Содержание разделов дисциплины «Физическая химия»

1.Основные понятия физической химии

История развития физической химии. Место физической химии в ряду физических наук. Агрегатное состояние вещества: газ, жидкость, твердое вещество. Краткая характеристика этих состояний. Способность различных веществ при измерении внешних условий переходить из одного состояния в другое. Кристаллическое, аморфное состояния веществ.

2. Энергия работа и теплота как основные характеристики процессов различных типов. Тепловой эффект химической реакции. Энтальпия. Закон Гесса и следствие из него. Понятие энтропии, как энергетической характеристики хаотичности в системе. Энтропия – агрегатные состояния вещества.

3. Диаграмма состояния воды.

4. Растворы. Процессы в растворах. Растворимость веществ в различных растворителях. Растворы насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные. Теплота растворения.

5. Коллигативные свойства растворов. Коллигативные свойства растворов: давление пара растворителя над раствором, кипение и замерзание растворов. Законы Рауля. Криоскопия и эбумеоскопия. Изменение молярной массы вещества с помощью этих методов. Осмос в химических системах. Осмотическое давление растворов. Закон Вант-Гоффа.

6. Применимость законов Вант-Гоффа и Рауля к растворам электролитов. Изотонический коэффициент.

7. Степень электролитической диссоциации, ее зависимость от различных факторов. Взаимосвязь степени электролитической диссоциации и изотонического коэффициента. Слабые электролиты. Константа электролитической диссоциации. Законы разбавления Оствальда.

8. Кажущаяся степень электролитической диссоциации. Теория сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Активная концентрация вещества в растворе. Ионная сила раствора. Уравнение Гуггенгейма-Девиса.

9. Измерение электропроводности растворов. Закон Кольрауша. Применение электропроводности для определения степени диссоциации и константы диссоциации. Электропроводность растворов электролитов. Удельная и молярная (эквивалентная) электрическая проводимость. Применение электролитической проводимости для определения влажности, динамики солевого режима почв.

10. Кислотно-основные равновесия в растворах. Ионное произведение воды. Понятие о рН. Значение рН для аналитической практики. Методы определения рН растворов.

11. Буферные системы. Механизм действия буферных систем. Буферность в биологических системах.

12. Электродные процессы. Механизм возникновения электродного потенциала. Гальванический элемент. ЭДС гальванического элемента. Виды гальванических цепей. Водородный электрод, ряд напряжений металлов, исключение из него. Зависимость последовательности местоположения металлов в ряду напряжений от растворителя. Ионоселективные электроды. Электроды 1 рода – медный, цинковый. Электроды 2 рода – хлорсеребряный, каломельный. Стеклянный электрод. Измерение ЭДС. Диффузный и мембранный потенциалы, их биологическое значение.

13.Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Потенциометрическое определение рН.

14. Химическая кинетика.

Скорость химической реакции (истинная и средняя). Зависимость скорости от концентрации реагирующих веществ. Закон действия масс. Константа скорости. Зависимость скорости от температуры. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Механизм химической реакции. Активный комплекс. Эндотермические реакции. Понятие об энтальпии активации и энтропии активации. Классификация химических реакций. Порядок и молекулярность реакций. Катализ: гомогенный, гетерогенный, ферментный. Механизм катализа. Промоторы и каталитические яды. Применимость закона действия масс к равновесным процессам. Константа равновесия. Принцип Ле-Шателье. Зависимость скорости химической реакции от концентрации.

15. Фотохимические реакции. Законы фотохимии. Сенсибилизация. Флуоресценция и фосфоресценция. Законы фотохимической активности Эйнштейна. Роль хролофилла и значение фотосинтеза.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.

При реализации программы дисциплины «Неорганическая химия» используются различные образовательные технологии:

1.Лекции (с применением ПК и компьютерного проектора)

2. Компьютерная симуляция (игра).

3. Деловые игры, дискуссии, беседы.

4. Метод исследовательских групп (работа малыми группами).

В учебном процессе используются активные и интерактивные методы обучения в форме творческих заданий.

При реализации образовательной технологии используются следующие виды самостоятельной работы:

1. работа с конспектом лекции,

2. работа с учебником и дополнительной литературой,

3. выполнение тестовых заданий,

4. решение индивидуальных заданий по каждой теме,

5. подготовка к лабораторной работе,

6. обработка результатов лабораторной работы,

7. подготовка докладов и рефератов по заданным темам,

8. поиск информации в сети «Интернет»,

9. подготовка к сдаче итогового зачета.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА.

а) Темы рефератов для самостоятельной работы:

1. Биохимические аспекты основных принципов термодинамики.

2. Значение реакции среды для биологических процессов и пути регуляции ее в организме с/х животных.

3. Процессы адсорбции в организме с/х животных.

4. Направленное изменение свободной энергии в биологических системах.

5. Значение катализа в биологи, промышленности и с/х производстве.

6. Катализаторы и каталитические системы. Теория гетерогенного катализа.

7. Растворы. Классификация. Свойства. Физико-химические механизмы движения растворителя и растворенного вещества в биологических системах.

8. Превращение энергии в живых клетках с/х животных.

9. Устойчивость и коагуляция коллоидов и их значение в биологии.

10. Природные высокомолекулярные соединения (ВМС) – белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды.

11. Коллоидные растворы и их свойства: молекулярно-кинетические, оптические и электрохимические.

12. Виды полезной работы в организме с/х животных.

13. Осмотическое давление в организме с/х животных и его регуляция.

14. Буферные системы организма с/х животных, их свойства, механизм действия, применение в ветеренарной практике.

15. Термохимия. Определение энергетической ценности питательных веществ.