованную литературу, ресурсы электронной библиотеки университета, ресурсы
Интернет, издания периодической печати.
Совершенствовать методику работы на лекционных занятиях путем выработки
системы ведения конспекта, выделения вопросов, требующих дополнительной подготовки, составления предварительного плана самостоятельной работы.
В случае пропуска занятий обязательно, в соответствии с графиком консультаций,
посещать дополнительные занятия, самостоятельно отрабатывать учебный материал с
восстановлением конспекта.
При подготовке к практическим и лабораторным занятиям внимательно изучать
теоретическую часть, изложенную в лекционном материале.
10.3. Перечень контрольных вопросов для подготовки к итоговой аттестации по дисциплине
1. Основной постулат химической кинетики. Константа скорости реакции. Кинетические
кривые.
2. Зависимость константы скорости реакции от температуры.
3. Определение частных порядков реакции.
4. Теория активированного комплекса.
5. Теория активных соударений.
6. Дифференциальные и интегральные кинетические уравнения реакций первого и
второго порядков в закрытой системе.
7. Графические и аналитические методы определения констант скоростей реакций.
8. Методы определения порядка реакции.
9. Сложные химические реакции.
10. Гетерогенные химические реакции. Стадии диффузии и адсорбции.
11. Фотохимические реакции.
12. Цепные неразветвленные и разветвленные реакции.
13. Гомогенный катализ. Стадийный и слитный механизмы.
14. Ферментативный катализ. Вывод уравнение Михаэлиса-Ментен.
15. Гетерогенный катализ. Основные стадии процесса.
10.4. Перечень ключевых слов дисциплины
Таблица 10.4 − Ключевые слова
Номер
Наименование раздела
раздела
1
Кинетические закономерности простых реакций
2
Кинетика сложных гомогенных, фотохимических,
цепных и гетерогенных
реакций
Ключевые слова раздела
скорость химической реакции, константа скорости
реакции, молекулярность, порядок реакции, энергия
активации;
уравнение кинетической кривой; реактор идеального
смешения; реактор идеального вытеснения
обратимые, параллельные, последовательные, лимитирующая стадия, квазистационарное приближение,
прямая задача кинетики.
Диффузия; адсорбция; лимитирующие стадии
Неразветвленные цепные реакции; звено цепи; длина
цепи; фактор разветвления; полуостров воспламенения
Первичный квантовый выход; законы фотохимии;
13
3
Теории кинетики
и катализ
Активные соударения; уравнение Траутца-Льюиса;
Активированный комплекс; переходное состояние;
поверхность потенциальной энергии;
катализ, селективность, специфичность, активность
катализатора; промотирование, ингибирование; субстрат, фермент, конкурентное, неконкурентное, бесконкурентное ингибирование; Михаэлис; предельная
скорость
диффузионный контроль, кинетический контроль;
механизм Ленгмюра-Хиншельвуда
активные ансамбли; мультиплет; соответствие; нанесенные катализаторы
Лист регистрации изменений
Номер
Номер пункта
изменения (подпункта)
Дата
внесения
изменений
14
Всего
Подпись
листов
в ответственного
документе за внесение
изменений