Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ТБ 

 

 

 

«   10   »       09       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Коллоидная химия     

 




Направление подготовки

18.03.01 Химическая технология

Профиль подготовки

"Химическая технология неорганических веществ"

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр








          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

4

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

Зач.  

5

108 / 3  

16  

 

16  

3,6  

0,35  

35,95  

45,4  

Экз.(26,65)  

Итого

180 / 5  

32  

 

32  

5,2  

0,6  

69,8  

83,55  

26,65  

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: ознакомить студентов с теорией и практикой науки о коллоидном состоянии вещества, его специфических свойствах.

Задачи дисциплины: дать представление об основных свойствах и способах получения дисперсных систем, о специфике поверхностных явлений и сорбционных процессов, сформировать навыки научного исследования; дать основы анализа источников химической опасности и представления о способах защиты человека и природы.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.14))

Коллоидная химия базируются на дисциплинах «Общая и неорганическая химия», «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа», «Физическая химия». Знания и навыки по коллоидной химии могут использоваться при изучении дисциплины «Дополнительные главы коллоидной химии» и при подготовке выпускных квалификационных работ.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 готовность использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

основные понятия и соотношения термодинамики поверхностных явлений, основные свойств дисперсных систем (ОПК-3).

основные свойства коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных соединений (ОПК-3).

2) Уметь:

проводить расчеты с использованием основных соотношений термодинамики поверхностных явлений и расчеты основных характеристик дисперсных систем (ОПК-3).

выбирать методы получения и осаждения коллоидных растворов (ОПК-3).

3) Владеть:

методами измерения поверхностного натяжения, краевого угла, величины адсорбции и удельной поверхности, вязкости, критической концентрации мицеллообразования, электрокинетического потенциала (ОПК-3).

методами проведения дисперсионного анализа, синтеза дисперсных систем и оценки их агрегативной устойчивости (ОПК-3).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем.

4

10

8

24

текущий контроль

2

Термодинамика поверхности, капиллярные явления и адсорбция.

4

6

8

14,15

текущий контроль

Всего за  семестр

72

16

16

38,15

1,6

0,25

Зач.

3

Электрические свойства и устойчивость дисперсных систем.

5

10

4

1,85

текущий контроль

4

Реологические свойства и основы физико-химической механики дисперсных систем.

5

6

12

43,55

текущий контроль

Всего за  семестр

108

16

16

45,4

3,6

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

180

32

32

83,55

5,2

0,6

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем.

Лекция 1.

Краткая история развития коллоидной химии (2 часа).

Лекция 2.

Растворы – физико-химические системы. Физическая и гидратная теории растворов (2 часа).

Лекция 3.

Характеристика полярных растворителей. Диполь. Диэлектрическая постоянная (2 часа).

Лекция 4.

Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри (2 часа).

Лекция 5.

Взаимная растворимость жидкостей. Критическая температура растворения (2 часа).

Раздел 2. Термодинамика поверхности, капиллярные явления и адсорбция.

Лекция 6.

Свойства растворов электролитов (2 часа).

Лекция 7.

Диффузия. Закон Фика (2 часа).

Лекция 8.

Осмотическое давление и его биологическое значение. Объединенный закон Вант-Гоффа (2 часа).

Семестр 5

Раздел 3. Электрические свойства и устойчивость дисперсных систем.

Лекция 9.

Давление насыщенного пара растворителя. Первый закон Рауля (2 часа).

Лекция 10.

Температура замерзания и кипения разбавленных растворов. Второй закон Рауля. Применение методов криоскопии и эбуллиоскопии (2 часа).

Лекция 11.

Причины отклонений от законов Рауля и Вант-Гоффа в растворах электролитов (2 часа).

Лекция 12.

Классификация дисперсных систем. Степень дисперсности (2 часа).

Лекция 13.

Конденсационные и дисперсионные методы получения коллоидных систем (2 часа).

Раздел 4. Реологические свойства и основы физико-химической механики дисперсных систем.

Лекция 14.

Оптические свойства коллоидных растворов. Опалесценция, эффект Фарадея-Тиндаля, полихромия (2 часа).

Лекция 15.

Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов. Броуновское движение (2 часа).

Лекция 16.

Электрокинетические явления в коллоидных системах. Электрофорез. Электроосмос. Эффекты протекания и седиментации (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем.

Лабораторная 1.

Структурно-механические свойства дисперсных систем (4 часа).

Лабораторная 2.

Электрические свойства дисперсных систем (4 часа).

Раздел 2. Термодинамика поверхности, капиллярные явления и адсорбция.

Лабораторная 3.

Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем (4 часа).

Лабораторная 4.

Оптические свойства дисперсных систем (4 часа).

Семестр 5

Раздел 3. Электрические свойства и устойчивость дисперсных систем.

Лабораторная 5.

Лиофильные дисперсные системы (4 часа).

Раздел 4. Реологические свойства и основы физико-химической механики дисперсных систем.

Лабораторная 6.

Поверхностное натяжение и адсорбция из растворов (4 часа).

Лабораторная 7.

Анализ уравнения мономолекулярной адсорбции (4 часа).

Лабораторная 8.

Растворение и набухание высокомолекулярных веществ (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены в на информационно-образовательном портале

https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=24226

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Назовите виды устойчивости дисперсных систем в соответствии с классификацией Пескова. В чем заключается различие между лиофильными и лиофобными коллоидными системами? .

2. Чем обусловлена агрегативная неустойчивость лиофобных дисперсных систем? Какие процессы самопроизвольно происходят в этих системах? .

3. Какими методами получают лиофобные дисперсные системы? Приведите примеры.

4. На что затрачивается работа при дроблении и измельчении материалов? Каким образом можно уменьшить работу измельчения и повысить дисперсность измельчаемого материала? .

5. Чем отличаются процессы гомогенной и гетерогенной конденсации и каковы причины возникновения метастабильного состояния в пересышенных системах? .

6. Чем определяется критический радиус зародыша новой фазы? Как можно регулировать размеры частиц лиофобных дисперсных систем, получаемых методом конденсации? .

7. Какой процесс называют коагуляцией? Чем завершается процесс коагуляции? Какими способами можно вызвать коагуляцию лиофобной коллоидной системы?.

8. Что называют быстрой и медленной коагуляцией? Какова взаимосвязь между скоростью коагуляции и видом потенциальной кривой взаимодействия частиц? .

9. Какие параметры дисперсной системы влияют на скорость коагуляции частиц в соответствии с теорией Смолуховского? Чем отличаются константы скорости быстрой и медленной коагуляции? .

10. Каково различие между нейтрализационной и концентрационной коагуляцией лиофобных золей электролитами? Как влияет заряд коагулирующего иона на порог быстрой коагуляции? .

11. Действием каких факторов обеспечивается агрегативная устойчивость лиофобных дисперсных систем? Какие вещества используют в качестве стабилизаторов этих систем? .

12. Что такое расклинивающее давление и каковы причины его возникновения? .

13. Назовите составляющие расклинивающего давления по теории устойчивости ДЛФО? .

14. Приведите примеры потенциальных кривых взаимодействия между частицами для дисперсных систем с различной степенью устойчивости.

15. Каковы особенности коагуляции частиц в первом и вторичном энергетических минимумах в соответствии с теорией ДЛФО? .

16. В чем заключается сходство и различие суспензий и лиозолей? .

17. Как классифицируют эмульсии? Какие вещества используют в качестве стабилизаторов прямых и обратных эмульсий? .

18. В чем заключаются особенности стабилизации пен? Какими параметрами характеризуют устойчивость пен? .

19. Как классифицируют аэрозоли? В чем причины принципиальной агрегативной неустойчивости этих систем? .

20. Приведите примеры практического использования суспензий, лиозолей, эмульсий, пен и аэрозолей.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Коллоидная химия

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Кириченко О.А. Практикум по коллоидной химии [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие/ Кириченко О.А.— Электрон. текстовые данные.— М.: Прометей, 2012.— 110 c. - http://www.iprbookshop.ru/18601

2. Сватовская Л.Б. Современная химия [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Сватовская Л.Б.— Электрон. текстовые данные.— М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2013. - http://www.iprbookshop.ru/16145

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Карбаинова С. Н. Коллоидная химия: Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ, 2009. - 87 с. - http://portal.tpu.ru/SHARED/s/SNK/study/Tab/posobie-kolloidnaya.pdf

2. Савицкая Т.А, Коллоидная химия: опорный конспект лекций - Минск: БГУ, 2008. - 120 с. - http://bsu.by/sm.aspx?guid=163693

3. Вестник Московского университета. Серия "Химия" - http://www.chemnet.ru/rus/vmgu/welcome.html

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

XuMuk.ru - Новый сайт о химии для химиков. Химическая энциклопедия, фармацевтические справочники, методики синтеза и другие полезные материалы онлайн.

Химия в СО РАН - Каталог содержит огромное количество информации по химии и состоит из 16 подразделов

Ximicat.com - Химический каталог. Ссылки на химические сайты и форум.

Информационно-образовательный портал "Российское образование" www.edu.ru

Сайт о химии для химиков http://www.xumuk.ru/

Журнал «Энциклопедия инженера-химика» http://www.nait.ru/journals/index.php?p_journal_id=16

Программное обеспечение:

Лекционная аудитория (Проектор NP-V302XG).

Пакет офисных приложений Libre Office v.5 (free software, GPL).

Лаборатория аналитической и коллоидной химии

Программа работы с микроскопом Levenhuk ToupView (бесплатное ПО).

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

portal.tpu.ru

bsu.by

chemnet.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лекционная аудитория (Проектор NP-V302XG).

Лаборатория аналитической и коллоидной химии

Вытяжные шкафы, печь сушильная, фильтр вакуумный, воронки Бунзена, наборы индикаторов, газоанализатор, рН-метр-иономер, печь сушильная под вакуумом, весы аналитические, весы технохимические, фотоэлектрокалориметры ФЭК-М, ФЭК-56, набор кювет, выпрямители электрического тока, иономер универсальный, блок автоматического титрования БАТ-15, потенциостат, дистиллятор воды, седиментометр, реохорд, слайдоскоп, специальная химическая посуда, водяная и песчаная баня, электроплитки, набор химического оборудования для титрометрии, штативы химические с держателями, термореле, секундомеры, комплект методических пособий.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Коллоидная химия»

по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология

 

Рабочая программа дисциплины «Коллоидная химия» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 180 час. (5 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет / экзамен .

Цель дисциплины: ознакомить студентов с теорией и практикой науки о коллоидном состоянии вещества, его специфических свойствах.

Задачи дисциплины: дать представление об основных свойствах и способах получения дисперсных систем, о специфике поверхностных явлений и сорбционных процессов, сформировать навыки научного исследования; дать основы анализа источников химической опасности и представления о способах защиты человека и природы.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Коллоидная химия» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

 

10.09.2016 г.