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 

 

 

 

«   06   »       06       2017 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Электрохимия     

 




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.)

5

108 / 3  

16  

16  

 

1,6  

0,25  

33,85  

74,15  

Зач.  

6

108 / 3  

16  

 

16  

3,6  

0,35  

35,95  

45,4  

Экз.(26,65)  

Итого

216 / 6  

32  

16  

16  

5,2  

0,6  

69,8  

119,55  

26,65  

 

Муром, 2017 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Целью освоения дисциплины "Электрохимия" является ознакомление студентов с теорией и практикой электрохимических процессов.

Задачи дисциплины:

- дать базисные основы теории электрохимических процессов;

- определить основные методы теоретических и практических исследований электрохимических процессов.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.04))

Дисциплина "Электрохимия" базируется на знаниях, полученных студентами в области физики, аналитической химии и физико-химических методов анализа, физической химии. Знания полученные при изучении "Электрохимия" будут применяться при изучении дисциплин: "Технологические и экологические проблемы коррозии", "Приборы и методы исследования сложных электрохимических систем", "Оборудование и основы проектирования электрохимических технологий", "Электрохимические технологии".

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1 способность и готовностью осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

теорию электрохимических процессов в рамках в рамках осуществления электрохимических технологических процессов (ПК-1).

2) Уметь:

использовать теорию электрохимических процессов для оптимизации основных параметров электрохимических технологических процессов (ПК-1).

3) Владеть:

методами определения качества сырья для проведения электрохимических технологических процессов с высоким качеством получаемой продукции (ПК-1).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 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

Теория электролитов

5

16

16

74,15

Текущий контроль

Всего за  семестр

108

16

16

74,15

1,6

0,25

Зач.

2

Электрохимия гетерогенных систем

6

16

16

45,4

Текущий контроль

Всего за  семестр

108

16

16

45,4

3,6

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

216

32

16

16

119,55

5,2

0,6

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 5

Раздел 1. Теория электролитов

Лекция 1.

Теория электролитической диссоциации (2 часа).

Лекция 2.

Механизмы образования растворов электролитов (2 часа).

Лекция 3.

Ион-дипольное взаимодействие в растворах электролитов (2 часа).

Лекция 4.

Ион-ионное взаимодействие в растворах электролитов (2 часа).

Лекция 5.

Ионная ассоциация в растворах электролитов (2 часа).

Лекция 6.

Неравновесные явлений в растворах электролитов (2 часа).

Лекция 7.

Строение ионных жидкостей и их электропроводность (2 часа).

Лекция 8.

Свойства твердых электролитов (2 часа).

Семестр 6

Раздел 2. Электрохимия гетерогенных систем

Лекция 9.

Равновесие в электрохимической цепи (2 часа).

Лекция 10.

Классификация электрохимических цепей (2 часа).

Лекция 11.

Двойной электрический слой и явления адсорбции на межфазных границах (2 часа).

Лекция 12.

Развитие представлений о строении двойного электрического слоя (2 часа).

Лекция 13.

Общая характеристика электрохимических процессов (2 часа).

Лекция 14.

Хронопотенциометрия (2 часа).

Лекция 15.

Электрохимическая кинетика (2 часа).

Лекция 16.

Кинетические закономерности стадии переноса заряда (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 5

Раздел 1. Теория электролитов

Практическое занятие 1.

Электрическая проводимость растворов электролитов (2 часа).

Практическое занятие 2.

Законы электролиза. Кулонометры (2 часа).

Практическое занятие 3.

Числа переноса (2 часа).

Практическое занятие 4.

Электродные потенциалы (2 часа).

Практическое занятие 5.

Электрохимические элементы (2 часа).

Практическое занятие 6.

Концентрационные элементы (2 часа).

Практическое занятие 7.

Определение термодинамических потенциалов методом ЭДС (2 часа).

Практическое занятие 8.

Вычисление средних коэффициентов активности электролитов методом ЭДС (2 часа).

 

Методические указания к практическим занятиям приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=2733&topic=2

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 6

Раздел 1. Электрохимия гетерогенных систем

Лабораторная 1.

Измерение ЭДС гальванического элемента. Определение потенциалов отдельных электродов (4 часа).

Лабораторная 2.

Потенциометрическое определение рН раствора (4 часа).

Лабораторная 3.

Окислительно-восстановительное потенциометрическое титрование (4 часа).

Лабораторная 4.

Кислотно-основное потенциометрическое титрование (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=2733&topic=3

 

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. Классические методы исследования растворов электролитов .

2. Основные положения теории Аррениуса .

3. Ионные равновесия в растворах электролитов .

4. Спектроскопические методы исследования строения растворов электролитов .

5. Механизмы образования растворов электролитов .

6. Энергия кристаллической решетки .

7. Энергия сольватации .

8. Реальная и химическая энергии сольватации .

9. Энтропия сольватации ионов .

10. Физические свойства полярных растворителей .

11. Термодинамическое описание равновесий в растворах электролитов .

12. Распределение ионов в растворе электролита и потенциал ионной атмосферы .

13. Ионная ассоциация в растворах электролитов .

14. Эмпирические и полуэмпирические методы описания термодинамических свойств растворов .

15. Современное состояние и перспективы развития теории растворов электролитов .

16. Общая характеристика неравновесных явлений в растворах электролитов .

17. Диффузия и миграция ионов .

18. Удельная и эквивалентная электропроводности в растворах электролитов .

19. Числа переноса и методы их определения .

20. Строение ионных жидкостей и их электропроводность .

21. Многокомпонентные расплавы .

22. Свойства твердых электролитов .

23. Подходы к теоретическому описанию процессов переноса в ионных твердых электролитах .

24. Твердые электролиты — аналоги жидких растворов .

24. Электродные материалы со смешанной проводимостью .

26. Электрохимический потенциал и равновесие на границе электрод/раствор .

27. Равновесие в электрохимической цепи .

28. Классификация электродов .

29. Концепция электронного равновесия на границе металл/раствор .

30. Метод ЭДС при определении коэффициентов активности, чисел переноса, произведений растворимости и констант равновесия ионных реакций .

31. Электрокапиллярные явления .

32. Емкость двойного электрического слоя .

33. Электрокапиллярные явления на совершенно поляризуемом электроде .

34. Оптические и фотоэмиссионные методы изучения двойного электрического слоя .

35. Зондовые методы исследования электрохимических межфазных границ .

36. Вакуумно-электрохимические системы и рентгеновские методы исследования электрохимических межфазных границ .

37. Потенциалы нулевого заряда и механизм возникновения ЭДС электрохимической цепи .

38. Развитие модельных представлений о строении двойного электрического слоя .

39. Современные модельные представления о двойном электрическом слое в растворах поверхностно-неактивных электролитов .

40. Общая характеристика электрохимических процессов .

42. Поляризационная характеристика в условиях лимитирующей стадии массопереноса .

43. Роль миграции в процессах массопереноса и падение потенциала в диффузионном слое .

44. Конвективная диффузия и метод вращающегося дискового электрода .

45. Полярографический метод .

46. Электрохимические реакции с последовательным переносом нескольких электронов .

47. Методы изучения стадии переноса заряда в условиях смешанной кинетики .

48. Зависимость скорости реакции переноса электрона от температуры .

 

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 практических 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 Электрохимия

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Варенцов В.К. Химия. Электрохимические процессы и системы [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие/ Варенцов В.К., Синчурина Р.Е., Турло Е.М.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2013.— 60 c. - http://www.iprbookshop.ru/44702.

2. Березовчук А.В. Физическая химия [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Березовчук А.В.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Научная книга, 2012.— 159 c. - http://www.iprbookshop.ru/8191.

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Березина С.Л. Основы электрохимии [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Березина С.Л., Двуличанская Н.Н., Фадеев Г.Н.— Электрон. текстовые данные.— М.: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, 2006.— 69 c. - http://www.iprbookshop.ru/31636.

2. Батенков В. А. Электрохимия полупроводников. Учеб. пособие. Изд. 2-е, допол. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002. – 162 с. - http://window.edu.ru/resource/641/29641/files/asu008.pdf

3. Дамаскин Б.Б. и др. Электрохимия / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А. Цирлина. — 2-е изд., испр. и перераб. — М.: Химия, КолосС, 2006. — 672 с. - http://chembaby.com/wp-content/uploads/2015/12/elbook_all.pdf

 

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:

Химик. Сайт о химии. http://www.xumuk.ru/

Химическая информационная образовательная сеть. МГУ им. М. В. Ломоносова http://www.chem.msu.ru/

Программное обеспечение:

Лекционная аудитория

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

 

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

iprbookshop.ru

window.edu.ru

chembaby.com

 

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

Лекционная аудитория

DVD плеер POINER DV-310-Sdvd player, проектор SANYO PDG - DSU 20.

Лаборатория общей и неорганической химии

Вытяжные шкафы «Ламинар»; комплекс для анализа тяжелых металлов; химический мультиметр с набором ионоселективных электродов; печь сушильная; печь сушильная под вакуумом; весы аналитические ВЛР-200; весы технохимические; фотоэлектроколориметры ФЭК-М; набор кювет; выпрямители электрического тока; иономер универсальный; блок автоматического титрования БАТ-15; потенциостат П-5848; прибор Ребиндера; дистиллятор воды ДЭ-4; реохорд; специальная химическая посуда; водяная и песчаная баня; электроплитки; набор химического оборудования для титриметрии; штативы химические с держателями; термореле; секундомеры; комплект учебно-наглядных пособий и 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.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Занятия проводятся в компьютерном классе, используя специальное программное обеспечение. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с разработкой и программной реализацией алгоритмов обработки информации. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

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. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу компьютерного моделирования 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

«Электрохимия»

по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология

 

Рабочая программа дисциплины «Электрохимия» 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 216 час. (6 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет / экзамен .

Цель дисциплины: Целью освоения дисциплины "Электрохимия" является ознакомление студентов с теорией и практикой электрохимических процессов.

Задачи дисциплины:

- дать базисные основы теории электрохимических процессов;

- определить основные методы теоретических и практических исследований электрохимических процессов.

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 «Электрохимия» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

 

06.06.2017 г.