Указания методические по выполнению самостоятельных заданий Министерство образования и науки РФ Иркутский государственный технический университет Методические указания по выполнению самостоятельных заданий для студентов 1 курса нехимических специальностей Иркутск 2007 Составила доцент кафедры химии, к.х.н., Филатова Е.Г. Важной составной частью изучения химии является самостоятельная работа студента. Целью СРС является закрепление и углубление знаний по теоретической части курса и по лабораторным занятиям. На кафедре используются следующие формы СРС: - проработка лекционного материала; - решение задач; - составление отчетов по лабораторным работам и подготовка к их защите; - самостоятельное изучение разделов курса. Лекции при изучении химии являются ведущим звеном, организующим и направляющим самостоятельную работу студентов. На лекциях излагаются наиболее существенные и трудные для усвоения вопросы. Другие вопросы должны быть проработаны самостоятельно по [1,2]. Самостоятельное изучение отдельных разделов курса рекомендуется проводить в два этапа. При первом чтении создается общее представление о содержании и выясняются трудные места. При повторном изучении темы легче понять сущность вопроса, теоретические положения, математические зависимости, а также принципы составления уравнений реакций. Чтобы лучше усвоить и запомнить изучаемый материал, нужно параллельно с чтением учебника в отдельной тетради вести конспект. Работа над конспектом помогает пониманию прочитанного и является средством контроля. Лучшая форма конспектирования учебника – тезисная. Наиболее важные положения и определения целесообразно выписывать дословно. Рекомендуется заносить в конспекты формулировки основных понятий химии, новые незнакомые термины и названия, формулы и уравнения реакций. Для проверки усвоения полезно восстановить по памяти основные положения прочитанного, а затем снова вернуться к тому, что оказалось непонятным. Изучение курса должно обязательно сопровождаться выполнением упражнений и решением задач. Решение задач – один из лучших методов прочного усвоения, проверки и закрепления теоретического материала. Примеры решения типовых задач рассматриваются на лекциях, а также в учебных пособиях [3,4]. Номера задач, которые рекомендуется решить по каждой теме, обычно указываются преподавателем на лекции. Для самостоятельного углубленного изучения предлагаются следующие разделы курса: - строение атома и периодическая система элементов; - типы и свойства химической связи; - дисперсные системы; - растворы. Строение атома и периодическая система При изучении данной темы следует обратиться к учебникам: [1], с.17-34; [2], с.37-85. Решить задачи: [3] №№ 152,153,175, 182,186,189. Основные закономерности и понятия После изучения данной темы студенту следует знать : 1. Квантовые числа и атомные орбитали. 2. Принцип Паули, правила Хунда и Клечковского. 3. Периодический закон и Периодическую систему элементов, периоды, группы, подгруппы. 4. Важнейшие характеристики атома: энергию ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, радиусы атомов. 5. Классы неорганических соединений. Основные навыки Студент должен уметь : 1. Составить электронную конфигурацию любого атома и определить квантовые числа электронов. 2. По электронным конфигурациям определить элемент, его место в Периодической системе и свойства. 3. Составлять уравнения реакций между классами неорганических соединений. Химическая связь При изучении темы нужно обратиться к учебникам: [1], с.35-48; [2], с.97-148. Решить задачи: [3], №№ 229, 235, 236, 258, 262. Основные закономерности и понятия После изучения данной темы студенту следует знать: 1. Виды и характеристики химической связи. 2. Ковалентная связь и ее природа. 3. Метод валентных связей, валентность по донорно-акцепторному и обменному механизмам. 4. Гибридизация атомных орбиталей. 5. Структура и полярность молекул, электрический момент диполя. Основные навыки Студент должен уметь: 1. Определить валентность элемента в основном и возбужденном состояниях по обменному и донорно-акцепторному механизмам. 2. Определить полярная или неполярная химическая связь, привести примеры молекул с полярными и неполярными связми. 3. Объяснить структуру молекул с sp-, sp2 - и sp3 - гибридизацией атомных орбиталей. Растворы. Дисперсные системы При изучении данной темы студент должен обратиться к учебникам: [1], с. 204-208, 210-215, 218-222, 224-227, 231-238, 242-250; [2], с. 216-258, 289-297, 308-311. Решить задачи: [3], №№ 580, 583, 584. Основные закономерности и понятия После изучения данной темы студент должен знать : 1. Растворы неэлектролитов и электролитов. 2. Теорию электролитической диссоциации. 3. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. 6. Константа диссоциации слабых электролитов. 7. Свойства кислот, оснований, солей с точки зрения теории электролитической диссоциации. 8. Ионный обмен. 9. Ионное произведение воды. Водородный показатель. 10. Получение коллоидных растворов. Мицеллы и их строение. 11. Коагуляция коллоидных растворов. Основные навыки Студент должен уметь : 1. Составлять молекулярные и ионные уравнения реакций обмена, протекающих в растворах электролитов. 2. Изобразить примерный состав тех или иных коллоидных частиц. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ Основными формами контроля по дисциплине являются: 1. Защита лабораторных работ . Каждый студент должен выполнить в химической лаборатории по методическим указаниям [5-7] под руководством преподавателя следующие лабораторные работы: 1. Определение молярной массы эквивалентов цинка. 2. Определение теплоты реакции нейтрализации. 3. Скорость химической реакции. 4. Химическое равновесие. 5. Реакции обмена в растворах электролитов. 6. Окислительно-восстановительные реакции. 7. Коррозия металлов. 8. Количественное определение железа. Каждая работа должна быть оформлена в виде отчета в соответствии с [8]. Схема отчета : - название работы; - теоретическое введение к данной работе; - название опытов; - если работа количественная, следует привести уравнение реакции, формулы для расчетов и расчеты по ним, оформить результаты в виде итоговых таблиц и графиков; - если работа качественная, привести уравнения реакций, отметить наблюдения; сделать выводы. Защита лабораторной работы осуществляется на занятии, следующем после ее выполнения. При защите студент должен представить отчет по лабораторной работе, составленный по предложенной выше схеме, знать ход выполнения работы, пояснить все приведенные расчеты и выводы, выполнить индивидуальное задание по теме лабораторной работы (решить задачу или составить уравнения химических реакций). Защита каждой лабораторной работы оценивается по пятибалльной системе. 2. Сдача коллоквиумов . Основной материал делится на две части, по каждой из которых проводятся коллоквиумы по заранее предложенным вопросам. В середине семестра студенты сдают коллоквиум по следующим темам: «строение атома и периодическая система», «классы неорганических соединений», «химическая связь», «химическая термодинамика и кинетика». В конце семестра проводится второй коллоквиум, который включает в себя материал, относящийся к следующим разделам курса: электролитическая диссоциация в растворах, дисперсные системы, окислительно-восстановительные реакции, электродные потенциалы и гальванические элементы, коррозия металлов и способы защиты от коррозии. Каждый коллоквиум включает в себя 24 вопроса и 4 возможных варианта ответов на каждый вопрос, из которых верным является только один вариант. Каждый правильный ответ оценивается в 1 балл. Максимальная сумма баллов по каждому коллоквиуму – 24. Система оценки: 12 и более баллов – «удовлетворительно», 17 и более баллов – «хорошо», 21 и более баллов – «отлично». Вопросы к коллоквиуму № 1 1. Двойственная природа электрона. Уравнение де Бройля. Атомная орбиталь. 2. Квантовые числа. 3. Принцип Паули, правила Хунда и Клечковского. s-, p-, d-, f-элементы. 4. Периодический закон. Структура Периодической системы: периоды, группы, подгруппы. 5. Важнейшие характеристики атома: энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, радиусы атомов. Их изменение по периодам и группам периодической системы. 6. Определение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств элементов по их положению в Периодической системе. 7. Классы неорганических соединений. 8. Основные типы и характеристики химической связи. 9. Ионная связь. 10. Ковалентная связь. Метод валентных связей. Валентность по обменному и донорно-акцепторному механизмам. 11. Гибридизация атомных орбиталей. 12. Структура и полярность молекул. Электрический момент диполя. 13. Внутренняя энергия и энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции. Тепловой эффект реакции. 14. Энтальпия образования соединения. Закон Гесса и его следствие. 15. Энтропия, ее изменение при химических процессах. 16. Энергия Гиббса. Условие самопроизвольного протекания процесса. 17. Реакции гомогенные и гетерогенные. Скорость химической реакции. 18. Зависимость скорости реакции от концентрации. Закон действия масс. Константа скорости реакции. 19. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. 20. Влияние катализатора на скорость реакции. Катализ гомогенный и гетерогенный. 21. Скорость гетерогенных реакций. 22. Необратимые и обратимые химические реакции. Химическое равновесие. Закон действия масс для обратимых систем. Константа равновесия. 23. Условия химического равновесия. Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье. 24. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Вопросы к коллоквиуму № 2 1. Растворы электролитов. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. 2. Константа диссоциации слабых электролитов. 3. Свойства кислот, оснований, солей с точки зрения теории электролитической диссоциации. 4. Реакции обмена в растворах электролитов. 5. Ионное произведение воды. Водородный показатель. 6. Получение коллоидных растворов. Мицеллы и их строение. 7. Коагуляция коллоидных растворов. 8. Степень окисления. Окислительно-восстановительные реакции. 9. Типы окислительно-восстановительных реакций. 10. Электродные потенциалы. Гальванические элементы. ЭДС гальванических элементов. 11. Стандартный водородный электрод. Ряд напряжений металлов. Уравнение Нернста. 12. Коррозия металлов. 13. Защита металлов от коррозии. Студенты, защитившие все лабораторные работы и сдавшие оба коллоквиума на «хорошо» или «отлично», получают оценку без сдачи экзамена. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Коровин Н.В. Общая химия. – М: Высш. шк., 2000. – 558 с. 2. Глинка Н.Л. Общая химия. – М: Интеграл-Пресс, 2002. – 728 с. 3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М: Интеграл-Пресс, 2002. – 728 с. 4. Коровин Н.В. Задачи и упражнения по общей химии. – М: Высш. шк., 2003.– 255 с. 5. Химия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. – Иркутск: ИрГТУ, 2005. – 32 с. 6. Практикум по химии. Часть 2. – Иркутск: ИрГТУ, 2003. – 14 с. 7. Определение теплоты реакции нейтрализации. – Иркутск: ИрГТУ, 2004. 8. Общие требования к оформлению текстовых и графических работ