Кафедрой сэфм



Скачать 259,13 Kb.
Дата24.08.2017
Размер259,13 Kb.
ТипПротокол
Волгоградский государственный университет


УТВЕРЖДЕНО




РЕКОМЕНДОВАНО

КАФЕДРОЙ СЭФМ

Протокол № ____

__ __________ 2015 г.

__ __________ 2015 г.

директор института
естественных наук

заведующий кафедрой судебной экспертизы и физического материаловедения







________________ В.В. Новочадов

________________ В.А. Ручкин









ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
по дисциплине

«Физическая и коллоидная химия»


Направление подготовки

060501.65 Биоинженерия и биоинформатика

Составители ФОС по дисциплине



Ермакова Т.А., к.х.н., доцент кафедры СЭФМ

Лябин М.П.,к.х.н.,доцент, кафедры БиБ

Волгоград 2015 г.




  1. Перечень компетенций с указанием этапов (уровней) их формирования.

ПК-1: способностью самостоятельно проводить теоритическую и экспериментальную научно-исследовательскую работу в области биоинженерии, биоинформатики и смежных дисциплин, а также оформлять её в письменной форме, излагать в устной форме и участвовать в различных формах

дискуссий

Знать:

Уровень 1

Основные понятия и законы физической и коллоидной химии

Уровень 2

Обоснование законов физической и коллоидной химии, химические и термодинамические пути описания равновесных систем

Уровень 3

Методологические принципы физической и коллоидной химии, физико-химические характеристики равновесных систем, перспективы развития физической и коллоидной химии

Уметь:

Уровень 1

Применять законы физической и коллоидной химии в области биоинженерии и биотехнологии

Уровень 2

Применять методы физико-химических экспериментов и расчетов в исследованиях веществ, обрабатывать результаты эксперимента

Уровень 3

Применять методы пропаганды научных достижений в области биоинженерии и биоинформатики

Владеть:

Уровень 1

навыками использования законов физической и коллоидной химии

Уровень 2

Современными расчетными и инструментальными методами физико-химического эксперимента в судебной экспертизе, способами интерпретации полученных результатов

Уровень 3

методами пропаганды научных достижений в области биоинженерии и биоинформатики

ОПК-6: способностью использовать специализированные знания фундаментальных разделов математики, физики, химиии биологии для проведения исследований в области биоинженерии, биоинформатики и смежных дисциплин

Знать:

Уровень 1

Основные понятия и законы физической и коллоидной химии

Уровень 2

Методы физической и коллоидной химии

Уровень 3

Методы обработки результатов биологических исследований

Уметь:

Уровень 1

Применять законы физической и коллоидной химии в исследовании живых систем

Уровень 2

Применять методы физической и коллоидной химии в исследовании живых систем

Уровень 3

Решать конкретные задачи в области биоинженерии и биоинформатики

Владеть:

Уровень 1

навыками использования законов физической и коллоидной химии в исследовании живых систем

Уровень 2

Современными методами физической и коллоидной химии, способами обработки полученных результатов биологических исследований

Уровень 3

навыками решения поставленных задач в биоинженерии и биоинформатики

2. Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания.

Уровень освоения компетенции

Планируемые результаты обучения (в соотв. с уровнем освоения компетенции)

Критерии оценивания результатов обучения

1

2

3

4

5

ПК-1, ОПК-6

Уровень I, II, III



З-1, З-2,З-3

Отсутствие знаний по дисциплине

Результаты обучения студентов свидетельствуют об усвоении ими фрагментарных элементарных знаний основных вопросов дисциплины. Допущенные ошибки и неточности показывают, что студенты не овладели необходимой системой знаний по дисциплине.

Достигнутый уровень оценки результатов обучения показывает, что студенты обладают необходимой системой знаний по дисциплине. Студенты способны понимать и интерпретировать освоенную информацию, что является основой успешного формирования знаний для решения практико-ориентированных задач.

Студенты продемонстрировали результаты на уровне осознанного владения учебным материалом по дисциплине. Студенты способны анализировать, проводить сравнение и обоснование выбора методов решения заданий в практико-ориентированных ситуациях

Студенты способны использовать сведения из различных источников для успешного исследования и поиска решения в нестандартных практико-ориентированных ситуациях. Достигнутый уровень оценки результатов обучения студентов по дисциплине является основой для формирования профессиональных компетенций, соответствующих требованиям ФГОС ВПО.

У-1,У2, У-3

Отсутствие умений по дисциплине

Результаты обучения студентов свидетельствуют об усвоении фрагментарных умений. Допущенные ошибки и неточности показывают, что студенты не овладели необходимой системой умений по дисциплине.

Достигнутый уровень оценки результатов обучения показывает, что студенты обладают необходимыми умениями. Студенты способны понимать и интерпретировать освоенную информацию, что является основой успешного формирования умений для решения практико-ориентированных задач.

Студенты продемонстрировали результаты на уровне осознанного владения учебным материалом и учебными умениями по дисциплине. Студенты способны анализировать, проводить сравнение и обоснование выбора методов решения заданий в практико-ориентированных ситуациях

Студенты способны использовать сведения из различных источников для успешного исследования и поиска решения в нестандартных практико-ориентированных ситуациях. Достигнутый уровень оценки результатов обучения студентов по дисциплине является основой для формирования профессиональных компетенций, соответствующих требованиям ФГОС ВПО.

В-1,В-2, В-3

Отсутствие навыков по дисциплине

Результаты обучения студентов свидетельствуют об усвоении ими некоторых фрагментарных навыков. Допущенные ошибки и неточности показывают, что студенты не овладели необходимой системой навыков по дисциплине.

Достигнутый уровень оценки результатов обучения показывает, что студенты обладают необходимыми навыками. Студенты способны понимать и интерпретировать освоенную информацию, что является основой успешного формирования навыков для решения практико-ориентированных задач.

Студенты продемонстрировали результаты на уровне осознанного владения учебным материалом, навыками по дисциплине. Студенты способны анализировать, проводить сравнение и обоснование выбора методов решения заданий в практико-ориентированных ситуациях

Студенты способны использовать сведения из различных источников для успешного исследования и поиска решения в нестандартных практико-ориентированных ситуациях. Достигнутый уровень оценки результатов обучения студентов по дисциплине является основой для формирования профессиональных компетенций, соответствующих требованиям ФГОС ВПО.



3. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
3.1. Задания для оценивания результатов обучения в виде знаний.

Примерный перечень вопросов семинарских занятий

Тема 1. Химическая термодинамика

Основные понятия и определения химической термодинамики. Первый закон термодинамики. Энтальпия. Взаимосвязь работы, теплоты и изменения внутренней энергии. Термохимия. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса и его следствия. Расчет теплот сгорания и теплот образования по эмпирическим формулам. Теплоемкость. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Закон Кирхгоффа. Второй закон термодинамики. Энтропия. Свойства энтропии. Расчет изменения энтропии различных процессов. Объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики. Связь энергии Гиббса и энергии Гельмгольца с параметрами состояния. Расчет изменения энергии Гиббса для химических процессов. Метод Темкина-Шварцмана. Критерии направленности процессов и равновесия в химических системах. Химический потенциал.



Тема 2. Химическое равновесие

Химическое равновесие. Закон действия масс. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Расчет константы равновесия. Уравнение изотермы химической реакции. Зависимость константы равновесия от температуры. Расчет состава равновесной смеси.



Тема 3. Фазовое равновесие

Фазовые равновесия. Условия термодинамического равновесия в гетерогенной системе. Правило фаз Гиббса. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Уравнение Клапейрона-Клазиуса. Равновесие в двухкомпонентных системах. Диаграммы фазовых равновесий и плавкости двухкомпонентных систем. Трехкомпонентные системы. Треугольник Гиббса-Розебома.



Тема 4. Растворы

Растворы. Классификация растворов. Способы выражения концентрации. Термодинамическое условие образования растворов. Законы Рауля. Эбулиоскопия и криоскопия и их применение для определения молекулярной массы растворенного вещества. Осмотическое давление раствора. Уравнение Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент. Законы Гиббса-Коновалова.



Тема 5. Электрохимия

Особенности электропроводности растворов сильных электролитов. Термодинамическая теория растворов электролитов. Электродный потенциал. Уравнение Нернста. ЭДС элементов. Электроды, электрохимические цепи и химические источники тока. Потенциометрия. Электролиз. Законы Фарадея.



Тема 6. Химическая кинетика

Химическая кинетика и скорость химической реакции. Понятие молекулярности, порядка и периода полураспада. Кинетика простых реакций. Кинетические уравнения необратимых реакций различного порядка. Методы определения порядка реакции. Кинетика параллельных реакций. Кинетика последовательных реакций. Влияние температуры на скорость химических реакций. Уравнения Вант-Гоффа, Аррениуса. Энергия активации. Кинетика сложных химических реакций. Катализ.



3.2. Задания для оценивания результатов обучения в виде умений и владений.

Самостоятельные работы

Самостоятельная работа №1

  1. Определить работу адиабатического обратимого расширения 3 моль аргона от 0,05 до 0,5 м3. Начальная температура газа 298 °К.

  2. 1 моль водяных паров обратимо и изотермически сконденсировали в жидкость при 100 °С. Рассчитайте работу, теплоту, изменение внутренней энергии и изменение энтальпии в этом процессе. Удельная теплота испарения воды при 100 °С равна 2260 Дж/кг.

  3. Определите изменение внутренней энергии, количество теплоты и работу, совершаемую при обратимом изотермическом расширении азота от 0,5 до 4 м3. Начальные условия: температура 26,8 °С, давление 93,2 кПа.

  4. При 298 °К. одноатомный газ в идеальном состоянии изотермически и обратимо расширяется от 1,5*103 до 10*103 м3, при этом поглощается 966*103 Дж теплоты. Рассчитайте число молей газа, участвующего в процессе.

  5. Определить тепловой эффект реакции образования ацетальдегида из гликоля по уравнению:

CH2OH-CH2OH (ж.) → CH3CHO (г.) + Н2О (ж.)

при 298 °К и стандартном давлении.



  1. Для химической реакции 2А2 (тв.) + 5В2 (г.) → 2А2В5 (г.) изменение внутренней энергии 62,76 кДж. Определить тепловой эффект реакции при 298 °К.

  2. Рассчитайте тепловой эффект реакции NH3 + 5/4O2 → NO + 3/2H2O (г.) при 298 °К, если известны следующие данные:

H2O (г.) → H2O (ж.) – 44 кДж

½N2 + 3/2Н2 → NH3 -46,2 кДж

Н2 + ½O2 → H2O (ж.) – 285,8 кДж

NO → ½N2 + ½O2 – 91,3 кДж



  1. Вычислить тепловые эффекты при 298 °К и стандартном давлении следующих реакций:

(COOH)2 (тв.) = HCOOH (ж.) + CO2 (г.)

C2H5OH (ж.) + O2 (г.) = CH3COOH (ж.) + H2O (ж.)

2CH3Cl (г.) + Mg (тв.) = C2H6 (г.) + MgCl2 (тв.)

3C2H2 (г.) = C6H6 (ж.)



CH4 (г.)+ 4SO2Cl2 (ж.) = CCl4 (ж.) + 4SO2 (г.) + 4HCl(г.)

  1. Вычислить изменение энтропии в процессе затвердевания 1 моль переохлажденного бензола при 268 °К, если при 278 °К ΔНпл 6Н6) = 995,6 Дж/моль, Cр,ж (C6Н6) = 127,3 Дж/моль*К, Ср,тв6Н6) = 123,6 Дж/моль*К. Р = 1,01*105 Па.

  2. Бромбензол кипит при 429,8 °К, его теплота парообразования при этой температуре 241,9*103 Дж/кг. Рассчитать изменение энтропии при испарении 10 кг бромбензола.

  3. Вычислить изменение энтропии при охлаждении 12 г кислорода от 280 до 233 °К и одновременном повышении давлении от 1,01*105 до 60,6*105 Па, если Ср = 32,9 Дж/моль*К.

  4. Определить тепловой эффект разбавления водой 100 кг 77,76%-ной азотной кислоты до концентрации 25,91%.

  5. Определить тепловой эффект процесса смешения 0,5 кг 20% серной кислоты и 1 кг 50% серной кислоты.

  6. Вычислить изменение энтальпии по второму и третьему приближению при нагревании 10 кг газообразного метанола от 400 до 700 °К при давлении 1,0133*105 Па. Зависимость теплоемкости от температуры взять из справочника.

  7. Определить тепловой эффект химической реакции CH3OH (г.) + 3/2 O2 (г.) = CO2 (г.) + H2O (г.) при температуре 500 °К и постоянном давлении.

  8. Вычислить изменение энергии Гиббса при температуре 700 °К для следующей реакции СО + Н2О = СО2 + Н2

Самостоятельная работа №2

  1. Константа равновесия реакции CO + H2O = CO2 + H2 при 800 °К равна 4,12. смесь, содержащая 20% СО и 80% H2O, нагрета до 800 °К. Определите состав смеси при достижении равновесия и выход H2, если взят 1 кг водяного пара.

  2. Рассчитайте константу равновесия Кс реакции А + 4В = D, если объем реакционного сосуда 0,05 м3.

  3. Константа равновесия реакции 2Н = Н2 может быть выражена уравнением

Определите тепловой эффект реакции при 800 °К и выведите уравнение ΔН = f(T).



  1. Для реакции 2HI (г) = H2 (г) + I2 (г) константа равновесия Кр = 1,83*10-2 при 698,6 °К. Сколько граммов HI образуется при нагревании до этой температуры 10 г I2 и 0,2 г H2 трехлитровом сосуде? Чему равны парциальные давления H2, I2 и HI?

  2. Используя справочные данные, рассчитайте термодинамические свойства (изменение энтальпии, энтропии и энергии Гиббса) реакции синтеза аммиака при 298,15, 800, 1300 °К и стандартном давлении. Определите мольную долю аммиака при температурах 298,15, 800, 1300 °К и давлении 1 бар, 10 бар, если реагенты смешаны в стехиометрических количествах. Охарактеризуйте влияние температуры и давления на выход продукта.

Самостоятельная работа №3

  1. Теплота плавления и плотности жидкой и твердой ртути при температуре тройной точки (234,29 °К) равны соответственно 11,8*103 Дж/кг, 13,690, 14193 кг/м3. Вычислите давление, при котором температура плавления станет равной 235,29 °К.

  2. Зависимость давления насыщенного пара этилового эфира от температуры представлена данными:

Т, °С

-10

0

10

20

30

Р, мм рт.ст.

114,8

184,4

286,8

432,8

634,8

Постройте график зависимости lgP от 1/Т и определите по нему молярную теплоту испарения эфира и его нормальную температуру кипения.

  1. Воздух насыщен парами воды при 25 °К. При какой температуре при неизменном содержании водяных паров относительная влажность воздуха будет равна 80 %, если при 25 °К давление водяного пара равно 23,76 мм рт. ст. и удельная теплота испарения воды – 280090,8 Дж/кг.

Самостоятельная работа №4

  1. Плотность 60%-ного раствора ортофосфорной кислоты при 293 °К равна 1426 кг/м3. Определите количество молей ортофосфорной кислоты в 1 л раствора, в 1000 г растворителя. Чему равна молярная доля кислоты в растворе?

  2. Вычислите эбуллиоскопическую постоянную для воды. Теплота испарения ΔНисп = 40,685 кДж/моль.

  3. Проба нелетучей жирной кислоты общей формулы СnH2n-3COOH массой 1,263 г растворена в 500 г четыреххлористом углероде. Температура кипения раствора составила 76,804 °С. Определите, какая кислота была исследована, если температура кипения четыреххлористого углерода равна 76,76 °С, а молярная эбуллиоскопическая постоянная равна 4,88 К*кг/моль.

  4. Раствор 20 г гемоглобина в 1 л воды имеет осмотическое давление 7,52*10-3 атм при 25 °С. Определите молярную массу гемоглобина.

  5. Раствор, содержащий 0,217 г серы и 19,18 г CS2, кипит при 319,304 °К. Температура кипения чистого CS2 равна 319,2 °К. Эбуллиоскопическая постоянная CS2 равна 2,37 К*кг/моль. Сколько атомов серы содержится в молекуле серы, растворенной в CS2?

Самостоятельная работа №5

  1. Рассчитайте ионную силу раствора, содержащего 0,10 моль/кг KCl и 0,20 моль/кг CuSO4.

  2. Рассчитайте моляльность раствора Al(NO3)3, имеющего ионную силу 0,30 моль/кг.

  3. Дана схема гальванического элемента Pt│H2│NaOH│PbO, Pb Напишите уравнение соответствующей реакции.

  4. Составьте схему гальванического элемента, в котором протекает реакция Ag+ + Br- = AgBr. Рассчитайте стандартную ЭДС элемента при 25 °С, ΔG0, константу равновесия реакции и растворимость бромида серебра в воде.

  5. ЭДС элемента Pt│H2│HCl│AgCl│Ag при 25 °С равна 0,322 В. Чему равен рН раствора HCl?

  6. Рассчитайте ЭДС элемента

Pt, H2│CH3COOH (1 M)║HCOOH (1 M) │H2, Pt

при 25 °С, если константы диссоциации уксусной и муравьиной кислот равны К1=1,75*10-5 и К2=1,77*10-4 соответственно. Считать коэффициенты активности равными единице.



Самостоятельная работа №6

    1. В реакции второго порядка А +В → D начальные концентрации веществ А и В равны, соответственно, 2,0 моль/л и 3,0 моль/л. Скорость реакции равна 1,2*10-3 моль/л*с при [A] = 1.5 моль/л. Рассчитайте константу скорости и скорость реакции при [B] = 1,5 моль/л.

    2. Раствор уксусноэтилового эфира при С0,1 = 0,01 моль/л омыляется 0,002 моль/л (С0,2) раствором едкого натра за t1 = 23мин на 10 %. За какое время (t2, t3 и т.д.) тот же раствор эфира омыляется на 10 % растворами NaOH концентрации С0,3 = 0,004, С0,4 = 0,006, С0,5 = 0,008 и С0,6 = 0,1 моль/л?

    3. Биомолекулярная реакция, для которой САВ, протекает за 10 мин на 25 %. Сколько потребуется времени, чтобы реакция прошла на 50 % при той же температуре.

    4. Две реакции одинакового порядка имеют равные предэкспоненциальные множители, но их энергии активации различаются на 41,9 кДж/моль. Рассчитайте соотношения констант скоростей этих реакций при 600 К.

    5. Скорость бактериального гидролиза мышц рыб удваивается при переходе от температуры -1,1 °С к температуре +2,2 °С. Оцените энергию активации этой реакции.

4. Процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы формирования компетенций.

4.1. Методика формирования результирующей оценки по дисциплине.

Знания студентов по учебной дисциплине «Физическая и коллоидная химия» оценивается по 100 балльной системе. В течение семестра по дисциплине проводится текущий (работа на семинарском занятии, выполнение самостоятельных работ), промежуточный (семестровая работа) и итоговый (экзамен) контроль. За работу на семинарском занятии и выполнении самостоятельных работ студент может набрать до 30 баллов, за выполнение семестровой работы – до 30 баллов. Студент, набравший по результатам текущего и промежуточного контроля 20 и выше баллов, а также выполнил и сдал семестровую работу, допускается к экзамену по дисциплине. При определении экзаменационной оценки используются результаты текущего, промежуточного и итогового контроля по дисциплине «Физическая и коллоидная химия». Экзамен по учебной дисциплине «Физическая и коллоидная химия» проводится в письменной форме. На экзамене студент может набрать до 40 баллов. В качестве итогового контроля на экзамене по решению преподавателя и с согласия студента могут быть использованы результаты текущего и промежуточного контроля. Знания и умения студента определяются следующими оценками: 91-100 баллов – «отлично», 71-90 баллов – «хорошо», 60-70 баллов – «удовлетворительно».



4.2. Типовые модульные работы и критерии их оценивания.

Критерии оценивания

В течение семестра по дисциплине выполняется семестровая работа. Общее количество баллов - 20.


Семестровая работа выполняется по следующему методическому пособию:

Ермакова, Т.А. Семестровая работа по дисциплине Физическая химия: методическое пособие. / Т.А. Ермакова. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2011. - 27 с.


4.3. Типовые экзаменационные материалы.

Экзаменационные вопросы

  1. Первое начало термодинамики. Энтальпия. Взаимосвязь работы, теплоты и изменения внутренней энергии.

  2. Термохимия. Закон Гесса. Стандартные тепловые эффекты. Следствия из закона Гесса.

  3. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Уравнение Кирхгофа.

  4. Фазовые переходы.

  5. Расчет теплот сгорания и образования по эмпирическим формулам.

  6. Теплоемкость.

  7. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Уравнение Кирхгофа.

  8. Второе начало термодинамики. Энтропия. Свойства энтропии. Связь энтропии с параметрами состояния в процессах с участием идеального газа.

  9. Изменение энтропии при смешивании идеальных газов. Стандартное изменение энтропии. Зависимость энтропии от температуры.

  10. Объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики. Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца.

  11. Связь энергии Гиббса и энергии Гельмгольца с параметрами состояния. Изменение энергии Гиббса в разных процессах.

  12. Изменение стандартной энергии Гиббса химических реакций. Расчет изменения энергии Гиббса химических реакций по различным приближениям.

  13. Химический потенциал. Критерии направленности процессов.

  14. Основные понятия фазового равновесия. Условия термодинамического равновесия в гетерогенной системе. Правило фаз Гиббса.

  15. Фазовое равновесие. Уравнение Клапейрона-Клазиуса.

  16. Фазовое равновесие в однокомпонентных системах.

  17. Фазовое равновесие в двухкомпонентных системах (неизоморфно кристаллизующаяся система).

  18. Фазовое равновесие в двухкомпонентных системах (изоморфно кристаллизующаяся система).

  19. Фазовое равновесие в трехкомпонентных системах.

  20. Понятие химического равновесия. Константа химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции.

  21. Зависимость константы равновесия от температуры. Расчет константы химического равновесия.

  22. Растворы. Способы выражения концентрации. Термодинамическое условие образования раствора. Термодинамические свойства идеальных растворов.

  23. Давление насыщенного пара компонентов над раствором. Закон Рауля.

  24. Криоскопия, эбуллиоскопия и их применение для определения молярной массы растворенного вещества.

  25. Осмотическое давление раствора. Изотонический коэффициент.

  26. Давление насыщенного пара над раствором летучих компонентов. Законы Гиббса-Коновалова. Правило рычага.

  27. Особенности электропроводности растворов сильных электролитов.

  28. Термодинамическая теория растворов электролитов.

  29. Электродный потенциал. Уравнение Нернста.

  30. Электрохимические цепи. ЭДС электрохимических цепей

  31. Потенциометрия.

  32. Электролиз. Законы Фарадея.

  33. Скорость химической реакции. Кинетическая кривая. Закон действия масс.

  34. Кинетика простых реакций.

  35. Порядок реакции: частный и общий. Способы определения порядка реакции.

  36. Кинетика параллельных реакций.

  37. Кинетика последовательных реакций (k1 отличается от k2 на порядок).

  38. Кинетика последовательных реакций (k1>>k2).

  39. Кинетика последовательных реакций (k2>>k1).

  40. Влияние температуры на скорости химической реакции. Правило Вант-Гоффа.

  41. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Физический смысл энергии активации.

  42. Методы расчета энергии активации и константы Аррениуса.

  43. Кинетика неразветвленных цепных реакций.

  44. Кинетика разветвленных цепных реакций.

  45. Основные понятия коллоидной химии, объекты и цели изучения.

  46. Коллоидные частицы и коллоидные системы; коллоидное (дисперсное) состояние вещества.

  47. Количественное определение дисперсности: дисперсность и удельная поверхность кривизна поверхности частиц дисперсной фазы.

  48. Роль поверхностных явлений в процессах, протекающих в дисперсных системах.

  49. Различные типы классификации дисперсных систем: по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по размерам частиц, по концентрации и т.д.

  50. Лиофильные и лиофобные дисперсные системы.

  51. Взаимосвязь коллоидной химии с другими химическими дисциплинами, с физикой, биологией, геологией, медициной.

  52. Основные этапы развития коллоидной химии. Главные новые направления и объекты (наносистемы, микроэмульсии, биоколлоиды, тонкие пленки и др.), изучаемые коллоидной химией.

  53. Поверхность раздела фаз. Свободная поверхностная энергия. Поверхностное натяжение, силовая и энергетическая трактовки.

  54. Метод избыточных термодинамических функций поверхностного слоя. Понятие о поверхности разрыва и разделяющей поверхности.

  55. Обобщенное уравнение первого и второго законов термодинамики для поверхности раздела фаз.

  56. Изменение поверхностного натяжения жидкости на границе с собственным паром в зависимости от температуры, критическая температура по Менделееву.

  57. Связь свободной поверхностной энергии с теплотой сублимации (правило Стефана), модулем упругости, идеальной прочностью и другими свойствами вещества.

  58. Поверхность раздела между двумя конденсированными фазами. Правило Антонова; условия его применения.

  59. Адсорбция.

  60. Поверхностно-активные и -инактивные вещества. Относительность понятия "поверхностная активность" (зависимость от природы контактирующих фаз).

  61. Поверхностно-активные металлы.

  62. Термодинамика процесса адсорбции.

  63. Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Классификация ПАВ по молекулярному строению (анионо- и катионоактивные, неионогенные, амфолитные); области применения ПАВ. Высокомолекулярные ПАВ (примеры, отличия от низкомолекулярных ПАВ).

  64. Классификация ПАВ по механизму их действия (смачиватели, диспергаторы, стабилизаторы, моющие вещества).

  65. Понятие о гидрофильно-липофильном балансе (ГЛБ) молекул ПАВ. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации ПАВ. Уравнение Шишковского.

  66. Методы оценки поверхностной активности органических ПАВ. Работа адсорбции. Уравнение Лэнгмюра, его связь с уравнениями Гиббса, Шишковского и Фрумкина. Расчет размеров молекул ПАВ.

  67. Лиофобные системы. Диспергационные методы получения дисперсных систем (золей, эмульсий, пен, аэрозолей).

  68. Роль ПАВ в процесах получения дисперсных систем. Связь работы диспергирования с поверхностной энергией твердых тел. Процессы диспергирования в природе и технике.

  69. Конденсационные способы получения дисперсных систем. Образование золей в процессе химических реакций.

  70. Термодинамика гомогенного и гетерогенного образования коллоидных частиц при фазовых переходах 1-го рода (теория Гиббса - Фольмера).

  71. Методы регулирования размеров частиц в дисперсных системах.

  72. Основные методы очистки золей (диализ и ультрафильтрация).

  73. Методы определения концентрации и размеров частиц золей.

  74. Лиофильные дисперсные системы. Термодинамика образования лиофильных коллоидных систем; критерий самопроизвольного диспергирования (критерий Ребиндера-Щукина).

  75. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ), основные методы определения ККМ. Термодинамика мицеллообразования.

  76. Эмульсии. Классификация, определение степени дисперсности. Эмульгаторы, принципы выбора ПАВ для стабилизации прямых и обратных эмульсий.

  77. Эмульсионные пленки; их строение и факторы, влияющие на устойчивость эмульсионных пленок. Обращение фаз в эмульсиях. Твердые эмульгаторы. Методы разрушения эмульсий. Практическое применение эмульсий.

  78. Пены. Строение пен и их классификация. Кратность пен. Пенообразователи, эффективность их влияния и связь с гидрофильно-липофильным балансом используемых ПАВ. Влияние электролитов на пенообразующую способность ПАВ. Пенные пленки, строение, факторы устойчивости. Практическое применение пен.

  79. Аэрозоли.Классификация аэрозолей по агрегатному состоянию частиц дисперсной фазы.

  80. Методы получения и измерения размеров аэрозольных частиц. Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей (высоко- и грубодисперсных).

  81. Электрические свойства аэрозолей, причины возникновения заряда на поверхности частиц. Агрегативная устойчивость аэрозолей.

  82. Способы и особенности разрушения аэрозолей. Практическое использование аэрозолей.

  83. Коагуляция. Агрегативная и седиментационная устойчивость дисперсных систем. Нарушение агрегативной

  84. Факторы агрегативной устойчивости лиофобных дисперсных систем. Коагуляция гидрофобных золей электролитами.

  85. Основы теории Дерягина – Ландау – Фервея – Овербека (ДЛФО). Критерий Эйлерса – Корфа. Обоснование правила Шульце – Гарди с позиции ДЛФО.

  86. Кинетика коагуляции.

  87. Взаимная коагуляция золей: применение эффекта. Антагонизм, синергизм при коагуляции.

  88. Порошки как стабилизаторы эмульсий и пен.

  89. Управление выпадением осадков.

  90. Очистка промышленных газов.

  91. Способы описания механических свойств дисперсных систем.

  92. Реологические модели. Упругость, вязкость. Пластичность. Понятие о релаксации напряжений и упругом последействии.

  93. Вязкопластическое поведение, уравнение Бингама. Типы контактов между элементами структуры в дисперсных системах.

  94. Реологические свойства агрегативно-устойчивых дисперсных систем. Уравнение Эйнштейна. Аномалии вязкости дисперсных систем.


Структура экзаменационного билета


ФГАОУ ВПО «Волгоградский государственный университет»

Институт приоритетных технологий

Кафедра судебной экспертизы и физического материаловедения

Экзамен по дисциплине «Физическая и коллоидная химия»
Билет №1


  1. Первое начало термодинамики. Энтальпия. Взаимосвязь работы, теплоты и изменения внутренней энергии.

  2. Растворы. Способы выражения концентрации. Термодинамическое условие образования раствора. Термодинамические свойства идеальных растворов.

  3. Рассчитайте моляльность раствора Al(NO3)3, имеющего ионную силу 0,30 моль/кг.

  4. Раствор 20 г гемоглобина в 1 л воды имеет осмотическое давление 7,52*10-3 атм при 25 °С. Определите молярную массу гемоглобина.



Методика формирования оценки и критерии оценивания
Оценка уровня знаний и степени освоения практических навыков и умений студентов при ответах на теоретические и практические вопросы билета осуществляется с использованием следующих критериев (см. таблицу 1):

Таблица 1

Оценка уровня знаний и степени освоения практических навыков и умений

Оценка

Требования к знаниям

Отлично 35-40 баллов

Студент дал полные, развернутые ответы на все теоретические и практические вопросы билета, продемонстрировал знание дисциплины. Студент без затруднений ответил на все дополнительные вопросы.

Хорошо 21-35 баллов

Студент раскрыл в основном теоретические вопросы, однако допущены неточности в определении основных понятий. Студент решил одну задачу. При этом неполно освящены второстепенные детали, однако в полной мере освоены темы дисциплины. При ответе на дополнительные вопросы допущены небольшие неточности.

Удовлетворительно

10-20 баллов



При ответе на теоретические вопросы студентом допущено несколько существенных ошибок в толковании основных понятий. Логика и полнота ответа страдают заметными изъянами. Заметны пробелы в знании основных тем. Теоретические вопросы в целом изложены достаточно, но с пропусками материала. Имеются принципиальные ошибки в логике построения ответа на вопрос. Студент не решил задачу или при решении допущены грубые ошибки.

Неудовлетворительно

0-10 баллов



Ответ на теоретические вопросы свидетельствует о непонимании и крайне неполном знании основных понятий. Обнаруживается отсутствие навыков применения теоретических знаний при выполнении практических заданий. Студент не смог ответить ни на один дополнительный вопрос.

Общая оценка практических умений и навыков (решения примеров и/или задач) выставляется на основе частных оценок за каждый из двух практических вопросов:

«Отлично», если обе оценки «отлично»;

«Хорошо», если обе оценки «хорошо» или одна из оценок «отлично», а вторая «хорошо» или «удовлетворительно»;

«Удовлетворительно», если обе оценки «удовлетворительно» или одна из оценок «удовлетворительно», а вторая «хорошо»;

«Неудовлетворительно», если одна из оценок «неудовлетворительно».

Общая оценка за экзамен определяется на основе оценки уровня знаний и оценки практических умений и навыков (решения примеров, задач) в соответствии с таблицей 2

Таблица 2

Общая оценка за экзамен

Оценка уровня знаний

5

4

5

5

3

4

3

4

3

Если одна из оценок

«неудовлетворительно»



Оценка практических умений и навыков

5

5

4

3

5

4

4

3

3

Общая оценка за экзамен

5

4

3

2


Поделитесь с Вашими друзьями:



База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал