Программа курса физической и коллоидной химии

 

Физическая химия

1.1. Введение. Предмет и задачи физической и коллоидной химии

Физическая химия – наука, объясняющая химические явления на основании физических принципов и законов. Студент должен знать, что физическая химия занимается многосторонним исследованием различных химических реакций и сопутствующих им физических процессов. Физическая химия решает наиболее общие вопросы химии, опираясь на физические законы и методы исследований. Студент должен знать, что физическая химия является важнейшей составной частью теоретических основ биологических, зооинженерных и агрономических наук, что совершенно необходимо для понимания физиологии растений, микробиологии, биохимии, процессов переработки продукции сельского хозяйства, общего земледелия, почвоведения, агрохимии. Студент должен уметь использовать законы, открываемые физической химией, в биологии, агрохимии, почвоведении и других науках. Кроме того, студент должен уметь производить расчеты, связанные с обработкой полученных данных при выполнении практических задач.

Коллоидная химия изучает физико-химические свойства гетерогенных высокодисперсных систем и высокомолекулярных соединений в твердом состоянии и в растворах.

Закономерности, устанавливаемые коллоидной химией, дают возможность агроному не только глубже понимать процессы, протекающие в почве, но и изменять их в желаемом направлении.

Велика роль коллоидной химии в вопросах химической защиты растений от вредителей и сорняков. В целях более высокой эффективности различные ядохимикаты применяют в виде аэрозолей, суспензий, эмульсий, дымов. Вот почему в системе агрономического образования коллоидной химии уделяется большое внимание.

Агрегатное состояние вещества

Изучив эту тему, студент должен знать: общую характеристику агрегатных состояний, газообразное состояние, законы идеальных газов, кинетическую теорию газов, реальные газы, жидкое состояние, твердое состояние.

 

Основы химической термодинамики и термохимии

Изучив эту тему, студент должен знать: основные термодинамические понятия, первый закон термодинамики и его математическое выражение; энтальпию, изменение энтальпии; законы термохимии; Студент должен понимать второй закон термодинамики и знать его математическое выражение; иметь понятие об энтропии, знать условия самопроизвольного протекания процессов (энергия Гиббса, энергия Гельмгольца), знать третье начало термодинамики.

 

Химическая кинетика. Катализ. Фотохимия

Студент должен знать классификацию химических реакций по молекулярности и по порядку; химическую кинетику реакций, основные положения и понятия; влияние температуры на скорость реакции, теорию Аррениуса, энергию активации. Знать влияние катализаторов на скорость химических реакций; гомогенный, гетерогенный катализ, и ферментативный катализ, их особенности и значение; Студент должен иметь понятие о фотохимических реакций, основных законах фотохимии. Знать о фотохимических реакциях в биологических системах о значение фотосинтеза для нашей планеты.

Растворы

Студент должен усвоить учение о растворах. Знать классификацию растворов по разным признакам о способах выражения количественного состава растворов, о свойствах разбавленных растворов неэлектролитов. Студент должен знать, как изменяется давление пара над растворителем и над раствором, как изменяются температуры замерзания и температуры кипения растворов в зависимости от их концентрации. Знать применение криоскопического метода в агрономии; осмотическое давление, его измерение, знать закон Вант-Гоффа, изотонический коэффициент, значение в биологии и агрономии; Студент должен знать механизм процесса электролитической диссоциации; закономерности диссоциации слабых электролитов, закон разведения Оствальда. Знать основные положения теории сильных электролитов, активность, коэффициент активности, ионную силу растворов. Студент должен иметь понятия о буферных системах, их свойствах и значении в биологии и агрономии. Знать роль растворов в процессах, протекающих в почве, растениях и организмах. Студент должен уметь: производить расчет состава раствора; рассчитывать давление пара над раствором заданной концентрации, его температуры кипения и замерзания, осмотическое давление; рассчитывать молярную массу растворенного вещества по любому из заданных коллигативных свойств.

Электрическая проводимость растворов электролитов

Студент должен знать отступление от законов Вант-Гоффа в растворах электролитов; механизм и закономерности ионной проводимости. Студент должен иметь понятие «удельная проводимость» и «молярная проводимость», скорости движения ионов, знать закон независимости движения ионов (Кольрауша); Студент должен уметь находить соотношение между удельной электропроводностью, ионной концентрацией и электрическими подвижностями ионов, определять ионную концентрацию, константы и степень диссоциации слабых электролитов, коэффициент электропроводности сильных электролитов, определять растворимость трудно растворимых солей, иметь понятие о кондуктометрическом титровании. Данные знания студент должен уметь использовать для практических целей.

Электрохимия

Изучив тему, студент должен знать характеристику электрохимических процессов, механизм возникновения электродных потенциалов на границе раздела фаз. Уметь рассчитать электродный потенциал по уравнению Нернста, знать, как возник ряд стандартных электродных потенциалов и каково его значение в практических целях; сущность процессов, протекающих в гальванических элементах; типы гальванических цепей; диффузный и мембранный потенциал и их биологическое значение. Знать электроды сравнения, индикаторные электроды, мембранные электроды. Студент должен уметь определять типы гальванических цепей, составлять уравнения токообразующих реакций в гальванических элементах; определять ЭДС гальванических цепей и окислительно-восстановительный потенциал почвы.

Поверхностные явления

Изучив тему, студент должен знать: что такое свободная энергия поверхности, характеристику сорбционный явлений. Знать, как ориентируются молекулы в поверхностном слое, что такое поверхностно-активные вещества, адсорбцию на границе твердое тело-жидкость и твердое тело-газ, жидкость-газ; физическую и химическую адсорбции, изотермы адсорбции; уравнение Фрейндлиха, Ленгмюра, Гиббса. Ионообменную адсорбцию, адсорбционные процессы в почвах, растениях и организмах, значение смачивания при действии пестицидов

Студент должен уметь определять поверхностное натяжение растворов неэлектролитов.

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

Общая характеристика коллоидов и их свойства

Студент должен знать практическое значение коллоидных систем; основные особенности коллоидного состояния вещества; природу коллоидных систем, классификацию дисперсных систем: по степени дисперсности, агрегатному состоянию, межфазному взаимодействию; методы получения лиофобных коллоидных растворов; очистку коллоидных систем; иметь понятия об оптических и молекулярно-кинетических свойствах коллоидных растворов.

Теория коллоидных систем

Изучив тему, студент должен знать электрокинетические явления в коллоидных системах; возникновение двойного электрического слоя и его строение, мицеллярную теорию строения коллоидной частицы; практическую значимость коллоидных систем. Студент должен знать кинетическую и агрегативную устойчивость гидрофобных золей.

Студент должен уметь записать схему мицеллы, определять знак заряда и величину электрокинетического потенциала частицы мицеллы электрофоретическим методом.

12345678Следующая ⇒

Поделиться: