Цели и задачи дисциплины. Требования к результатам освоения дисциплины

Аннотация

 

Целью дисциплины «Химия» является освоение студентами теоретических и практических знаний и приобретение умений и навыков в области химических систем, термодинамики, химической кинетики и реакционной способности, химической идентификации. Цель преподавания химии − сформировать химическое мировоззрение будущего специалиста на основе знания основных законов химии.

Основная задача преподавания химии привить студентам умение и навыки использования основных законов химии.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

- Периодический закон и его использование в предсказании свойств элементов и соединений;

- химические свойства элементов ряда групп периодической системы;

- виды химической связи в различных типах соединений;

- методы описания химических равновесий в растворах электролитов;

- строение и свойства комплексных соединений;

- методы математического описания кинетики химических процессов;

- свойства важных классов органических соединений;

- особенности строения и свойства распространенных классов высокомолекулярных соединений;

- основные процессы, протекающие в электрохимических системах;

- процессы коррозии и методы борьбы с ними;

- особые свойства и закономерности поведения дисперсных систем4

- правила безопасной работы в химических лабораториях.

Уметь:

- проводить расчеты концентрации растворов различных соединений;

- определять изменение концентрации при протекании химических реакций;

- определять термодинамические характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ;

- проводить очистку веществ в лабораторных условиях;

- определять основные физические характеристики органических веществ;

Владеть:

- навыками выполнения основных химических лабораторных операций;

- методами определения pH растворов и определения концентраций в растворах;

- методами синтеза неорганических и простейших органических соединений.

МОДУЛЬ 1 Строение вещества. Основные закономерности протекания химических процессов.

Модульная единица 1 Строение веществ

Предмет, цель и содержание курса химии, и его связь с другими естественными науками и техническими дисциплинами. Химические системы. Модели строение атома. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Важнейшие виды химической связи.

Студент должен знать: Строение атома, периодические свойства атома. Периодическую закон и периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева. Определение местоположения элементов в таблице Менделеева. Основные типы химических связей.

Студент должен уметь: Определять квантовые числа элементов по таблице Менделеева. Составлять электронные формулы атомов элементов. Определять тип химической связи.

Модульная единица 2 Основы химической термодинамики

Предмет и основы понятия термодинамики, энергетические эффекты химических реакций. Первое, второе и третье начала термодинамики. Энтальпия, энтропия, энергия Гиббса и их изменения в химическом процессе. Термохимия и термохимические расчеты. Термодинамическая устойчивость химических соединений.

Студент должен знать: Понятие системы. Типы систем. Понятие теплового эффекта реакции, энтальпии. Типы реакций по тепловому эффекту. Закон Гесса и следствия из него. Понятие энтропии, энергии Гиббса. 1, 2, 3 законы

Студент должен уметь: Различать энтальпии образования и сгорания. Рассчитывать тепловой эффект реакции, энтальпию и энтропию образования и сгорания. Определять самопроизвольность протекания химических реакций. Вычислять значения энтропии и энергии Гиббса системы.

Модульная единица 3 Основы химической кинетики и химического равновесия

Скорость химической реакции. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов, природы реагирующих веществ и температуры. Порядок реакции. Уравнение Аррениуса. Катализ. Скорость реакции гетерогенной системы. Равновесные химические процессы. Константа равновесия. Смещение равновесия

Студент должен знать: Понятие скорости химической реакции, скорости прямой и обратной реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Понятие энергии активации. Правило Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса. Виды катализа. Состояние равновесия. Смещение химического равновесия. Зависимость константы равновесия от различных факторов. Связь константы равновесия с термодинамическими функциями.

Студент должен уметь: Рассчитывать порядок реакции, константу скорости химической реакции и константу равновесия. Определять зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов: Использовать принцип Ле-Шателье для смещения равновесия.

МОДУЛЬ 2 Химические системы. Инженерная химия

Модульная единица 4 Растворы. Дисперсные системы

Типы растворов. Способы выражения состава растворов. Образование растворов. Растворы электролитов. Термодинамический аспект растворения. Константа и степень диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Сильные электролиты. Вода как растворитель. Ионное произведение воды, pH. Соли, кислоты и основания в свете теории электролитической диссоциации. Гидролиз солей. Индикаторы. Дисперсные системы.

Студент должен знать: Понятия раствора, растворимости. Способы выражения состава растворов. Теории образования растворов неэлектролитов и электролитов. Законы идеальных растворов. Классификацию электролитов по степени диссоциации. Закон разбавления. Гидролиз солей.

Студент должен уметь: Выражать один вид концентрации через другой. Использовать методы разбавления растворов. Правильно пользоваться техникой приготовления растворов. Определять силу электролита. Рассчитывать водородный показатель и определять реакцию среды.

Модульная единица 5 Электрохимические процессы

Определение и классификация электрохимических процессов. Двойной электрический слой. Электродные потенциалы. Уравнение Нернста. Стандартные электродные потенциалы, водородная шкала потенциалов. Гальванические элементы Законы Фарадея. Электролиз, последовательность электродных процессов.

Студент должен знать: Понятие валентности, степени окисления. Классификацию ОВР. Классификацию электрохимических процессов. Понятия двойного электрического слоя, электродного потенциала. Принцип работы гальванического элемента. Понятие электролиза. Виды применения электролиза. ХИТ. Законы Фарадея. Уравнение Нернста.

Студент должен уметь: Различать элемент-окислитель и элемент-восстановитель; процессы окисления и восстановления. Подбирать коэффициенты для уравнивания окислительно-восстановительной реакции. Применять законы Фарадея. Рассчитывать электродные потенциалы, применяя уравнение Нернста. Составлять схему гальванического элемента. Проводить электролиз: составлять полуреакции на катоде и аноде. Определять катод и анод. Вычислять выход по току.

Модульная единица 6 Коррозия и защита металлов от коррозии

Основные виды коррозии. Химическая коррозия. Электрохимическая коррозия. Методы защиты от коррозии.

Студент должен знать: Классификацию коррозии металлов. Способы защиты от коррозии.

Студент должен уметь: Различать виды коррозии и применять различные способы защиты от коррозии металлов.

Модульная единица 7 Химия соединений

Химия металлов. Химия неметаллов. Высокомолекулярные соединения Полимеры.

Студент должен знать: Химию s-металлов. Химию p-металлов. Химию d-металлов. Применение s, p, d-металлов.

Студент должен уметь: Различать и определять свойства s, p, d-металлов.

 

Общая трудоемкость дисциплины по учебному плану составляет 5 зач.ед. (180 час.).

Итоговый контроль – экзамен.

Дисциплина «Химия» включена в блок 1 учебного плана.

Пояснительная записка.

Данная программа курса химии предназначена для студентов высших учебных заведений и составлена на основе Федерального Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки Информационные системы и технологии (уровень бакалавриатка).

Программа по дисциплине «Химия» отражает содержание основных требований к результатам обучения, которые могут быть достигнуты исходя из учебного времени, выделенного на его изучения в тематическом плане.

В разделе определен перечень лекций, лабораторных и практических занятий. Бакалавр должен иметь представление о химических системах: дисперсиях, растворах, электрохимических и равновесных системах, комплексных соединениях.

Знать: реакционную способность веществ, энергетику и кинетику химических процессов, основы органической химии, свойства полимеров и биополимеров.

При изучении данного курса химии предусматривается как традиционные, так и нетрадиционные формы обучения: семинары и различные виды самостоятельной (внеаудиторной) работы. Освоение курса химии развивает познавательный и творческий потенциал учащихся, отражает современные представления о строении веществ, основных закономерностях протекания химических процессов, законах природы, химических основах жизни и связи проблем химии и экологии. При структурировании содержания учебной дисциплины учитывался небольшой объем часов, отпущенных на изучение химии, и стремление максимально соответствовать идеям развивающего обучения. Дедуктивный подход в изучении химии способствует развитию логики, мышления, способности анализировать, обобщать, конкретизировать и т.д. Овладение учащимися химическими знаниями позволит ориентироваться в современном мире.

Текущий контроль – оценка знаний и умений проводится постоянно на лабораторных и практических занятиях с помощью устных опросов, тестовых заданий и контрольных работ, оценки самостоятельной работы студентов, а также на рубежном контроле, который проводится в форме коллоквиума.

Итоговый контроль – экзамен.

 

Требования к дисциплине

1.1. Внешние и внутренние требования

Дисциплина «Химия» включена в блок 1 учебного плана.

До изучения дисциплины студент должен начать освоение предметной области "Естественные науки", освоение которой должно обеспечить:

сформированность основ целостной научной картины мира;

формирование понимания взаимосвязи и взаимозависимости естественных наук;

сформированность понимания влияния естественных наук на окружающую среду, экономическую, технологическую, социальную и этическую сферы деятельности человека;

создание условий для развития навыков учебной, проектно-исследовательской, творческой деятельности, мотивации обучающихся к саморазвитию;

сформированность умений анализировать, оценивать, проверять на достоверность и обобщать научную информацию;

сформированность навыков безопасной работы во время проектно-исследовательской и экспериментальной деятельности, при использовании лабораторного оборудования.

До изучения дисциплины студент при освоении курса «Химии» в рамках среднего общего образования должен

сформировать представлений о месте химии в современной научной картине мира; понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач;

овладеть основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой;

овладеть основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умение обрабатывать, объяснять результаты проведенных опытов и делать выводы; готовность и способность применять методы познания при решении практических задач;

сформировать умения давать количественные оценки и проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям;

овладеть правилами техники безопасности при использовании химических веществ;

сформировать собственную позицию по отношению к химической информации, получаемой из разных источников.

 

Реализация в дисциплине «Химия» требований ФГОС ВО, ООП ВО и Учебного плана по направлению Информационные системы и технологии (уровня бакалавриата) должна формировать следующие компетенции:

владением культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-1);

способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-2).

 

1.2. Место дисциплины в учебном процессе

Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется дисциплина «Химия» являются математика, физика, неорганическая и органическая химия, изученные в рамках программы среднего (полного) общего образования.

Освоение курса химии ориентировано на развитие познавательного и творческого потенциала учащихся, отражает современные представления о строении веществ, основных закономерностях протекания химических процессов, законах природы, химических основах жизни и связи проблем химии и экологии.

Контроль знаний студентов проводится в форме текущего, рубежного и промежуточного контроля.

Текущий контроль – оценка знаний и умений проводится постоянно на лабораторных и семинарских занятиях с помощью устных опросов, тестовых заданий и контрольных работ, оценки самостоятельной работы студентов, а также на рубежном контроле, который проводится в форме коллоквиума.

Итоговый контроль – экзамен.

Цели и задачи дисциплины. Требования к результатам освоения дисциплины

 

Целью дисциплины «Химия» является освоение студентами теоретических и практических знаний и приобретение умений и навыков в области химических систем, термодинамики, химической кинетики и реакционной способности, химической идентификации. Цель преподавания химии − сформировать химическое мировоззрение будущего специалиста на основе знания основных законов химии.

Основная задача преподавания химии привить студентам умение и навыки использования основных законов химии.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

- Периодический закон и его использование в предсказании свойств элементов и соединений;

- химические свойства элементов ряда групп периодической системы;

- виды химической связи в различных типах соединений;

- методы описания химических равновесий в растворах электролитов;

- строение и свойства комплексных соединений;

- методы математического описания кинетики химических процессов;

- свойства важных классов органических соединений;

- особенности строения и свойства распространенных классов высокомолекулярных соединений;

- основные процессы, протекающие в электрохимических системах;

- процессы коррозии и методы борьбы с ними;

- особые свойства и закономерности поведения дисперсных систем

- правила безопасной работы в химических лабораториях.

Уметь:

- проводить расчеты концентрации растворов различных соединений;

- определять изменение концентрации при протекании химических реакций;

- определять термодинамические характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ;

- проводить очистку веществ в лабораторных условиях;

- определять основные физические характеристики органических веществ;

Владеть:

- навыками выполнения основных химических лабораторных операций;

- методами определения pH растворов и определения концентраций в растворах;

- методами синтеза неорганических и простейших органических соединений.