[ 1
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Нижегородская государственная медицинская академия»
Министерства здравоохранения и социального развития
Российской Федерации
1.
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной
работе профессор С.Н. Цыбусов «_» 20г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛЬНОСТИ)
060301 - ФАРМАЦИЯ (КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) «СПЕЦИАЛИСТ»)ФАКУЛЬТЕТ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ
форма обучения - очная Рабочая программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО по специаль-ности 060301 – ФАРМАЦИЯ утвержденным приказом Министерства обра-зования и науки Российской Федерации № 38 от 17 января 2011 г Сулимова Т.Д..., к.х.н., доцент, доцент Гордецов А.С., д.х.н., заведующий кафедрой, профессор Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры протокол № 1 от 30 августа 2011г.Зав. кафедрой общей химии, профессор /Гордецов А.С./ Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании цикловой методической комиссии по естественно – научным дисциплинам НГМА.
Протокол № 1 от 14 сентября 2011 года Председатель, заведующий кафедрой общей и клинической фармакологии, профессор /Кузин В.Б./ (подпись) 1.Цели и задачи дисциплины:
Цели дисциплины Подготовить обучающихся к овладению основами дисциплин, изучаемых при подготовке профессиональных кадров в области фармации (и по другим специальностям, связанным с использованием различных физико-химических процессов) с учетом их дальнейшей профессиональной деятельности.
Способствовать формированию естественнонаучного мировоззрения, пониманию основных закономерностей различных физико-химических, биологических и иных явлений природы и технологических процессов.
Овладение обучающимися физико-химических основ прогнозирования, разработки, контроля, оптимизации различных технологических процессов, особенно – при получении, контроле качества, хранении, применении фармацевтических препаратов и лечебных средств.
Задачи дисциплины Изучение дисциплины Физическая и коллоидная химия предусматривает решение комплекса задач, направленных на приобретение компетенций по следующим основным разделам современной физико-химической науки:
Роль и значение методов физической и коллоидной химии в фармации.
Основные разделы физической химии.
Основные этапы развития физической и коллоидной химии, её современное состояние.
Основы химической термодинамики.
Учение о химическом равновесии.
Термодинамика фазовых равновесий.
Основы учения о растворах.
Основные понятия и методы электрохимии.
Основы химической кинетики.
Основы учения об адсорбции и катализе.
Основы физикохимии дисперсных систем, растворов высокомолекулярных соединений.
Основные литературные источники и справочная литература по физической и коллоидной химии.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
В соответствии с действующим учебным планом по специальности 060301 «Фармация»
физическая и коллоидная химия изучается во втором и третьем семестрах. Она интегрируется со следующими дисциплинами: математика, физика, информатика, химия общая и неорганическая, аналитическая химия, органическая химия, основы биохимии.
3.Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Общекультурные компетенции (ОК):
способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);
философских категорий, к самосовершенствованию (ОК-2);
событий и тенденций, к ответственному участию в политической жизни, к исторического процесса, к уважительному и бережному отношению к историческому наследию и традициям, к оценке политики государства;
знать историко-медицинскую терминологию (ОК-3);
показателей экономической эффективности; знать рыночные механизмы хозяйствования, развития экономики (ОК-4);
способностью и готовностью к логическому и аргументированному сотрудничеству и разрешению конфликтов, к толерантности (ОК-5);
способностью и готовностью овладеть одним из иностранных языков на уровне бытового общения, к письменной и устной коммуникации на государственном языке (ОК-6);
организовать работу исполнителей, находить и принимать ответственные управленческие решения в условиях различных мнений и в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
учетом принятых в обществе моральных и правовых норм, соблюдать законы и нормативные правовые акты по работе с конфиденциальной информацией (ОК-8).
компетенциями (ПК):
способностью и готовностью применять основные методы, способы и средства источников, в том числе с использованием современных компьютерных средств, сетевых технологий, баз данных и знаний (ПК-1);
способностью и готовностью к принятию мер по своевременному (ПК-22);
специализированное предприятие, имеющее лицензию на осуществление данного вида деятельности (ПК-23);
лекарственных средств с учетом принципов транспортной логистики и соблюдения требований холодовой цепи (ПК-24);
требований нормативной документации и принципов складской логистики (ПК-27);
фармацевтических предприятий и организации (ПК-30);
лекарственных средств в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи (ПК-34);
(ПК-35);
результаты анализа лекарственных средств (ПК-36);
растительного сырья (используемые органы растения, гистологическая структура, химический состав действующих и других групп биологически активных веществ) (ПК-38);
отравлений, наркотических и алкогольных опьянений (ПК-39);
положения, следствия из них и предложения) (ПК-48);
способностью и готовностью к участию в постановке научных задач и их экспериментальной реализации (ПК-49);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
1) цель и задачи физической и коллоидной химии, способы их решения; основные законы физики и химии, физико-химические явления и закономерности, используемые в физической и коллоидной химии; метрологические требования при работе с физико-химической аппаратурой;
2) правила техники безопасности работы в химической лаборатории и с физической аппаратурой;
3) растворы и процессы, протекающие в 4) основные начала термодинамики, термохимии, включая роль и значение термодинамических потенциалов, следствия из закона Гесса;
5) кинетика химических реакций; катализ; химическое равновесие, способы расчета констант равновесия; фазовые равновесия.
6) Основы физико-химического анализа; способы расчета сроков годности, периода полупревращения лекарственных веществ;
7) ; физико-химические основы поверхностных явлений и дисперсных явлений;
влияние различных факторов на деструкцию лекарственных веществ; возможности использования поверхностных явлений для приготовления лекарственных форм;
8) основы фазовых и физических состояний полимеров, возможности их изменений с целью использования в медицине, фармации; основные свойства высокомолекулярных веществ; факторы, влияющие на застудневание, набухание, тиксотропию, синерезис, коацервацию, вязкость, периодические реакции в механизме приготовления лекарственных форм.
Уметь:
1) самостоятельно работать с учебной и справочной литературой по физической и коллоидной химии;
2) пользоваться основными приемами и методами физико-химических измерений;
работать с основными типами приборов, используемых в физической и коллоидной химии; рассчитывать термодинамические функции состояния системы, тепловые эффекты химических процессов; рассчитывать константы равновесия, равновесные концентрации реагентов, равновесный выход продуктов реакции, степень превращения исходных веществ; смещать равновесия в растворах;
3) собирать простейшие установки для проведения лабораторных исследований;
4) табулировать экспериментальные данные, графически представлять их, интерполировать, экстраполировать для нахождения искомых величин; измерять физико-химические параметры растворов;
5) проводить элементарную статистическую обработку экспериментальных данных в физико-химических экспериментах; обрабатывать, анализировать и обобщать результаты физико-химических наблюдений и измерений; применять полученные знания при изучении аналитической, фармацевтической химии, фармакогнозии, фармакологии, токсикологии, технологии лекарств.
Владеть:
1) методами статистической обработки экспериментальных результатов физикохимических исследований;
2) методикой оценки погрешностей физико-химических измерений;
3) методами колориметрии, поляриметрии, потенциометрии, сектрофотомет-рии, рефрактометрии, криометрии, хроматографии;
4) навыками интерпретации рассчитанных значений термодинамических функций с целью прогнозирования возможности осуществления и направления протекания химических процессов; техникой проведения основных физико-химических экспериментов; техникой экспериментального определения рН растворов при помощи индикаторов и приборов;
5) физико-химическими методами анализа веществ, образующих истинные растворы и дисперсные системы; навыками приготовления, оценкой качества, способами повышения стабильности дисперсных систем; навыками проведения научных исследований для установления взаимосвязи физико-химических свойств и фармакологической активности.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы 4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы В том числе:
5. 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины (базовая и вариативная части) n/n
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Второе и третье начала 3.1. Формулировки второго начала термодинамики.
термодинамики. Энтропия. 3.2. Энтропия.
Термодинамика химического 4.1. Понятие о химическом равновесии.
Термодинамика фазовых 5.1. Основные понятия.
Равновесия твердых и 6.1. Основные понятия.
двухкомпонентных системах диаграммы плавкости.
Равновесия жидкий раствор 7.1. Основные понятия.
– пар в двухкомпонентных 7.2. Классификация бинарных жидких растворов.
закрытых системах. 7.3. Закон Рауля и его термодинамическое Бинарные смеси жидкостей с 8.1. Бинарные системы, в которых взаимная ограниченной взаимной растворимость жидкостей увеличивается с Распределение третьего 9.1. Закон распределения Нернста. Константа компонента между двумя распределения.
несмешивающимися 9.2. Экстракция. Коэффициент распределения.
Свойства разбавленных 10.1. Коллигативные свойства растворов.
Равновесия в растворах 11.1. Проводники первого и второго рода.
электролитов 11.2. Теория электролитической диссоциации Протолитические равновесия 12.1. Протолитические равновесия в водных в водных растворах слабых растворах.
электролитов. Буферные 12.2. Протолитические равновесия в неводных Растворы электролитов в 13.1. Скорость движения ионов в растворе. Числа неравновесных условиях. переноса ионов.
Электропроводность 13.2.Удельная электропроводность (удельная Электродные потенциалы и 14.1. Основные понятия.
электродвижущие силы (ЭДС) 14.2. Механизм возникновения электродного Электрохимические 15.1. Химические гальванические цепи.
(гальванические) элементы и 15.2. Концентрационные гальванические цепи.
цепи. Потенциометрия 15.3. Диффузионный потенциал.
Кинетика химических 16.1. Основные понятия.
Зависимость скорости 17.1. Правило Вант – Гоффа.
химической реакции от 17.2. Уравнение Аррениуса.
Общие теории химической 18.1. Теория активных столкновений. Гипотеза Кинетика реакций 19.1. Особенности кинетики реакций в растворах.
некоторых типов 19.2. Кинетика фотохимических реакций.
Кинетика гетерогенных 20.1. Основные стадии гетерогенных процессов.
электрохимических 21.2. Законы электролиза Фарадея.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ И
ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
Предмет, задачи и методы Основные этапы развития коллоидной химии. Роль коллоидной химии отечественных и зарубежных ученых в развитии Дисперсные системы 24.1. Структура дисперсных систем. Дисперсная Молекулярно-кинетические 26.1. Броуновское движение, диффузия, и оптические свойства осмотическое давление.Строение и электрический 27.1. Природа электрических явлений в дисперсных фазы. Электрокинетические электрического заряда на границе раздела двух Устойчивость и коагуляция 28.1. Кинетическая и термодинамическая дисперсных систем устойчивость дисперсных систем. Агрегация и Разные классы дисперсных 29.1. Аэрозоли и их свойства. Получение, Мицелярные дисперсные 30.1. Коллоидные системы, образованные Высокомолекулярные 31.1. Молекулярные коллоидные системы. Методы соединения (ВМС) и их получения ВМС. Классы ВМС.
растворы 31.2. Свойства полимерных цепей. Гибкость цепей 31.7. Полимерные неэлектролиты и полиэлектролиты. Полиамфолиты. Изоэлектрическая точка 5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами (включая вариативную часть).
№№ Название обеспечиваемых (последующих) №№ разделов данной дисциплины, необдисциплин ходимых для изучения обеспечиваемых n/n Аналитическая химия Органическая химия Основы экологии и охраны природы Фармацевтическая химия Фармакогнозия Биологическая химия Фармакология Токсикологическая химия Фармацевтическая технология 5.3. Лекции ции Введение. Основные понятия химической термодинамики. Нулевое и Термодинамика химического равновесия. Уравнения изотермы, Константа равновесия. Вычисление выхода продукта. Зависимость Термодинамика фазовых равновесий. Однокомпонентные системы.
Равновесия твердых и жидких фаз в двухкомпонентных системах.
Равновесие жидкий раствор – пар в двухкомпонентных системах.
Двойные смеси жидкостей с ограниченной взаимной растворимостью.
Свойства разбавленных растворов. Распределение третьего компонента между двумя несмешивающимися фазами.
Равновесия в растворах электролитов. Протолитические равновесия.
Кинетика химических реакций. Зависимость скорости химической Общие теории химической кинетики. Кинетика реакций некоторых Предмет, задачи и методы коллоидной химии. Дисперсные системы.
Термодинамика поверхностного слоя.
Термодинамика многокомпонентных систем с учетом поверхностной энергии. Адсорбция. Молекулярные механизмы адсорбции.
Термодинамический анализ адсорбции. Уравнение адсорбции Гиббса.
Адсорбция Ленгмюра, Френдлиха, полимолекулярная адсорбция.
Капиллярная конденсация Адсорбция электролитов.
Молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных Строение и электрический заряд частиц дисперной фазы. Влияние электролитов на параметры ДЭС.
Электрокинетические явления. Электрофорез. Электроосмос.
Устойчивость и коагуляция дисперсных систем.
Гелеобразование. Коллоидная защита.
Теории коагуляции: Френдлиха и ДЛФО.
Разные классы дисперсных систем: аэрозоли, порошки, суспензии, пены, эмульсии. Устойчивость и нарушения её.
мицеллообразования. ККМ. Солюбилизация и её значение в Свойства полимерных цепей. Фазовое состояние ВМС.
Набухание и растворение ВМС.
Реологические свойства. Полиамфолиты. Осмотические свойства.
Мембранное равновесие. Факторы устойчивости. Коацервация.
5.4. Практические и лабораторные занятия. Их наименование, содержание, объем в часах.
I-е начало термодинамики. Термохимия. Правила работы и техники безопасности при работе в лаборатории «Физическая Лабораторная работа № 1 Определение молекулярной массы неэлектролита методом криометрии.
Второе начало термодинамики.
Энтропия и ее вычисление в различных Термодинамические потенциалы:
энергия Гиббса, энергия Гельмгольца, химический потенциал химических реакций.
Фазовое равновесие в Диаграммы состояния двухкомпонентных систем:
конденсированных системах 1.неизоморфно кристаллизующихся веществ с простой эвтектикой; 106 мин Растворы неэлектролитов. 1. Условия образования растворов. Растворимость.
Лабораторная работа № 3 Распределение третьего компонента между двумя несмешивающимися 106 мин Лабораторная работа № 4 Исследование равновесия «жидкость – пар» в двухкомпонентной 106 мин Растворы электролитов. 1. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Закон Электродные потенциалы и ЭДС Электроды и гальванические цепи 1. Электроды, используемые в потенциометрии. Ионоселективные Кинетика химических реакций 2. Основной постулат кинетики – закон действующих масс.
Лабораторная работа № 1. Изучение кинетики реакции разложения пероксида водорода (Т=298 К) 110 мин Лабораторная работа № 1. Изучение кинетики реакции разложения пероксида водорода (Т=308 К) 110 мин Дисперсные системы и их свойства 2. Способы образования дисперсных систем.
Лабораторная работа № 5. Получение золя и определение электрокинетического потенциала частицы. 110 мин Вариативная часть – Термодинамика поверхностных явлений Поверхностные явления 2. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение.
Адсорбция 2. Поверхностная активность.
2. Стандартный метод измерения удельной поверхности порошков, Лабораторная работа № 4. Изучение адсорбции ПАВ на границе раздела 80 МИН Лабораторная работа № 4. Изучение адсорбции ПАВ на границе раздела 80 МИН 6. Примерная тематика курсовых проектов (работ) В соответствии с ФГОС не предусмотрены 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература 1. Харитонов Ю.Я. Физическая химия. Учебник. – М., «ГЭОТАР – Медиа», 2009.
2. Ершов Ю.А. Коллоидная химия. Учебник. – М., «ГЭОТАР – Медиа», 2011.
б) дополнительная литература 3. Ершов Ю.Я., Попков В.А., Берлянд А.С., Книжник А.З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебник. 7 издание – М., Высшая школа, 2009.
4. Физическая и коллоидная химия. Под. ред. А.П. Беляева. Учебник. – М., «ГОЭТАР – Медиа», 2008.
5. Пузаков С.А., Попков В.А., Филиппова А.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М., Высшая школа, 2004.
6. Харитонов Ю.Я., Хачатурян М.А. Электронная библиотека. Том 13. Физическая и коллоидная химия. – М., «Русский врач», 2005.
7. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн., 5 издание. – М., Высшая школа, 2008.
8. Кафедральные учебные пособия и методические разработки.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Использование слайдов, кинофильмов, фотографий, схем, набора учебных таблиц по основным разделам программы.
Использование компьютеров, компьютерных классов.
Использование учебных аудиторий, оборудованных химических лабораторий для выполнения студентами учебно-исследовательских работ, предусмотренных в лабораторном практикуме.
9. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины Рекомендации по организации лекций, лабораторных и практических занятий представлены в соответствующих методических указаниях.
Оценочные средства по итогам освоения дисциплины. Методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Текущий и итоговый контроль Рейтинговая система оценки работы студентов.
Тесты текущего контроля на занятиях.
Итоговый тест-контроль после изучения соответствующих разделов, предусмотренных программой.
Письменные контрольные работы (рекомендуется проведение 3 контрольных работ во 2 семестре и 3 контрольных работ в 3 семестре).
Защита лабораторных работ по каждому модулю лабораторного практикума.
Защита рефератов на занятиях в группах или на собрании студенческого научного общества.
Письменный экзаменационный тест в конце 3 семестра (первая часть экзамена).
Курсовой экзамен в конце 3 семестра.
Самостоятельная работа проводится по всем разделам курса после усвоение обшей теории и приобретения навыков экспериментального исследования. Студенты прорабатывают самостоятельно вне аудитории теоретическую и практическую части лабораторной работы, сдают допуск к ней по контрольным вопросам. После выполнения лабораторной работы сдается письменный отчет с обязательным включением следующих разделов:
3. теоретическая часть;
4. экспериментальная часть;
5. обработка результатов эксперимента;
6. анализ результатов и выводы.
Выполняется 14 лабораторных работ (см. план лаб.-практ. занятий) группами студентов из 2-3 человек по индивидуальному заданию.
Отчет по лабораторной работе является самостоятельной и индивидуальной работой каждого студента.
Обработка результатов эксперимента выполняется математически. Допускается как компьютерная, так и ручная обработка на миллиметровой бумаге с обязательным математическим представлением результатов эксперимента. Способы обработки описаны как в основной, так и дополнительной литературе.
Знание материала и глубина проработки его проверяется при сдаче лабораторной работы (в форме диалога) и на экзамене.
«