Жұмыс бағдарламасы ПМУ ҰСН /06. Химиялық технологиялар және жаратылыстану факультеті. Химия және химиялық технологиялар кафедрасы

Transcript

1 Жұмыс бағдарламасы Нысан ПМУ ҰСН /06 Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті Химиялық технологиялар және жаратылыстану факультеті Химия және химиялық технологиялар кафедрасы «5В Агрономия» мамандықтарын студенттеріне арналған «Бейорганикалық және аналитикалық химия» пәнінен ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ Павлодар

2 Мемлекеттік жалпыға міндетті мамандықтың білім стандарты мен типтік оқу жоспары негізінде әзірленген пәннің жұмыс бағдарламасына бекіту парағы Нысан ПМУ ҰСН /06 БЕКІТЕМІН Оқу ісі жөніндегі проректор Н.Э.Пфейфер 200_ж Құрастырушы: аға оқытушы Абдуллина Г.Г. Химия және химиялық технологиялар кафедрасы «5В Агрономия» мамандықтарын студенттері үшін «Бейорганикалық және аналитикалық химия» пәні бойынша ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ Жұмыс бағдарламасы МЖБС ҚР мемлекеттік жалпы мындетті мамандықтың стандартты мен типтік оқу жоспары негізінен әзірленген және Кафедраның мәжілісінде ұсынылды 20 ж Хаттама Кафедра меңгерушісі Жапаргазинова К. Х. Химиялық технологиялар және жаратылыстану факультетінің оқу - әдістемелік кеңесімен мақұлданды 20 ж, хаттама ОӘК төрағасы Нургожин Р.Ж. КЕЛІСІЛДІ Факультет деканы Ахметов К. К. 20 ж ЖБжӘҚ МАҚҰЛДАНДЫ ЖБжӘҚ бастығы Жуманкулова Е. Н. 20 ж

3 1. ПӘНДІ ОҚЫТУДЫҢ МАҚСАТТАРЫ МЕН МІНДЕТТЕРІ Пәнді оқытудың мақсаттары студенттерге кәсіптік және арнайы пәндерді оқып үйренуге жол ашатын химиядан қажет білім беру, ал практикалық жұмыста топырақ кұнарлылығын және ауылшаруашылық дақылдар өнімдерін артгырудың химиялық маңызын түсінуге мүмкіндік беру, алғашқы кәсіби біліктілікке кажет химиялық тәжірибелер жүргізуді үйрету. Пәнді оқытудың міндеттері Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесін соңғы кездегі атом құрылысы теориясы негізінде оқыту. Химиялық реакциялардың жүру заңдылықтары, ерітінділер теориясы және т.б. Пәнді оқытудың барысында студенттер: білуі керек химияның негізгі зандары мен концепцияларын, заттар кұрылысы туралы қазіргі кездегі көзкарастарды, химиялық процестердің негізгі термодинамикалық және кинетикалық зандылықтарын білуі керек; химиялық талдаудың негізгі шараларын орындай білу керек. істей білуі керек әр түрлі лабораториялық жұмыстарды жүргізе білу. Формула бойынша және теңдеулер бойынша есептер шығару, әр түрлі концентрациядағы ерітінділерді дайындай білу. Өтілген заңдылықтар, химиялық түсініктер және дәлелдемелер бойынша тәжірибе нәтижесін түсіндіре білу. Анықтамалық әдебиеттерді қолдана білу. 2. ПРЕРЕКВИЗИТТЕР - "Бейорганикалық және аналитикалық химия" пәнін игеру үшін төмендегі пәннің негізгі мағлұматтары қажет: 1. Мектептегі химия курсы

4 Пәннің тақырыптық жоспары Нысан ПМУ ҰСН /07 р/р 3. Пәннің мазмұны 3.1 ПӘННІҢ ТЕМАТИКАЛЫҚ ЖОСПАРЫ Тақырыптардың аттары Сағаттар саны Лек Лаб. Пр. СРС Химия ілімдері және оның негізгі тұжырымдамалары 2. Химиялық процестердің журу зандылыктары 3 Ерітінділер Сапалық химиялық талдау Сандық талдау Барлығы: Пәннің теориялық бөлімінің мазмұны Дәріс сабақтарының мазмұны 1 Тақырып. Химия ілімдері және оның негізгі тұжырымдамалары. Фундаменталды теориялар мен заңдар. Атом-молекулалық теория. Масса және энергияның сақталу заңы. Заттың кұрамының тұрақтылық заңы. Авогадро заңы. Эквиваленттер заңы. Заттың кұрылысы. Атом кұрылысы. Ядро (протондар, нейтрондар), электрондар, олардьң зарядтары мен массасы. Энергияның сәулеленуі мен сіңірілуінің квантық сипаты. Планк тендеуі. Кванттық механика туралы түсінік. Электронның бөлшектіктолкындық табиғаты. Де-Бройль теңдеуі. Атом кұрылысын кванттықмеханикалық тұрғыдан түсіндіру. Электронның энергетикалық күйін кванттық сандармен сипаттау. Атомдық орбиталдар. Көп электронды атомдар. Паули принціпі, Гунд ережесі. Клечковский ережесі. Атом радиусы, иондану-потенциалы. Электронға ынтықтылық. Электртерістілік туралы тусінік. Атом ядросының кұрылысы. Элементар бөлшектер және ядролық реакциялар. Изотоптар және изобарлару. Жасанды радиоактивтілік. Периодтылық туралы ілім. Д.И.Менделеевтің периодтық заңы мен атомның электрондық құрылысы. Д.И.Менделеевтің периодтық заңы - бейорганикалық химияның дамуының негізі, оның философиялық маңызы және элементтердің периодтық нөмірінің физикалық мәні.

5 Периодтық заңның қазіргі анықтамасы. Элементтердің периодтық жүйесі және оның атом құрылысымен байланысы. Периодтық жүйенің құрылымы: периодтар, топтар және топшалар. s-, р-, d-, f- элементтер. Типті элементтер. Ауыспалы металдар. Периодтық жүйеде элементтердің қасиеттерінің өзгеруі (тік және көлденең қатарлар бойынша периодтылық, диагоналды ұқсастық). Тотығу-тотықсыздану қасиеттерінің периодты өзгеруі. Периодтық заң және биогенді элементтер. Периодтық жүйенің дамуының болашағы. Химиялық байланыс және молекула құрылысы. Химиялық байланыстың сапалық сипаттамалары: байланыс ұзындығы, байланыс энергиясы, валенттік бұрыштар. Ұқсас заттар қатарында бұл шамалардың өзгеруі. Коваленттік байланыс. Валенттік байланыстар (ВБ) әдісінің негізгі қағидалары. Коваленттік байланыстың қасиеттері: бағыты, қанығуы, Сигма (σ)-, пи (π)-байланыстар. Атомдық орбитальдардың гибридтелу түрлері және молекула құрылымы. Полюсті және полюссіз коваленттік байланыс. Иондық байланыс - коваленттік байланыстың полярлану шегі. Металдық байланыс. Молекулааралық әрекеттесу. Ван-дер-Вальс күштері. Донорлық - акцепторлық әрекеттесу. Сутектік байланыс. 2 Тақырып. Химиялық процестердің жүру заңдылықтары Химиялық процестердің энергетикасы. Химиялық термодинамиканың элементтері. Ішкі энергия мен энтальпия. Экзо- және эндотермиялық реакциялар. Термохимиялық теңдеулер. Гесс заңы мен одан шыққан салдарлар. Химиялық қосылыстардың түзілу энтальпиясы. Стандартты энтропиялар, химиялық процестер кезінде энтропияның өзгерісі. Гиббс энергиясы жөнінде түсінік. Процестердің энтальпиялық және энтропиялық факторлары. Химиялық процестер кезінде Гиббс энергиясының өзгеруі. Стандартты Гиббс энергиялары. Химиялық реакциялардың бағыты. Күй функциясы және биологиялық процестер. Ауышаруашылық дақылдары тіршілік етуінде жүретін процестерді зерттеуде калориметрлік талдауды қолдану. Химиялық кинетика. Химиялық тепе-теңдік. Гомогенді және гетерогенді жүйелердегі химиялық реакциялар. Реакцияның жылдамдығына әсер ететін факторлар. Әсер етуші массалар заңы, реакция жылдамдығының тұрақтысы. Реакция молекулалығы мен реті. Активтендіру энергиясы. Реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі. Вант-Гофф ережесі. Гомогенді және гетерогенді катализ. Ферментативтік катализ. Каталитикалык процестердің механизмі туралы түсінік. Тізбекті реакциялар. Н.Н.Семеновтың жұмыстары. Қайтымды және қайтымсыз процестер. Гомогенді және гетерогенді жүйелердегі химиялық тепе-теңдік, тепе-теңдік константасы. Процесте тепе-теңдік константасының Гиббс энергиясының өзгеруімен байланысы. Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы. Ле-Шателье принципі және оның

6 химиядағы маңызы. Тепе-теңдікке температураның, қысымның және әрекеттесуші заттар концентрациясының әсері. Тірі ағзаларға тепе-теңдік заңдарын қолдану. 3 Тақырып. Ерітінділер Ерітінділердің түрлері және жіктелінуі. Идеалды ерітінділер заңдары. Еру процесінің физика-химиялық сипаты. Ерігіштік. Ерігіштікке әсер ететін факторлар: еріткіштің және еріген заттың табиғатының, температура және қысым. Еру процесінің термодинамикасы. Суда аз еритін электролиттің ерігіштік көбейтіндісі туралы түсінік.тұнбаның тұнбаға түсу және еруінің шарттары мен жолдары. Ерітіндінің сандық мелшерін өрнектеу әдістері. Сулы ерітінділердің азык-түлік өнімдерінің технологиясындағы маңызы. Электролиттер ерітінділері және электролиттік диссоциация. Электролиттік диссоциация процесінің сандық сипаттары: диссоциация дәрежесі және диссоциация константасы. Электролиттік диссоциация процесінің теориялары мен механизмі (Аррениус, Дебай-Гюккель, Менделеев, Каблуков және т.б.). Активті және аналитикалық концентрациялар, активтілік коэффициенті және электролиттердің иондык күші. Электролиттік диссоциация процесінің тереңділігіне әсер ететін факторлар. Бейорганикалық қосылыстардың электролиттік диссоциациясы. Иондық реакциялар, олардың бағыты. Тұздардың гидролизі. Судың иондық көбейтіндісі. Сутектік және гидроксильдік көрсеткіштер, олардың әртүрлі сулы ерітінділердің ортасындағы мәні. Тұздың гидролизінің дәрежесі және константасы. Гидролиз тереңдігіне әсер ететін факторлар. Тұздардың гидролизі. Тұздар гидролизінің механизмі, рн мәнінің шкаласы. Қайтымды және қайтымсыз гидролиз. Тотығу тотықсыздану реакцияларының (ТТР) негізгі түсініктері: тотықтырғыш, тотықсыздандырғыш, тотығу, тотықсыздану, электронды баланс. Типті тотықтырғыштыр мен тотықсыздандырғыштар. ТТР-ға әсер ететін факторлар. ТТР-ді теңестіру: электронды баланс және ион-электронды әдістер. ТТР-дің типтері. Тотықтырғыш және тотықсыздандырғыштың эквивалент массасы. Электрохимиялық процестердің жіктелуі, анықтамасы. Электродтық процестердің термодинамикасы. Электродтық потенциал туралы түсінік. Гальваникалық элементтер. Электр қозғаушы күш және оны өлшеу. Стандартты сутектік электрод және потенциалдың сутектік шкаласы. Электролиз. Электродтық процестердің тізбегі. Фарадей зандары. Тоқ бойынша шығымы. Еритін және ерімейтін анодтар мен жүретін электролиз. Электролизді іс жүзінде пайдалану. Коррозияның негізгі түрлері. Химиялық коррозия. Электрохимиялық коррозия. Коррозиядан қорғау әдістері: легирлеу, электрохимиялық қорғау, қорғайтын қаптаулар. Коррозиялық ортаның қасиетінің өзгеруі. Коррозия ингибиторлары. 4 Тақырып. Сапалық химиялық талдау. Аналитикалық реакцияларға қойылатын талаптар. Реакцияның толық жүруінің сипаттайтын шамалар (тепе-теңдік константасы). Негізгі және жанама реакциялар. Жалпы (аналитикалық) және тепе-теңдік концентрациясы. Аналитикалық химияда қолданылатын реакциялардың

7 түрлері. Тұнбаға түсіру, экстракция және ионалмасу (хромотография) әдісімен заттарды бөлу, сүзіп алу және концентрлеу. Талдауға арналған заттың сапалық құрамын анықтап, белгісіз заттардың құрамын идентификациялау. Сапалық талдаудың ауылшаруашылық өндірісіндегі ерекшеліктері және қоршаған ортаны қорғау мәселелерін шешудегі орны. Макро-, жартылай микро-, микро- және ультрамикроталдаулар. Сапалық аналитикалық реакциялардың ерекшеліктері: өзіндік, талғамдық, сезімталдық реакциялар және олардың орындалу шарттары. Заттардың сапалық белгілері: фазалық күйі, кристалдардың түрі, түсі. Бөлшектік және жүйелік талдау. Электролиттер ерітінділерін сапалық талдау, яғни иондарды анықтау. Иондардың аналитикалық жіктелуі. Топтық реагенттер. Жартылай микроталдаудың техникасы (негізгі шаралар). Тамшылық жоне микрокристалдық реакциялар. Катиондарды сульфидтік әдіспен жіктеу. 1-3 топтың катиондарын ашу. Натрий, калий, аммоний, магний, кальций, барий, алюминий, темір, марганец, мырыш, мыс, кобальт катиондарыиа тән негізгі реакциялар. Катиондар коспасын жалпы талдау жолы. Алдын-ала сынау, жеке катиондарды ашу. Жүйелік талдау жолы. Аниондарды ашу. 2-ші топтың топтық реагенттері, олардың әсері, топтық реакциялардың орындау жағдайлары. Сульфат, силикат, карбонат, фосфат, хлорид, нитрат, нитрит аниондарына тән негізгі сапалық реакциялар. Құрғақ заттың катион және анион құрамын жүйелік анықтау. 5 Тақырып. Сандық талдау Ауыл шаруашылығында саңдық талдаудың маңызы. Ауылшаруашылық өнімдерін кеңінен талдау жүргізуге қазіргі қойылатын талаптар: тез, қатесіз, дәл анықтау және әдіс өнімділігі. Талдаудың дұрыстығы мен қайталануы. Талдау қателіктерінің жіктелуі. Талдау әдістерінің жүйелік қателіктері (операциялық, инструменттік). Кездейсоқ қателіктер. Таддауды, көп мөлшерде орындағанда болатын кездейсоқ кателіктердің дұрыс таралу заңы. Орташа, стандартты ауытқулар. Өлшеу нәтижелерін статистикалық жобаға келтіру. Параллельді анықтаулардағы аз саңдардың көрсеткішін өңдеу. Гравиметрлік талдау. Әдістің маңызы. Тұнбаның түсетін және өлшенетін түрлеріне қойылатын шарттар. Аз еритін заттарды тұнбаға түсірудің сандық мөлшері. Гравиметрлік әдістердің дәлдігі. Аналитикалық таразылар. Гравиметрлік талдаудағы есептеулер. Титриметрлік талдау. Титриметрлік талдау әдістерінің жіктелуі Титрлеу. Эквиваленттік нүктеге және титрлеудің соңғы нүктесі. Стандартты және стандартталған ерітінділер. Біріншілік стандарттар жэне оларға қойылатын шарттар. Титриметрлік талдаудың дәлдігі. Титриметрлік талдаудағы есептеулер. Кышқылдық-негіздік титрлеу әдісі. Титрлеудің

8 қисықтары. Индикаторлар теориясы. Редоксиметрия. Тотығутотықсыздану титрлеу әдістері. Перманганатометрия. Иодометрия Практикалық сабақтарының мазмұны 1. Химияның негізгі түсініктері мен заңдары. Зат мөлшері. Заттар массасының сақталу заңы. Авогадро заңы. Эквиваленттер заңы. Атом құрылысы - Атомның электрондық формулалары. Атом құрылысы тұрғысынан Д.И. Менделеевтің периодтық заңы мен периодтық жүйесі. Химиялық байланыс түрлері. Атомдық орбитальдардың гибридизациясы және молекулалардың кеңістіктік пішіні. 2. Химиялық кинетика. Массалар әсер ету заңы. Вант-Гофф ережесі. Ле-Шателье принципі. 3. Электролиттік диссоциация. Иондық теңдеулер. Алмасу реакцияларының жүру шарттары. Судың диссоциациясы. Сутектік көрсеткіш. Тұздар гидролизі. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Коэффициенттерді орналастыру. Тотықтырғыштар мен тотықсыздандырғышгар эквивалентгерінің молярлық массасын есептеу. 4. Электрхимия. Электродтық потенциал. Гальваникалық элементтер. 7. Ерітінділер концентрациясы. Еріген затгың массалық үлесі. Молярлық концентрация, эквиваленттің молярлық концентрациясы, титр. Талдау иәтижелерін өңдеу. Талдау қателіктері. Орташа арифметикалық шама, абсолютті, салыстьгрмалы қателіктер. 3.3 СӨЖ мазмұны СӨЖ түрі Есеп беру формасы Бақылау түрі 1 Дәрістік Сабақтарға сабақтарға қатысу дайындық Сағат көлемі 20 3 Үйге берген тапсырманы орындауға 4 Практикалық сабақтарға дайындау 5 Қосымша материалды талқылау 6 Бақылау іс шараларға дайындық Жұмыс дәптері Сабақтарға қатысу 15 Есеп Қорғау 20 Конспект Конспект тексеру МБ 1, МБ 2, аралық бақылау және т.б. Барлығы:

9 3.3.1 Студенттерге өздігінен оқуға ұсынылатын тақырыптар 1. Атом қүрылысының кванттық механикалык моделі. Квант сандары. Атомдық орбитальдар. Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2,3] 2. Химиялық байланыстың сипаттамалары: энергия, ұзындық және химиялық байланыстар арасындағы бұрыш. Атомдық орбитальдардың гибридтелінуі және молекуланың геометриясы. Химиялық байланыстың және жалпы молекуланың полярлығы. Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2,3 ] 3. Химиялык реакциялардын өздігінен жүру шарттары және бағыты. Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2,3,8] 4. Активтену энериясы. Гомогенді, гетерогенді және ферментативті катализ. Каталитикалық реакцияның механизмі туралы түсінік. Ингибиторлар. Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2,3] 5. Судың иондық көбейтіндісі. Сутектік көрсеткіш. Тұздар гидролизі. Судың ерігіштік көбейтіндісі. Тотығу - тотықсыздану реакциялары Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2,3] 6. Тамақ өндірісінде металдардың қосылыстарын іс жүзінде қолдануы. Ұсынылатын әдебиеттер: [5,6] 7. Тамақ өндірісінде бейметалдардың қосылыстарын іс жүзінде қолдануы. Рекомендуемая литература: [5,6] 8. Судың кермектілігі. Суды жүмсарту және түзсыздандыру. Адам тіршілігіндегі судың рөлі мен маңызы. Ұсынылатын әдебиеттер: [1,2,4,5] 9. Ағын судың сипаттары. Ағын суды тазалаудың әдістері. Ұсынылатын әдебиеттер: [5,6] 10.Түнбаның түнбаға түсу және еруінің шарттары мен жолдары. Ерітіндінің сандық мелшерін өрнектеу әдістері. Сулы ерітінділердің азык-түлік өнімдерінің технологиясындағы маңызы. Ұсынылатын әдебиеттер: [5,6] 11. Электролитгік диссоциация процесінің тереңділігіне әсер ететін факторлар. Бейорганикалық қосылыстардың электролиттік диссоциациясы. Иондық реакциялар, олардың бағыты. Ұсынылатын әдебиеттер: [5,6] 12. Гомогенді, гетерогенді және ферментативті катализ. Рекомендуемая литература: [4,5,6] 13. Химиялык реакциялардын өздігінен жүру шарттары және бағыты. Термодинамикалық функиияларды есептеу және олардын өзара байланысы. Ұсынылатын әдебиеттер: [4,5,6] 14. Табиғи судың химиялық жіктелуі. Табиғи сулардағы химиялық процестер (қышқылды-негізді тепе-теңдік, тотығу-тотықсыздану реакциялары, комплекстүзілу). Ұсынылатын әдебиеттер: [5,6]

10 «5В Агрономия» мамандыгының жұмыс оқу жоспарынан көшірме ПМУ ҰС Н /32 «5В Агрономия» мамандығының жұмыс оқу жоспарынан көшірме Пән атауы Бейорганикалық және аналитикалық химия Оқу нысаны Жалпы орта білім негізіндегі күндізгі Пәннің еңбек сыйымдылығы академиялық сағат кредиттер барлығы Семестр бойынша бақылау түрлері КЖ -с Семе стр кре дит тер Семестр бойынша студенттердің жұмыстарының көлемі аудиториялық сабақ (ак. сағат) ауд СӨЖ емт сын КЖа бар барлығы дәр пр. зертх лы ғы СӨЖ (ак. сағат) СОӨ Ж Кафедра меңгерушісі Жапаргазинова К.Х. 20 ж. Әдебиеттер

11 Негізгі әдебиеттер : 1. Аханбаев К.А. Химия. Алматы.: Білім, Бірімжанов Б.А., Нұрахметов Н.Н. Жалпы химия. Алматы.: Анна тілі, Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. Алматы.: Бiлiм, Байжуманова Т., Колпек А. Лабораториялық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұскау «Химия».- Павлодар: ПМУ, 2006ж. Қосымша әдебиеттер: 5. Мырзалиева С. К. Жалпы және бейорганикалық химия практикумы. - Алматы:Print-S, 2005ж. 6. Нұғыманов И. Химия есептерін шығару әдістері. - Алматы: РБК, 2002 ж.