Рабочая учебная программа по предмету: «Физическая и коллоидная химия» специальность: 0709000 «Обогащение полезных ископаемых (рудообогащение)» квалификация: 0709183 «Техник- технолог»

Жұмыс оқу бағдарламасы

Рабочая учебная программа

1.Пояснительная записка

Рабочая учебная программа по предмету "Физическая и коллоидная химия" составлена в соответствии с типовой образовательнойпрограммой для специальности 0709000 «Обогащение полезных ископаемых», квалификации 0709000 «Обогащение полезных ископаемых», 0709183"Техник-технолог".

Цель дисциплины "Физическая и коллоидная химия": подготовка специалиста, обладающего глубоким пониманием физико-химических основ процессов обогащения, знанием закономерностей процессов для использования их при разработки технологий обогащения полезных ископаемых, практической регулировки и управлении процессами обогащения; умением теоретически обосновать и выбрать наиболее перспективные направления совершенствования существующих технологических процессов и аппаратов и разработки новых аппаратов, процессов и методов их интенсификации с целью эффективного и комплексного использования минерального сырья.

Программа позволяет решить следующие задачи:

• формирование знания основ обогащения полезных ископаемых; процессов, аппаратов и технологии переработки полезных ископаемых; технически и экологически безопасных спо­собов ведения работ по переработке полезных ископаемых;

• формирование умения составлять планы реализации технологического регламента при переработке полезных ископаемых;

• формирование навыков разработки технологических схем переработки полезных иско­паемых, расчета показателей технологических процессов переработки полезных ископаемых.

Настоящая рабочая учебная программа предусматривает использование следующих форм и методов организации познавательной деятельности: лекции, беседы, дискуссии, решение ситуационных задач, практические работы, интеграционные занятия и др., целью которых является приобретение обучающимися практических умений, навыков и компетенций. Программа базируется на знаниях умениям и навыкам обучающихся по дисциплинам «математика», «Химия», «Физика».

При изучении курса "Физическая и коллоидная химия" рекомендуется проводить интеграцию с дисциплинами «Основы гидравлики, теплотехника и воздушно-водное хозяйство обогатительных фабрик», «Обогащение полезных ископаемых», «Геология и основы горного дела»

Предмет изучается на 1 и 2 курсах

Тематический план составлен: для очной формы обучения - 84 часа, и них 22 часа- практические работы, 62 часа-теоретические работы, контрольных работ – 1: для заочной формы обучения – 25 часов, из них 7 часов практические работы, 18 часов- теоретические работы, 59тчасов –на самостоятельное изучение, форма контроля –зачет.

2. Планируемые результаты обучения дисциплины

2.1Результаты обучения, запланированные в стандарте и образовательной программе

В результате изучения дисциплины, обучающиеся повышенного уровня квалификации: "Лаборант минералогического анализа"должен обладать следующими компетенциями:

профессиональными:

- контролировать качество разделения материала обогащения на основании анализа отборных проб продуктов осадки;

-контролировать качество обогащения, расход и давление воды, производительность промывочной машины;

-проводить ситовые и другие анализы и механические испытания;

-контролировать отдельные параметры технологического процесса автоматизированного производства с пульта управления;

специальными:

-контролировать технологию и качество сырья, полуфабрикатов и продуктов обогащения, имеющих в схемах: свыше двух стадий дробления, свыше двух классов квалификации по крупности, свыше одной стадии сухого и мокрого обогащения;

-регулировать и контролировать ход технологического процесса;

-оформлять и записывать результаты анализов.

2.2 Результаты обучения, запланированные в типовой учебной программе.

В результате изучения дисциплины обучающиеся

Должен знать:

- основные законы физической и коллоидной химии;

- свойства агрегатного состояния вещества;

- формулировки и математическое выражение газовых законов;

- основы химической термодинамики и термохимии;

- теплоёмкости веществ, их расчёты;

- способы определения возможности и направления течения самопроизвольных процессов;

- основы химической кинетики;

- гомогенные и гетерогенные каталитические процессы,

   закономерности и механизм их течения;

- адсорбция на твёрдых адсорбентах;

- сущность химического равновесия, определение оптимальных условий ведения химических процессов;

- основные методы интенсификации физико – химических процессов;

- физико – химические методы анализа веществ, применяемые приборы;

- современные представления о растворах, коллигативныесвойстварастворов;

- процессы перегонки, ректификации, экстракции, абсорбции;

- основы электрохимии;

- основы коллоидной химии;

- строение, свойства ультрамикрогетерогенных систем, способы стабилизации и разрушения коллоидных и микрогетерогенныхсистем.

Долженуметь:

- выполнять расчёты: параметров газов, газовых смесей,жидкостей, коллигативных свойств растворов;

- проводить: самостоятельный поиск научной информации о своей  профессиональной деятельности с применением источников научно-популярных изданий, компьютерных технологий для обработки и передачи химической информации в различных формах, лабораторные исследования свойств жидкостей.  -определять: термодинамические параметры состояния систем, концентрацию реагирующих веществ, скорость химической реакции;

  - составлять: алгоритмы определения основные термодинамических параметров;

-  рассчитывать: тепловые эффекты, равновесные концентрации, коллигативные свойства растворов;

  - строить: изотерму адсорбции по экспериментальным данным,фазовые диаграммы;

 - экспериментально определять: параметры каталитическихпроцессов, молярную массу растворённого вещества, коэффициентраспределения;

 - обосновывать: выбор методики эксперимента и лабораторного  оборудования по конкретному заданию;

 - находить: в справочной литературе показатели физико-химических  свойств веществ и их соединений;

 - измерять: электродвижущую силу гальванического элемента (ЭДС)

 - получать: ультрамикрогетерогенные системы и определять ихосновные характеристики;

 - использовать приобретенные знания и умения в практической  деятельности и повседневной жизни:

 - для объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

-  экологически грамотного поведения в окружающей среде;

 - понимания глобальных проблем, стоящих перед человечеством: экологических, энергетических и сырьевых;

- безопасной работы с веществами в лаборатории, быту и на  производстве;

- определения         возможности течения физико – химических  превращений в различных условиях и оценки их последствий;

3. Тематический план и содержание дисциплины «Физическая и коллоидная химия»

3.1 Тематический план дисциплины «Физическая и коллоидная химия»

3.2 Основное содержание дисциплины «Химические и физико-химические методы анализа»

Раздел 1.Агрегатное состояние вещества.

Тема 1.1.Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Кинетическая теория газов. Практическое занятие №1 "Закон идеального газа".

Тема 1.2.Реальные газы. Свойства газов при высоких температурах. Плазма.

Тема 1.3.Общая характеристика жидкого состояния. Поверхностное натяжение. Характеристика свойств вещества в твердом состоянии.

Раздел 2.Химическая термодинамика.

Тема 2.1.Предмет химической термодинамики. Изменение внутренней энергии и энтальпии.

Тема 2.2.Первый закон термодинамики. Теплоемкость. Закон Гесса постоянства внутренней теплоты. Практическое занятие 2. "Термохимические расчеты. Закон Гесса"

Тема 2.3.Теплота образования. Теплота растворения. Теплота нейтрализации. Теплота сгорания.

Тема 2.4.Второй закон термодинамики. Энтропия. Химический потенциал. Практическое занятие 3. "Термодинамические потенциалы"

Тема 2.5.Условия, определяющие направленность химической реакции. Предел протекания реакции. Третий закон термодинамики.

Раздел 3.Химическое равновесие.

Тема 3.1.Обратимые реакции. Закон действующих масс. Практическое занятие 4 "Закон действия масс".

Тема3.2.Смещение химического равновесия.

Тема3.3.Практическое занятие 5. "Расчет константы равновесия и выхода реакции по таблицам стандартных термодинамических величин".

Раздел 4.Молекулярные растворы.

Тема4.1.Общая характеристика растворов. Свойства разбавленных растворов.

Тема4.2.Понижение температуры замерзания растворов. Повышение температуры кипения растворов.

Тема4.3.Перегонка смесей жидкостей. Растворы газов в жидкостях.

Раздел 5.Растворы электролитов.

Тема5.1.Отклонение от законов Вант-Гоффа и Рауля в растворах электролитов. Основы теории электролитической диссоциации. Практическое занятия 6 "Осмотическое давление растворов"

Тема5.2.Применение закона действующих масс. Теория сильных электролитов. Сольватация ионов в растворах.

Тема5.3.Электропроводность растворов. Удельная эквивалентная электропроводность. Практическое занятие 7 "Таблица стандартных электронных потенциалов и ее применение для расчета равновесий"

Тема5.4.Измерение электропроводности растворов электролитов. Практическое применение электропроводности. Практическое занятие 8 "Электролиз. Закон Фарадея"

Раздел 6.Поверхностные явления.

Тема6.1.Удельная поверхность и поверхностная энергия. Поверхностные явления на границе газ- жидкость и жидкость- жидкость. Поверхностное натяжение.

Практическое занятие 9 "Диаграммы фазовых равновесий двухкомпонентных систем"

Тема6.2.Адсорбция на поверхности раствор- газ. Растекание одной жидкости по поверхности другой. Взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела. Флотация минералов и руд

Тема6.3.Водостойкие ткани. Адсорбция газов на твердых телах. Физическая адсорбция и хемосорбция. Изотерма адсорбции И. Лэнгмюра.

Тема6.4.Адсорбция на твердых телах из растворов. Хромотография Ионный обмен на адсорбентах. Практическое занятие 10 "Адсорбция на границе раздела фаз".

Раздел 7.Коллоидные системы и методы их получения.

Тема7.1.Общая характеристика коллоидных систем и методы их получения. Теория образования коллоидных систем. Дисперсные системы в природе и технике.

Тема7.2.Методы получения коллоидных систем. Дисперсный метод

Тема7.3.Строение золей. Получение золей методом пептизации.

Тема7.4.Метод конденсации. Метод очистки коллоидных растворов.

Раздел 8.Оптические, кинетические и электрические свойства коллоидных систем.

Тема8.1.Светорассеяние в дисперсных системах. Ультрамикроскопия. Нефелометрия.

Тема8.2.Броуновское движение. Диффузия в золях. Осмотическое давление золей. Седиментация.

Тема8.3.Электрокинетические явления. Дзэта- потенциал. Изоэлектрическое состояние

Раздел 9.Коагуляция коллоидов.

Тема9.1.Понятие о кинетической и агрегатной устойчивости. Коагуляция и седиментация.

Тема9.2.Коагуляция коллоидных растворов электролитами. Коагуляция смесью электролитов.

Тема9.3.Взаимная коагуляция коллоидных растворов. Привыкание. Перезарядка золей.

Тема9.4.Кинетика коагуляции. Пептизация. Коллоиды почв.

Раздел 10.Растворы высокомолекулярных соединений.

Тема10.1.Общие свойства высокомолекулярных соединений. Строение молекул белковых веществ.

Тема10.2.Устойчивость растворов ВМС. Высаливание. Денатурация. Защита золей ВМС.

Раздел 11.Студии и гели.

Тема11.1.Классификация студней. Методы получения студней.

Тема11.2.Набухание. Оводнение и высыхание гелей. Гистерезис. Синерезис (отмокание)

Тема11.3.Диффузия и электропроводность в студнях. Химические реакции в студнях.

Раздел 12.Эмульсии и пены.

Тема12.1.Практическое занятие 11. "Строение коллоидных частиц"

Тема12.2.Общие свойства эмульсий. Получение эмульсий и обращение фаз. Разрушение эмульсий.

Тема12.3.Моющие действия поверхностно- активных веществ Пены. Причины устойчивости пены. Практическое значение эмульсий и пен.

Тема12.4. Итоговая контрольная работа. Итоговое занятие.

4. Контроль планируемого результата обучения

Контроль предусматривает проведение текущей и промежуточной аттестации, основными формами которой является: зачет.

При реализации настоящей типовой учебной программы предусмотрено проведение:

-зачет;

-практические работы;

-задания в тестовой форме.

5. Критерии оценки знаний умений и навыков

Оценка устных ответов:

„ 5 "(отлично), если обучающийся:

-полно раскрыл содержание материала в объеме, предусмотренном программой и учебником;

• изложил материал грамотным языком в определенной логической последовательности, точно используя терминологию и символику;

• правильно записал формулы, выполнил графики, чертежи, сопутствующие ответу;

• показал умения иллюстрировать теоретические положения конкретными примерами, применять их в новой ситуации при выполнении практического задания;

• продемонстрировал усвоение ранее изученных сопутствующих вопросов;

• отвечал самостоятельно, без наводящих вопросов.

„ 4 "(хорошо), если он удовлетворяет в основном требованиям на „ 5 ", но при этом имеет место один из недостатков:

- в изложении допущены ошибки, небольшие пробелы, не исказившие содержание
ответа;

• допущены 1-2 недочета при освещении основного вопроса, исправленные по замечанию преподавателя;

• допущена ошибка или более 2 недочетов при освещении второстепенных вопросов или в выкладках, легко исправленных по замечанию преподавателя.

„ 3 "(удовлетворительно), если

• неполно или непоследовательно раскрыто содержание материала;

• имелись затруднения или допущены ошибки в определении понятий, использования химической терминологии, формулах, уравнениях химических реакций, исправленные после наводящих вопросов преподавателя,

- при знании теоретического материала выявлена недостаточная информированность
основных умений и навыков.

„ 2 "(неудовлетворительно), если

• не раскрыто основное содержание учебного материала;

• обнаружено незнание или непонимание обучающимся большей или наиболее важной части учебного материала;

• допущены грубые ошибки в определении понятий, при использовании химической терминологии, в формулах, уравнениях химических реакций, которые не исправлены после нескольких наводящих вопросов преподавателя.

Оценка письменных контрольных работ и тестирования:

„ 5 "(отлично):

• работа выполнена полностью;

• в логических рассуждениях о обосновании решения нет пробелов и ошибок; -количество правильных ответов должно составлять не менее 95%.

„ 4 " (хорошо):

• работа выполнена полностью; но обоснование шагов решения не точны;

• имеет незначительные ошибки в расчетах. Содержание ответа в целом отвечает объему учебного материала,

• количество правильных ответов должно составлять не менее 75%.

• „ 3 "(удовлетворительно):

• допущены более 1 ошибки и 2-3 недочетов в переводе единиц, в формулах, графиках, но обучающийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме;

• количество правильных ответов должно составлять не менее 60 %.

• „ 2 "(неудовлетворительно):

• допущены существенные ошибки, показавшие, что обучающиеся не владеют обязательными умениями по данной теме в полном объеме;

- количество правильных ответов должно составлять 59 %. и менее.

Оценка практических работ:

Обучающиеся, выполнившие практическую работу, получают:

„ 5 "(отлично), если

- выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности
опытов и измерений;

-самостоятельно и правильно провел эксперимент, точно сделал замеры в представленном отчете правильно и аккуратно выполнены все записи, таблицы, рисунки, вычисления и выводы, даны правильные ответы на контрольные вопросы;

- соблюдались правила техники безопасности.

„ 4 "(хорошо), если то же, что и на „5 ", но

• опыт проводился в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерений;

• в отчете 2-3 недочета.

„ 3 "(удовлетворительно),

если обучающийся выполнил работу полностью, производил необходимые опыты, измерения, но:

• были допущены ошибки при проведении опыта;

• ошибки в расчетах;

• неточности при написании вывода работы.

„ 2 "(неудовлетворительно), если

• работа выполнена не полностью и объем выполненной части не позволяет сделать выводы;

• опыты, измерения и расчеты проводились неправильно.

6.Перечень литературы и средств обучения

6.1. Основная литература.

1.Балезин С.А., Ерофеев Б.В., Подобаев Н.И. "Основы физической и коллоидной химии"М:"Просвещение", 1975 г.

2. Гамеева О.С. "Сборник задач и упражнений по физической химии", М: Высшая школа, 1980 г.

3.Краткий справочник физико -химических величин. Под редакцией А.А.Ревделя, А.М. Пономаревой, М.Химия 1983г.

6.2. Дополнительная литература.

1.Марченко Р.Т. "Физическая и коллоидная химия" М: Высшая школа

2. Мечковский М.А., Шварцман Л.А. "Физическая и коллоидная химия", М: Химия, 1981г.

22