Физическая и коллоидная химия


























































УДК 577.12:664
Обсуждена и одобрена на заседании кафедры «Органической, физической и коллоидной химии » Московского государственного университета технологий и управления (протокол № 6 от 6 апреля 2011г.).
Утверждена на заседании Совета института «Технологий пищевых продуктов» Московского государственного университета технологий и управления (протокол № от 2011г.).
Составители:
Бондарев Ю.М.– кандидат химических наук, профессор кафедры Органической, физической и коллоидной химии Московского государственного университета технологий и управления

Козлова Л.В.– кандидат химических наук, доцент кафедры Органической, физической и коллоидной химии Московского государственного университета технологий и управления
Рецензенты:
Буянов В.Н.- доктор химических наук, профессор кафедры Органической химии Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева

Хохлов П.С.– доктор химических наук, профессор кафедры Органической, физической и коллоидной химии Московского государственного университета технологий и управления

Бондарев Ю.М., Козлова Л.В.
Физическая и коллоидная химия: рабочая учебная программа. – М.: МГУТУ, 2011. – с.29
Рабочая учебная программа дисциплины «Физическая и коллоидная химия» базовой части математического и естественно-научного цикла учебного плана составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавров 260100 Продукты питания из растительного сырья , профили: «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов», «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий»,«Технология сахаристых продуктов»,«Технология консервов и пищеконцентратов»,«Технология бродильных производств и виноделия»,«Технология хранения и переработки зерна».
Рабочая программа предназначена для студентов всех форм обучения.



©Московский государственный университет технологий и управления, 2011.
109004, Москва, Земляной вал, 73

©Бондарев Ю.М., Козлова Л.В.
СОДЕРЖАНИЕ


Цели дисциплины «Физическая и коллоидная химия.»...4
Место дисциплины в структуре ООП..4
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Физическая и коллоидная химия»4
Структура и содержание дисциплины «Физическая и коллоидная химия»6
Образовательные технологии дисциплины «Физическая и коллоидная химия.»....22
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации.23
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Физическая и коллоидная химия.» .25
Контроль и оценка результатов обучения.........25
Материально-техническое обеспечение дисциплины «Физическая и коллоидная химия.»..28
Глоссарий основных определений дисциплин «Физическая и коллоидная химия.»...28


1. Цели освоения дисциплины
Учебная дисциплина «физическая и коллоидная химия» - обязательная дисциплина профессионального цикла базовой (общепрофессиональной) части государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья», квалификация (степень) - бакалавр.

Основными целями учебной дисциплины «физическая и коллоидная химия » являются:
приобретение студентами комплекса знаний о взаимосвязи физико-химических теорий химических процессов для решения в последующем широкого круга научных и технических проблем в пищевой промышленности;
раскрыть смысл основных законов, научить студента видеть области применения этих законов, четко понимать их принципиальные возможности при решении конкретных задач.

Задачами дисциплины являются:
-знать фундаментальные законы и основополагающие понятия физической и коллоидной химии;
- иметь теоретические основы для глубокого понимания чрезвычайно сложных физико-химических процессов, используемых в технологиях пищевых производств при получении продуктов питания;
овладеть методами исследования и приобрести экспериментальные навыки работы с оборудованием лаборатории физической и коллоидной химии.

2.Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к профессиональному циклу Б.2( математический и естественнонаучный цикл), базовой (общепрофессиональной части). Для изучения дисциплины необходимы знания вопросов предшествующих изучаемых дисциплин - физики, высшей математики, неорганической химии.
Дисциплина является предшествующей для изучения следующих дисциплин –аналитическая химия и физико-химические методы анализа, физико-химические основы и общие принципы переработки растительного сырья, коллоидная химия наночастиц, тепло- хладотехника .


3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен приобрести знания, умения, владения и профессиональные компетенции.
Профессиональные компетенции:
Обучающийся по направлению подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья» в соответствии с задачами профессиональной деятельности и целями основной образовательной программы после изучения дисциплины «Физическая химия» студент приобретает следующие компетенции:
использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования( ОК-10);
владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, уметь работать с компьютером как средством управления информацией(ОК-12);
использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования ( ПК 1)
способностью использовать в практической деятельности специализированные знания фундаментальных разделов физики, химии, биохимии, математики для освоения физических, химических, биохимических, биотехнологических, микробиологических, теплофизических процессов, происходящих при производстве продуктов питания из растительного сырья( в соответствии с профилем подготовки) ( ПК-8)
способностью изучать и анализировать научно- техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематики исследования ( ПК-13)
готовностью проводить измерения и наблюдения, составлять описания проводимых исследований, анализировать результаты исследований и использовать их при написании отчетов и научных публикаций (ПК-14)

Знать:
основы современных теорий в области физической и коллоидной химии и способы их применения для решения теоретических и практических задач в любых областях химии.

Уметь:
самостоятельно ставить задачу физико-химического исследования в химических системах, выбирать оптимальные пути и методы решения подобных задач как экспериментальных, так и теоретических; обсуждать результаты физико-химических исследований, ориентироваться в современной литературе по физической химии, вести научную дискуссию по вопросам физической химии.

Владеть:
способностью и готовностью проводить физико-химические расчеты с помощью известных формул и уравнений, в том числе с помощью компьютерных программ, проводить стандартные физико-химические измерения, пользоваться справочной литературой по физической химии.





4.Структура и содержание дисциплины ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 252 часа, зачетных единиц 7


Таблица 1.
Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы
Вид учебной работы
Зачетные единицы
Академические
часы

Общая трудоемкость дисциплины
7
252

Аудиторные занятия (всего)
3,2
114

В том числе:



Лекции
1.3
46

Лабораторные работы (ЛР) или практические занятия (ПР) или семинарские занятия
1.9
68

Самостоятельная работа (всего)
3.8
138

В том числе:



Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
1.4
50

Подготовка к лабораторным работам
1
36

Изучение тем лекций
0.9
34

Подготовка к рубежному контролю
0.3
10

Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.2
8

Контроль (всего)
1
36

В том числе



Входной, текущий, рубежный
0.6
20

Промежуточная аттестация (экзамен)**
0.5
18




Таблица 2.
Базовые модули дисциплины, рекомендуемая трудоемкость и виды учебной работы

№ п/п
НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ И ТЕМЫ
Зачетные единицы/ академические часы





Всего
Лекции
Лабора-торые работы
Самостоя -
тельная
работа
Контроль
(входной текущий, рубежный)


Модуль 1.
1.11/40
0.17/6
0.28/10
0.5/18
0.16/6


Тема 1. I закон термодинамики Термохимия







Тема 2. II закон термодинамики







Тема 3. Химическое равновесие







Модуль 2.
1.05/38
0.17/6
0.28/10
0.5/18
0.11/4


Тема 4. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса








Тема 5. Растворы







Модуль 3.

1/36
0.17/6
0.22/8
0.5/18
0.11/4


Тема 6. Электропроводность растворов электролитов








Тема 7. ЭДС гальванического элемента








Модуль 4.

1.05/38
0.17/6
0.22/8
0.5/18
0.16/6


Тема 8.Формальная кинетика односторонних реакций







Тема 9. Кинетика сложных реакций







Тема 10. Катализ








Модуль 5.
1/36
0.17/6
0.22/8
0.5/18
0.11/4


Тема 1.Термодинамика поверхностных явлений







Тема 2. Адсобция на границе жидкость-газ







Тема 3. Адсорбия на поверхности твердых тел







Модуль 6.
0.94/34
0.17/6
0.22/8
0.44/16
0.11/4


Тема 4. Электрические свойства дисперсных систем







Тема 5. Оптические свойства дисперсных систем







Тема 6. Устойчивость дисперсных систем







Модуль 7.
0.94/34
0.17/6
0.22/8
0.44/16
0.11/4


Тема 7. Методы получения дисперсных систем







Тема 8. Суспензии, золи, эмульсии, их свойства







Модуль 8.
0.89/32
0.11/4
0.22/8
0.44/16
0.11/4


Тема 9. Мицеллообразование в растворах ПАВ







Тема 10. Растворы ВМС








Таблица 3.
Обязательный дидактический минимум содержания учебно-образовательных модулей и тем дисциплины
№ п/п
НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ И ТЕМЫ
ДИДАКТИЧЕСКИЙ МИНИМУМ



Модуль 1.
Основы химической термодинамики



Тема 1. I закон термодинамики Термохимия
Изолированные, закрытые и открытые системы. Компонент. Фаза. Внутренняя энергия, энтальпия, теплота и работа. Функции состояния и процесса.
Первый закон термодинамики. Тепловой эффект реакции и закон Гесса. Применение закона Гесса для расчета тепловых эффектов химических реакций. Теплоемкость.. Законы Кирхгоффа в дифференциальной и интегральной форме.



Тема 2. II закон термодинамики
Энтропия и термодинамическая вероятность. Уравнение Больцмана. Работа и теплота обратимого процесса. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах. Второй закон термодинамики, его формулировки. Объединенное выражение первого и второго закона термодинамики. Постулат Планка. Тепловая теорема Нернста. Изменение энтропии в процессах нагревания веществ, смешения идеальных газов, при фазовых переходах.
Термодинамические потенциалы. Максимальная работа. Характеристические функции. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца. Расчет изменения энергии Гиббса и энергии Гельмгольца в различных процессах.. Уравнения Гиббса-Гельмгольца.



Тема 3. Химическое равновесие
Химическое равновесие. Химическая переменная. Изменение характеристических функций в химической реакции. Уравнения изотермы химической реакции. Константа равновесия. Способы выражения термодинамических констант гомогенных химических реакций. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнения изобары и изохоры химической реакции. Термодинамика реакций в растворах.


Модуль 2.
Фазовое равновесие и свойства растворов



Тема 4. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса
Фазовые равновесия в однокомпонентной системе. Основные понятия: число независимых компонентов, фаза, степень свободы. Фазовые переходы. Изменение химического потенциала при фазовом переходе. Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния воды. Критическая точка. Уравнение Клаузиуса - Клапейрона. Равновесие в двухкомпонентных гетерогенных системах. Равновесие пар - раствор в системах, образованных летучими жидкостями. Законы Коновалова и их термодинамическое обоснование. Азеотропные смеси. Взаимная растворимость жидкостей. Зависимость растворимости от температуры. Диаграммы растворимости двухкомпонентных систем (с неограниченной растворимостью и с простой эвтектикой). Применение правила фаз для анализа диаграмм. Равновесие в системах, образованных частично смешивающимися жидкостями. Распределение третьего компонента между двумя жидкими фазами.




Тема 5. Растворы
Классификация растворов. Растворы в пищевой промышленности. Термодинамические свойства растворов. Давление пара над раствором. Идеальные растворы, химический потенциал компонента. Активность, коэффициент активности. Функции смешения. Закон Генри. Растворимость газов в жидкостях. Влияние электролитов. Коллигативные свойства растворов. Закон Рауля. Эбулиоскопия, криоскопия, осмотическое давление. Неидеальные растворы.



Модуль 3.

Электрохимия



Тема 6. Электропроводность растворов электролитов

Электрическая проводимость растворов электролитов. Проводники I и II рода. Закон разведения Оствальда. Теория Дебая-Хюккеля. Средние ионные коэффициенты активности, связь с ионной силой. Электрофоретический и релаксационный эффекты. Удельная и молярная электрическая проводимость. Зависимость их от концентрации, температуры, природы растворителя. Подвижность ионов. Изотонический коэффициент. Коллигативные свойства растворов электролитов.



Тема 7. ЭДС гальванического элемента

Возникновение потенциала на границе раздела фаз. Уравнение Нернста. Электродные потенциалы в водородной шкале. Термодинамика гальванического элемента. Гальванические цепи - химические и концентрационные. Электроды первого и второго рода, окислительно-восстановительные электроды. Электроды сравнения. Методы измерения ЭДС гальванических элементов и электродных потенциалов. Потенциометрическое определение рН. Стеклянный электрод.



Модуль 4.

Химическая кинетика и катализ



Тема 8.Формальная кинетика односторонних реакций
Скорость гомогенной химической реакции, кинетическая кривая, кинетическое уравнение, молекулярность, порядок, константа скорости. Математическое описание элементарных реакций первого, второго и третьего порядков. Время полупревращения. Методы определения порядка реакции.



Тема 9. Кинетика сложных реакций
Сложные реакции первого порядка: обратимые, параллельные, последовательные, сопряженные. Лимитирующая стадия. Влияние температуры на скорость реакции. Уравнение Аррениуса, энергия активации.
Теория столкновений. Частота столкновений, стерический фактор. Механизм мономолекулярной реакции в газовой фазе. Теория переходного состояния (теория активированного комплекса). Фотохимические реакции. Особенности кинетики цепных реакций. Простые и разветвленные цепи. Возникновение и обрыв цепи. Горение, взрыв. Цепные реакции в пищевой технологии, в виноделии, при окислении жиров и т.д.


Тема 10. Катализ
Катализ. Классификация каталитических реакций. Катализ и химическое равновесие. Гомогенный катализ. Классификация гомогенно-каталитических реакций. Теория промежуточных соединений. Общий и специфический кислотно-основной катализ. Кинетические уравнения гомогенных каталитических реакций и их анализ.
Гетерогенный катализ. Особенности гетерогенных каталитических процессов. Роль адсорбции в каталитическом акте. Каталитическая активность и селективность катализаторов. Ферментативный катализ. Теории катализа.




Модуль 5.
Поверхностные явления.



Тема 1.Термодинамика поверхностных явлений
Термодинамика поверхностных явлений. Роль поверхностных явлений в дисперсных системах. Удельная свободная поверхностная энергия, поверхностное натяжение, их выражение через функции состояния Реализация принципа самопроизвольного снижения поверхностной энергии через поверхностные явления (сокращение поверхности раздела фаз, снижение межфазного поверхностного натяжения). Причины и механизмы адгезии и смачивания. Растекание жидкостей по поверхности. Краевой угол смачивания. Закон Юнга. Работа адгезии и когезии. Уравнение Дюпре. Капиллярное поднятие жидкости. Лиофильная и лиофобная поверхности, избирательное смачивание как метод характеристики поверхностей твердых тел. Капиллярное давление. Закон Лапласа. Зависимость давления пара от кривизны поверхности жидкости. Уравнение Кельвина



Тема 2. Адсобция на границе жидкость-газ
Адсорбция на границе раздела раствор-газ. Поверхностно-активные и поверхностно-инактивные вещества (примеры). Относительность понятия "поверхностная активность" (зависимость от природы контактирующих фаз). Термодинамика процесса адсорбции. Уравнение адсорбции Гиббса и его анализ. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ. Уравнение Шишковского.
Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Поверхностная активность, ее изменение в гомологических рядах ПАВ. Правило Траубе. Динамический характер адсорбционного равновесия на поверхности раздела раствор ПАВ - газ. Изотермы адсорбции и поверхностного натяжения растворов ПАВ. Строение монослоев растворимых ПАВ. Двухмерное состояние вещества в поверхностном слое, ориентация молекул в разреженных и в насыщенных слоях Методы определения поверхностного натяжения.




Тема 3. Адсорбия на поверхности твердых тел
Природа адсорбционных сил. Адсорбция как самопроизвольное концентрирование на поверхности раздела фаз веществ, снижающих межфазное натяжение Физическая и химическая адсорбция. Количественное выражение адсорбции, размерность.
Адсорбция на границе раздела твердое тело-газ. Изо герма адсорбции. Эмпирические уравнения Генри и Фрейндлиха. Теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра. Полимолекулярная адсорбция Поляни и теория БЭТ. Адсорбция на пористых телах. Использование адсорбционных процессов в различных отраслях пищевой промышленности.



Модуль 6.
Коллоидное состояние



Тема 4. Электрические свойства дисперсных систем
Образование двойного электрического слоя. Заряд поверхности на границе твердое тело-жидкость. Правило Фаянса-Паннега-Пескова. Термодинамическое равновесие поверхности раздела фаз с учетом электрической энергии. Образование двойного электрического слоя (ДЭС) и его строение. Электрокинетический потенциал, граница скольжения. Строение мицеллы гидрофобного золя. Изоэлектрическое состояние в дисперсных системах; методы определения изоэлектрической точки.




Тема 5. Оптические свойства дисперсных систем
Оптические свойства дисперсных систем. Классификация явлений, наблюдаемых при прохождении света через дисперсную систему. Опалесценция.
Рассеяние и поглощение света. Уравнение Релея и Ламберта-Беера. их анализ Оптические методы определения размера частиц золя и исследование свойств дисперсных систем: турбидиметрия, нефелометрия, ультрамикроскопия.



Тема 6. Устойчивость дисперсных систем
Седиментационная устойчивость. Прямая и обратная седиментация. Скорость седиментации. Константа седиментации, как мера устойчивости данной коллоидной системы. Гипсометрический закон распределения частиц по высоте. Осаждение грубодисперсных частиц. Седиментационный анализ. Агрегативная устойчивость дисперсных систем. Основы теорий Смолуховского,. Быстрая и медленная коагуляция. Способы коагуляции, коагуляция электролитами, ее основные закономерности. Порог коагуляции электролитами, его зависимость от размера и заряда коагулирующего иона. Свободнодисперсные и связнодисперсные системы. Образование и свойства гелей. Системы с твердой дисперсионной средой. Процессы старения: увеличение ползучести, потеря эластичности.



Модуль 7.
Лиофобные дисперсные системы



Тема 7. Методы получения дисперсных систем
Получение дисперсных систем. Термодинамика образования лиофобных коллоидных систем. Разрушение и диспергирование твердых тел как физико-химический процесс образования новой поверхности. Эффект Ребиндера. Диспергационные методы получения дисперсных систем (золей, эмульсий, пен, аэрозолей. Конденсационные способы получения дисперсных систем. Работа образования зародышей новой фазы. Образование частиц дисперсной фазы в процессах кристаллизации из растворов, конденсации пересыщенного пара, кипения. Образование золей в процессе химических реакций. Методы регулирования размеров частиц в дисперсных системах. Изотермическая перегонка. Дисперсные системы, их стабилизация, способы разрушения и очистки.



Тема 8. Суспензии, золи, эмульсии, их свойства
Классификация, стабилизация эмульсий поверхностно-активными веществами, порошками, полимерами. Классификация аэрозолей по агрегатному состоянию частиц дисперсной фазы. Методы получения и измерения размеров аэрозольных частиц. Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей (высоко- и грубодисперсных). Электрические свойства аэрозолей, причины возникновения заряда на поверхности частиц. Агрегативная устойчивость аэрозолей. Суспензии и золи, их свойства и стабилизация. Основные методы очистки и концентрирования золей: обратный осмос, диализ электродиализ и ультрафильтрация. Теория мембранного равновесия Доннана



Модуль 8.
Лиофильные дисперсные системы



Тема 9. Мицеллообразование в растворах ПАВ
Строение и размер молекул коллоидных ПАВ. Классификация ПАВ по молекулярному строению (анионо- и катионоактивные, неионогенные, амфолитные); области применения ПАВ. Термодинамика образования лиофильных коллоидных систем; основные признаки лиофильных систем. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Критическая концентрация мицелл ообразования (ККМ), основные методы определения ККМ.



Тема 10. Растворы ВМС
Классификация высокомолекулярных соединений (ВМС). Химическая природа, особенности строения ВМС. Конформация макромолекул. Особые свойства растворов ВМС. Осмотическое давление растворов ВМС. Зависимость вязкости растворов ВМС от концентрации. Определение средней молекулярной массы ВМС. Уравнение Марка-Хаувинка. Набухание, термодинамика и кинетика процесса. Образование гелей (студней) ВМС, их свойства, синерезис. Важнейшие природные ВМС.


Модуль 1
Основы химической термодинамики

Основные понятия химической термодинамики. Термодинамические системы и термодинамические параметры. Изолированные, закрытые и открытые системы. Компонент. Фаза. Внутренняя энергия, энтальпия, теплота и работа. Функции состояния и процесса. Термодинамическое состояние и термодинамический процесс.
Первый закон термодинамики. Расчет изменения внутренней энергии, энтальпии, теплоты и работы в различных процессах. Тепловой эффект реакции и закон Гесса. Применение закона Гесса для расчета тепловых эффектов химических реакций. Теплоты образования и теплоты сгорания химических веществ. Следствия из закона Гесса. Теплоемкость. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Законы Кирхгоффа в дифференциальной и интегральной форме.
Энтропия и термодинамическая вероятность. Уравнение Больцмана. Термодинамически обратимые и необратимые процессы, самопроизвольные и равновесные. Работа и теплота обратимого процесса. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах. Второй закон термодинамики, его формулировки. Энтропия как критерий направления самопроизвольных процессов в изолированных системах. Объединенное выражение первого и второго закона термодинамики. Постулат Планка. Тепловая теорема Нернста. Абсолютная энтропия веществ и ее вычисление. Расчет изменения энтропии химической реакции при различных температурах. Изменение энтропии в процессах нагревания веществ, смешения идеальных газов, при фазовых переходах.
Термодинамические потенциалы. Максимальная работа. Характеристические функции. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца. Термодинамический потенциал как критерий самопроизвольного протекания процессов и состояния равновесия в закрытых системах. Расчет изменения энергии Гиббса и энергии Гельмгольца в различных процессах. Таблицы стандартных энергий Гиббса. Зависимость энергии Гиббса и энергии Гельмгольца от температуры. Уравнения Гиббса-Гельмгольца.
Системы переменного состава. Термодинамические условия равновесия в системах переменного состава. Химический потенциал, зависимость его от давления для идеальных и реальных систем. Летучесть, коэффициент летучести.
Химическое равновесие. Химическая переменная. Изменение характеристических функций в химической реакции. Уравнения изотермы химической реакции. Химическое сродство. Константа равновесия. Способы выражения термодинамических констант гомогенных химических реакций. Связь между константами равновесия кр и кс. Вычисление состава равновесной смеси, выхода продукта, степени превращения, степени диссоциации. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнения изобары и изохоры химической реакции. Влияние температуры, давления и добавки индифферентных газов на смещение равновесия. Принцип Ле- Шателье. Термодинамика реакций с участием чистых конденсированных веществ (равновесие в гетерогенных системах). Термодинамика реакций в растворах.

Модуль 2
Фазовое равновесие и свойства растворов

Классификация растворов. Растворы в пищевой промышленности. Термодинамические свойства растворов. Давление пара над раствором. Идеальные растворы, химический потенциал компонента. Активность, коэффициент активности. Функции смешения. Отклонение от идеальности как результат межмолекулярного взаимодействия в растворах. Бесконечно разбавленные растворы. Закон Генри. Растворимость газов в жидкостях. Влияние электролитов. Коллигативные свойства растворов. Закон Рауля. Эбулиоскопия, криоскопия, осмотическое давление. Использование коллигативных свойств растворов для расчета молярной массы и степени диссоциации. Положительное и отрицательное отклонения от закона Рауля. Неидеальные растворы.
Фазовые равновесия в однокомпонентной системе. Основные понятия: число независимых компонентов, фаза, степень свободы. Фазовые переходы. Изменение химического потенциала при фазовом переходе. Правило фаз Гиббса. Термодинамическое условие фазового равновесия. Диаграмма состояния воды. Критическая точка. Уравнение Клаузиуса - Клапейрона, его анализ. Вычисление теплоты и энтропии фазовых переходов в однокомпонентной системе.
Равновесие в двухкомпонентных гетерогенных системах. Равновесие пар - раствор в системах, образованных летучими жидкостями. Диаграммы давление-состав и температура-состав. Правило рычага. Законы Коновалова и их термодинамическое обоснование. Азеотропные смеси. Взаимная растворимость жидкостей. Зависимость растворимости от температуры. Давление пара над двухкомпонентными смесями. Перегонка с водяным паром. Физико-химические основы перегонки и ректификации. Равновесие "жидкость-кристалл". Термический анализ, кривые охлаждения. Диаграммы растворимости двухкомпонентных систем (с неограниченной растворимостью и с простой эвтектикой). Применение правила фаз для анализа диаграмм. Равновесие в трехкомпонентных гетерогенных системах. Графические способы изображения состава трехкомпонентных систем. Равновесие в системах, образованных частично смешивающимися жидкостями. Распределение третьего компонента между двумя жидкими фазами. Принцип экстракции из растворов. Закон распределения.

Модуль 3
Электрохимия
Электрическая проводимость растворов электролитов. Проводники I и II рода. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа диссоциации. Теория Аррениуса. Закон разведения Оствальда. Теория Дебая-Хюккеля. Средние ионные коэффициенты активности, связь с ионной силой. Электрофоретический и релаксационный эффекты. Удельная и молярная электрическая проводимость. Зависимость их от концентрации, температуры, природы растворителя. Подвижность ионов. Молярная проводимость при бесконечном разведении. Закон независимого движения ионов. Изотонический коэффициент. Коллигативные свойства растворов электролитов.
Возникновение потенциала на границе раздела фаз. Уравнение Нернста. Электродные потенциалы в водородной шкале. Международная конвенция об ЭДС и знаках электродных потенциалов. Термодинамика гальванического элемента. Гальванические цепи - химические и концентрационные. Электроды первого и второго рода, окислительно-восстановительные электроды. Электроды сравнения. Методы измерения ЭДС гальванических элементов и электродных потенциалов. Потенциометрическое определение рН. Стеклянный электрод.


Модуль 4
Химическая кинетика и катализ

Скорость гомогенной химической реакции, кинетическая кривая, кинетическое уравнение, молекулярность, порядок, константа скорости. Математическое описание элементарных реакций первого, второго и третьего порядков. Время полупревращения. Методы определения порядка реакции. Сложные реакции первого порядка: обратимые, параллельные, последовательные, сопряженные. Лимитирующая стадия. Влияние температуры на скорость реакции. Уравнение Аррениуса, энергия активации.
Теория столкновений. Частота столкновений, стерический фактор. Механизм мономолекулярной реакции в газовой фазе. Теория переходного состояния (теория активированного комплекса). Термодинамическое описание. Теплота и энтропия активации. Предэкспоненциальный множитель в рамках двух теорий.
Фотохимические реакции. Основные законы фотохимии. Квантовый выход. Классификация фотохимических реакций. Кинетические уравнения. Особенности кинетики цепных реакций. Простые и разветвленные цепи. Возникновение и обрыв цепи. Горение, взрыв. Цепные реакции в пищевой технологии, в виноделии, при окислении жиров и т.д. Особенности кинетики гетерогенных реакций, многостадийность. Диффузионная, кинетическая, переходная области протекания гетерогенных реакций. Кинетика растворения и кристаллизации.
Катализ. Классификация каталитических реакций. Катализ и химическое равновесие. Гомогенный катализ. Классификация гомогенно-каталитических реакций. Теория промежуточных соединений. Общий и специфический кислотно-основной катализ. Кинетические уравнения гомогенных каталитических реакций и их анализ.
Гетерогенный катализ. Особенности гетерогенных каталитических процессов. Роль адсорбции в каталитическом акте. Активные центры, образование кластеров на поверхности катализаторов, промотирование и отравление катализаторов. Каталитическая активность и селективность катализаторов. Ферментативный катализ. Теории катализа.

Модуль 5
Поверхностные явления.

Термодинамика поверхностных явлений. Роль поверхностных явлений в дисперсных системах. Удельная свободная поверхностная энергия, поверхностное натяжение, их выражение через функции состояния. Силовая и энергетическая трактовки поверхностного натяжения. Зависимость удельной поверхностной энергии от размеров частиц. Реализация принципа самопроизвольного снижения поверхностной энергии через поверхностные явления (сокращение поверхности раздела фаз, снижение межфазного поверхностного натяжения). Причины и механизмы адгезии и смачивания. Растекание жидкостей по поверхности. Краевой угол смачивания. Закон Юнга. Работа адгезии и когезии. Теплота смачивания. Уравнение Дюпре. Капиллярное поднятие жидкости. Лиофильная и лиофобная поверхности, избирательное смачивание как метод характеристики поверхностей твердых тел. Капиллярное давление. Закон Лапласа. Зависимость давления пара от кривизны поверхности жидкости. Уравнение Кельвина. Капиллярная конденсация. Зависимость растворимости от кривизны поверхности дисперсных частиц. Равновесная форма кристаллов.
Природа адсорбционных сил. Адсорбция как самопроизвольное концентрирование на поверхности раздела фаз веществ, снижающих межфазное натяжение Физическая и химическая адсорбция. Количественное выражение адсорбции, размерность.
Адсорбция на границе раздела твердое тело-газ. Изо герма адсорбции. Эмпирические уравнения Генри и Фрейндлиха. Теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра. Полимолекулярная адсорбция Поляни и теория БЭТ. Адсорбция на пористых телах. Использование адсорбционных процессов в различных отраслях пищевой промышленности.
Адсорбция на границе раздела раствор-газ. Поверхностно-активные и поверхностно-инактивные вещества (примеры). Относительность понятия "поверхностная активность" (зависимость от природы контактирующих фаз). Термодинамика процесса адсорбции. Уравнение адсорбции Гиббса и его анализ. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ. Уравнение Шишковского. Уравнение Лэнгмюра, его связь с уравнениями Гиббса, Шишковского.
Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Поверхностная активность, ее изменение в гомологических рядах ПАВ. Правило Траубе. Теплота адсорбции. Термодинамическое обоснование правила Траубе -Дюкло. Методы оценки поверхностной активности органических ПАВ. Работа адсорбции. Динамический характер адсорбционного равновесия на поверхности раздела раствор ПАВ - газ. Изотермы адсорбции и поверхностного натяжения растворов ПАВ. Строение монослоев растворимых ПАВ. Двухмерное состояние вещества в поверхностном слое, ориентация молекул в разреженных и в насыщенных слоях. Определение длины и площади, занимаемой молекулой в предельно насыщенном адсорбционном слое. Методы определения поверхностного натяжения.
Адсорбция ПАВ на поверхности раздела конденсированных фаз. Межфазное натяжение на границе раздела между двумя несмешивающимися взаимно насыщенными жидкостями. Правило Антонова.
Адсорбция ПАВ из растворов на поверхности твердых тел. Геометрическая и энергетическая неоднородность твердых поверхностей, ее влияние на величину адсорбции. Типы адсорбентов. Иониты. Правило уравнивания полярностей Ребиндера. Модифицирующее действие ПАВ: гидрофилизация и гидрофобизация твердой поверхности. Управление смачиванием в процессах флотации.


Модуль 6
Коллоидное состояние

Отличительные признаки дисперсных систем: гетерогенность и дисперсность. Объекты изучения, задачи и методы исследования. Различные способы классификации дисперсных систем. Геометрические параметры поверхности.
Образование двойного электрического слоя. Заряд поверхности на границе твердое тело-жидкость. Правило Фаянса-Паннега-Пескова. Термодинамическое равновесие поверхности раздела фаз с учетом электрической энергии. Образование двойного электрического слоя (ДЭС) и его строение. Электрокинетический потенциал, граница скольжения. Методы определения электрокинетического потенциала. Изменение потенциала в зависимости от расстояния от поверхности для сильно и слабо заряженных поверхностей; влияние концентрации и заряда ионов электролита.
Строение мицеллы гидрофобного золя. Влияние концентрации и природы электролита на величину и знак заряда коллоидных частиц. Лиогропные ряды. Изоэлектрическое состояние в дисперсных системах; методы определения изоэлектрической точки.
Оптические свойства дисперсных систем. Классификация явлений, наблюдаемых при прохождении света через дисперсную систему. Опалесценция.
Рассеяние и поглощение света. Уравнение Релея и Ламберта-Беера. их анализ Оптические методы определения размера частиц золя и исследование свойств дисперсных систем: турбидиметрия, нефелометрия, ультрамикроскопия.
Устойчивость - центральная проблема коллоидной химии. Седиментационная и агрегативная устойчивость. Лиофильные и лиофобные дисперсные системы. Процессы, нарушающие устойчивость: изотермическая перегонка вещества, перекристаллизация, коагуляция (коалесценция, флокуляция).
Седиментационная устойчивость. Прямая и обратная седиментация. Седи-ментационно-диффузионное равновесие Перена-Больцмана. Скорость седиментации. Константа седиментации, как мера устойчивости данной коллоидной системы. Гипсометрический закон распределения частиц по высоте. Осаждение грубодисперсных частиц. Седиментационный анализ. Дифференциальная кривая распределения частиц по размерам; интегральная кривая; построение их из данных по кинетике накопления осадка. Центрифуга и ее применение в дисперсионном анализе.
Агрегативная устойчивость дисперсных систем. Основы теорий Смолухов-ского. Фукса их ограниченность. Быстрая и медленная коагуляция. Способы коагуляции, коагуляция электролитами, ее основные закономерности. Порог коагуляции электролитами, его зависимость от размера и заряда коагулирующего иона. Коагуляция сильно и слабо заряженных золей (концентрационная и нейтрализационная коагуляция). Коагуляция смесью электролитов. Проблемы устойчивости и разрушения дисперсных систем.
Свободнодисперсные и связнодисперсные системы. Виды контактов твердых частиц дисперсной фазы в концентрированных дисперсных системах. Закономерности течения. Закон Ньютона. Влияние концентрации и формы частиц дисперсной фазы на закономерности течения (закон Эйнштейна). Структурообразование в дисперсных системах. Возникновение и развитие пространственных структур как следствие коагуляции. Природа контактов между элементами структур. Коагуляционные и кристаллизационные структуры. Условия образования, механические свойства; явление тиксотропии. Периодические структуры. Образование и свойства гелей. Системы с твердой дисперсионной средой. Процессы старения: увеличение ползучести, потеря эластичности. Полная реологическая кривая. Предел текучести и предельное напряжение сдвига.
Модуль 7
Лиофобные дисперсные системы

Получение дисперсных систем. Термодинамика образования лиофобных коллоидных систем. Разрушение и диспергирование твердых тел как физико-химический процесс образования новой поверхности. Эффект Ребиндера. Диспергационные методы получения дисперсных систем (золей, эмульсий, пен, аэрозолей). Роль ПАВ в процессах получения дисперсных систем. Связь работы диспергирования с поверхностной энергией твердых тел. Использование эффекта Ребиндера для уменьшения работы диспергирования. Процессы диспергирования в природе и технике.
Конденсационные способы получения дисперсных систем. Работа образования зародышей новой фазы. Образование частиц дисперсной фазы в процессах кристаллизации из растворов, конденсации пересыщенного пара, кипения. Образование золей в процессе химических реакций. Методы регулирования размеров частиц в дисперсных системах. Изотермическая перегонка. Дисперсные системы, их стабилизация, способы разрушения и очистки. Классификация, стабилизация эмульсий поверхностно-активными веществами, порошками, полимерами. Роль гидрофильно-липофильного баланса молекулы ПАВ в стабилизации эмульсий. Обращение фаз в эмульсиях. Практическое применение и методы разрушения эмульсий.
Строение пен и их классификация. Кратность пен. Пенообразователи и стабилизаторы пен. Влияние электролитов на пенообразующую способность ПАВ. Пенные пленки, строение, факторы устойчивости. Практическое применение пен (примеры).
Классификация аэрозолей по агрегатному состоянию частиц дисперсной фазы. Методы получения и измерения размеров аэрозольных частиц. Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей (высоко- и грубодисперсных). Электрические свойства аэрозолей, причины возникновения заряда на поверхности частиц. Агрегативная устойчивость аэрозолей. Способы получения, свойства и особенности разрушения аэрозолей. Взрывы пыли. Порошки и их текучесть. Хранение и транспортировка. Практическое использование аэрозолей в пищевой промышленности.
Суспензии и золи, их свойства и стабилизация. Основные методы очистки и концентрирования золей: обратный осмос, диализ электродиализ и ультрафильтрация. Теория мембранного равновесия Доннана. Применение методов очистки и концентрирования золей в технологических процессах.

Модуль 8
Лиофильные дисперсные системы

Строение и размер молекул коллоидных ПАВ. Классификация ПАВ по молекулярному строению (анионо- и катионоактивные, неионогенные, амфолитные); области применения ПАВ. Термодинамика образования лиофильных коллоидных систем; основные признаки лиофильных систем. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Критическая концентрация мицелл ообразования (ККМ), основные методы определения ККМ. Строение прямых и обратных мицелл при различных концентрациях ПАВ. Солюбилизация. Классификация ПАВ по механизму их действия (смачиватели, диспергаторы, стабилизаторы, моющие вещества). Понятие о гидрофильно-липофильном балансе (ГЛБ) молекул ПАВ. Виды пищевых ПАВ, их назначение и условия применения.
Классификация высокомолекулярных соединений (ВМС). Химическая природа, особенности строения ВМС. Конформация макромолекул. Особые свойства растворов ВМС. Осмотическое давление растворов ВМС. Зависимость вязкости растворов ВМС от концентрации. Определение средней молекулярной массы ВМС. Уравнение Марка-Хаувинка. Набухание, термодинамика и кинетика процесса. Образование гелей (студней) ВМС, их свойства, синерезис. Важнейшие природные ВМС. Конформация молекул белка в зависимости от рН среды. Изоэлектрическая и изоионная точки белка. Денатурация и вываливание белков. Коацервация и ее возможная роль.в зарождении жизни на земле. Роль белков и полисахаридов в пищевой технологии.


Таблица 4.
Соответствие содержания требуемым результатам обучения*



п/п
РЕЗУЛЬТАТЫ
ОБУЧЕНИЯ
Учебно-
образовательные модули



Модуль 1
Модуль 2
Модуль 3
Модуль 4
Модуль 5
Модуль 6
Модуль 7
Модуль 8


Знания:










основы современных теорий в области физической и коллоидной химии и способы их применения для решения теоретических и практических задач в любых областях химии.

*
*
*
*
*
*
*
*


Умения:










самостоятельно ставить задачу физико-химического исследования в химических системах, выбирать оптимальные пути и методы решения подобных задач как экспериментальных, так и теоретических; обсуждать результаты физико-химических исследований, ориентироваться в современной литературе по физической химии, вести научную дискуссию по вопросам физической химии.


*
*
*
*
*
*
*
*


Владение:










способностью и готовностью проводить физико-химические расчеты с помощью известных формул и уравнений, в том числе с помощью компьютерных программ, проводить стандартные физико-химические измерения, пользоваться справочной литературой по физической химии.


*
*
*
*
*
*
*
*


Профессиональные компетенции:










использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования( ОК-10);

*
*
*
*
*
*
*
*


владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, уметь работать с компьютером как средством управления информацией(ОК-12);

*

*
*
*

*
*


использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования ( ПК 1)

*
*
*
*
*
*
*
*


способностью использовать в практической деятельности специализированные знания фундаментальных разделов физики, химии, биохимии, математики для освоения физических, химических, биохимических, биотехнологических, микробиологических, теплофизических процессов, происходящих при производстве продуктов питания из растительного сырья( в соответствии с профилем подготовки) ( ПК-8)

*
*
*
*
*
*
*
*


способностью изучать и анализировать научно- техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематики исследования ( ПК-13)

*

*

*
*
*
*


готовностью проводить измерения и наблюдения, составлять описания проводимых исследований, анализировать результаты исследований и использовать их при написании отчетов и научных публикаций (ПК-14)

*
*
*
*
*
*
*
*


Таблица 5
Лабораторный практикум



п/п
Учебно-образовательный
модуль.
Цели лабораторного
практикума
Примерный перечень
Лабораторных (практических работ или семинарских занятий)
Часы






1
Модуль 1
Цели: изучить методы определения тепловых эффектов и констант равновесия химических реакций

1. Калориметрия. Определение теплоты.
2. Определение константы диссоциации уксусной кислоты.
10



2
Модуль 2
Цели: изучить свойства растворов и фазовые равновесия.
1. Изучение равновесия жидкость-пар.
2. Определение молярной рефракции жидкостей.
10

3
Модуль 3
Цели: изучение электропроводимости растворов электролитов. Термодинамические свойства гальванического элемента.

1. Изучение гальванического элемента Якоби-Даниэля
2. Определение константы диссоциации слабого электролита методом электропроводимости.
3. Определение произведения растворимости труднолдджж соединения.
8

4
Модуль 4.
Цель: изучить кинетику химических реакций.
1. Изучение кинетики разложения комплексного иона триоксалата марганца.
2. Определение константы скорости инверсии сахарозы.

8

5
Модуль 5.
Цель: изучить природу и термодинамику поверхностных явлений( адгезия, смачивание, адсорбция).
1. Смачивание твердых поверхностей
2. Адсорбция на границе жидкость- газ
3. Молекулярная адсорбция на твердом адсорбенте
8

6
Модуль 6.
Цель: изучить оптические свойства и устойчивость дисперсных систем
1. Определение размера частиц методом турбодиметрии
2.Определение порога коагуляции лиофобных золей
8

7
Модуль 7.
Цель: изучить свойства лиофобных дисперсных систем
1. Седиментационный анализ суспензий
2.Получение и изучение свойств эмульсий
8

8
Модуль 8.
Цель: изучить свойства лиофильных дисперсных систем
1. Определение молекулярной массы ВМС методом вискозиметрии
2. Определение критической концентрации мицеллообразования
3. Исследование набухания желятина в воде.
8


Всего часов

68


Таблица 6
Учебно-образовательные модули дисциплины и
междисциплинарные связи с последующими дисциплинами*

№ п/п
Учебно-образовательные модули дисциплины, необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин




аналитическая химия и физико-химические методы анализа,
физико-химические основы и общие принципы переработки растительного сырья

коллоидная химия наночастиц
тепло- хладотехника


Модуль 1.






Тема 1. I закон термодинамики Термохимия
*
*

*


Тема 2. II закон термодинамики
*
*

*


Тема 3. Химическое равновесие
*
*




Модуль 2.






Тема 4. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса



*



Тема 5. Растворы

*




Модуль 3.







Тема 6. Электропроводность растворов электролитов


*




Тема 7. ЭДС гальванического элемента

*





Модуль 4.







Тема 8.Формальная кинетика односторонних реакций
*





Тема 9. Кинетика сложных реакций

*




Тема 10. Катализ

*





Модуль 5.






Тема 1.Термодинамика поверхностных явлений

*
*



Тема 2. Адсобция на границе жидкость-газ

*
*



Тема 3. Адсорбия на поверхности твердых тел

*
*



Модуль 6.






Тема 4. Электрические свойства дисперсных систем

*
*



Тема 5. Оптические свойства дисперсных систем

*
*



Тема 6. Устойчивость дисперсных систем

*
*



Модуль 7.






Тема 7. Методы получения дисперсных систем

*
*



Тема 8. Суспензии, золи, эмульсии, их свойства

*
*



Модуль 8.






Тема 9. Мицеллообразование в растворах ПАВ

*
*



Тема 10. Растворы ВМС

*
*






5.Образовательные технологии
Таблица 7.
Образовательные технологии, применяемые в процессе обучения по дисциплине


п/п
Учебно-образовательный
модуль.
Цели применения активных форм обучения
Темы и применяемые
активные формы обучения и другие образовательные технологии





1
Модуль 1
Цели: изучить методы определения тепловых эффектов и констант равновесия химических реакций

1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах

2
Модуль 2
Цели: изучить свойства растворов и фазовые равновесия.
1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах

3
Модуль 3
Цели: изучение электропроводимости растворов электролитов. Термодинамические свойства гальванического элемента.

1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах

4
Модуль 4.
Цель: изучить кинетику химических реакций.
1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах

5
Модуль 5.
Цель: изучить природу и термодинамику поверхностных явлений( адгезия, смачивание, адсорбция).
1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах

6.
Модуль 6.
Цель: изучить оптические свойства и устойчивость дисперсных систем
1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах

7.
Модуль 7.
Цель: изучить свойства лиофобных дисперсных систем
1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах

8.
Модуль 8.
Цель: изучить свойства лиофильных дисперсных систем
1.презентация лекций
2.работа в малых группах на лабораторных работах





6.Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Таблица 8.
Учебно-образовательные модули дисциплины и самостоятельная работа

п/п
Учебно-образовательные модули
дисциплины
Трудоемкость
СРС, зач.ед./
часы
Виды самостоятельной работы студентов

Зач.
ед./
часы




Модуль 1.
0.5/18
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.11/4




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2


Модуль 2.
0.5/18
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.11/4




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2


Модуль 3.
0.5/18
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.11/4




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2


Модуль 4.
0.5/18
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.11/4




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2


Модуль 5.
0.5/18
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.11/4




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2


Модуль 6.
0.44/16
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.05/2




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2


Модуль 7.
0.44/16
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.05/2




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2

8
Модуль 8.
0.44/16
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей
0.11/4




Подготовка к лабораторным работам
0.11/4




Изучение тем лекций
0.11/4




Подготовка к рубежному контролю
0.05/2




Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)
0.05/2




7.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

Основная литература


1.Зимон А.Д. Физическая химия. М: Высшая Школа 2006-320с.
2.Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М: Высшая школа 2009- 527с.
3. Зимон А.Д. Коллоидная химия. М: ВЛАДМО, 2007-318с.
4. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М: Альянс, 2009- 464 с.
5. Сумм Б.Д. Основы коллоидной химии М.: Аcademia, 2009- 240с.
Дополнительная литература
Зимон А.Д. Занимательная физическая химия. М: ВЛАДМО, 2005-176с.
Физическая химия. Под/ ред. К.С. Краснова/ М.: Высшая шкрла, 2001, ч.1 512с., ч.2 320с.
Краткий справочник физико-химических величин. Под.ред. А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. Л.: Химия, 1983,231с.
Зимон А.Д. Занимательная коллоидная химия. М: РАДЭКОН, 2000-192с.
Щукин Е.Д., Прецов А.В. , Амелина Е.А. Коллоидная химия. М.: Высшая школа, 2007


Программное обеспечение и Интернет-ресурсы

Контроль и оценка результатов обучения.
Таблица 9.
Примерная модульно-рейтинговая карта по дисциплине
Виды учебной работы
Максимальный балл
Зачетный балл

Модуль 1.
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 1
30
18

Рубежный контроль по Модулю 1.
(коллоквиум)
30
18

Модуль 2.
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 2
30
18

Рубежный контроль по Модулю 2.
(коллоквиум)
30
18

Модуль 3.
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 3
30
18

Рубежный контроль по Модулю 3.
(коллоквиум)
30
18

Модуль 4.
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 4
30
18

Рубежный контроль по Модулю 4
(коллоквиум)
30
18

Модуль 5.
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 5
30
18

Рубежный контроль по Модулю 5.
(коллоквиум)
30
18

Модуль 6.
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 6
30
18

Рубежный контроль по Модулю 6
(коллоквиум)
30
18

Модуль 7
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 7
30
18

Рубежный контроль по Модулю 7
(коллоквиум)
30
18

Модуль 8
100
60

в том числе



Посещение лекций
10
6

Подготовка и выполнение лабораторных работ
30
18

Решение задач по темам Модуля 8
30
18

Рубежный контроль по Модулю 8
(коллоквиум)
30
18

Промежуточная аттестация - экзамен
200
120

Итого по дисциплине:
1000
600


9.Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Для проведения лабораторных занятий используются специализированные лаборатории, приборы и оборудование, учебный класс для самостоятельной работы по дисциплине, оснащенный компьютерной техникой, необходимым программным обеспечением, электронными учебными посрбиями и законодательно-правовой и нормативной поисковой системой, имеющей выход в глобальную сеть.

Фотометр фотоэлектрический 1 шт.
Жидкостной термостат - 2 шт.
Микроманометр для определения поверхностного натяжения 2 шт.
Кондуктометр- 1 шт.
Торсионные весы - 1 шт.
Капиллярный вискозиметр - 4 шт.
Весы технические - 2 шт.
Рефрактометр- 3 шт.
Магнитные мешалки-2 шт.
Электрическая водяная баня-1 шт.
Поляриметр -3 шт.
Потенциометр- 1 шт.
рН- метр- 3 шт
Сушильный шкаф-1 шт.
Бытовой холодильник- 1 шт.
Спектрофотометр -2 шт.
Прибор для капиллярного электрофореза- 1 шт.



Глоссарий основных определений дисциплин (модуля).


п/п
Новые понятия
Содержание

1
Внутренняя энергия
Термодинамическая функция состояния, определяющая общий запас энергии системы.

2
Ингибиторы
Вещества, снижающие скорость химической реакции.

3
Катализ
Изменение скорости химической реакции веществами( катализаторами), которые участвуют в реакции, но в конце ее остаются химически неизменными.

4
Компонент
Вещество, которое может быть выделено из системы и существовать самостоятельно.

5
Коэффициент активности
Число, которое характеризует степень отклонения свойств о реальных растворов от идеальных.

6
Осмос
Самопроизвольный процесс перехода молекул растворителя через полупроницаемую перегородку( мембрану).

7.
Скорость химической реакции
Количество вещества, прореагировавшего за единицу времени в единице объема реактора.

8.
Фаза
Совокупность частей системы, тождественных по химическому составу и термодинамическому состоянию, отделенных от других частей системы фазовой границей.

9.
Число степеней свободы
Число параметров, которые можно произвольно менять, не изменяя при этом числа и вида фаз.

10.
Энергия Гиббса
Термодинамическая функция состояния системы, определяющая условия самопроизвольного процессв в изобарно-изотермических условиях.

11.
Энтальпия
Термодинамическая функция состояния, изменение которой в изобарном процессе равно тепловому эффекту процесса.

12.
Адгезия
Связь между разнородными конденсированными телами при их молекулярном контакте.

13.
Адсорбция
Самопроизвольное конденсирование ( сгущение) вещества на поверхности раздела фаз.

14.
Аэрозоли
Дисперсные системы с газовой( воздушной) дисперсной средой.

15.
Гели
Структурированные дисперсные системы с жидкой дисперсной средой.

16.
Дисперсионный анализ
Метод определения размеров, формы и концентрации частиц дисперсной фазы.

17.
Золи
Седиментационно- устойчивые дисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой средой.

18.
Коагуляция
Слипание частиц дисперсной фазы при их контакте.

19.
Нефелометрия
Метод определения размеров и концентрации частиц дисперсной системы, основанный на явлении рассеяния света.

20.
Седиментация
Оседание частиц дисперсной фазы в жидкой или газовой среде.

21.
Удельная поверхность
Площадь поверхности частиц дисперсной фазы в расчете на единицу из объема или массы.










13 PAGE \* MERGEFORMAT 14315






МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ
имени К.Г.Разумовского

Кафедра Органической, физической и коллоидной химии


Рабочая учебная программа
дисциплины

Физическая и коллоидная химия

Направление подготовки бакалавров
260100 Продукты питания из растительного сырья
(номер и название)

профили: «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно- косметических продуктов»,
«Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий»,
«Технология сахаристых продуктов»,
«Технология консервов и пищеконцентратов»,
«Технология бродильных производств и виноделия»,
«Технология хранения и переработки зерна»
( название)






Москва – 2011





Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3Фђ Заголовок 4 Заголовок 815

Приложенные файлы

  • doc 201002
    Размер файла: 714 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий