1. Цели и задачи изучения дисциплины

Цель изучения дисциплины:

• формирование базовых знаний о фундаментальных законах, закономерностях и основных методах физико-химической науки, что позволит студентам систематизировать знания важнейших теоретических обобщений химии; глубже понять явления природы, механизмы химических и физико-химических процессов, протекающих в природе и живых организмах, принципы химической технологии и пути модификации существующих технологий с учетом требований охраны окружающей среды.

Задачи дисциплины:

• сформировать у студентов полезные для учителя биологии и химии навыки и умения работы с измерительными приборами, постановки и проведения количественного эксперимента, математической обработки экспериментальных данных;

• развить способности к творчеству;

• развить способности и выработать потребность к самостоятельному приобретению знаний по физической химии.

2. Место дисциплины в структуре ооп:

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла. Для освоения дисциплины «Физическая и коллоидная химия» обучающиеся используют знания, умения и навыки, сформированные при изучении следующих дисциплин:

1. Физика.

2. Основы математической обработки информации.

3. Общая и неорганическая химия.

4. Органическая химия.

5. Аналитическая химия.

Освоение дисциплины «Физическая и коллоидная химия» является необходимой основой для последующего изучения прикладной химии.

3. Требования к результатам освоения дисциплины

3.1 Принятая структура компетенций

Процесс изучения дисциплины «Физическая и коллоидная химия» направлен на формирование компетенции, предусмотренной ФГОС по направлению подготовки ВПО 050100 (профиль «Биология и химия»):

- способен понимать особенности химической формы организации материи, сущность химических процессов, явлений, происходящих в природной среде и техногенных системах, роль химического многообразия веществ на Земле (СК-9);

- способность объяснять взаимосвязь между физическими, химическими и биологическими процессам (СК-11);

- владеет постановкой эксперимента, способен к анализу и оценке лабораторных исследований (СК-13);

В результате освоения дисциплины «Физическая и коллоидная химия» студент должен

знать:

• законы термодинамики;

• признаки химического и фазового равновесий;

• уравнения для расчета констант равновесия;

• коллигативные свойства растворов электролитов и неэлектролитов;

• теории Аррениуса и Дебая-Хюккеля;

• теории активированного комплекса и активных столкновений, уравнение Аррениуса;

• теории гомогенного и гетерогенного катализа;

• кинетические закономерности цепных, фотохимических реакций;

• характеристики электродов I и II рода и редокс-электродов, уравнения для определения их потенциалов;

• процессы, протекающие при коррозии, методы пассивации и защиты о коррозии;

• характеристики и принцип действия топливных элементов.

• Классификацию поверхностно-активных веществ (ПАВ).

• Классификацию дисперсных систем.

уметь:

• использовать законы термодинамики для расчетов тепловых эффектов, направления и глубины химических и физико-химических процессов;

• представить состояние системы с помощью фазовой диаграммы и интерпретировать диаграмму температура – состав;

• использовать правило рычага для определения относительных количеств имеющихся фаз;

• определять активность и коэффициент активности компонента в реальной смеси;

• вывести и применять уравнение Клаузиуса-Клапейрона, связывающее давление пара с температурой;

• сформулировать правило фаз;

• определять коллигативные свойства растворов с использованием законов Рауля и Вант-Гоффа;

• вывести и определить закон независимости миграции ионов Кольрауша, закон разведения Оствальда для мольной электропроводности слабых электролитов;

• определять числа переноса и описать его измерения;

• определять активность, коэффициент активности и средний коэффициент активности ионов в растворе;

• определять ионную силу, электрохимический потенциал иона;

• вывести выражение для разности потенциалов на электродах I и II рода и редокс-электродах, описать методы их измерения;

• применить уравнение Нернста для определения зависимости ЭДС элемента от концентрации и определять стандартную ЭДС;

• описать структуру двойного электрического слоя;

• определить перенапряжение электрода и плотность тока обмена;

• выразить скорость реакции через концентрации и истинную скорость через степень превращения;

• определять константу скорости реакции, порядок реакции, период полупревращения.

иметь навыки:

• работы с электрическим током, измерительными приборами: КФК-2, иономером универсальным ЭВ-74, криоскопом, термометром Бекмана;

• постановки и проведения количественного химического эксперимента.

владеть:

• теоретическими знаниями для осуществления педагогической и научной деятельности в области химии;

• системными представлениями о химической организации живой природы;

• способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты, образовательные порталы);

• основными приемами выполнения химического эксперимента и обработки результатов опытов.