МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА города СЕМЕЙ Документ СМК 3 уровня УМКД УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 УМКД Редакция № 1 от Программа дисциплины « 18 » 09 2013г «Химия объектов окружающей среды и редкометального сырья» для студентов УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «ХИМИЯ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РЕДКОМЕТАЛЬНОГО СЫРЬЯ» для специальности 5В060600 – «Химия» ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СЕМЕЙ 2013 УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 2013г. стр. 2 из 13 Предисловие 1 РАЗРАБОТАНО Составители ________ «_28_» __08__ 20_13_г доцента кафедры химии Л.К. Оразжанова к.х.н, и.о. 2 ОБСУЖДЕНО 2.1 На заседании кафедры химии Протокол от « 28 » 08 2013г., № 1 Заведующий кафедрой Б.Х. Мусабаева 2.2 На заседании учебно-методического совета инженерно-технологического факультета Протокол от « 12 » 09 2013г., № 1 Председатель С.С. Толеубекова 3 УТВЕРЖДЕНО Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета Протокол от « 18 » 09 2013г., № 1 Председатель УМС, проректор по УМР 4 ВВЕДЕНО впервые Г.К. Искакова УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 2013г. стр. 3 из 13 Содержание 1 Общие положения 2 Содержание дисциплины и распределение часов по видам занятий 3 Методические рекомендации по изучению дисциплины 4 Формат курса 5 Политика курса 6 Политика выставления оценок 7 Литература УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 2013г. стр. 4 из 13 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 Общие сведения о преподавателе и дисциплине Оразжанова Ляззат Каметаевна, к.х.н, и.о.доцента Кафедра «Химия» Контактная информация: 35-05-90, учебный корпус №9, кабинет № 418 Место проведения занятий – аудитория № 402 Количество кредитов по данной дисциплине – 2 1.2 Краткое описание содержания дисциплины: Казахстан богат минеральным сырьем, в котором содержатся почти все элементы периодической системы Д.И. Менделеева. Казахстан является «кладовой» цветных и редких металлов, которые обычно сопутствуют друг другу в минеральном сырье. В связи с этим перед химиками стоит задача анализа минерального сырья и выделения из него ценных компонентов. Не менее актуальной проблемой является контроль объектов окружающей среды в решении которой велика роль аналитической химии. Курс «Химия объектов окружающей среды и редкометального сырья» изучает экологические проблемы окружающей среды: источники загрязнения окружающей среды, пути и методы охраны окружающей среды от загрязнения. Подробно изучаются химия загрязнения воды, химия очистки сточных вод, химия загрязнения атмосферы, а также аналитическая химия загрязняющих веществ. В нем рассматриваются минералы, способы переработки и методы определения редкометального сырья. 1.3 Цель изучения дисциплины: изучение теоретических основ химии редких элементов и формы нахождения их в природе; изучение объектов окружающей среды и путей их загрязнения и методы охраны от различных видов загрязнения. 1.4 Основная задача изучения дисциплины: теоретическая и практическая подготовка студентов в области химии окружающей среды и редких элементов; овладение способами получения соединений редких элементов и навыками аналитического контроля объектов окружающей среды. 1.5 Результаты обучения: В результате изучения дисциплины студент должен: - знать типы и цели исследования минерального сырья и продуктов промышленного передела; - знать основные принципы способов получения соединений редких элементов и чистых металлов; - знать общие основы классических и современных методов исследования и анализа минерального сырья; - проиводить анализ минерального сырья, содержащего редкие элементы; УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 2013г. стр. 5 из 13 - знать химию загрязнения воды, воздуха и способы очистки от вредных примесей - уметь производить отбор пробы для проведения анализа объектов окружающей среды и минерального сырья. - овладеть навыками аналитических операций. 1.6 Пререквизиты курса: 1.6.1 Аналитическая химия 1.6.2 Метрология 1.6.3 Физические методы анализа 1.6.4 Экология 1.6.5 Неорганическая химия 1.7 Постреквизиты курса: 1.7.1 Экологическая химия 2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ №, Наименование темы Часы п/п ЛК ЛЗ СРСП СРС 1 2 3 4 5 6 1 Проблема охраны окружающей среды. 1 1 1 3 Анализ минерального сырья Источники загрязнения окружающей среды. Пути и методы охраны окружающей среды от загрязнения. Типы минерального сырья. Классификация и характеристика методов анализа. Операции химического анализа. 2 Химия загрязнения воды 1 2 1 3 Состав природной воды. Классификация вод. Источники и масштабы загрязнения гидросферы. Основные характеристики воды. Предельно-допустимые концентрации вредных примесей. Биохимическая оценка загрязненности сточных вод. Токсичные соединения металлов в водных системах. Газы: кислород, диоксид углерода. Таблица 1 Литература 7 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 3 4 5 6 Редакция № 1 от « 18 Химия очистки сточных вод Промышленные, хозяйственные, атмосферные сточные воды. Загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Загрязнение пестицидами. Поверхностно-активные вещества, химические классы, загрязнение воды ПАВ. Классификация методов очистки сточных вод. Очистка экстракцией, адсорбцией и ионным обменом. Реагентные методы очистки вод. Биохимическая очистка. Химия загрязнения атмосферы Состав и баланс газов в атмосфере. Источники загрязнений атмосферы. Промышленные выбросы в атмосферу и их токсикологическая характеристика. Токсичные компоненты выхлопных газов: оксид углерода, диоксид азота, диоксид серы, фотохимический смог, углеводороды, свинец. Радиоактивное загрязнение атмосферы. Методы очистки вредных газовых выбросов. Методы очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. Аналитическая химия загрязняющих веществ Отбор и консервирование проб. Предварительные операции. Общие основы анализа сточных вод. Классификация методов анализа сточных вод. Электрохимические методы в контроле окружающей среды. Выбор метода анализа. Определение. Обработка данных, их проверка. Радиоактивные отходы Радиоактивные отходы при » 09 2013г. 1 стр. 6 из 13 1 3 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 2 1 1 3 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 2 1 1 3 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 1 1 1 3 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 7 8 9 10 Редакция № 1 от « 18 производстве радиоактивных элементов и их соединений. Отходы атомной энергетики. Анализ редкометального сырья Способы переработки редкометального сырья. Получение металлических РЗЭ и их соединений. Основные методы разложения и выделения редкоземельного сырья. Методы определения РЗЭ. Анализ редкометального сырья, содержащего рений Минералы и руды рения, способы их переработки. Получение металлического рения и его соединений. Основные методы разложения и выделения рениевого сырья. Методы определения рения. Анализ редкометального сырья, содержащего молибден и вольфрам Минералы и руды молибдена и вольфрама, способы их переработки. Получение металлического молибдена, вольфрама и их соединений. Основные методы разложения и выделения молибденового и вольфрамового сырья. Методы определения молибдена и вольфрама. Анализ редкометального сырья, содержащего ванадий Минералы и руды ванадия, способы их переработки. Получение металлического ванадия и его соединений. Основные методы разложения и выделения ванадиевого сырья. Методы определения ванадия. » 09 1 2013г. 2 1 1 1 2 стр. 7 из 13 1 3 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 1 4 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 1 4 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 1 4 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 11 12 13 Редакция № 1 от « 18 Анализ редкометального сырья, содержащего ниобий и тантал Минералы и руды ниобия и тантала, способы их переработки. Получение металлического ниобия, тантала и их соединений. Основные методы разложения и выделения ниобиевого и танталового сырья. Методы определения ниобия и тантала. Анализ редкометального сырья, содержащего цирконий и гафний Минералы и руды циркония и гафния, способы их переработки. Получение металлического циркония и гафния и их соединений. Основные методы разложения и выделения циркониевого и гафниевого сырья. Методы определения циркония и гафния. Анализ редкометального сырья, содержащего германий Минералы и руды германия, способы их переработки. Получение металлического германия и его соединений. Основные методы разложения и выделения германиевого сырья. Методы определения германия. 3 МЕТОДИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ » 09 1 2 1 1 стр. 8 из 13 2013г. 1 РЕКОМЕНДАЦИИ 1 4 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 2 4 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 2 4 7.1.1, 7.2.1-7.2.5 ПО ИЗУЧЕНИЮ Изучение курса включает 5 взаимосвязанные формы: лекции, лабораторные работы, практические занятия, СРСП и СРС. Наиболее важной является лекция, на которой рассматриваются важные и особо сложные вопросы дисциплины. Лабораторный практикум предполагает освоение методик изучения свойств органических соединений. СРСП и СРС являются повседневной и обязательной подготовкой, выполняются по конкретным заданиям и находятся под постоянным контролем преподавателя. Самостоятельная работа вне аудитории УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 2013г. стр. 9 из 13 предполагает работу с учебной литературой, выполнение домашних заданий, подготовку к текущим лабораторным занятиям. 4 ФОРМАТ КУРСА По данной дисциплине предполагается проведение 50-минутных лекций – 1 раза в неделю, 100-минутных лабораторных занятий – 1 раз в неделю, 75минутных СРСП – 1 раз в неделю. 5 ПОЛИТИКА КУРСА Посещение: Посещение лекций, лабораторных занятий и СРСП строго обязательно. Если по какой-либо причине, вы не можете посещать занятия, будете нести ответственность за весь неусвоенный материал. Отработки пропущенных занятий учебным планом не предусмотрены, поэтому студент должен по пропущенной теме решить 5 задач по заданию преподавателя. Поведение: Систематическое нарушение дисциплины во время занятий будет наказываться удалением из аудитории и соответственно снижением рейтинговой оценки за пропуск занятия Лабораторные занятия: На лабораторные занятия студент допускается при наличии конспекта лабораторной работы, знание хода выполнения работы, знания теоретического обоснования работы. Лабораторные работы, обработка результатов эксперимента студентом выполняются самостоятельно, использование готовых результатов исключено. В лаборатории студент обязан быть в халате и соблюдать требования техники безопасности. Рубежная аттестация: Итоги рубежной аттестации проставляются с учетом посещаемости, выполнение самостоятельных работ студента, в установленные сроки, ответов на занятиях в устной или письменной форме, результатов тестирования и самого рубежного контроля. Экзамен: Заключительный экзамен будет проводиться для всех студентов допущенных к нему на основе устного экзамена или компьютерной тестовой системы. Каждый экзаменационный тест включает 5 ответов, один из ответов правильный. Тесты составлены по всем разделам пройденного курса. 6 ПОЛИТИКА ВЫСТАВЛЕНИЯ ОЦЕНОК Распределение баллов по неделям и видам контроля представлено в таблице Распределение баллов по дисциплине «Химия объектов окружающей среды и редкометального сырья» УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 2013г. стр. 10 из 13 Таблица 2 Неделя 1 1 1 2 2 3 3 3 4 4 5 Вид контроля Всего баллов 2 3 Посещение и подготовка к лекционным 30 занятиям с 1 по 7 неделю Подготовка, выполнение лабораторной 0 работы Определение марганца фотометрическим методом. Отчет. Общие основы исследования 0 редкометального сырья: спектральный анализ, количественный анализ, определение потери при прокаливании, определение воды Подготовка, выполнение лабораторной 17 работы: Определение нитрат-иона колориметрическим методом. Опрос по теме: «Анализ минерального сырья», «Источники загрязнения окружающей среды» Источники и масштабы загрязнений 5 гидросферы Подготовка, выполнение лабораторной 17 работы – Определение нитрат-иона колориметрическим методом. Отчет по работе. Опрос по теме: «Химия загрязнения воды» Радиоактивные отходы при производстве 5 радиоактивных элементов и их соединений Методы очистки выхлопных газов 35 двигателей внутреннего сгорания Подготовка, выполнение лабораторной 17 работы: Определение содержания сульфатов в пробах природных и очищенных сточных вод титрованием солью свинца в присутствии дитизона . Опрос по теме: «Химия очистки сточных вод» Токсикологическая характеристика 5 важнейших вредных выбросов в атмосферу Выполнение лабораторной работы 18 Примечание 4 СРСП На лабораторном занятии СРСП На лабораторном занятии СРСП СРС На лабораторном занятии СРСП УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 стр. 11 из 13 2013г. Определение содержания сульфатов в пробах природных и очищенных сточных вод титрованием солью свинца в присутствии дитизона. Отчет по работе. 5 Методы безотходной технологии и ее роль в экологии 5 Радиоактивные отходы 6 Подготовка, выполнение лабораторной работы - Фотометрическое определение железа (ІІ), (ІІІ) с сульфосалициловой кислотой в природных, питьевых, сточных водах. Опрос по теме: «Химия загрязнения атмосферы». 6 Основные характеристики воды и их определение 6 Рубежный контроль. Тестирование по теме лекции «Химия объектов окружающей среды» 7 Выполнение лабораторной работы: Фотометрическое определение железа (ІІ), (ІІІ) с сульфосалициловой кислотой в природных, питьевых, сточных водах. Отчет по лабораторной работе. Опрос по теме: «Аналитическая химия загрязняющих веществ» 7 Полярографический, вольтамперометрический и потенциометрический методы в контроле окружающей среды Итого баллов по результатам обучения с 1 по 7 неделю Посещение всех видов аудиторных занятий с 8 по 15 неделю 8 Подготовка, выполнение лабораторной работы - Определение «активного» хлора. Отчет по лабораторной работе. 8 Дозиметрия в контроле окружающей среды 9 Выполнение лабораторной работы Определение содержания хлоридов методом осадительного титрования. Опрос по теме: 5 СРСП 40 18 СРС На лабораторном занятии 5 СРСП 60 18 На лабораторном занятии 5 СРСП 300 30 13 4 13 СРСП На лабораторном занятии УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 9 10 10 10 11 11 12 12 13 13 13 14 14 14 Редакция № 1 от « 18 » 09 стр. 12 из 13 2013г. «Анализ редкометального сырья» Методы определения РЗЭ Подготовка, выполнение лабораторной работы - Определение содержания хлоридов методом осадительного титрования. Отчет по работе. Опрос по теме: «Анализ редкометального сырья, содержащего рений» Методы определения рения Методы разложения редкометального сырья, выбор реагентов и плавней, операции разложения, сплавления и выщелачивания Выполнение лабораторной работы Определение содержания меди методом йодометрического титрования. Методы определения молибдена и вольфрама. Подготовка, выполнение лабораторной работы - Определение содержания меди методом йодометрического титрования. Отчет по работе. Опрос по теме: «Анализ редкометального сырья, содержащего молибден и вольфрам» Методы определения ванадия. Выполнение лабораторной работы Титриметрическое определение ванадия в стали. Опрос по теме: «Анализ редкометального сырья, содержащего ванадий». Методы определения ниобия и тантала. Анализ редкометального сырья, содержащего галлий, индий, таллий Подготовка, выполнение лабораторной работы - Титриметрическое определение ванадия в стали. Отчет по работе. Опрос по теме: «Анализ редкометального сырья, содержащего ниобий и тантал». Методы определения циркония и гафния. Рубежный контроль. Тестирование по модулю «Химия редкометального сырья» 4 13 СРСП На лабораторном занятии 4 35 СРСП СРС 13 4 СРСП 13 На лабораторном занятии 4 13 4 40 СРСП На лабораторном занятии СРСП СРС 13 3 60 На лабораторном занятии СРСП УМКД 042-18-10.1.34/02- 2013 Редакция № 1 от « 18 » 09 Выполнение лабораторной работы Титриметрическое определение вольфрама в стали. Отчет по работе. 15 Методы определения германия Итого баллов по результатам обучения с 9 по 15 недели Итого баллов за экзамен Итого баллов за академический период 15 стр. 13 из 13 2013г. 14 3 300 СРСП 400 1000 7 Литература 7.1 Основная литература 7.1.1 В.Я. Хентов. Химия окружающей среды. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 144с. 7.2 Дополнительная литература 7.2.1 Г. Фелленберг. Загрязнение природной среды. – М.: Мир, 1997. 232с 8.2.2 7.2.2 Лурье Ю.Б. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М. Химия, 1984. 7.2.3 В.В. Плющев, С.Б. Степина, П.И. Федоров. Химия и технология редких и рассеянных элементов. – М.: Высш. шк., том 1. 1976. 368 с. 7.2.4 В.В. Плющев, С.Б. Степина, П.И. Федоров. Химия и технология редких и рассеянных элементов. – М.: Высш. шк., том 2. 1976. 356 с. 7.2.5 В.В. Плющев, С.Б. Степина, П.И. Федоров. Химия и технология редких и рассеянных элементов. – М.: Высш. шк., том 1. 1976. 315 с.