rp_metody_neorganicheskogo_sintezax

Министерство образования и науки РФ
ФБГОУ ВПО «САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени Н.Г. Чернышевского»
ИНСТИТУТ ХИМИИ
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебно-методической
работе, профессор Елина Е.Г.
______________________________
"____" __________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины
«Методы синтеза химических веществ»
Модуль «Методы неорганического синтеза»
подготовки бакалавра
050100 – ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Профиль подготовки
ХИМИЯ
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения - очная
Саратов, 2011
1
освоение студентами методов и техники
синтеза неорганических веществ; закрепление, углубление и расширение теоретических знаний,
практических умений и навыков студентов по неорганической химии.
1. ЦЕЛЯМИ ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ ДИСЦИПЛИНЫ ЯВЛЯЮТСЯ:
Модуль дисциплины «Методы
неорганического синтеза» относится к вариативной части цикла профессиональных дисциплин –
Б3+.В.5.1.
Для освоения модуля дисциплины «Методы неорганического синтеза» обучающиеся используют
знания, умения, сформированные в ходе изучения дисциплин «Общая и неорганическая химия».
Содержание дисциплины должно служить для дальнейшего изучения студентами других химических и
методических дисциплин: «Прикладная химия», «Методика обучения и воспитания химии»,
«Элективные курсы химического профиля в современной школе», «Методика внеклассной работы»,
«Методика организации учебного химического эксперимента», «Организация творческих проектов
учащихся в процессе изучения химии».
Дисциплина служит для развития экспериментальных навыков будущего учителя по оснащению
химического кабинета необходимыми реактивами, а также для подготовки к проведению уроков и
внеурочных мероприятий во время педагогических практик и в ходе профессиональной деятельности, а
также при подготовке выпускных квалификационных работ.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП БАКАЛАВРИАТА.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ «МЕТОДЫ
НЕОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА» ДИСЦИПЛИНЫ «МЕТОДЫ СИНТЕЗА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ».
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование соответствующих компетенций учителя
химии, в том числе:
компетенций в области педагогической деятельности (ПК):
способен реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в различных
образовательных учреждениях (ПК-1);
специальными компетенциями в области химической науки (СК):
владеет основными химическими и физическими понятиями, знаниями фундаментальных законов
химии и физики; явлений и процессов, изучаемых химией и физикой (СК-2);
владеет классическими и современными методами анализа веществ; способен к постановке
эксперимента, анализу и оценке лабораторных исследований (СК-4);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
- теоретические основы синтеза и очистки неорганических веществ;
- простейшие методы получения химических веществ, их выделения, очистки и идентификации.
- правила техники безопасности при синтезе неорганических веществ;
уметь:
- подготовить химическую посуду и оборудование к синтезу;
- проводить лабораторные синтезы неорганических веществ, в первую очередь, необходимые для
изучения в школьном курсе химии;
- при наличии нескольких способов получения конкретного вещества выбрать оптимальный метод;
- составить материальный баланс процесса синтеза вещества, определить практический выход продукта;
- находить источники информации о путях синтеза неорганических соединений.
владеть:
- навыками работы с химическими реактивами, посудой и оборудованием в ходе лабораторного синтеза
и очистки неорганических веществ;
- навыками определения физико-химических констант синтезированных веществ;
2
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ «МЕТОДЫ НЕОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА»
Общая трудоемкость модуля составляет 3 зачетные единицы; 108 часов.
№
п/п
1
2
3
4
Раздел дисциплины
Се
мес
тр
Неде
ля
семес
тра
Техника безопасности при
синтезе неорганических веществ.
Работа с лабораторным
оборудованием, посудой и
реактивами. Важнейшие
источники информации о путях
синтеза неорганических и
координационных соединений.
Основные методы разделения,
концентрирования и очистки
неорганических веществ.
Химические транспортные
реакции.
Теоретические основы
неорганического синтеза.
Стехиометрические расчеты в
неорганическом синтезе.
Понятие о материальном балансе
синтеза.
3
1
1
1
2
4
Интерактивная лекция
Собеседование
3
1-2
1
3
4
8
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
3
3-4
2
4
6
12
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
3
5-6
1
3
4
8
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
Растворы. Приготовление
растворов.
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в часах)
Лек- Лабо СамоВсе
ции
-растоя-го
тортельные
ная
заня- работа
тия
Формы текущего
контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Формы промежуточной
аттестации
(по
семестрам)
Интерактивные формы
обучения
5
Твердофазные методы синтеза.
Металлотермические методы
синтеза металлов
3
6-7
1
3
4
8
6
Реакции в газовой фазе.
Особенности проведения
реакций в газовой фазе.
3
7-8
1
3
4
8
7
Методы синтеза безводных
неорганических соединений.
Обезвоживание кристаллогидратов. Проведение синтезов
неорганических препаратов в
органических растворителях.
Получение простых веществ
металлов и неметаллов.
Электрохимические методы
получения неорганических
веществ
3
9-10
1
3
4
8
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
3
10-11
1
3
4
8
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
3
12-13
1
3
4
8
3
13
2
2
4
3
13-14
2
2
4
3
1415
2
2
4
Интерактивная лекция
Отчет по
лабораторной работе
Отчет по
лабораторной работе
Отчет по
лабораторной работе
Отчет по
лабораторной работе
8
9
10
11
12
Способы получения оксидов
Получение галогенидов
Получение гидридов металлов
Способы получения оснований и
кислородсодержащих кислот
3
13
Получение солей
3
2
2
4
3
1516
16
14
Синтез двойных солей и
комплексных соединений.
2
2
4
15
Виртуальный химический
эксперимент
3
17
2
2
4
16
Самостоятельный синтез
3
1718
6
6
12
Итоговый контроль
Всего часов
3
Отчет по
лабораторной работе
Отчет по
лабораторной работе
Отчет по
лабораторной работе
Контрольная работа
зачет
10
44
54
108
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Тема 1. Техника безопасности при синтезе неорганических веществ. Работа с лабораторным
оборудованием, посудой и реактивами. Инструктаж по технике безопасности. Работа с
нагревательными приборами, весами, мерной посудой. Важнейшие источники информации о путях
синтеза неорганических и координационных соединений.
Тема 2. Основные методы разделения, концентрирования и очистки неорганических веществ.
Перекристаллизация, фильтрование, отстаивание, магнитное разделение, хроматография, дистилляция.
Химические транспортные реакции.
Тема 3. Теоретические основы неорганического синтеза. Стехиометрические расчеты в
неорганическом синтезе. Применение основ химической кинетики и стехиометрии в химическом
синтезе. Понятие о материальном балансе синтеза.
Тема 4. Растворы. Приготовление растворов. Основные понятия (раствор, концентрация, расчеты и
практика приготовления растворов).
Тема 5. Твердофазные методы синтеза. Металлотермические методы синтеза металлов.
Алюмотермия, магниетермия.
Тема 6. Реакции в газовой фазе. Особенности проведения реакций в газовой фазе. Получение и
собирание газообразных веществ. Особенности учебного химического эксперимента с газами.
Тема 7. Методы синтеза безводных неорганических соединений. Обезвоживание
кристаллогидратов. Проведение синтезов неорганических препаратов в органических
растворителях. Кристаллогидраты, состав, хранение, выветривание, дегидратация. Основные
органические растворители в неорганическом синтезе. Получение иодидов в неводных растворах.
Тема 8. Получение простых веществ металлов и неметаллов. Классификация простых веществ.
Общие способы получения металлов и неметаллов. Законы Фарадея. Электролиз солей. Препаративные
методы получения меди, серебра, галогенов, серы.
Тема 9. Способы получения оксидов. Классификация оксидов. Прямые и косвенные методы
получения оксидов.
Тема 10. Получение галогенидов. Галогениды металлов и неметаллов. Получение хлороводорода и
соляной кислоты. Взаимодействие металлов с галогенами.
Тема 11. Получение гидридов металлов. Свойства гидридов металлов. Взаимодействие водорода с
активными металлами.
Тема 12. Способы получения оснований и кислородсодержащих кислот. Классификация и свойства
гидроксидов. Получение растворимых и нерастворимых оснований. Получение растворимых и
нерастворимых кислородсодержащих кислот.
Тема 13. Получение солей. Классификация и свойства солей. Получение солей в результате реакций:
нейтрализации, взаимодействия солей с кислотами, основаниями, солями, простыми веществами,
взаимодействием металлов с неметаллами.
Тема 14. Синтез двойных солей и комплексных соединений. Классификация двойных солей и
комплексных соединений. Синтез соли Мора, сульфата тетрамминмеди (II).
Тема 15. Виртуальный химический эксперимент. Понятия о компьютерных программах
«Виртуальная лаборатория». Виртуальный эксперимент дробной кристаллизации дихромата калия и
хлорида натрия (Chem. lab. 02 for Windows).
Тема 16. Самостоятельный синтез. Каждый студент проводит контрольную работу «Синтез вещества
по индивидуальной теме».
4
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Освоение дисциплины и формирование соответствующих компетенций у будущих учителей
предполагает применение комплексного сочетания образовательных технологий, в том числе:
личностно-ориентированные педагогические технологии; технологии, направленные на активизацию и
интенсификацию учебной деятельности обучаемых; технологии, основанные на повышении
эффективности организации учебного процесса; технологии развивающего обучения и критического
мышления; технологии модульного (блочного) обучения; информационно-коммуникативные
технологии; игровые технологии; технологии, основанные на деятельностном подходе к формированию
компетенций будущего специалиста и др. Большинство аудиторных занятий дисциплины проводится с
использованием интерактивных форм обучения, что отражено в таблице раздела 4 данной программы.
Доля лекционных занятий дисциплины составляет 18,5% от общего числа аудиторных занятий.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ. ОЦЕНОЧНЫЕ
СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.
Методологическую основу самостоятельной работы студентов составляет деятельностный подход,
когда цели обучения ориентированы на формирование умений решать типовые и нетиповые задачи, т. е.
на реальные ситуации, где студентам надо показать умения и навыки, необходимые учителю химии.
Целесообразно применять организацию СР студентов по индивидуальным заданиям или проектам с
последующей (в виде итога) презентацией или защитой.
Постоянно осуществлять текущий контроль и учет учебных достижений студентов.
Вопросы для определения усвоения знаний студентами
1. Техника безопасности при синтезе неорганических веществ.
2. Работа с лабораторным оборудованием, посудой и реактивами.
3. Работа с нагревательными приборами, весами, мерной посудой.
4. Основные методы разделения, концентрирования и очистки неорганических веществ.
5. Перекристаллизация, фильтрование, отстаивание, магнитное разделение, хроматография,
дистилляция.
6. Химические транспортные реакции.
7. Стехиометрические расчеты в неорганическом синтезе.
8. Понятие о материальном балансе синтеза.
9. Растворы. Приготовление растворов.
10. Электрохимические методы получения неорганических веществ. Законы Фарадея. Электролиз
солей.
11. Твердофазные методы синтеза. Металлотермические методы синтеза металлов. Алюмотермия,
магниетермия.
12. Реакции в газовой фазе. Особенности проведения реакций в газовой фазе. Получение и
собирание газообразных веществ.
13. Особенности учебного химического эксперимента с газами.
14. Методы синтеза безводных неорганических соединений. Кристаллогидраты, состав, хранение,
выветривание, дегидратация.
15. Проведение синтезов неорганических препаратов в органических растворителях.
16. Получение иодидов в неводных растворах.
17. Получение простых веществ металлов и неметаллов.
18. Препаративные методы получения меди, серебра, галогенов, серы.
19. Классификация оксидов. Прямые и косвенные методы получения оксидов.
20. Получение галогенидов. Галогениды металлов и неметаллов.
21. Получение хлороводорода и соляной кислоты.
22. Получение гидридов металлов. Свойства гидридов металлов.
23. Способы получения оснований и кислородсодержащих кислот.
24. Получение растворимых и нерастворимых оснований.
25. Получение растворимых и нерастворимых кислородсодержащих кислот.
26. Классификация, свойства и получение солей.
27. Синтез двойных солей и комплексных соединений.
28. Виртуальный химический эксперимент.
5
7.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
НЕОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА"
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
МОДУЛЯ
"МЕТОДЫ
Основная литература
1. Штремплер Г.И., Мустафин А.И. Учебный химический эксперимент. Приготовление растворов.
Получение неорганических веществ: Учеб.-метод. пособие для студентов хим.-биол. специальностей. –
Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2006. – 52 с. ISBN 5-292-03556-4.
2. Штремплер Г.И. Методика учебного химического эксперимента в школе. Учебно-методическое
пособие для студентов химических специальностей. 2008. - 284 с. /Электронный ресурс/ Режим доступа:
сайт
Института
химии
Саратовского
государственного
университета
http://www.sgu.ru/faculties/chemical/uch/ped.
Дополнительная литература
1. Неорганическая химия: В 3 т. / Под ред. Ю. Д. Третьякова.: Физико-химические основы
неорганической химии: Учебник для студ. высш. учеб. заведений / М. Е. Тамм, Ю. Д. Третьяков. – М.:
Издательский центр «Академия», 2004-2007. – 240 с; – 368 с.; 368 с.
2. Практикум по неорганической химии. Синтезы повышенной сложности: Учеб. Пособие для студ.
Высших учеб. Заведений /В.А. Алёшин и др.; Под ред. Ю.Д. Третьякова – М.: Издательский центр
«Академия», 2004. – 384 с.
ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ
1. Ключников Н.Г. Неорганический синтез: Учебн. пособие для студентов пед. институтов по хим. и
биол. спец. Электронный ресурс. /Режим доступа/: http://www.twirpx.com/file/277867/. 271 с.
2. Ключников Н.Г. Практикум по неорганическому синтезу: Для студентов педагогических институтов
по химических и биологическим специальностям. Электронный ресурс. /Режим доступа/:
http://books4study.org/ebook 1932.html.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для усвоения дисциплины студентами преподавателю необходимо использовать следующие средства
обучения: учебно-методический комплекс, перечень основной и дополнительной литературы, учебное
оборудование химических лабораторий, технические и информационные средства обучения, тексты
лекций.
Информационно-коммуникативные средства
1. Компьютерные программы Chem Lab, Chem Office, Chem Draw, Открытая химия, Репетиторы по
химии и др.
Технические средства обучения
1. Компьютер мультимедийный с пакетом прикладных программ (текстовых таблиц, графических и
презентационных); с возможностью подключения к Интернет; аудио и видео выходы, с приводами для
чтения и записи компакт-дисков; оснащенный акустической колонкой.
Химические реактивы, приборы, таблицы, коллекции, наборы посуды и лабораторных
принадлежностей
в
соответствии
с
перечнем
оборудования
химических
кабинетов
общеобразовательных школ
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО направления подготовки
050100 Педагогическое образование, утвержденного приказом Министерства образования и науки
Российской Федерации от 17 сентября 2009 года, № 337. Профиль «Химия» ФГОС ВПО утвержден
приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 22 декабря 2009 года, № 788 с
учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки бакалавра 050100 –
ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ; профиль ХИМИЯ.
Программа одобрена на заседании кафедры химии и методики обучения Института химии СГУ от 29
августа 2011 года, протокол № 15.
Автор: профессор кафедры химии и методики обучения Института химии СГУ
_______________________________ Штремплер Г.И.
Зав. кафедрой химии и методики обучения, д.х.н. ____________________
Пчелинцева Н.В.
Директор Института химии, д.х.н. профессор ___________________________ Федотова О.В.
6