Рабочая программа по дисциплине «Химическая кинетика и электрохимия» для студентов специальности 050606-Химия
жүктеу/скачать 186.09 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Председатель УМС ____________ Даржуман Г.К.
- 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
- Теория переходного состояния (активированного комплекса). Свойства активированного комплекса.
- Тема 1. Формальная кинетика. Теория химической кинетики.
 Учебно-методический комплекс Стандарт организации
дисциплины СО ПГУ 7.18.1/01 Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодар
Министерство образования и науки Республики Казахстан Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Кафедра химии и химических технологий РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины «Химическая кинетика и электрохимия» для студентов специальности 050606-Химия Павлодар
УТВЕРЖДАЮ Проректор по УР Н.Э. Пфейфер « » 200 г. Составитель: ст. преподаватель _____________ Г.Г. Абдуллина Кафедра химии и химических технологий РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине «Химическая кинетика и электрохимия» для студентов специальности 050606-Химия Рабочая программа разработана на основании Государственного общеобязательного стандарта специальности ГОСО РК 3.08.321-2006 и типовой программы «Химическая кинетика и электрохимия», утвержденной протоколом РУМС от 22.06.2006г. Рекомендована на заседании кафедры от "___"_________200__г. Протокол №____.
СОГЛАСОВАНОДекан факультета _____________ Жапаргазинова К.Х.. "___"_______200__г.ОДОБРЕНО ОПиМО Начальник ОПиМО ________________ Варакута А.А. "___"______200__г. 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫЦель преподавания дисциплины – дать студентам углубленные знания о формальной кинетике простых реакций и сложных реакций, общие положения теорий химической кинетики и многие аспекты электрохимии. Задачи изучения дисциплины - формирование у студентов понимание многих химических сложных реакций: обратимых, параллельных, последовательных, цепных, фотохимических, сопряженных, и гетерогенных реакций, также теоретические основы электрохимии. В результате изучения дисциплины студенты: должны знать основные законы химической кинетики и электрохимии, а также теоретические основы гомогенного и гетерогенного катализа. должны уметь грамотно применять теоретические законы к решению различных прикладных задач, проводить физико-химические эксперименты, использовать современную справочную литературу, способов математической обработки результатов работы и их обобщение. Владеть навыками составления химических превращений.. 2 ПРЕРЕКВИЗИТЫ - предшествующие дисциплины, содержащие перечень знаний, умений и навыков, необходимых для освоения дисциплины «Химическая кинетика и электрохимия»
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.2 Содержание теоретического курса Тема 1. Введение. Предмет и задачи химической кинетики и электрохимии, основные этапы их развития. Методы исследования химической кинетики, основы электрохимических методов, их особенности. Тема 2. Формальная кинетика. Теория химической кинетики. Основные определения и понятия предмета химической кинетики. Механизм химической реакции. Скорость химической реакции, влияние различных факторов на скорость гомогенных и гетерогенных реакций в замкнутых системах. Экспериментальные методы получения кинетических кривых. Основной закон химической кинетики. Молекулярность и порядок химической реакции. Константа скорости химической реакции, ее физический смысл, размерность. Простые и сложные реакции. Кинетические уравнения формально простых гомогенных односторонних реакций 1, 2, 3-го порядков в закрытых системах. Методы определения порядка и константы скорости химических реакций. Кинетические уравнения сложных реакций: обратимых, параллельных, последовательных. Метод стационарных концентраций Боденштейна и его практическое применение. Сопряженные реакции. Химическая индукция. Автокаталитические реакции. Период индукции. Фотохимические реакции. Законы фотохимии. Квантовый выход. Определение кинетических постоянных фотохимических реакций методом стационарных концентраций. Цепные реакции. Цепной механизм химических превращений и его элементарные стадии. Кинетика неразветвленных цепных реакций. Применение метода стационарности для составления кинетических уравнений неразветвленных цепных реакций. Кинетические особенности разветвленных цепных реакций. Полуостров воспламенения (теория Н.Н.Семенова). Теории химической кинетики. Теория активных столкновений. Стерический фактор в уравнении Аррениуса. Гипотеза Линдемана. Теория переходного состояния (активированного комплекса). Свойства активированного комплекса.Тема 3. Катализ. Основные понятия в катализе. Гомогенный катализ. Слитный и раздельный механизмы гомогенного катализа. Кислотный и основной катализ.Гетерогенный катализ. Адсорбция и хемосорбция. Кинетика гетерогенных каталитических реакций. Каталитическая активность и селективность. Теории гетерогенного катализа. Мультиплетная теория Баландина. Теория активных ансамблей Кобозева. Тема 4. Растворы электролитов. Основные понятия предмета электрохимии. Развитие представлений о строении растворов электролитов (Т.Гротгус, М.Фарадей, С.Аррениус, И.А.Каблуков). Причины электролитической диссоциации. Энергия кристаллической решетки. Процессы гидратации и сольватации, энергия сольватации. Уравнение Борна. Цикл Борна. Термодинамическая теория электролитов. Активность и коэффициент активности растворов электролитов. Влияние концентрации на коэффициент активности. Ионная сила растворов электролитов. Теория сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Ионная атмосфера. Предельный закон Дебая-Ггоккеля. Электролиз, законы Фарадея. Электропроводность растворов электролитов. Тема 5. Электрохимическая термодинамика и кинетика. Электродные процессы. Гальванический элемент, электрохимические реакции. ЭДС гальванического элемента. Правила записи схемы электрода, гальванического элемента, электродного процесса. Термодинамики электрохимического элемента. Определение стандартных термодинамических функций и константы равновесия электрохимических реакций методом ЭДС. Электрохимический потенциал и равновесие на границе электрод - раствор. Уравнение Нернста для электродного потенциала. Равновесный и стандартный электродный потенциалы. Классификация электродов: электроды I и II рода, газовые электроды, окислительно-восстановительные электроды, электроды сравнения. Правили Лютера. Электрохимическая коррозия металлов. Пассивность металлов, основные методы защиты их от коррозии. 3.3 Содержание лабораторных занятий Тема 1. Введение. Техника Безопасности.Требования, предъявляемые при работе в химической лаборатории. Скорость реакции в гетерогенных системах. Скорость реакции в гетерогенных системах. Определение порядка реакции окисления иодид-ионов ионами трехвалентного железа. Тема 2. Влияние температуры на скорость реакции. Изучение скорости реак- ции разложения комплексного оксалата марганца. Изучение кинетики термическо- го разложения перманганата калия. Изучение кинетики активации комплексных ионов кобальта колориметриическим методом. Тема 3. Изучение скорости омылениясложного эфира в присутствии ионов гидроксида. Изучение скорости омыления сложного эфира в присутствии ионов водорода. Изучение скорости реакции йодирования ацетона. Влияние катализаторов на скорость реакции. Каталитическое влияние ионов меди на скорость окисле- ния иодоводородной кислоты персульфатом аммония. Тема 4. Измерение промежутка времени от начала реакции до появления окраски раствора. Электропроводность растворов электролитов. Определение числа переноса ионов в растворе серной кислоты. Определение числа переноса ионов в растворе хлористого калия.Тема 5. Определение числа переноса ионов в смеси электролитов. Кинетика электрохимических реакций. Определение константы скорости реакции окисления иодоводородной кислоты пероксидом водорода. Коррозия и защита металлов. 3.4 Содержание практических занятий Тема 1. Формальная кинетика. Теория химической кинетики.Влияние температуры на скорость химических реакций. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. «Эффективная» и «истинная» энергии активации. Методы определения энергии активации. Трансмиссионный коэффициент. Статистический расчет константы скорости. Термодинамический аспект теории активированного комплекса. Энтропия активации. Соотношение между опытной и истинной энергией активации. Кинетика гетерогенных реакций. Закономерности внешней и внутренней диффузии. Определение константы скорости гетерогенных химических процессов. Истинная и кажущаяся энергия активации гетерогенных реакций. Определение лимитирующих стадий процесса. Тема 2. Катализ. Ферментативный катализ. Общие сведения о кинетике и механизмах ферментативных реакций. Энергия активации гетерогенных каталитических реакций. Электронные представления в катализе.Тема 3. Растворы электролитов. Удельная, эквивалентная и молярная электропроводности, их физический смысл. Зависимость электропроводности растворов сильных и слабых электролитов от их концентрации. Скорость движения ионов, подвижность. Принцип независимости движения ионов Кольрауша. Электропроводность растворов сильных электролитов. Элекгрофоретический эффект, эффект релаксации. Опыты Вина и Дебая-Фалькенгагена. Теория электропроводности Дебая-Онзагера. Числа переноса, методы их определения. Кондуктометрия. Тема 4. Электрохимическая термодинамика и кинетика. Классификация электрохимических цепей. Химические и концентрационные элементы. Диффузионный потенциал: механизм возникновения, расчет величины диффузионного потенциала, устранение. Потенциометрия: определение э.д.с; расчет термодинамических функции, определение коэффициентов активности электролитов; определение рН растворов; стеклянный электрод. Возникновение скачков потенциала на границе раздела фаз. Строение двойного электрического слоя на границе металл-раствор. Теории Гуи –Чапмена – Грэма. Кинетика электрохимических реакций. Скорость электрохимически реакций. Токи обмена. Стадии электрохимического процесса. Поляризация электродов. Теоретические основы концентрационной и электрохимическом поляризации. Уравнение Тафеля. 3.5 Содержание СРС
Темы, предлагаемые студентам для самостоятельного изучения 1 Метод стационарных концентраций Боденштейна и его практическое применение. Рекомендуемая литература: [1,3,4] 2 Гипотеза Линдемана. Рекомендуемая литература: [1,4] 3 Кислотный и основной катализ. Рекомендуемая литература: [1,3,5] 4 Уравнение Борна. Цикл Борна. Рекомендуемая литература: [1,2,3] 5 Определение стандартных термодинамических функций и константы равновесия электрохимических реакций методом ЭДС. Рекомендуемая литература: [1,6] Содержание семестровых заданий 1. Метод стационарных концентраций Боденштейна и его практическое применение. Химическая индукция. Автокаталитические реакции. Период индукции. Кинетика неразветвленных цепных реакций. Применение метода стационарности для составления кинетических уравнений неразветвленных химических реакций. Кинетические особенности разветвленных цепных реакций. полуостров воспламенения (теория Н.Н. Семенова). 2. Гипотеза Линдемана. Теория переходного состояния (активированного комплекса). Свойства активированного комплекса. Трансмиссионный коэффициент. Статистический расчет константы скорости. Термодинамический аспект теории активированного комплекса. Энтропия активации. Соотношение между опытной и истинной энергией активации. 3. Кислотный и основной катализ. Каталитическая активность и селективность. Энергия активации гетерогенных каталитических реакций. Теория гетерогенного катализа. Мультиплетная теория Баландина. Теория активных ансамблей Кобозева. Электронные представления в катализе. 4. Уравнение Борна. Цикл Борна. Теория сильных электролитов Дебая-Гюккеля. Ионная атмосфера. Предельный закон Дебая-Гюккеля. Электрофоретический эффект, эффект релаксации. Опыты Вина и Дебая-Фалькенгагена. Теория электропроводности Дебая-Онзагера. Кондуктометрия. 5. Определение стандартных термодинамических функций и константы равновесия электрохимических реакций методом ЭДС. Электрохимический потенциал и равновесие на границе электрод-раствор. Диффузионный потенциал. Теории Гуй-Чапмена-Грэма.
Выписка из рабочего учебного плана специальности 050606 – Химия Наименование дисциплины «Химическая кинетика и электрохимия»
Литература Основная литература
5. Курс физической химии. /Под редакцией Герасимова Я.И./ М.: Химия, - 1970, - т.2. - 502 с. 6. БагоцкийВ.С. Основы электрохимии. М.: Химия, 1988, 399 с. 7. Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии. М.: Высшая ппсола, - 1991, - 527 с. 8. Каретников Г.С, Козырева Н.А., Кудряшов И.В. и др. Практикум по физической химии. М.: Высшая школа, 1986. 495 с. 9. Практические работы по физической химии /Под редакцией Мищенко К.П., Равделя А.А., Пономаревой A.M. Л.: Химия, 1982. 400с. 10. Практикум по физической химии. /Под редакцией И.В.Кудряшова. М.: Высшая школа, 1986. 495 с. 11. Оспанова А.К., Сыздыков P.P., Оспанов Х.К., Жусупова А.К. Физическая химия. Часть 2. Тесты и программа курса. Алматы: 2003. 126 с. Дополнительная литература 12. Физическая химия /под ред. Никольского Б.П./ Л.: Химия, - 1987, - 880 с. 13. Даниэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия. М.: Мир. -1978, - 645 с. 14. Глазов В.М. Основы физической химии. М.: Высшая школа, -1981, - 456 с. 15. Эткинс П. Физическая химия. М.: Мир, -1980, т.1, - 580 с, т.2 -584 с. 16. Товбин М.В. Физическая химия. Киев: Вища школа., - 1975, - 488 с. 17. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высшая школа, 1984, -
18. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Введение в электрохимическую кинетику. М.: Высшая школа, 1983, - 400 с. 19.Прикладная электрохимия. Под ред. А.А. Ротинян. 3-е изд. Л.: Химия, 1974, -536 с. 20. Флеров В.Н. Сборник задач по прикладной электрохимии. М.:Высшая школа, 1987,-317 с, 21. Ротинян А.А., Тихонов К.И., ШошинаИ.А. Теоретическая электрохимия. Л.: Химия, 1981,423 с. 22. Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. Л.: Химия, 1974, 567 с. 23. Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия. М.: Мир, 1977,472 с, 24. Кришталик Л.И. Электродные реакции: Механизм элементарного акта. М.: Наука, 1979,224 с. 25. Багоцкий B.C., Скундин A.M. Химические источники тока. М.: Энергия, 1982,316 с. 26. Галюс 3. Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир, 1974,546 с. 27. Лабовиц Л, Арене Дж. Задачи по физической химии с решениями. М.: Мир,-1972, - 442 с. 28. Краткий справочник физико-химических величин. /Под редакцией Мищенко К.П., Равделя А.А. Л.: Химия, 1974. 200с. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Карта обеспеченности учебной и учебно – методической литературой дисциплины «Химическая кинетика и электрохимия»
жүктеу/скачать 186.09 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||