[ «УТВЕРЖДАЮ: Ректор _И.М. Головных 20_ г. № _ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление подготовки 150400 Металлурия Профиль подготовки 150400.62 Металлургия цветных, редких и ...»
1. Кремний как неотьемлимая часть периодической системы химических элементов.
2. Основные природные минералы с кремнеземом, их структура.
3. Применение кремния.
4. Физико-химические свойства кремния, необходимиые для дальнейшего его выбора для изделий различного назначения.
5. Физико-химические превращения в кремнеземсодержащих материалах при нагревании.
6. Основы получения кремния.
4.2. Перечень рекомендуемых лабораторных работ.
Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3. Перечень рекомендуемых практических занятий.
1. Термодинамика химических реакций, составляющих основу получения Si.
2. Применение физико-химического моделирования (как элемента физикоматематического аппарата) при изучении свойств кремния, его соединений и технологии его получения.
3. Формирование базы основных термодинамических данных при моделировании процесса получения кремния с помощью ПК «Селектор».
4. Компьютерная программа подготовки термодинамических данных свойств веществ для ввода в физико-химические модели.
5. Принципы построения физико-химических моделей процессов.
4.4. Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы.
1. Закрепление теоретического курса, подготовка к контролю знаний.
2. Самостоятельное изучение тем разделов дисциплины.
3. Написание рефератов, имеющих целью самостоятельно приобретать новые знания при изучаемой дисциплине, используя современные информационные технологии (поисковые системы сети Internet).
4. Выполнение курсовой работы с помощью специализированного программного комплекса.
5. Подготовка к зачету.
5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы.
При реализации программы применяются: слайд-лекции, компьютерная симуляция процесса получения кремния с помощью программного комплекса «Селектор», интерактивные лекции («лекция-диалог», «групповая дискуссия»).
6. Оценочные средства и технологии.
Одним из компонентов образовательной программы являются контрольноизмерительные материалы, предназначенные для самоконтроля, контроля знаний, умений, навыков и компетенций.
В изучаемой дисциплине предусмотрен 1 итоговый контроль знаний, предусматривающий тесты с различными видами заданий: на выбор одного (или нескольких) правильного ответа (ответов) из трех и более предложенных альтернатив; на воспроизведение (пример приведен ниже).
Пример КИМ 1. Укажите правильное значение содержания кремния в земной коре:
2. Плотность кремния составляет:
3. Как изменяется плотность кремния с повышением температуры:
А) увеличивается; Б) уменьшается; В) остается неизменной.
4. Температура плавления кремния составляет. (1414 С) 5. Какой из нижеприведенных минералов содержит кремний:
2. Итоговый контроль: в 4 семестре – зачет и курсовая работа.
7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины Основная литература:
1. Немчинова Н.В., Клёц В.Э. Кремний: свойства, получение, применение:
учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. 272 с.
2. Левицкий В.И., Шмакин Б.М., Золотарева Е.В. Диагностика самоцветов:
учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. 143 с.
«ХИМИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ»
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1. Цели и задачи освоения дисциплины.
Дисциплина по выбору «Химия редкоземельных металлов» входит в математический и естественнонаучный цикл дисциплин, является дисциплиной по выбору студента (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Физикохимия кремния»).
Дисциплина изучает этапы открытия и получения металлов, физические и химические свойства металлов, использование новейших способов разделения и получения редкоземельных металлов и т.д.
Основными целями преподавания дисциплины являются:
изучение свойств металлов; их электронное строение;
ознакомление с областями применения металлов;
изучение химизма процессов выделения металлов и разделения редкоземельных элементов.
Основная задача дисциплины по выбору состоит в формировании у студентов понимания роли и задач химии редкоземельных металлов (элементов) в развитии металлургии цветных металлов, в получении первого опыта применения профессиональной терминологии, что позволит им целенаправленно изучать общетеоретические и специальные дисциплины в дальнейшем процессе обучения.
2. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.
- владеть культурой мышления, обобщать и анализировать информацию, ставить цель и выбирать пути ее достижения (ОК-1);
- уметь использовать фундаментальные общеинженерные знания (ПК-1);
- уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПК-4);
В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен сформулировать основные проблемы современной металлургии, ее роль и основные задачи;
ориентироваться в основных ресурсосберегающих технологиях по получению металлов;
основные этапы открытия и получения металлов;
химические и физические свойства, электронное строение металлов.
владеть:
навыками построения электронной формулы редкоземельных элементов.
3. Основная структура дисциплины.
проектирование) Вид промежуточной аттестации (итогового зачет, зачет, контроля по дисциплине), в том числе курсовое курсовая курсовая 4. Содержание дисциплины.
4.1. Краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины.
Введение.
1. Место редкоземельных элементов (РЗЭ) в периодической системе элементов (ПСЭ), по технической классификации редких металлов и их электронное строение.
2. Основные этапы открытия РЗЭ.
3. Свойства РЗЭ и их соединений. Области применения РЗЭ.
4. Источники сырья РЗЭ.
5. Основные способы переработки редкоземельного сырья. Химизм основных операций.
6. Способы разделения РЗЭ.
7. Технология получения РЗЭ.
4.2. Перечень рекомендуемых лабораторных работ.
Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3. Перечень рекомендуемых практических занятий.
1. Особенности строения электронных оболочек редкоземельных элементов.
2. Основные этапы открытия РЗЭ.
3. Современное состояние получения РЗЭ.
4. Свойства соединений РЗЭ.
5. Области применения РЗЭ.
6. Применение скандия.
7. Минералы, руды, месторождения РЗЭ.
8. Основные способы переработки редкоземельного сырья.
9. Способы разделения РЗЭ.
4.4. Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы.
1. Изучение тем разделов дисциплины.
2. Подготовка презентации на ЭВМ по темам самостоятельной работы.
3. Выполнение курсовой работы.
4. Подготовка к зачету.
5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы.
Слайд-лекции, интерактивные лекции («лекция-диалог», групповые дискуссии).
6. Оценочные средства и технологии.
1. Контрольные вопросы для закрепления лекционного курса.
2. Промежуточная аттестация по итогам освоения учебного плана курса.
3. Изучение дисциплины заканчивается итоговым контролем:
в 4 семестре – зачет и курсовая работа.
7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины.
Основная литература:
1. Анфилогова Л.А. Химия редкоземельных элементов: конспект лекций. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 40 с.
«ЭЛЕКТРОХИМИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ СОЛЕЙ»
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1 Цели и задачи освоения дисциплины Курс «Электрохимия расплавленных солей» является дисицплиной по выбору студента (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Электрохимия для металлургов»).
Цель изучения дисциплины заключается в формировании у студентов понимания роли «Электрохимия расплавленных солей», как теоретической основы для электролитического получения цветных металлов и сплавов.
В состав целей изучения дисциплины также входят:
– изучение основных этапов развития высокотемпературной электрохимии и ее теоретических основ;
– изучение физико-химических свойств и строения расплавленных электролитов;
– изучение вопросов комплексообразования в растворах расплавленных солей;
– изучение основных положений электрохимической термодинамики расплавленных солей и их применение при анализе и расчёте процессов электролитического получения металлов;
– изучение методов экспериментального исследования термодинамических свойств расплавленных солевых систем;
– изучение связи термодинамических свойств со структурой расплавов;
– изучение термодинамических основ ряда технологических процессов, связанных с применением расплавленных солей;
– изучение кинетики электродных процессов в расплавленных электролитах;
– изучение процессов взаимодействия в системах металл–соль в расплавленном состоянии;
– формирование у студентов целостного научного мировоззрения;
– привлечение студентов к самостоятельной творческой работе.
В состав основных задач изучения дисциплины входит:
– формирование у студентов понимания роли и задач курса «Электрохимия расплавленных солей» в развитии современной цветной металлургии;
– изучение возможности интенсификации процессов производства металлов электролизом расплавленных солей, используя знания о физикохимических и термодинамических свойствах ионных расплавов, кинетики электродных процессов, механизма потерь металла при электролизе;
– подготовка специалистов, владеющих навыками грамотной эксплуатации оборудования электрометаллургических цехов.
2 Компетенции обучающегося, формируемые при освоении дисциплины Общекультурные компетенции (ОК):
– использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК– 6);
Профессиональные компетенции (ПК):
– уметь выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПК–19);
– уметь использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК–20);
– уметь использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы (ПК–21).
В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен – основные этапы и направления развития высокотемпературной электрохимии и вклад отечественных учёных в её становление;
– перспективные области применения расплавленных электролитов;
– о новых исследованиях в области электрохимии расплавленных солей;
– связь термодинамических характеристик со структурой расплавов и силами межчастичного взаимодействия;
– термодинамические свойства и строение пара над расплавленными солями и их смесями;
– электрохимические методы исследования термодинамических свойств расплавленных солей;
– виды электродов сравнения, используемых для исследования ионных расплавов, а также устройство и условия работы высокотемпературных электрохимических ячеек;
– возможность применения расплавленных солей и металлов в системах преобразования энергии;
– строение двойного электрического слоя в расплавленных солях;
– основные методы исследования электрохимической кинетики в расплавленных солях;
– растворимость металлов в расплавленных солях;
– природу химических реакций, используемых в металлургических производствах;
– природу фазовых равновесий в металлургических системах;
– законы и понятия физической химии для анализа металлургических процессов;
– основы технологии получения металлов электролизом расплавленных солей;
– термодинамические основы ряда технологических процессов, связанных с применением расплавленных электролитов;
– пользоваться профессиональной терминологией;
– использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;
– выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы;
– уметь использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности;
– уметь использовать основные понятия, законы и модели термодинамики и химической кинетики;
– правильно формулировать и решать разнообразные прикладные задачи, используя данные о строении и физико-химических свойствах расплавленных солевых систем, электрохимической термодинамики и кинетики электродных процессов в расплавленных электролитах;
– использовать электрохимические методы анализа при исследовании кинетических параметров электродных процессов в расплавленных солях;
– использовать справочную литературу для выполнения расчетов;
– сделать выбор электродов сравнения, используемых для исследования расплавленных солей;
– конструировать высокотемпературные электрохимические ячейки;
– определять направление и границы протекания самопроизвольных процессов;
– делать выбор оптимального состава электролита для электролиза ионных расплавов на основании определения термодинамических свойств солевой фазы;
– анализировать фазовые равновесия на основе диаграмм состояния;
– использовать полученные в результате изучения курса «Электрохимия расплавленных солей» знания для дальнейшего освоения других дисциплин;
владеть:
– основами конструирования и использования электрохимических ячеек;
– основными физико-химическими расчетами металлургических процессов.
3 Основная структура дисциплины Самостоятельная работа (в том числе курсовое проекти- 38 рование) Вид промежуточной аттестации (итогового контроля по Зачет Зачет дисциплине), в том числе курсовое проектирование 4 Содержание дисциплины 4.1 Краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины Введение Раздел 1 Физико-химические свойства и строение расплавленных солей Тема 1.1 Общая характеристика структуры расплавленных солей Тема 1.2 Плотность и мольный объем Тема 1.3 Вязкость Тема 1.4 Энтальпия смешения солевых систем Тема 1.5 Давление насыщенного пара расплавленных солей Тема 1.6 Электропроводность и числа переноса Раздел 2 Электрохимическая термодинамика расплавленных солевых систем Тема 2.1 Электрохимические методы исследования термодинамических свойств расплавленных солей Тема 2.2 Электроды сравнения и ряды потенциалов Тема 2.3 Химические источники тока с расплавленными электролитами Раздел 3 Кинетика электродных процессов в расплавленных солях Тема 3.1 Особенности электрохимической кинетики в расплавленных солях Тема 3.2 Строение двойного слоя Тема 3.3 Методы исследования электрохимической кинетики в расплавленных солях Раздел 4 Взаимодействие в системах металл–соль в расплавленном состоянии Тема 4.1 Растворимость металлов в расплавленных солях Тема 4.2 Обменные процессы между расплавленными металлами и солями Тема 4.3 Процессы сплавообразования при электролизе расплавленных солей с жидкими и твёрдыми электродами Раздел 5 Получение металлов электролизом расплавленных солей и основные мероприятия по защите окружающей среды Тема 5.1 Электролиз ионных расплавов. Общие сведения Тема 5.2 Получение алюминия Тема 5.3 Получение магния Тема 5.4 Защита окружающей среды при электролизе расплавленных хлоридов и фторидов 4.2 Перечень рекомендуемых лабораторных работ Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3 Перечень рекомендуемых практических занятий Практическое занятие 1. Физико-химические свойства и строение расплавленных солей. Общие термодинамические соотношения.
Практическое занятие 2. Электрохимические методы исследования термодинамических свойств ионных расплавов.
Практическое занятие 3. Выбор и конструирование электродов сравнения для расплавленных солей.
Практическое занятие 4. Конструкция и условия работы высокотемпературных ячеек с расплавленными хлоридными и нитратными электролитами.
Практическое занятие 5. Применение расплавленных солей и металлов в системах преобразования энергии.
Практическое занятие 6. Применение вольтамперометрии и хронопотенциометрии для исследования электрохимической кинетики в расплавленных солях.
Практическое занятие 7. Растворимость металлов в расплавленных солях.
Общие сведения о растворимости и фазовые диаграммы систем металл–соль.
Практическое занятие 8. Электролит алюминиевой ванны и пути его совершенствования.
4.4 Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы 1. Самостоятельное изучение отдельных разделов дисциплины.
2. Подготовка к практическим занятиям.
3. Написание реферата.
4. Подготовка к текущему и промежуточному контролю знаний.
5. Подготовка к зачету.
5 Образовательные технологии, применяемые для реализации программы При реализации программы дисциплины используются различные образовательные технологии: разбор конкретных ситуаций, групповые дискуссии.
6 Оценочные средства и технологии 1. Для текущего контроля успеваемости студентов предусмотрены контрольные вопросы.
2. Для промежуточной аттестации – тестирование студентов.
Для промежуточного контроля знаний по дисциплине предусмотрены тесты с различными видами заданий.
Пример КИМ:
Пример тестовых заданий для промежуточного контроля знаний.
1. Сколько электронов находится на внешнем энергетическом уровне атома алюминия?
2. Какие процессы протекают на угольных электродах при электролизе раствора сульфата марганца (II).
3. В растворе содержатся сульфаты железа (III), цинка, меди (II) и хрома (III). Какой металл выделится в первую очередь при электролизе?
1) Железо (III) 2) Цинк 3) Медь (II) 4) Хром (III).
В каком порядке катионы данных металлов будут восстанавливаться на катоде?
Напишите уравнения реакций.
4. Электролиз водного раствора хлорида меди описывается следующим уравнением:
1) CuCl2 + 2H2O = Cu(OH)2 + Cl2+ H 5. Емкость двойного электрического слоя в расплавленных солях с ростом температуры 1) уменьшается; 2) увеличивается; 3) температурная зависимость не прослеживается; 4) не зависит от температуры.
Объяснить температурную зависимость емкости.
6. С увеличением радиуса катиона в ряду Li+; Na+; K+; Rb+; Cs+ емкость двойного электрического слоя 3)емкость не зависит от радиуса катиона Обосновать ответ, основываясь на знаниях о строении двойного электрического слоя.
7. Серия из n=150 непрерывно работающих алюминиевых электролизеров нагрузкой 1 =145 кА выдала за месяц ( =30 суток) работы gфакт = 4700 т металла, содержащего рА1 = 99,5% А1.
Среднее напряжение на серии (с учетом периодических “анодных вспышек”) составило V = Каковы выход по току (Вт) и удельный расход электроэнергии (Wg) для полученного алюминия (в расчете на 100%-ный металл)?
1)Вт = 89,0%; Wg =15500 кВт.ч/т;
2) Вт = 8,9%; Wg =1550 кВт.ч/т;
3) Вт = 89,0%; Wg =7750 кВт.ч/т;
4) Вт = 98,0%; Wg =15500 кВт.ч/т.
8. При получении металлического кальция электролизом расплавленного СаС12 с использованием принципа “катода касания” применена катодная плотность тока D = 40 А/см2. Электролизер нагрузкой I = 1200 А работает с выходом по току Вт порядка 50% при среднем напряжении U = 27 В.
Рассчитать продолжительность наращивания кальциевого катода () длиной l = 500 мм (при t = 20° С).
9. Какую размерность в системе (СИ) имеет величина, обратная вязкости () и называемая текучесть?
1) Паскаль· секунда (Па.с) 2) Паскаль (Па) 3) Н/м2 4) Па-1.с- 10. Для исследования хлоридных расплавов в качестве электролита в серебряных электродах сравнения используют:
1) чистый хлорид серебра 2) раствор хлорида серебра в расплавленных смесях LiCl–KCl 3) раствор хлорида серебра в расплавленных смесях NaCl–KCl 4) раствор хлорида серебра в расплавленных смесях NaNO3– KNO 11. Установить соответствие между значениями условных стандартных электродных потенциалов металлов в расплавленной эвтектической смеси LiCl–KCl при 723 К (относительно хлорного электрода сравнения).
3. Опрос студентов на практических занятиях (активное участие студентов в проведении практических занятий; успешные ответы и выступления с сообщениями на практических занятиях).
4. Изучение дисциплины заканчивается итоговым контролем:
в 5 семестре – зачёт.
Для получения зачёта необходимо ответить на вопросы билета. Билеты составляются на основании списка вопросов, который выдается заранее.
7 Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины Основная литература:
1. Кузьмина М.Ю. Электрохимия расплавленных солей: учеб. пособие. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. – 84 с.
2. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия: учеб. для вузов.
– 2-е изд., испр. и перераб. – М.: Химия, Колос, 2008. – 669 с.
3. Миомандр Ф. Электрохимия / под. ред. Ю.Д. Гамбурга и В.А. Сафонова, пер с франц. В.Н. Грасевича. – М.: Техносфера, 2008. – 359 с.
4. Лукомский Ю.Я., Гамбург Ю.Д. Физико-химические основы электрохимии: учеб. для вузов. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2008. – 424 с.
«ЭЛЕКТРОХИМИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГОВ»
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1. Цели и задачи освоения дисциплины Курс «Электрохимия для металлургов» является дисицплиной по выбору студента (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Электрохимия расплавленных солей»).
Основными целями изучения дисциплины являются:
– изучение основных этапов развития электрохимии и её теоретических основ;
– изучение возможности защиты металлов от электрохимической коррозии;
– изучение структуры гальванических покрытий;
– изучение процессов электролитического рафинирования металлов;
– изучение физико-химических свойств и строения расплавленных электролитов;
– изучение вопросов комплексообразования в растворах расплавленных солей;
– изучение основных положений электрохимической термодинамики расплавленных солей и их применение при анализе и расчёте процессов электролитического получения металлов;
– изучение методов экспериментального исследования термодинамических свойств расплавленных солевых систем;
– изучение термодинамических основ ряда технологических процессов, связанных с применением расплавленных солей;
– изучение кинетики электродных процессов в расплавах и растворах электролитов;
– изучение процессов взаимодействия в системах металл-соль в расплавленном состоянии;
– формирование у студентов целостного научного мировоззрения;
– привлечение студентов к самостоятельной творческой работе.
В состав основных задач изучения дисциплины входит:
– формирование у студентов понимания роли и задач электрохимии в развитии современной цветной металлургии;
– изучение возможности интенсификации процессов производства металлов электролизом расплавленных солей, используя знания о физико-химических и термодинамических свойствах ионных расплавов, кинетики электродных процессов, механизма потерь металла при электролизе;
– изучение возможности повышения качества технологического продукта за счет совершенствования гидроэлектрометаллургической стадии получения металла;
– подготовка специалистов, владеющих навыками грамотной эксплуатации оборудования электрометаллургических цехов.
2. Компетенции обучающегося, формируемые при освоении дисциплины.
Общекультурные компетенции (ОК):
- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК– 6).
Профессиональные компетенции (ПК):
- уметь выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПК–19);
- уметь использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК–20);
термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы (ПК–21).
В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен – пользоваться профессиональной терминологией;
– правильно формулировать и решать разнообразные прикладные задачи, используя знания о строении и физико-химических свойствах электрохимических систем, а также термодинамики и кинетики электродных процессов;
– использовать электрохимические методы анализа при исследовании кинетических параметров электродных процессов в растворах и расплавах электролитов;
– использовать справочную литературу для выполнения расчетов;
– сделать выбор электродов сравнения, используемых для исследования растворов и расплавов электролитов;
– конструировать высокотемпературные электрохимические ячейки;
– определять направление и границы протекания самопроизвольных процессов;
– сделать выбор оптимального состава электролита для электролиза ионных расплавов на основании определения термодинамических свойств солевой фазы;
– анализировать фазовые равновесия на основе диаграмм состояния;
– владеть основными физико-химическими расчетами металлургических процессов;
– использовать полученные в результате изучения курса «Электрохимия для металлургов» знания для дальнейшего освоения других дисциплин.
– основные этапы и направления развития электрохимии и вклад отечественных учёных в ее становление;
– перспективные области применения растворов и расплавов электролитов;
– новые исследования в области электрохимии;
– термодинамическую трактовку равновесных электродных потенциалов;
– классификацию электродов;
– электрохимические методы исследования термодинамических свойств расплавленных солей;
– виды электродов сравнения, используемых для исследования ионных расплавов, а также устройство и условия работы высокотемпературных электрохимических ячеек;
– возможность применения расплавленных солей и металлов в системах преобразования энергии;
– строение двойного электрического слоя;
– основные понятия кинетики электродных процессов;
– основные сведения об электрохимической коррозии металлов;
– основные методы исследования электрохимической кинетики;
– основы гальванотехники и гидроэлектрометаллургии;
– растворимость металлов в расплавленных солях;
– природу химических реакций, используемых в металлургических производствах;
– термодинамические основы ряда технологических процессов, связанных с применением расплавленных электролитов;
– природу фазовых равновесий в металлургических системах;
– основы технологии получения металлов электролизом расплавленных солей;
– способы защиты окружающей среды при электролизе расплавленных хлоридов и фторидов;
владеть:
– основами конструирования и использования электрохимических ячеек;
– основными физико-химическими расчетами металлургических процессов.
3. Основная структура дисциплины.
Самостоятельная работа (в том числе курсовое проек- 38 тирование) Вид промежуточной аттестации (итогового контроля зачет зачет по дисциплине), в том числе курсовое проектирование 4. Содержание дисциплины.
4.1. Краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины.
Введение.
1.Основы теоретической электрохимии водных сред.
1.1. Равновесие в растворах электролитов.
1.2. Неравновесные явления в растворах электролитов.
1.3. Электродное равновесие.
1.4. Двойной электрический слой на границе электрод–электролит.
1.5. Неравновесные электродные процессы.
1.6. Кинетика некоторых электродных процессов.
2. Гальванотехника.
2.1 Структура гальванических покрытий.
2.2 Свойства электролитов.
2.3 Подготовка поверхности металлических изделий.
2.4 Никелирование.
2.5 Хромирование.
2.6 Лужение.
2.7 Цинкование.
2.8Электролитическое осаждение благородных металлов: серебрение и золочение.
2.9 Гальванопластика.
2.10 Анодная обработка поверхности металлов.
2.11 Оборудование гальванических цехов и контроль качества гальванических покрытий.
3. Гидроэлектрометаллургия.
3.1 Электролитическое рафинирование меди.
3.2 Электролиз в металлургии никеля, кобальта и железа.
3.3 Электролитическое рафинирование серебра и золота.
3.4 Электролитическое рафинирование чернового олова.
3.5 Методы защиты окружающей среды от воздействия металлургического производства.
4. Теоретические основы высокотемпературной электрохимии.
4.1 Физико-химические свойства и строение расплавленных солей.
4.2 Электрохимическая термодинамика расплавленных солевых систем.
4.3 Кинетика электродных процессов в расплавленных солях.
4.4 Взаимодействие в системах металл–соль в расплавленном состоянии.
5. Получение металлов электролизом расплавленных солей и основные мероприятия по защите окружающей среды.
5.1 Электролиз ионных расплавов. Общие сведения.
5.2 Получение алюминия.
5.3 Получение магния.
5.4 Получение других металлов и сплавов.
5.5 Защита окружающей среды при электролизе расплавленных хлоридов и фторидов.
4.2. Перечень рекомендуемых лабораторных работ.
Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3. Перечень рекомендуемых практических занятий.
1. Равновесные электродные потенциалы. Классификация электродов.
2. Выбор и конструирование электродов сравнения для расплавленных солей.
3. Химические источники тока.
4. Применение расплавленных солей и металлов в системах преобразования энергии.
5.Теоретические основы электролиза растворенных и расплавленных сред.
6. Физико-химические свойства и строение расплавленных солей. Общие термодинамические соотношения.
7 Физико-химические свойства электролита алюминиевой ванны.
8. Электролит алюминиевой ванны и пути его совершенствования.
9. Растворимость металлов в расплавленных солях. Общие сведения о растворимости и фазовые диаграммы систем металл–соль.
10. Конструкция и условия работы высокотемпературных ячеек с расплавленными хлоридными и нитратными электролитами.
11. Основы современного электрохимического анализа.
12. Примеры технологических расчетов.
4.4. Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы.
1. Самостоятельное изучение разделов дисциплины.
2. Подготовка к практическим занятиям.
3. Написание реферата.
4. Подготовка к зачету.
5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы.
Слайд-лекции, тестирование студентов, разбор конкретных ситуаций.
6. Оценочные средства и технологии 1. Текущий контроль успеваемости – тестирование студентов.
Пример КИМ 1. Как в промышленности получают алюминий?
1) Электролизом расплава Al2О 2) Восстановлением Al2О3 водородом 3) Термическим разложением нитрата алюминия 4) Растворением алюмосиликатных глин в воде 2. Какие процессы протекают на электродах при электролизе раствора сульфата меди (II).
3. В каких случаях при электролизе водных растворов солей:
1) на катоде выделится водород 2) на аноде выделится кислород 3) происходит одновременное восстановление катионов металла и катионов воды?
4. Реакция взаимодействия алюминия с соляной кислотой описывается сокращённым уравнением:
3) 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3+3H 5. Емкость двойного электрического слоя 1) в расплавленных солях выше, чем в водных растворах 2) не зависит от природы электролита 3) в расплавленных солях ниже, чем в водных растворах.
6. С уменьшением радиуса катиона в ряду Cs+; Rb+; K+; Na+; Li+ емкость двойного электрического слоя Обосновать ответ, основываясь на знаниях о строении двойного электрического слоя.
7. В цехе металлического натрия годовой производительностью 8000 т Na установлены ванны, работающие на хлоридном электролите.
Какова годовая потребность цеха в технической поваренной соли (рNaС1 = 99,7% NаС1), если потери соли составляют 5% (K=1,05) от ее расхода на собственно электролиз?
8.При получении металлического кальция электролизом расплавленного СаС1 2 с использованием принципа “катода касания” применена катодная плотность тока D = 40 А/см2. Электролизер нагрузкой I = 1200 А работает с выходом по току Вт порядка 50% при среднем напряжении U = 27 В.
Рассчитать удельный расход электроэнергии на 1 т получаемого металла (Wg).
9. В системе (СИ) единица кинематической вязкости ( = /) обозначается:
1) Паскаль- секунда (Па.с) 10. Для исследования расплава LiNO3–NaNO3–KNO3 при Т = 525К в качестве электролита в серебряных электродах сравнения используют:
1) чистый хлорид серебра 2) раствор хлорида серебра в расплавленных смесях LiCl–KCl 3) раствор хлорида серебра в расплаве NaNO 4) раствор хлорида серебра в расплавленных смесях NaNO3– KNO 11. Установить соответствие между значениями условных стандартных электродных потенциалов металлов в расплавленной эвтектической смеси LiCl–KCl при 723 К (относительно хлорного электрода сравнения).
2. Опрос студентов на практических занятиях (активное участие студентов в проведении практических занятий; успешные ответы и выступления с сообщениями на практических занятиях).
3. Для промежуточной аттестации – контрольные вопросы;
4. Изучение дисциплины заканчивается итоговым контролем:
в 5 семестре – зачет.
7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины.
Основная литература:
1. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., испр. и перераб. М.: Химия, Колосс, 2006. 672 с.
2. Кузьмина М.Ю. Электрохимия расплавленных солей. Избранные вопросы высокотемпературной электрохимии: конспект лекций. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. 32 с.
«ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ»
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1. Цели и задачи освоения дисциплины.
Курс «Основы научных исследований» является дисицплиной по выбору студента (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Основы научного творчества»).
Цели и задачи: изучение основных элементов научных исследований;
ознакомление с методологией и методикой научных исследований, а также с современными достижениями науки и техники; формирование у студентов творческих навыков; развитие необходимого подхода в выполнении научноисследовательской работы; постоянное повышение уровня подготовки специалистов металлургической отрасли.
2. Компетенции обучающегося, формируемые при освоении дисциплины:
– оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ОК-13);
– уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПКуметь выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПК-19).
В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен – использовать методы научного и экономического анализа, позволяющего принимать нужные решения в реальной работе;
– определять возможные технологические проблемы при производстве цветных металлов и пути их устранения;
– получить и строить экспериментальные зависимости и графики, отражающие металлургические процессы;
– контролировать гидрометаллургические процессы получения исходного сырья;
– читать научно-техническую документацию;
– основные этапы развития мировой науки и прикладных ее отраслей;
– особенности научных методов, используемых в производстве цветных металлов из соответствующих руд;
– особенности теоретических и практических методов научной работы;
– методы повышения производительности труда, методы математического анализа производственной деятельности металлургического предприятия;
– основные положения стратегии развития металлургической отрасли в России.
- теорией, технологией и основными приемами научных исследований в области металлургии цветных металлов;
- приемами практического использования научных исследований и разработок в цветной металлургии;
- способами прогрессивных технологических решений при проведении научной работы;
- основами совершенствования организации труда и управления производством;
- сведениями о новейших открытиях в области металлургии.
3. Основная структура дисциплины.
Самостоятельная работа (в том числе курсовое проек- 36 тирование) Вид промежуточной аттестации (итогового контроля по зачет зачет дисциплине), в том числе курсовое проектирование 4. Содержание дисциплины.
4.1. Краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины.
Введение.
1. Основные понятия.
2.Формулирование темы научного исследования.
3.Формулирование цели и задач исследования.
4. Методология теоретических исследований.
5. Методология экспериментальных исследований.
6. Анализ теоретико-экспериментальных исследований и формулирование выводов и предложений.
7. Внедрение и эффективность научных исследований.
8. Общие требования к научно-исследовательской работе.
9. Рецензирование научно-исследовательских работ.
10. Подготовка научных материалов к опубликованию в печати.
11. Основы постановки и выполнения исследований.
12. Обзор методов исследования.
4.2. Перечень рекомендуемых лабораторных работ.
Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3. Перечень рекомендуемых практических занятий.
1. Схемы основных типов научных исследований. Взаимосвязь науки и производства.
2. Разработки и внедренческие работы. Взаимосвязь между отдельными типами НИР.
3. Формирование задач исследования через анализ информации.
4. Информационный поиск как совокупность аналитических операций.
5. Сбор научной информации с использованием рациональных приемов работы с научной литературой.
4.4. Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы:
• проработка лекционного материала;
• поиск литературы в библиотеках и поисковых системах Internet, написание реферата;
• подготовка к практическим занятиям;
• конспектирование научной и иной литературы, рекомендованной для самостоятельного изучения;
• подготовка к зачету.
5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы.
При реализации программы применяются следующие образовательные технологии: групповые дискуссии, разбор конкретных ситуаций.
6. Оценочные средства и технологии.
1. Опрос, тестирование на компьютере, контрольная работа.
2. Изучение дисциплины заканчивается итоговым контролем:
во 2 семестре – зачет.
7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины.
Основная литература:
1. Никаноров А.В. Основы научных исследований: конспект лекций. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. 52 с.
2. Федоров А.Д. Основы научных исследований: конспект лекций. Иркутск:
Изд-во ИрГТУ, 2007. 36 с.
3. Никаноров А.В. Основы научных исследований: конспект лекций [электронный вариант]. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010.
«ОСНОВЫ НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА»
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1. Цели и задачи освоения дисциплины.
Курс «Основы научного творчества» является дисицплиной по выбору студента (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Основы научных исследований»).
Цели и задачи: рассмотреть проблемы научного творчества в аспекте активности творческой личности как проявления глубинных характеристик сознания и в соотношении деятельности человека в науке. Ознакомление будущих специалистов с организацией научно-исследовательской работы, с этапами исследования и структурой научного труда, с факторами, оказывающими влияние на исследователя и судьбу концепции.
2. Компетенции обучающегося, формируемые при освоении дисциплины:
– оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ОК-13);
–владеть нормами деловой переписки и делопроизводства (ОК-14);
– уметь сочетать теорию и практику для решения инженерных задач (ПКуметь выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПКВ результате освоения программы дисциплины обучающийся должен – выбирать адекватные способы планирования и проведения научноисследовательской работы;
– основные представления о научном творчестве и возможностях организации научно-исследовательской работы;
– общепсихологические методы, другие методики и частные приемы, позволяющие эффективно создавать и развивать научно-исследовательское творчество;
– иметь представление о возможности использования основ психологических знаний в процессе решения широкого спектра социально-психологических проблем, стоящих перед профессионалом.
владеть:
- теорией, технологией и основными приемами научных исследований в области металлургии цветных металлов;
- приемами практического использования научных исследований и разработок в цветной металлургии;
- способами прогрессивных технологических решений при проведении научной работы;
- основами совершенствования организации труда и управления производством;
- сведениями о новейших открытиях в области металлургии.
3. Основная структура дисциплины.
Самостоятельная работа (в том числе курсовое проек- 36 тирование) Вид промежуточной аттестации (итогового контроля зачет зачет по дисциплине), в том числе курсовое проектирование 4. Содержание дисциплины.
4.1. Краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины.
Введение.
1.Наука и научное исследование.
2. Методологические основы научного познания и творчества.
3. Система научно-исследовательской работы в ВУЗах.
4. Организация, планирование научно-исследовательской и научнометодической работы.
5. Направления научного исследования и этапы научно - исследовательской 6. Научно-техническая, патентная информация.
7. Основы экспериментальных исследований.
8. Предварительная оценка результатов эксперимента.
9. Оформление научных исследований.
10. Внедрение и эффективность научных исследований.
11. Выпускная квалификационная работа бакалавра.
4.2. Перечень рекомендуемых лабораторных работ.
Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3. Перечень рекомендуемых практических занятий.
Ознакомление с организацией научно-исследовательской работы в ОАО «Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов» (Иргиредмет).
Ознакомление с организацией научно-исследовательской работы на химическом факультете Иркутского государственного университета им. А.А. Жданова.
Ознакомление с организацией, работой и фондами библиотек Иркутского государственного технического университета и Иркутского государственного университета им. А.А. Жданова (Белый дом).
4.4. Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы:
• проработка лекционного материала;
• поиск литературы в библиотеках и в сети Internet, написание реферата;
• подготовка к практическим занятиям;
• конспектирование рекомендованной для самостоятельного изучения научной и другой литературы;
• подготовка к зачету.
5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы.
При реализации программы применяются следующие образовательные технологии: групповые дискуссии, разбор конкретных ситуаций.
6. Оценочные средства и технологии.
1. Контрольные вопросы, тестирование на компьютере, контрольная работа.
2. Изучение дисциплины заканчивается итоговым контролем:
во 2 семестре – зачет.
7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины.
Основная литература:
1. Никаноров А.В. Основы научных исследований: конспект лекций [электронный вариант]. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010.
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»
Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1.Цели и задачи освоения дисциплины.
Курс «Химия металлов» является дисицплиной по выбору студента (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Химия неметаллов»).
Цель изучения дисциплины заключается в формировании у студентов целостного системного взгляда на металлы, как на особую группу химических элементов со специфическими физическими, химическими и физико-химическими свойствами, позволяющими применять известные методы для их извлечения из руд, плавки и рафинирования.
В состав целей изучения дисциплины также входят:
– изучение основных этапов развития химии элементов и её теоретических основ;
– изучение физических и химических свойств металлов на основании их положения в периодический системе;
– изучение свойств характеристических соединений металлов и их соединений с другими неметаллами;
– изучение взаимосвязи между электронным строением и химическим поведением вещества;
– изучение специфики первого ряда переходных металлов и лантаноидов с привлечением учения о кайносимметричности электронных орбиталей и кайносимметричных элементах;
– изучение современных методов исследования кристаллохимического строения вещества;
– изучение химии металлов главных и дополнительных групп на основе периодического закона с привлечением термодинамических и структурных представлений;
– изучение процессов получения металлов на предприятиях цветной и чёрной металлургии;
– современные области применения металлов;
– формирование у студента целостного научного мировоззрения;
– привлечение студентов к самостоятельной творческой работе.
В состав основных задач изучения дисциплины входит:
– формирование у студентов понимания роли и задач курса «Химия металлов» в развитии современной цветной металлургии;
– изучение возможности интенсификации металлургических процессов на основе знания законов и теорий неорганической химии, свойств металлов и положения металлов в периодической системе элементов;
– подготовка специалистов, владеющих навыками грамотной эксплуатации оборудования металлургической промышленности.
2 Компетенции обучающегося, формируемые при освоении дисциплины Общекультурные компетенции (ОК):
– использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК– 6).
Профессиональные компетенции (ПК):
– уметь использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК–20);
– уметь использовать основные понятия, законы и модели термодинамики, химической кинетики, переноса тепла и массы (ПК–21).
В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен – фундаментальные законы и теории химии;
– основные этапы и направления развития химии металлов и вклад отечественных учёных в её становление и развитие;
– структуру периодической системы, положение металлов в периодической системе;
– электронное строение атомов элементов в нормальном состоянии;
– физические и химические свойства металлов и их соединений;
– свойства радиоактивных аналогов стабильных элементов периодической системы;
– нахождение в природе и общие принципы получения простых веществ;
– новые исследования в области химии металлов и металлургии;
– основы химии переходных металлов;
– общие закономерности протекания химических реакций;
– строение атома, химические элементы и их соединения, общие закономерности протекания химических реакций;
– природу химических реакций, используемых в металлургических производствах;
– природу фазовых равновесий в металлургических системах;
– законы и понятия физической химии для анализа металлургических процессов;
– термодинамические основы ряда технологических процессов, связанных с применением расплавленных электролитов;
– пользоваться профессиональной терминологией;
– использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности;
– использовать физико-математический аппарат для решения задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности;
– правильно формулировать и решать разнообразные прикладные задачи, используя данные о строении и физико-химических свойствах веществ и соединений;
– использовать основные понятия, законы и модели термодинамики и химической кинетики;
– ориентироваться в основных ресурсосберегающих технологиях получения металлов;
– формулировать основные проблемы современной металлургии, её роль и основные задачи;
– использовать справочную литературу для выполнения расчетов;
– прогнозировать и определять свойства соединений и направление химических реакций;
– определять направление и границы протекания самопроизвольных процессов;
– анализировать фазовые равновесия на основе диаграмм состояния;
– использовать полученные в результате изучения курса «Химия металлов» знания для дальнейшего освоения других дисциплин;
владеть:
– основными физико-химическими расчетами металлургических процессов.
3 Основная структура дисциплины Вид промежуточной аттестации (итогового контроля по Зачет Зачет дисциплине), в том числе курсовое проектирование 4 Содержание дисциплины 4.1 Краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины Введение в химию металлов Раздел 1 Избранные вопросы химии металлов Раздел 2 Элементы I группы периодической системы Тема 2.1 Литий Тема 2.2 Щелочные металлы.
Тема 2.3 Подгруппа меди: Cu, Ag, Au Раздел 3 Элементы II группы периодической системы Тема 3.1 Бериллий Тема 3.2 Магний Тема 3.3 Щелочноземельные металлы: Ca, Sr, Ba Тема 3.4 Подгруппа цинка: Zn, Cd, Hg Раздел 4 Элементы III группы периодической системы Тема 4.1 Алюминий Тема 4.2 Подгруппа галлия: Ga, In, Tl Тема 4.3 Подгруппа скандия и редкоземельных элементов (РЗЭ):
Sc, Y, La Раздел 5 Элементы IV группы периодической системы Тема 5.1 Подгруппа германия: Ge, Sn, Pb Тема 5.2 Подгруппа титана: Ti, Zr, Hf Раздел 6 Элементы V группы периодической системы Тема 6.1 Элементы подгруппы мышьяка: As, Sb, Bi Тема 6.2 Подгруппа ванадия: V, Nb, Ta Раздел 7 Элементы VI группы периодической системы Тема 7.1 Подгруппа хрома: Cr, Mo, W Раздел 8 Элементы VII группы периодической системы Тема 8.1 Подгруппа марганца: Mn, Tc, Re Раздел 9 Элементы VIII группы периодической системы Тема 9.1 Металлы триады железа: Fe, Co, Ni Тема 9.2 Платиновые металлы: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt Раздел 10 Радиоактивные и синтезированные элементы Тема 10.1 Радиоактивные аналоги стабильных элементов периодической системы: Po, At, Rn, Fr, Ra, Pm Тема 10.2 Металлы семейства актиноидов: Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm.
Тема 10.3 Трансактиноиды Раздел 11 Химия металлов и экология Тема 11.1 Проблемы защиты окружающей среды Тема 11.2 Безотходная технология 4.2 Перечень рекомендуемых лабораторных работ Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3 Перечень рекомендуемых практических занятий Практическое занятие 1. Электрохимические методы получения простых веществ.
Практическое занятие 2. Теоретические основы электролиза расплавленных сред.
Практическое занятие 3. Физико-химические свойства электролита алюминиевой ванны.
Практическое занятие 4. Принципы металлургических расчётов.
Практическое занятие 5. Правило фаз. Диаграммы состояния двух- и трёхкомпонентных систем (основные виды).
Практическое занятие 6. Металлохимия элементов подгруппы германия.
Практическое занятие 7. Металлохимия элементов подгруппы титана.
Практическое занятие 8. Электрохимическое оксидирование титана в нитратных расплавах.
4.4 Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы 1. Самостоятельное изучение отдельных разделов дисциплины.
2. Подготовка к практическим занятиям.
3. Написание реферата.
4. Подготовка к текущему и промежуточному контролю знаний.
5. Подготовка к зачету.
5 Образовательные технологии, применяемые для реализации программы При реализации программы дисциплины используются различные образовательные технологии: разбор конкретных ситуаций, групповые дискуссии.
6 Оценочные средства и технологии 1. Для текущего контроля успеваемости студентов предусмотрены контрольные вопросы.
2. Для промежуточной аттестации – тестирование студентов.
Для промежуточного контроля знаний по дисциплине предусмотрены тесты с различными видами заданий.
Пример КИМ:
Пример тестовых заданий для промежуточного контроля знаний.
1. Сколько электронов находятся на внешнем энергетическом уровне атома магния?
2. В ряду L i – Na – K – Rb… 1) изменяется агрегатное состояние простых веществ;
2) увеличивается электроотрицательность элементов;
3) изменяется заряд иона;
4) усиливаются металлические свойства элементов.
3.Укажите схему превращений, в которой степень окисления железа не изменяется:
3) Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3;
4. Какой из оксидов металлов относится к кислотным?
5. Реакция, которая происходит при растворении меди в концентрированной азотной кислоте, описывается сокращённым ионным уравнением:
3) Cu + 4H++2NO-3 = Cu2+ + 2H2O+ 2NO2;
6. В результате взаимодействия каких веществ образуется хлорид серебра (AgCl)?
1) Ag и НCl; 2) AgNO3 и НCl; 3) Ag2O и КCl; 4) Ag2S и NaCl.
7. Сколько граммов карбоната натрия надо добавить к 200г 10%-ного раствора карбоната натрия (Na2CO3), чтобы получить 20%-ный раствор?
8. К какому классу соединений относится гидрокарбонат натрия?
1) кислотный оксид;
9. Период полураспада некоторого радиоактивного изотопа Х при некоторой температуре равен 2 годам. За какое время распадётся 75% ядер этого изотопа?
10. Выберите ряд, в котором перечислены ионы, не способные одновременно существовать в водном растворе:
1) Cu2+, NO-3, Ва2+; 2) Al3+, CO2-3, Cа2+; 3) К+, Вr-, Fe2+; 4) Zn2+, Cl-, Са2+.
11. Алюмотермия используется для… 1) алкилирования аренов;
2 ) получения металлов из их оксидов;
3 ) нагревания алюминия;
4) получения водорода из алюминия.
12. Раствор какого вещества разъедает стеклянную посуду?
13. Установить соответствие между формулой оксида металла и степенью окисления металла.
14. Установите соответствие между схемой окислительно-восстановительной реакции и электронной схемой восстановления.
1) S+HNO3H2SO4+ NO2+ H2O 2) KI+ H2SO4 K2SO4+ I2+ H2S+ H2O 3) S+H2SO4 SO2+H2O 4) Mg+HNO3 Mg(NO3)2+NH4NO3+H2O 15. Гидроксид алюминия растворяется в… а) растворе аммиака б) растворе гидроксида натрия в) растворе сульфита натрия д) угольной кислоте е) этиловом спирте.
Запишите соответствующие буквы в алфавитном порядке.
16. Дана схема синтеза:
Определить вещества Х и У.
3. Опрос студентов на практических занятиях (активное участие студентов в проведении практических занятий; успешные ответы и выступления с сообщениями на практических занятиях).
4. Изучение дисциплины заканчивается итоговым контролем:
в 5 семестре – зачёт.
Для получения зачёта необходимо ответить на вопросы билета. Билеты составляются на основании списка вопросов, который выдается заранее.
7 Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины Основная литература:
1. Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов. М.: КНОРУС, 2012.
– 726 с.
2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие. – Изд. стер. М.: КНОРУС, 2012. – 240 с.
3. Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / под ред. А.И. Ермакова. – 30-е изд., испр. М.: Интеграл-Пресс, 2009. – 728 с.
4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов. – 7-е изд., стер. М.: Высш. школа, 2008. – 743 с.
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»
Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1.Цели и задачи освоения дисциплины.
Курс «Химия неметаллов» является дисицплиной по выбору студента (согласно учебному плану как альтернатива курсу «Химия металлов»).
формирование у студента целостного естественнонаучного мировоззрения, отвечающего современному уровню развития науки;
развитие у обучающегося химического мышления, необходимого ему при решении возникающих в процессе его профессиональной деятельности проблем, связанных с химией.
изучение неметаллического состояния простого вещества;
изучение особенностей химической связи соединений неметаллов;
изучение влияния химии неметаллов на свойства металлов и их сплавов;
оценка роли химии неметаллов в металлургии;
привитие студентам навыков работы с учебной и методической литературой.
2. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.
Освоение программы дисциплины по выбору «Химия неметаллов» позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:
владеть культурой мышлении, обобщать и анализировать информацию,ставить цель и выбирать пути её достижения (ОК-1);
логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК–2);
использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
обладать способностью к анализу и синтезу (ПК-18);
выбирать методы исследования, планировать и проводить необходимые эксперименты, интерпретировать результаты и делать выводы (ПК-19);
выбирать и применять соответствующие методы моделирования физических, химических и технологических процессов (ПК-22).
В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен определять химические свойства неметаллов, исходя из электронного строения их атомов и места в периодической системе;
устанавливать взаимосвязь между теорией и экспериментом;
обобщать и анализировать результаты экспериментальных и теоретических работ, формулировать выводы;
применять знания химии неметаллов в производстве металлов и их сплавов;
проводить самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов;
основные понятия и законы химии;
закономерности в изменении кислотно-основных и окислительновосстановительных свойств неметаллических элементов по периодам и группам периодической системы элементов Д.И. Менделеева;
природу химических реакций, используемых в металлургических производствах;
влияние неметаллов на окружающую среду.
владеть:
навыками решения практических задач;
способами безопасного обращения с химическими веществами.
3. Основная структура дисциплины.
Вид промежуточной аттестации (итогового кон- зачет зачет троля по дисциплине), в том числе курсовое проектирование 4. Содержание дисциплины.
4.1. Краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины.
1. Обзор свойств неметаллов.
1.1. Положение неметаллов в периодической системе Д.И.Менделеева.
1.2. Распространенность неметаллов.
1.3. Сравнительная характеристика важнейших химических свойств неметаллов.
2. Взаимосвязь химии неметаллов и их соединений с периодической системой, основные законы естественнонаучной дисциплины «Химия неметаллов»
применительно к химическим реакциям, лежащим в основе металлургических технологий.
4.2. Перечень рекомендуемых лабораторных работ.
Учебным планом данный вид занятий не предусмотрен.
4.3. Перечень рекомендуемых практических занятий.
1. Сравнительная характеристика важнейших химических свойств неметаллов.
2. Анионная функция неметаллов.
4.4. Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы.
1. Проработка лекционного материала при подготовке к текущему контролю знаний.
2. Подготовка к практическим занятиям.
3. Подготовка к зачету.
5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы.
Слайд-лекции.
6. Оценочные средства и технологии.
Для оценки текущей успеваемости каждому студенту выдаются индивидуальные задания на все темы практических работ.
Пример индивидуального задания 1. Основания для разделения простых веществ на металлы и неметаллы и условность этого деления.
2. Каково положение неметаллов в периодической системе элементов Д.И. Менделеева? К каким электронным семействам они относятся?
3. Могут ли азот и фосфор образовывать соединения: NF5 и PF5? Ответ мотивировать.
4. Чем отличается электронное строение атомов неметаллов второго периода от последующих периодов?
5. Отметьте, что является общим в электронном строении для каждого набора атомов в указанной степени окисления:
а) C-4, N-3, Ne0, O-2, Fб) Si-4, P-3, Ar0, S-2, CI- в) As-3, Se-2, Br-1, Kr 6. Используя понятие о донорно-акцепторном механизме, составьте схему образования частиц BF4- и NH4+. Сформулируйте понятие о валентности. Укажите валентность бора в частицах BF3, BF4- и азота в частицах NH2-, NH2-, NH3, NH4+.
7. Почему благородные газы нельзя отнести к неметаллам или металлам?
8. Какие элементы встречаются в природе в составе газообразных, жидких и твердых веществ?
9. Назовите самый распространенный элемент во вселенной.
10. Как правило, в подгруппах сверху вниз распространенность элементов уменьшается. Для каких элементов это правило не выполняется?
11. Почему Восточная Сибирь является перспективным регионом добычи углеводородного сырья?
12. Укажите основные признаки металлического и неметаллического состояния веществ.
13. В каких соединениях неметаллы образуют одинарные или кратные ковалентные связи: H2, Br2, HCI, F2, NH3, C2, O2, N2, C2H2, CH4, C2H4?
14. Приведите по два примера, подтверждающие металлическое состояние неметалла и неметаллическое состояние металла.
15. Каковы различия в химии а) углерода и кремния;
в) кислорода и серы.
16. Укажите механизм образования связи в частицах: F2, NH4+, H2O, HCI, SiF62-, CI2, Br2, NH3, BF4-.
17. Составьте уравнения реакций взаимодействия водорода с галогенами, кислородом, серой, селеном, теллуром, азотом и углеродом. Каковы кислотно-основные и окислительновосстановительные свойства полученных гидридов?
18. Как можно получить гидриды: SiH4, PH3?
19. Какая кислота более сильная:
д) H2SO4 или H2SeO4?
20. Известно, что в каждой паре кислотный оксид – кислота степень окисления кислотообразующего элемента одна и та же. Составьте соответствующие пары из следующих наборов оксидов и кислот:
а) As2O3, As2O5, CI2O, CI2O7, CrO3, I2O5, Mn2O7, N2O5, P4O10, SO3.
б) H2Cr2O7, HPO3, H3AsO3, H4P2O7, H2SO4, HNO3, HCIO4, HAsO2, H2CrO4, HIO3, H3PO4, HMnO4, H3AsO4, HCIO, H2S2O7.
2. Изучение дисциплины заканчивается итоговым контролем:
в 5 семестре – зачет.
7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины Основная литература:
1. Вершинина В.П. Химия неметаллов: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. 112 с.
«КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА»
Направление подготовки: 150400 «Металлургия»Профиль подготовки: «Металлургия цветных, редких и благородных Квалификация (степень) бакалавр 1. Цели и задачи освоения дисциплины.
Цели освоения дисциплины «Компьютерная графика»:
1. Развитие способности мысленного восприятия пространственного геометрического образа по его отображению на плоскости.
2. Обучение выполнению простых чертежей, т.е. изображению несложных изделий на комплексном чертеже и в аксонометрических проекциях, создание трехмерных моделей.
3. Обучение навыкам чтения чертежей, т.е. мысленного представления форм и размеров изделий по их изображениям на чертеже.
4. Развитие навыков техники выполнения чертежей в ручной и машинной графике.
5. Освоение методов и средств автоматизации выполнения и оформления проектно-конструкторской документации.
Задачи курса:
«