Рабочая программа учебной дисциплины " теоретическая электрохимия " Цикл



Скачать 150.11 Kb.
Дата09.01.2013
Размер150.11 Kb.
ТипРабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ проблем энергетической эффективности
___________________________________________________________________________________________________________


Направление подготовки: 140100 - Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль(и) подготовки: Автономные энергетические системы

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"теоретическая электрохимия"


Цикл:

Математический и естественнонаучный




Часть цикла:

По выбору




дисциплины по учебному плану:

ИПЭЭф; Б2вв.4,1




Часов (всего) по учебному плану:

360




Трудоемкость в зачетных единицах:

10

5 семестр – 10

Лекции

36 час

5 семестр

Практические занятия

36 час

5 семестр

Лабораторные работы

18 час

5 семестр

Расчетные задания, рефераты

40 час самостоят. работы

5 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

270 час




Экзамены




5 семестр

Курсовые проекты (работы)




5 семестр



Москва - 2010

1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение основных понятий и законов электрохимии, в частности, вопросов электрохимии, составляющих базу теоретических основ химических источников тока

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:


  • к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

  • в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, приобретению новых знаний, использованию различных средств и технологий обучения (ОК-6);

  • к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

  • к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-12);

  • понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности (ОК-15);

  • демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

  • выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности и привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3).

  • использовать современное электрохимическое технологическое и лабораторное оборудование и приборы (ПСК-4);

  • к проведению измерений и наблюдений в области водородной энергетики и технологии, топливных элементов, электрохимических энергоустановок, составлению описания проводимых исследований, подготовке данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций (ПК-13).


Задачами дисциплины являются

  • познакомить обучающихся с основными понятиями и законами современной теоретической электрохимии;

  • научить производить расчеты по основным закономерностям электрохимии, научить проводить эксперименты по исследованию электролитов, по электрохимической термодинамике и электрохимической кинетике, научить делать выводы из расчетных и экспериментальных работ, относящихся к электрохимии.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части Математического и естественнонаучного цикла Б.2 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Автономные энергетические системы направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Химия", «Математика», «Физическая химия».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин "Теоретические основы химических источников тока", "Водородная и электрохимическая энергетика», «Энергосберегающая автономная энергетика», «Коррозия и защита материалов в энергетике».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

  • принципы работы установок водородной энергетики, электрохимических реакторов, аккумуляторов, первичных элементов, топливных элементов, электрохимических энергоустановок;

  • источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по электрохимии (ПК-17).


Уметь:

  • самостоятельно разбираться в методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

  • организовать рабочее место в электрохимической лаборатории (ПК-12);

  • осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

  • собирать и анализировать исходные данные для решения эадач прикладной электрохимии с использованием современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);

  • проводить эксперименты по заданной методике и анализировать результаты с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18);

Владеть:

  • способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

  • готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);

  • навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

  • терминологией в области электрохимии (ОК-2);

  • навыками поиска информации об электрохимических характеристиках (ПК-6);

  • готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);



4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц, 324 часа.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Роль электрохимии в современном мире

14

5

2

2




10

Тест на знание терминологии

2

Общие свойства электролитов. Теория электролитической диссоциации.

32

5

4

4

2

22

Тест: теория диссоциации

3

Теория сильных электролитов.

14

5

2

2




10

Тест: коэффициенты активности

4

Электропроводность и числа переноса.

18

5

2

2

4

10

Тест: зависимость электропроводности от концентрации

5

Полимерные, неводные, расплавленные и твердые электролиты.

14

5

2

2




10

Тест: особенности неводных электролитов

6

Электрохимическая термодинамика.

Уравнение Нернста.

46

5

6

6

4

30

Контрольная работа

7

Двойной электрический слой. Электрохимическая адсорбция

32

5

4

4

2

22

Тест: строение двойного слоя

8

Основы электро-химической кинетики. Диффузионная кинетика.

32

5

4

4

2

22

Контрольная работа

9

Теория замедленного разряда.

32

5

4

4

2

22

Тест: поляризационные кривые

10

Сложные электродные процессы.

Электрохимическая природа коррозии.

52




6

6

2

38

Контрольная работа




Зачет

2

5

--

--

--

2







Экзамен

36

5

--

--

--

36

устный




Итого:

324




36

36

18

234





4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции
1. Роль электрохимии в современном мире

Определения. Сущность электрохимических процессов. Соотношение электрохимии с другими дисциплинами. Краткий исторический очерк. Электрохимические производства. Законы Фарадея.

2. Общие свойства электролитов

Определения. Особенности жидких электролитов. Изотонический коэффициент. Предпосылки создания теории электролитической диссоциации.
3. Теория электролитической диссоциации

Теория электролитической диссоциации. Доказательства существования ионов. Ионные равновесия в растворах. Закон разведения. Недостатки теории Аррениуса. Ион-дипольное взаимодействие. Механизм диссоциации электролитов. Энергия кристаллической решетки. Энергия сольватации. Реальная и химическая энергии сольватации. Числа сольватации.
4. Теория сильных электролитов

Ион-ионное взаимодейсвие. Ионная атмосфера. Теория сильных электролитов. Активность и коэффициенты активности. Три приближения Дебая-Гюккеля. Ионная ассоциация.

5. Электропроводность и числа переноса

Транспортные явления в электролитах. Диффузия и миграция. Удельная и эквивалентная электропроводности. Методы измерений. Числа переноса. Электрофоретический и релаксационные эффекты. Эффекты Вина и Дебая-Фалькенгагена. Особенности подвижности ионов водорода и гидроксила.
6. Полимерные, неводные, расплавленные и твердые электролиты

Особенности неводных, расплавленных и твердых электролитов. Ближний и дальний порядок. Ионные решетки и подрешетки. Уравнения Аррениуса и Фогеля-Вульчера-Таммана
7 Электрохимическая термодинамика

Строение межфазных границ. Гальвани- и вольта-потенциалы. Измерения потенциалов. Электродный потенциал и ЭДС гальванических элементов. Причины образования гальвани-потенциалов. Электрохимическое выражение первого и второго принципов термодинамики. Уравнение Гиббса-Гельмгольца.
8. Уравнение Нернста

Уравнение Нернста. Электрохимические цепи. Цепи с переносом и без переноса. Полуреакции. Стандартные потенциалы. Классификация электродов. Метод ЭДС для определения активности. Мембранные потенциалы. Ион-селективные электроды.
9 Двойной электрический слой

Двойной электрический слой, определения. Адсорбция, поверхностные избытки. Адсорбционное уравнение Гиббса. Потенциал нулевого заряда. Электрокапиллярные явления. Уравнение Липпмана. Модели двойного электрического слоя. Теория Гуи-Чепмена-Штерна-Грэма.

10. Электрохимическая адсорбция

Кривые заряжения. Изотермы адсорбции. Кинетика электрохимической адсорбции и десорбции
11. Методы адсорбционных измерений

Адсорбционные и импедансные методы изучения двойного слоя. Методы измерения кривых заряжения. Применение радиоактивных индикаторов. Прямые и косвенные методы адсорбционных измерений
12. Электрохимическая адсорбция водорода, кислорода и органических веществ

Платиновый электрод. Электроды из металлов платиновой группы. Различия в закономерностях адсорбции водорода и кислорода. Абсорбция водорода и кислорода. Особенности адсорбции и хемосорбции простых органических соединений.
13. Основы электрохимической кинетики

Общая характеристика электрохимических процессов. Связь электрохимической и химической кинетики. Стадийность электрохимических процессов. Поляризационные кривые.
14. Диффузионная кинетика.

Диффузионная кинетика. Стационарные диффузионные процессы. Вращающийся дисковый электрод. Дисковый электрод с кольцом. Нестационарная диффузия. Потенциостатический и гальваностатический режим. Диффузионный импеданс.
15. Теория замедленного разряда.

Теория замедленного разряда. Релаксационные методы исследования электрохимической кинетики. Влияние двойного электрического слоя на кинетику электродных процессов. Замедленные химические стадии. Механизм выделения водорода. Фазовая поляризация.
16. Полярография.

Ртутный капельный электрод. Классическая полярография. Осциллографическая полярография. Полярография неорганических и органических соединений.
17. Сложные электродные процессы

Кинетика и механизм выделения и ионизации кислорода. Механизм выделения хлора. Механизм электрохимического окисления и восстановления органических соединений
18. Электрохимическая природа коррозии.

Электрохимическая природа коррозии. Стационарный потенциал. Локальные элементы. Пассивность. Методы защиты от коррозии
4.2.2. Практические занятия

5 семестр

Расчет выходов по току процессов осаждения металла и выделения газов

Расчет степени диссоциации слабых электролитов

Расчет эквивалентной электропроводности

Расчет чисел переноса

Расчет равновесных потенциалов редокс-систем.

Расчет коэффициентов активности

Расчет коэффициентов диффузии

Расчет энергии активации
4.3. Лабораторные работы

5 семестр

№ 1. Определение выходов по току процессов осаждения металла и выделения газов

№ 2. Определение степени диссоциации слабых электролитов

№ 3. Измерение удельной электропроводности и расчет эквивалентной электропроводности

№ 4. Измерения равновесных потенциалов редокс-систем. Расчет коэффициентов активности

№ 5. Получение поляризационных кривых процессов с диффузионным контролем

№ 6. Получение поляризационных кривых с активационным контролем. Измерение энергии активации
4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Практические занятия проводятся в форме семинаров.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется экзаменатором как экспертом

В приложение к диплому вносится оценка, полученная на экзамене

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

Б.Б.Дамаскин, О.А.Петрий. Основы теоретической электрохимии. М., Высшая школа, 1987
б) дополнительная литература:

1. В.С.Багоцкий. Основы электрохимии. М., Химия, 1988

2. Л.И.Антропов. Теоретическая электрохимия. М., Высшая школа, 1984

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.xumuk.ru/, http://www.ingibitory.ru, http://www.biohim.ru/, http://www.krasko.ru,


8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и учебной химической лаборатории, располагающей оборудованием для современного физико-химического анализа.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю «Автономные энергетические системы».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.х.н., профессор А.М.Скундин


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой химии и электрохимической энергетики

д.т.н., профессор Н.В.Кулешов

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " теоретическая механика " Цикл

Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «дополнительные главы математики» Цикл: общенаучный цикл
По завершению освоения данной дисциплины выпускник должен обладать следующими компетенциями
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины (модуля) «Теоретическая механика»
Дисциплина «Теоретическая механика» входит в вариативную часть (Б2) математического и естественнонаучного цикла
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «теоретическая механика»

Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая учебная программа дисциплины Теоретическая электрохимия
Это одна из основных теоретических дисциплин профиля, ибо без знания теоретической электрохимии невозможны сознательные и эффективные...
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины теоретическая грамматика английского языка По подготовке специалиста
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению...
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «Современная оптоэлектроника» Цикл: профессиональный

Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " математическое моделирование " Цикл
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " химия и экология " Цикл
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая электрохимия \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины "элнектрохимические энергоустановки" Цикл: Профессиональный
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org