Жұмыс бағдарламасы «Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясындағы адсорбциялық процесстер мен катализ»

мамандығы үшін

СЕМЕЙ

1 ӘЗІРЛЕНГЕН

2.1 Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университетінің Химия кафедра отырысында

Университеттің Оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында басып шығаруға мақұлдаған және ұсынылған

«Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясындағы адсорбциялық процесстер мен катализ» пәні бойынша оқу-әдістемелік кешеннің құрамына енгізілген оқытушыларға арналған пәндердің оқу жұмыс бағдарламасы 5В072000–«Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығының студенттері үшін арналған.

«Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясындағы адсорбциялық процесстер мен катализ» пәнінің осы оқу-әдістемелік кешені келесі құжаттар талаптары мен ұсыныстарына сәйкес әзірленген және аталған пән бойынша оқу процесін ұйымдастыру тәртібін белгілейді:

- Мемлекеттік жалпыға міндетті білім беру стандарты, ҚР МЖМБС «23» 08 2012 жылғы, №1080 Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің бұйрығымен әрекетке енген және бекітілген.

- СТУ 042-ГУ-4-2014 «Пәндердің оқу-әдістемелік кешенін әзірлеуге және ресімдеуге қойылатын жалпы талаптар» университет стандарты;

- ДП 042-1.01-2014 «Пәндердің оқу-әдістемелік кешенінің құрылымы және мазмұны» құжаттандырылған процедурасы.
3 ЖАЛПЫ ЕРЕЖЕЛЕР

3.1 Пәндердің мазмұнын қысқаша сипаттау.

«Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясындағы адсорбциялық процесстер мен катализ» пәні, мамандық бойынша жалпы кәсіптік ғылым болып есептеледі. Ол химиялылық-технологиялық білімді жүйелейді және физико-химиялық негіздерін, бейорганикалық заттардың өнеркәсіптерде адсорбциялық және каталитикалық процесстердің жалпы зандылықтарын қарастырырады.

3.2 Осы пәннің негізгі мақсаты студенттердің адсорбциялық және каталитикалық процесстер бойынша теориялық және практикалық негіздерін қалыптастыру, өнеркәсіптік адсорбенттердің алу жолдары мен олардың негізгі түрлерін, бейорганикалық заттарды тазарту және бөлу амалдарын білу болып табылады.

3.3 Пәндерді оқып-білудің негізгі міндеті – бейорганикалық заттардың химиялық технологиясындағы адсорбциялық процесстер мен катализ саласында студенттерді теориялық және тәжірибелі түрінде дайындау.

3.4 Оқып-білудің нәтижесінде студент мыналарды:

- өнеркәсіптік адсорбенттер мен катализаторлардың негізгі түрлерін, адсорбциялық процесстердің құрылғыларын, тазартатын, бөлінетін және алынатын реакция өнімдерін сапалы көрсеткіштері мен қасиеттерін, адсорбциялық және каталитикалық процесстердің жалпы принциптары мен технологиясын білуі тиіс;

- адсорбциялық және каталитикалық процесстердің жалпы физико-химиялық негіздерін меңгеруі тиіс;

- бір немесе бірнеше адсорбцияланған компоненттердің адсорбциялық мөлшерің есептеу керек.
3.5 Курстың пререквизиттері:

3.5.1 Бейорганикалық химия

3.5.2 Аналитикалық химия

3.5.3 Жалпы химиялық технология

3.5.4 Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясының теориялық негіздері.

3.5.5. Физикалық және коллоидтық химия

3.6 Курстың постреквизиттері:

3.6.1 Жобалау негіздері және құрылғылар

3.6.2 Химиялық өнеркәсіптердегі енбек қорғауы
3.7 Оқу жұмыс бағдарламасынан көшірме

1 кесте

Курс	Семестр	Кредиттер	ДР (сағ)	ПС (сағ)	ЗТ (сағ)	БОӨЖ (сағ)	БӨЖ (сағ)	Барлығы	Қорытынды бақылаудың нысаны
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
3	5	3	15	30		22,5	67,5	135	емтихан

4. ОҚЫТУШЫЛАРҒА АРНАЛҒАН ПӘНДЕРДІҢ ОҚУ ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫНЫҢ МАЗМҰНЫ (МОДУЛЬ)

2 кесте

Тақырыптардың атауы және олардың мазмұны	Сағаттар саны
1	2
Микромодуль1. Адсорбциялық процесстер туралы жалпы мәлімет
Дәрістер
Кіріспе. Адсорбциялық процесстер туралы жалпы мәлімет. Негізгі анықтамалар және түсініктемелер. Адсорбцияның сипаттамасы. Абсорбция, десорбция, хемосорбция, капилярды конденсация. Адсорбция кинетикасы және статикасы. Химиялық өнеркәсіптерде адсорбциялық процесстердің қолдану аймақтары. Адсорбция түрлері. Адсорбцияның уақыты мен жылдамдығы. Энергетиканың физикалық және химиялық адсорбциясы. Адсорбцияның аңықталу әдісінің түрі. Физикалық адсорбция мен хемосорбцияның энергетикалық қатынасы. Адсорбция энергиясы.	1
Адсорбциялық процесстердің теориялық негіздері. Қатты зат–газ, қатты зат–сұйық бөлу бетіндегі адсорбция. Генри заны. Фрейндлих тендеуі. Лэнгмюр адсорбциясының мономолекулярлық теориясы. Адсорбциясынын тұрақтарын графикалық әдістермен анықтау. БЭТ теориясы. Сұйық-газ бетіндегі адсорбция. Беттік активті және беттік инактивті заттар туралы мәлімет. Гиббс тендеуі. Хроматографиялық талдаудың теориялық негіздері.	2
Кеуекті сорбенттердің негізгі түрлері. Белсенді көмірлер. Силикагельдер. Жалпы және қышқылтұрақты цеолиттер. Аралас адсорбенттер. Кеуекті шыны. Табиғи сазды казбалар.	1
Өнеркәсіпті адсорбенттер Өнеркәсіпті адсорбенттердің анықтамасы мен кейбір қасиеттері. Адсорбенттердің номенклатурасы және алу жолдары. Белсенді көмірлердің түрі мен алу жолдары. Силикагелдердің алу жолдары және түрлері, структуралық сипаттамаларын анықтау. Белсенді аллюминий оксидті алу. Синтетикалық цеолиттер.	1
Практикалық сабақтар
Адсорбциялық процестер түралы түсініктер. Катализдегі адсорбцияның рөлі. Адсорбциялық әсер етудің сипаттамасы, оның ерекшеліктері. Катализатор мен адсорбциялық химиялық әсер етуі.Адсорбцияның физикалық-химиялық негіздері.	2
Адсорбция түрлері. Адсорбцияның уақыты мен жылдамдығы Адсорбция изотермасы (Лэнгмюр, Фрейндлих, Фрумкин, Шлыгин, Темкин) және одан шығатын қортындылар.	2
Адсорбция изотермасын талдау. Кеуекті құрылысты қатты денелер және олардың беттік ауданын анықтау. Фрейндлих теңдеуіндегі адсорбция тұрақтыларын анықтау	2
Адсорбенттің меншікті беттік ауданын анықтау. Конденсациялық капилярдың пайда болуы. Кельвинның теңдеуі. Адсорбенттің тесік мөлшері мен көлемінің орналасуы. Сынаптың әдістемелік қысылуы.	2
Цеолиттер. Цеолиттері химиялық құрамы,модулі,кристалдық құрылысы. Цеолиттерді катализатор және адсорбент ретінде қолдану. Цеолиттерде қышқылдық қасиеттердің көріну есептері.	2
Микромодуль 2. Өнеркәсіптегі адсорберлер және адсорбцияның өндірісте қолданылуы
Дәрістер
Периодтық әсері бар құрылғыларда адсорберлердің конструкциясы. Вертикалді адсорбер. Горизонталді адсорбер. Сақиналы адсорбер. Вертикалді жылуалмасу элементтермен адсорберлер. Қыстырғыш құрылғылы адсорбер.	1
Қозғалыс қабатты адсорбентте газ қоспалардың үздіксіз бөліну әдісі. Құрылғының принципиалдік схемасы. Құрылғының хроматографиялық бөлігінде қоспадағы адсорбцияланған компоненттердің бөлінуі. Түтікше қыздырғыштағы және адсорбент суытқыштағы жылуалмасу процесстер. Аппаратуралардың ңұсқаулары. Үздіксіз процесстің көрсеткіштері. Сутекті қоспалардан тазарту	1
Газды орталарды кептіру. Газдардың ылғалдығы. Динамикалық және статикалық жағдайда силикагель арқылы кептіру. Жоғары қысымды газдарды кептіру. Кептіргіш құрылғылардың принципиалді схемалары. Қысқа циклдік құрылғылар. Цеолит арқылы кептіру. Газды өнеркәсібінде кептіру.	1
Көміртек диоксидтен газдарды өнеркәсіпті тазарту Цеолиттерде көміртек оксид пен судың адсорбциясы.цеолит терморегенерациясы бар экзогазды тазарту процесі табиғи газды көміртек оксидтен және басқа қоспалардан тазарту. Хемосорбент арқылы газдардың көмірсутек оксидтен тазарту	1
Сутекті сульфидтен газдарды тазарту. Қолдану аймағы. Белсенді көмір арқылы тазарту. Цеолиттермен тазарту. Табиғи газдың күкірттазарту құрылғылардың схемасы. Адсорбентін химиялық регенерациясымен газдардың күкірт тазарту. Сұйытылған газдардың күкірт қоспалардан тазарту	1
Практикалық сабақтар
Өнеркәсіпттік адсорберлер және олардың түрлері, қолданылуы	2
Хроматография. Хроматографияның негізгі түрлері.	2
Өнеркәсіптік токсинді газдар. Өнеркәсіптік газдарды тазалау әдістері.	2
Өнеркәсіптік қосалқы газдарды тазалаудың жалпы әдістері және қондырғылары.	4
Микромодуль 3. Катализдің теориялық негіздері
Дәрістер
Катализдің негізгі ұғымдары мен түсініктері. Гомогенді катализ. Гетерогенді катализ. Ферментативті катализ. Биологиялық және өндірістік мағынасын анықтау. Спецификалық ерекшеліктері және олардың айырмашылықтары.	1
Гетерогенді катализ. Гетерогенді катализдің негізгі теориялары. Баландинның мультиплетті катализ теориясы. Реактанттар мен активті орталықтардың геометриялық және энергетикалық сәйкстік принцпі. Кобозевтің активті ансамбльдер теориясы. Гетерогенді катализдің сатылары. Металдармен катализ. Жартылай өткізгіштердегі катализ. Күрделі катализаторлар және каталитикалық жүйелер.	1
Гомогенді катализ. Гомогенді катализдің аралық өнімдері. Гомогенді каталитикалық реакциялардың кинетикасын есептеу. Гомогенді катализаторлар әрекетте. Сулы ерітінділерде СО – тотығуы. Окисление СО в водном растворе. Катализаторы и механизм процесса. Процесс катализаторлары мен механизмі. Спиттердің карбонилді тотығуы. Процесс катализаторлары мен механизмі.	2
Катализатор мен реакциялық ортаның әрекеттесуі. Катализаторлардың улануы, контактілі улар. Катализатордың блокировкасы, коксталуы. Катализаторларды қайта қалпына келтіру, әдістері.	1
Практикалық сабақтар
Гетерогенді катализ. Күкірт қышқылын алудың каталитикалық әдісі.	2
Гомогенді катализдегі ауыспалық металдар. Циглер-Натт катализаторлары. Каталитарлық комплекстердің құрлысы. Шығатын өнімге катализатор құрамының әсері.	2
Катализаторларды алу әдістері. Тұндыру және сіңіру әдістеріне сипаттама. Оның артықшылықтары мен кемшіліктері. Катализатор дайындаудың арнайы әдістері. Массивті металдық қатынастар.	2
Өнеркәсіптік катализаторлар. Катализаторларды зерттеу әдістері. Катализаторлардың механикалық беріктілігі, сынау әдістері. Катализаторды реакторға енгізу әдістері, артықшылығы мен кемшілігі.	2
Алдағы жылдарда катализдің даму перспективалары, каталитикалық әрекетті болжау. Химиялық өнеркәсіптегі қазіргі каталитикалық процестер. Қалдықсыз технологиялар мен экологиялық мәселелер.	2

5 СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНА АРНАЛҒАН ТАҚЫРЫПТАРДЫҢ ТІЗІМІ
5.1 Химиялық өнеркәсіптегі катализаторлар(реферат)

5.2 Адсорбциялық құрылғылардың сызбанұсқасы (Power point-та презентация)

5.3 Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясындағы катализатор(реферат)

5.4. Экологиялық катализ(Power point-та презентация)

3 кесте – Оқу-әдістемелік әдебиерпен қамтамасыз етудің картасы

7.1 Негізгі әдебиеттер

7.1.1 Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. 2-ое изд., перераб. И доп. – М., Химия, 1984. С. 592.

7.1.2 Крылов О.В. Гетерогенный катализ.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2004,-679 с.

7.1.3 Ю. И. Шумяцкий. Промышленные адсорбционные процессы.-М.:КолосС, 2009,- 184 с.

7.1.5 Химическая технология неорганических веществ. / Под редакцией Ахметова Т.Г. – М.: Химия, 2002. В 2 кн.

7.1.6 С. Грег, К. Синг Адсорбция, удельная поверхность, пористость. - М. Мир. 1970 С.141

7.1.7 Конюхов В.Ю. Хроматография. Учебники, М.: Лань, 2012г.-220с.

7.1.8 Б.В. Айвазов. Парктикум по химии поверхностных явлений и адсорбции. М. Высшая школа. 1973.206 С.

7.2 Қосымша әдебиеттер

7.2.1 Адам Н.К. Физика и химия поверхностей. ОГИЗ. М., Гостехиздат.1947

7.2.2 Позин М.Е. Физико-химические основы неорганической технологии. – Л.: Химия, 1985.

7.2.3 Соколов Р.С Химическая технология. М., 2002. – т. 1-2.