Химия Бакал / Рабочая учебная программа дисциплины РУПД

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И. М. ГУБКИНА» в г. ОРЕНБУРГЕ

Отделение «химической технологии переработки углеводородного сырья и экологии»

УТВЕРЖДАЮ директор филиала

____________ Б.В.Сперанский «____»__________201__ г.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ХИМИЯ

Направление подготовки: 131000 «Нефтегазовое дело»

Профили подготовки:

1 Сооружение и ремонт объектов систем трубопроводного транспорта.

2 Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки.

3 Бурение нефтяных и газовых скважин 4 Эксплуатация и обслуживание объектов добычи газа, газокондената и подземных хранилищ

5 Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти

Форма обучения: очно-заочная, заочная

Оренбург 2012 г.

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины Химия является приобретение знаний и навыков в области общей и неорганической химии, позволяющие в дальнейшем применять их при освоении других дисциплин образовательного цикла и последующей профессиональной деятельности.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина «Химия» входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла дисциплин (Б2) основной образовательной программы бакалавриата «Нефтегазовое дело» (ООП Б2). Требования к предшествующим знаниям представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Требования к пререквизитам дисциплины

Дисциплина	Модуль		Знать, уметь, владеть
		Знать:			классификацию
		неорганических			соединений			и
		химических		реакций;			основные
	программа среднего	законы	химии;		закономерности
		протекания химических реакций
Химия	общего (полного)
		Уметь:		составлять			уравнения
	образования
		химических		реакций;			решать
		расчетные задачи.
		Владеть:		навыками		выполнения
		лабораторно-практических заданий.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины (модуля)

В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общекультурные компетенции при освоении ООП ВПО, реализующей ФГОС ВПО:

-способность обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цель и выбирать пути её достижения (ОК-1)

-логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-3);

-самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ПК-1);

-владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, работать с компьютером как средством управления информацией (ПК-4);

-планировать и проводить необходимые химические и физико-химические эксперименты, обрабатывать, интерпретировать результаты и делать выводы

(ПК-18).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

Студент должен знать:

-Связь между строением электронных оболочек атомов элементов Периодической таблицы элементов Д.И.Менделеева, типами химической связи в молекулах и типами межмолекулярных взаимодействий (ОК-1, ОК-3,

ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-строение и химические свойства простых веществ и их соединений (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-термодинамические и кинетические условия равновесия и протекания гомогенных и гетерогенных реакций (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-основные закономерности процессов, протекающих в электрохимических системах (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-основы методов качественного и количественного анализа (ОК-1, ОК-

3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-номенклатуру и свойства важнейших классов неорганических соединений (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

Студент должен уметь:

-приготовить раствор заданной концентрации, определить концентрацию раствора (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-рассчитать основные характеристики веществ и параметры химических реакций (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-проводить синтез и очистку веществ в лабораторных условиях в соответствии с правилами техники безопасности (ОК-1,3, ПК-1, ПК-4, ПК18).

Студент должен владеть:

-навыками выполнения основных химических лабораторных операций (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-методами синтеза неорганических соединений (ОК-1, ОК-3, ПК-1,

ПК-4, ПК-18);

-основами методов качественного и количественного анализа многокомпонентных систем (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4, ПК-18);

-методами очистки и разделения веществ (ОК-1, ОК-3, ПК-1, ПК-4,

ПК-18).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

Форма обучения очно-заочная

					Виды учебной						Формы текущего
		Семестр	семестраНеделя	работы, включая							контроля
				самостоятельную							успеваемости
№				работу студентов						Коды	(по неделям
	Разделы дисциплины			и трудоемкость (в						компете	семестра)
п/п
						часах)				нций	Форма
							ПЗ				промежуточной
				Л		ЛР			СР		аттестации
							(С)
											(по семестрам)
	Основные понятия и									ОК-1,3
1		1	1-3	4		-	6		24	ПК-	Коллоквиум – 3 неделя
	законы химии
										1,4,18
	Основы строения		4-							ОК-1,3	Тестирование по теме –
2		1		8		-	6		24	ПК-
	вещества		10								10 нед.
										1,4,18
	Основные									ОК-1,3
	закономерности		11-
3		1		8		-	6		24	ПК-	Коллоквиум – 18 нед
	протекания		18
										1,4,18
	химических реакций
	Итого за 1-ый			18			18		72		Дифференцированн
	семестр										ый зачет
										ОК-1,3	Защита лабораторных
4	Дисперсные системы	2	1-4	4		4	5		14		работ – 4 нед.
										ПК-1,4
											Коллоквиум по теме.
	Основы теории		5-							ОК-1,3	Защита лабораторных
5		2		5		4	4		14	ПК-	работ – 9-10 нед.
	растворов		10
										1,4,18	Тестирование по теме.
	Окислительно-		11-							ОК-1,3	Защита лабораторных
6	восстановительные	2		4		5	4		15		работ – 14 нед.
			14							ПК-1,4
	процессы										Коллоквиум по теме.
	Химический,		15-							ОК-1,3	Защита лабораторных
7	физико-химический	2		4		4	4		14	ПК-	работ – 17 нед.
			17
	и физический анализ									1,4,18	Тестирование по теме.
	Итого за 2-ой			17		17	17		57		Зачет
	семестр
	ИТОГО			35		17	35		129		Дифференцированный
											зачёт + зачет

Форма обучения заочная

					Виды учебной						Формы текущего
		Семестр	семестраНеделя	работы, включая							контроля
				самостоятельную							успеваемости
№				работу студентов						Коды	(по неделям
	Разделы дисциплины			и трудоемкость (в						компете	семестра)
п/п
						часах)				нций	Форма
							ПЗ				промежуточной
				Л		ЛР			СР		аттестации
							(С)
											(по семестрам)
	Основные понятия и									ОК-1,3
1		1	1-3	2		-	2		32	ПК-	Коллоквиум – 3 неделя
	законы химии
										1,4,18
	Основы строения		4-							ОК-1,3	Тестирование по теме –
2		1		2		-	1		32	ПК-
	вещества		10								10 нед.
										1,4,18
	Основные									ОК-1,3
	закономерности		11-
3		1		2		-	1		34	ПК-	Коллоквиум – 18 нед
	протекания		18
										1,4,18
	химических реакций
	Итого за 1-ый			6			4		98		Дифференцированн
	семестр										ый зачет
		2								ОК-1,3	Защита лабораторных
4	Дисперсные системы		1-4	2		2	1		23		работ – 4 нед.
										ПК-1,4
											Коллоквиум по теме.
	Основы теории	2	5-							ОК-1,3	Защита лабораторных
5				1		2	1		23	ПК-	работ – 9-10 нед.
	растворов		10
										1,4,18	Тестирование по теме.
	Окислительно-	2	11-							ОК-1,3	Защита лабораторных
6	восстановительные			1		2	1		23		работ – 14 нед.
			14							ПК-1,4
	процессы										Коллоквиум по теме.
	Химический,	2	15-							ОК-1,3	Защита лабораторных
7	физико-химический			-		2	1		23	ПК-	работ – 17 нед.
			17
	и физический анализ									1,4,18	Тестирование по теме.
	Итого за 2-ой			4		8	4		92		Зачет
	семестр
	ИТОГО			35		17	35		129		Дифференцированный
											зачёт + зачет

4.1 Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Основные понятия и законы химии

- Основные понятия химии: вещество (простое и сложное), смесь, раствор, химический элемент, атом, молекула, моль, эквивалент. Стехиометрические законы химии.

-Понятие о химической реакции. Анализ и синтез. Методы разделения веществ.

Раздел 2. Основы строения вещества

- Строение атома

Современная квантово-механическая модель атома: состояние электрона в атоме, квантовые числа, их трактовка и допустимые значения; атомная орбиталь. Принципы заполнения атомных орбиталей (принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Гунда). Атомные спектры. Основное и возбуждённое состояние атома.

- Систематика химических элементов

Размеры атомов и ионов. Энергия ионизации и энергия сродства к электрону. Электроотрицательность. Металлы, металлоиды и неметаллы. Периодический закон и система элементов Д.И.Менделеева.

- Химическая связь

Понятие «химическая связь». Основные типы и свойства химических связей: ковалентная (полярная и неполярная), ионная, металлическая. Энергия связи, длина связи. Общее представление о методе валентных связей. Валентность и степень окисления. Представление о методе молекулярных орбиталей. Представление о гибридизации атомных орбиталей и геометрической форме молекул. Теория взаимного отталкивания валентных электронных пар. Дипольный момент и полярность молекул.

- Межмолекулярные взаимодействия

Основные типы взаимодействия молекул: водородная связь, силы Ван- дер-Ваальса (ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие). Комплементарность. Межмолекулярные и внутримолекулярные взаимодействия, их влияние на химические и физические свойства веществ.

- Строение твердого тела.

Кристаллическое состояние вещества. Типы кристаллических решеток. Особенности кристаллического строения металлов, их физические и механические свойства.

Раздел 3. Основные закономерности протекания химических процессов

-Химические реакции. Классификация химических реакций

- Элементы химической термодинамики

Предмет химической термодинамики. Понятия «система» (открытая, закрытая, изолированная), «функция состояния» и «уравнение состояния». Внутренняя энергия и энтальпия. Эндо- и экзотермические реакции. Закон Гесса. Термохимические уравнения. Энтропия и ее изменение при химических реакциях. Второй и третий закон термодинамики. Представление о равновесии. Энергия Гиббса. Самопроизвольность протекания процесса. Условия самопроизвольного протекания химических реакций.

- Элементы химической кинетики

Предмет химической кинетики. Скорость химических реакций и факторы, влияющие на её величину. Закон действующих масс. Константа скорости реакции. Энергия активации. Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Лимитирующая стадия химического процесса. Представление о катализе. Катализаторы и ингибиторы. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.

Раздел 4. Основы теории растворов

- Истинные растворы.

Растворы. Типы растворов. Термодинамические факторы процесса растворения. Растворимость.

Способы выражения концентрации растворов.

Представление об идеальных растворах. Осмос. Осмотическое давление (закон Вант-Гоффа), изменение давления насыщенного пара растворителя над раствором, изменение температур кипения и замерзания растворов (закон Рауля и следствия из него).

- Электролитическая диссоциация.

Явление электролитической диссоциации. Количественные характеристики процесса: степень диссоциации, константа диссоциации. Классификация электролитов по степени диссоциации.

Диссоциация слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. Диссоциация сильных электролитов. Активность ионов в растворах.

Кислоты и основания. Основные положения теории кислот и оснований Аррениуса, Бренстеда-Лоури, Льюиса.

Диссоциация воды. Понятие “водородный показатель”.

- Обменные реакции в растворах электролитов

Ионно-обменные реакции. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Смещение равновесия в процессах гидролиза.

Равновесие в гетерогенных системах. Растворимость. Произведение растворимости. Условие выпадения и растворения осадков. Причины изменения растворимости. Жесткость природных вод. Образование осадков как элемент качественного и количественного анализа.

- Дисперсные системы

Состав дисперсных систем, классификация, свойства.

Раздел 5. Окислительно-восстановительные процессы.

Окислительно-восстановительные процессы. Степень окисления элементов. Окислители и восстановители. Типы окислительновосстановительных процессов. Составление уравнений окислительновосстановительных реакций. Влияние среды на глубину протекания окислительно-восстановительного процесса.

Раздел 6. Общие представления о химической идентификации вещества

-Качественный анализ.

Чистота вещества. Идентификация катионов и анионов. -Количественный анализ.

Основные методы физико-химического анализа: гравиметрический метод, титриметрический анализ, окислительно-восстановительное титрование и т.д. Аналитический сигнал.

Электрохимические методы: потенциометрия, кондуктометрия. Хроматография. Оптические методы анализа. Эмиссионный спектральный анализ, эмиссионная пламенная фотометрия. Нефелометрия.

4.2 Основные темы лабораторных работ

№	№ раздела	Наименование		лабораторных		Коды
п/п	дисципли	работ				компетенций
	ны
1	1	Лабораторная		посуда	и	ОК-1,3
		оборудование. Методы разделения				ПК-1,4,18
		смесей
2	1	Определение	молярной		массы	ОК-1,3
		эквивалента металла				ПК-1,4,18
3	1, 4	Важнейшие		классы		ОК-1,3
		неорганических соединений				ПК-1,4,18
4	1, 4	Приготовление раствора заданной				ОК-1,3
		концентрации.		Определение		ПК-1,4,18
		концентрации		раствора
		титрованием
5	2, 3, 6	Химическая	кинетика		и	ОК-1,3
		химическое равновесие				ПК-1,4,18
6	4, 5, 6	Электролитическая		диссоциация.		ОК-1,3
		Комплексные соединения				ПК-1,4,18
7	4, 6	Гидролиз солей				ОК-1,3
						ПК-1,4,18
8	4, 6	Условия	выпадения		и	ОК-1,3
		растворения осадка				ПК-1,4,18

4.3Темы практических занятий (семинаров)

1.Техника безопасности при работе в химической лаборатории. Химическая посуда и оборудование. Основные понятия и законы химии. (ОК-

1,3 ПК-1,4,18)

2.Важнейшие классы неорганических соединений (ОК-1,3 ПК-1,4,18)

3.Строение атома, химическая связь, полярность молекул, межмолекулярное взаимодействие. (ОК-1,3 ПК-1,4,18)

4.Концентрация раствора. Приготовление раствора заданной концентрации. Применение закона эквивалентов для определения нормальной концентрации раствора. (ОК-1,3 ПК-1,4,18)

5.Основные понятия химической термодинамики и кинетики. (ОК-1,3

ПК-1,4,18)

6.Электролитическая диссоциация. Комплексные соединения. (ОК-1,3

ПК-1,4,18)

7.Гидролиз. Условия выпадения и растворения осадков. (ОК-1,3 ПК- 1,4,18)

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

При реализации программы дисциплины «Химия» используются различные образовательные технологии. Лекции проводятся с применением ПК и мультимедийного проектора. Умения и навыки, полученные в результате изучения дисциплины, закрепляются на лабораторных работах. Практикум формирует экспериментальные навыки обучающихся и развивает поисково-исследовательские, творческие способности студентов. Для помощи в организации самостоятельной работы лектором в группах проводятся еженедельные консультации. В ходе образовательной деятельности преподавателем формируется мотивация и потребность в самообразовании будущих специалистов.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО

ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНОМЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

В течение преподавания курса «Химия» в качестве форм текущей аттестации студентов используются тестирование при защите лабораторных работ и рубежные тестирования по темам, связанным с тематикой лекций и лабораторных работ. Итоговой оценкой знаний является дифференцированный зачёт и зачет, при котором суммируются баллы (рейтинговая оценка знаний осуществляется только при очно-заочной форме обучения), полученные при выполнении и защите лабораторных работ и при выполнении рубежных тестов.

6.1 Примерные варианты тестов для защиты лабораторных работ.

Важнейшие классы неорганических соединений

1. Какой класс неорганических соединений в соответствии с теорией Аррениуса называется «кислотами»? Приведите примеры одно-, двух- и трёхосновных кислот.

2. Напишите формулы следующих соединений: хлорида алюминия, гидроксида натрия, сульфида меди, нитрата гидроксомагния, гидрокарбоната кальция, сульфата железа (II), иодида дигидроксохрома.

3. Какие из перечисленных оксидов взаимодействуют с водой: оксид железа (III), оксид азота (II), оксид цезия, оксид фосфора (V)? Если реакция возможна, напишите ее уравнение.

4. Гидроксид германия (II) амфотерен. Какими реакциями это можно доказать?

5. Напишите уравнения реакций, которые надо выполнить, чтобы произвести следующие превращения: CaO → CaCO3 → Ca(HCO3)2 → Ca(OH)2

Не забудьте, что надо подбирать такие реактивы, чтобы реакция шла до конца!