Элективный курс Основы прикладной химии 10-11 класс
Муниципальное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 16
с углубленным изучением отдельных предметов
Утверждена научно-методическим
советом МОУ сош № 16 с углубленным
изучением отдельных предметов
Программа
элективного курса
«Основы прикладной химии»
10 – 11 класс
Учитель Волкова Н.В.
Арзамас, 2005 г.
ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 10 – 11 КЛАССОВ
ОБЪЕМ 136 ЧАСОВ
Волкова Н.В.
ОСНОВЫ ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ
Аннотация.
Элективный курс «Основы прикладной химии» предназначен для учащихся 10-11 классов средних общеобразовательных школ и классов с углубленным изучением химии. Содержание курса носит комплексный характер, позволяющий решать образовательные, развивающие и воспитательные задачи.
Программа рассчитана на 2 года обучения.
Общее количество часов – 136; 68 часов - 10 класс, 68 часов – 11 класс.
Практические умения и теоретические знания, полученные в ходе элективного курса, являются хорошей мотивационной основой для обучения предметам естественно – научного цикла, а также профессиональной ориентации школьников.
Пояснительная записка.
Целью курса «Основы прикладной химии» является развитие учебных и профессиональных интересов учащихся в области химии и химической технологии.
Учебно-воспитательные задачи курса:
изучение основ науки: важнейших факторов, понятий, химических законов и теорий, химической символики, обобщений мировоззренческого характера;
воспитание нравственности, гуманизма, бережного отношения к природе и собственности;
воспитание осознанной потребности в труде, совершенствование трудовых умений и навыков, подготовка к сознательному выбору профессии;
формирование умений сравнивать, вычленять в изученном существенное; устанавливать причинно-следственные связи; делать обобщения, связно и доказательно излагать материал; самостоятельно применять, пополнять и систематизировать знания;
формирование умений обращаться с химическими веществами, простейшими приборами, оборудованием; соблюдать правила техники безопасности; учитывать химическую природу вещества для предупреждения опасных для человека явлений (пожаров, взрывов, отравлений и т.п.); наблюдать и объяснять химические явления, происходящие в природе, в лаборатории, на производстве и в повседневной жизни; фиксировать результаты опытов; делать соответствующие сообщения;
формирование умений организовать свой учебный труд; пользоваться учебников и справочной литературой; соблюдать правила работы в классе и на рабочем месте.
Курс состоит их 2-х частей:
1 часть – Основы химического анализа – 10 класс
2 часть – Основы общей химической технологии – 11 класс.
Первая часть курса включает разделы:
Техника выполнения лабораторных работ
Теоретическое введение в аналитическую химию
Качественный анализ
Количественный анализ
Такой подход к планированию учебного материала способствует углублению знаний учащихся по неорганической химии, формирует у них умения и навыки практической работы, развивает способности учащихся и укрепляет их желание посвятить себя работе по химической специальности.
Первый раздел курса является вводным. Учащиеся знакомятся с предметом и задачами аналитической химии, классификацией методов анализа, вкладом русских ученых в развитие аналитической химии. Курс подготавливает учащихся к изучению второго раздела – «Основы общей химической технологии».
При изучении второго раздела учащиеся знакомятся с правилами работы в химической лаборатории, техникой безопасности, типовым лабораторным оборудованием, химической посудой, техникой проведения отдельных операций качественного полумикроанализа.
В общетеоретической части курса учащиеся изучают свойства растворов и коллоидных систем, знакомятся с законом действующих масс и его приложением к гомогенным и гетерогенным системам.
Качественный анализ катионов проводится по бессероводородному методу. Рассмотрен кислотно-щелочной метод классификации катионов. В основу классификации анионов положена различная растворимость солей бария и серебра.
При изучении количественного анализа учащиеся знакомятся с гравиметрическим, титриметрическим, колориметрическим и хроматографическим методами анализа.
Курс завершается разделом «Технический анализ», при изучении которого учащиеся выполняют ряд аналитических работ прикладного характера.
Вторая часть курса - «Основы общей химической технологии» - включает небольшое число химических производств, однако, при их изучении учащиеся получают представления о зависимости оптимальных условий проведения производственных химических реакций от класса фиксации их сложности и обратимости. При этом учитываются оба раздела химической технологии: технология производства неорганических и органических веществ.
При использовании программы авторами предлагаются такие формы, как мини-лекции, семинары, лабораторные работы, комбинированные уроки, что будет способствовать раскрытию научного и практического значения химических закономерностей, формированию у учащихся приемов обобщения и выводов мировоззренческого характера. Освоение данных форм также будет способствовать приближению к ВУЗовским формам организации обучения.
Ожидаемые педагогические результаты:
· профессиональная ориентация в области химии;
· развитие умений организации практических работ;
· развитие системного анализа.
Диагностика результативности работы:
Оценка качества выполнения практических работ и решения экспериментальных и расчетных задач по элективному курсу.
Способы оценивания достижений учащихся:
защита рефератов, исследовательских и экспериментальных работ;
конкурс презентационных работ;
защита проектов
На основе созданного материала собирается портфолио учащихся.
II. Содержание программы.
Раздел 1. Основы химического анализа. (68 часов)
Тема 1. Предмет и задачи аналитической химии. (1 ч.)
Предмет и задачи аналитической химии. Значение аналитического контроля в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, экологии. Понятие о химических, физико-химических и физических методах анализа. Полумикрометод химического анализа. Вклад русских ученых в развитие аналитической химии.
Тема 2. Правила работы в химической лаборатории.
Техника лабораторных работ. (6 ч.)
Общие правила работы в химической лаборатории. Техника безопасности при работе в химической лаборатории. Оказание первой помощи при несчастных случаях. Правила работы с кислотами, щелочами, летучими веществами. Нагревательные приборы. Устройство газовых горелок и правила работы с ними. Химическая посуда общего назначения. Мытье и сушка химической посуды. Изготовление и ремонт простейших лабораторных приборов.
Марки химических реактивов, правила их хранения и использования. Дистиллированная вода, ее получение. Техника проведения основных операций качественного полумикроанализа. Выполнение капельных и микрокристаллоскопических реакций.
Практические занятия. Работа с газовыми горелками. Работа с химической посудой общего назначения и с пипетками. Расшифровка обозначений на этикетках для химических реактивов. Освоение техники проведения операций качественного полумикроанализа. Выполнение капельных реакций. Работа с микроскопом. Мытье и сушка химической посуды.
Тема 3. Теоретические основы аналитической химии. (9 ч.)
Свойства воды как растворителя. Процесс растворения. Гидратация ионов. Кристаллогидраты. Молярная концентрация.
Химическое равновесие. Закон действующих масс.
Степень и константа электролитической диссоциации.
Ионное произведение воды. Понятие о РН растворов. Расчет концентрации ионов водорода в растворах кислот и оснований. Измерение РН с помощью pН-метра и кислотно-основных индикаторов. Природа и свойства некоторых индикаторов. Интервалы перехода индикаторов. Универсальные индикаторы. Гидролиз солей. Понятие о буферных растворах. Понятие о протолитической теории кислот и оснований. Комплексообразование в водных растворах. Свойства комплексных соединений.
Гомогенные и гетерогенные системы. Приложение закона действия масс к гетерогенным системам. Образование и растворение осадков. Произведение растворимости. Экстракция. Образование и свойства коллоидных растворов.
Практические работы. Измерение РН растворов. Изучение процесса гидролиза. Получение комплексных соединений в растворах. Получение и растворение осадков. Экстракция иона органическим растворителем из водного раствора. Получение коллоидных растворов.
Тема 4. Качественный анализ. (20 ч.)
Характеристика аналитических реакций, условия и способы их проведения. Выполнение реакций окрашивания пламени. Маскирование ионов в растворах.
Кислотно-щелочной метод классификации ионов. Классификация анионов, основанная на различной растворимости солей бария и серебра. Дробный метод анализа ионов. Систематический ход анализа.
Изучение аналитических реакций катионов:
- первая аналитическая группа (Ag +, Pb2+);
- вторая аналитическая группа (Ca 2+, Ba2+);
- третья аналитическая группа (Al3+, Cr3+, Zn2+);
- четвертая аналитическая группа (Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mg2+);
- пятая аналитическая группа (Cu2+, Ni2+, Co2+);
- шестая аналитическая группа (Na+, К+, NH4+).
Анализ растворов, содержащих смеси катионов одной группы, различных групп.
Изучение аналитических реакций анионов:
- первая аналитическая группа (SO42–, SO32 –, S2O32–, CO32– , PO43–, CrO42–);
- вторая аналитическая группа (Cl–, Br–, I–, S2–);
- третья аналитическая группа (NO3–, CH3COO–, MnO4–).
Анализ растворов, содержащих смеси анионов одной группы, различных групп.
Ход анализа раствора или твердого вещества неизвестного состава.
Практические работы. Выполнение реакций окрашивания пламени. Маскирование ионов в растворах. Выполнение аналитических реакций изучаемых катионов и анионов. Удаление солей аммония из растворов. Выполнение анализа смесей катионов, смесей анионов. Выполнение анализа раствора или твердого вещества неизвестного состава.
Тема 5. Количественный анализ. (24 ч.)
Обзор методов количественного анализа. Принципы, лежащие в их основе.
Гравиметрический анализ. Устройство аналитических весов и правила взвешивания на них. Осаждаемая и взвешиваемая формы. Условия осаждения. Причины загрязнения осадков. Аппаратура и техника проведения гравиметрического анализа. Примеры гравиметрических определений.
Титриметрический анализ, аппаратура и техника его выполнения. Классификация титриметрических методов. Расчеты в титриметрическом анализе. Метод кислотно-щелочного титрования. Жесткость воды, ее определение. Методы окислительно-востановительного титрования (дихроматометрия, перманганатометрия, иодометрия). Примеры определения окислителей и восстановителей титриметрическим методом.
Колориметрический анализ. Сущность метода. Визуальный и инструментальный методы колориметрического анализа. Примеры колориметрических определений.
Хроматографический анализ. Сущность метода. Классификация хроматографических методов разделения и анализа веществ. Примеры хроматографических разделений.
Потенциометрия. Виды электродов. Буферные смеси.
Практические работы. Изучение устройства аналитических весов. Взвешивание на технохимических и аналитических весах. Проведение осаждения. Фильтрование и промывание осадков. Высушивание и прокаливание осадков. Гравиметрическое определение сульфат-ионов в кристаллогидрате сульфата натрия или сульфата магния. Гравиметрическое определение железа в его растворах.
Работа с мензурками, мерными цилиндрами, пипетками, мерными колбами. Выполнение титрования. Приготовление титрованного раствора соляной кислоты. Определение карбонатной жесткости воды. Определение содержания железа в растворе методом окислительно-восстановительного титрования. Выполнение титриметрических определений с использованием методов перманганатометрии и иодометрии. Определение содержания железа в природной воде тиоцианатным методом. Разделение веществ с использованием хроматографических методов.
Определение содержания железа в растворе его солей.
Тема 6. Технический анализ. (8 ч.)
Задачи технического анализа. Правила отбора средней пробы. Технический анализ нефтепродуктов, твердого топлива, пищевых продуктов или других веществ, продуктов и материалов.
Практические работы: выполнение анализа нефтепродуктов, твердого топлива, пищевых продуктов или других веществ, продуктов и материалов ( в зависимости от местных условий).
Раздел 2. Основы общей химической технологии. (68 часов)
Тема 1. Основы экономики, организации труда и производства на химических предприятиях. (2 ч.)
Производственный и технологический процессы. Составляющая технологического процесса: средства труда, предмет труда, процесс труда. Организация производства. Организация рабочего места.
Качество химических продуктов. Виды продуктов. Сырье для производства химических продуктов. Воздух и вода как химическое сырье.
Тема 2. Серная кислота. (11 ч.)
Роль серной кислоты в производстве. Закономерности управления простой и необратимой реакцией между газом и твердым веществом на примере обжига колчедана. Получение оксида серы (IV) кислородом.
Закономерности управления простой экзотермической обратимой каталитической реакцией на примере окисления серы (IV) кислородом. Закономерности технического катализа.
Закономерности управления простой необратимой реакцией между газом и жидкостью на примере воздействия оксида серы (IV) и воды. Технологическая схема производства серной кислоты. Перспективы развития производства. Защита окружающей среды.
Практические работы. Изготовление прибора для получения серной кислоты контактным способом. Исследование оптимальных условий проведения основных стадий технологического процесса.
Исследование оптимальных условий обжига пирита, окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI), гидратации оксида серы (IV). Расчет степени контактирования оксида серы (IV) и выхода серной кислоты.
Тема 3. Фиксация атмосферного азота. Синтез аммиака. (8 ч.)
Проблема фиксации атмосферного азота. Синтез аммиака.
Закономерности управления простой обратимой каталитической реакцией с неблагоприятным положением равновесия на примере синтеза аммиака. Принципы устройства колонны синтеза аммиака. Контроль и управление процессом.
Практические работы. Изготовление прибора для синтеза аммиака. Исследование оптимальных условий получения аммиака.
Тема 4. Азотная кислота. (3 ч.)
История развития производства. Стадии производства кислоты из аммиака. Закономерности управления сложной необратимой каталитической реакцией на примере окисления аммиака. Особенности проведения реакции между веществами, смеси которых взрываются при определенных условиях. Выбор условий для окисления оксида азота (II) на основе изученных ранее закономерностей.
Зкономерн6ости управления простой обратимой реакцией между газом и водой с образованием водного раствора на примере взаимодействия оксида азота (IV) и воды. Схема производства разбавленной и концентрированной азотной кислоты.
Тема 5. Классификация производственных химических реакций. (1 ч.)
Классификация реакций по числу возможных направлений обратимости, числу фаз, знаку теплового эффекта, протеканию без катализатора или при участии катализатора. Закономерности управления реакциями первых четырех классов.
Тема 6. Минеральные удобрения. (16 ч.)
Развитие производства. Современные требования к качеству минеральных удобрений.
Производство аммиачной селитры как пример проведения реакции между газом и водным и раствором с использованием теплоты реакции для концентрирования образующегося раствора. Конструкция реактора.
Практические работы: изготовление прибора для синтеза аммиака и получения азотной кислоты. Исследование оптимальных условий окисления аммиака.
Фосфор и фосфорные соединения. Развитие производства. Сырье. Требования к качеству продуктов. Способы получения фосфорной кислоты. Производство простого и двойного суперфосфата.
Развитие производства калийных удобрений. Сырье. Способы получения. Галургический и флотационный способы переработки сильвинита. Комплексные удобрения. Производство сложных удобрений.
Практические работы: получение азотных, фосфорных и калийных удобрений. Анализ исходного сырья для полученных продуктов.
Демонстрационные опыты: получение простого суперфосфата. Получение фосфорной кислоты термическим, экстракционным способами. Обнаружение фосфат-иона молибдатом аммония.
Тема 7. Коксохимия. (7 ч.)
Развитие технологии органических веществ и отличие ее от технологии неорганических веществ.
Химический состав каменных углей. Условия необходимые для образования кокса. Закономерности протекания многостадийного процесса и устройство коксовых печей. Состав газов и выбор процессов для получения химических продуктов коксования.
Практические работы: исследование свойств различных видов твердого топлива.
Демонстрационные опыты: полукоксование твердого топлива. Расчет выхода продуктов при проведении опыта, исследование их свойств.
Тема 8. Комплексная переработка нефти. (6 ч.)
Этапы развития нефтепереработки. Состав природных горючих газов и нефти. Закономерности процесса разделения смеси жидких веществ на примере первичной переработки нефти.
Выбор оптимальных условий термического и каталитического крекинга. Конструирование аппаратов для проведения газовых реакций на твердом катализаторе, сопровождающихся выделением кокса. Физико-химические основы и оптимальные условия гидрокрекинга и гидроочистки. Ароматизация нефтепродуктов.
Демонстрационные опыты: перегонка нефти. Получение фракций нефтепродуктов. Исследование процесса крекинга нефтепродуктов. Каталитический крекинг керосина.
Практическая работа: определение выхода бензина, тяжелых фракций и газообразных продуктов при крекинге нефтепродуктов.
Практическая работа: изучение свойств нефтепродуктов (определение плотности и др.).
Тема 9. Синтез полимеров. (5 ч.)
Ознакомление с процессами синтеза полимеров – полимеризацией и поликонденсацией на примерах синтеза полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиметилметакрила, полиакрилонитрила, полиамидов, сложных полиэфиров, стереорегулярных каучуков.
Практические работы:
- полимеризация метилметакрилата;
- исследование оптимальных условий процесса полимеризации;
- изучение свойств высокомолекулярных соединений.
Тема 10. Охрана окружающей среды. (2ч.)
Всеобщая взаимосвязь живой и неживой природы. Задачи охраны природы и окружающей среды. Влияние химических производств на окружающую среду. Борьба с загрязнением природы. Очистные сооружения на производстве. Нейтрализация и очистка воздуха и воды.
Тема 11. Технический анализ воды и сырья, используемых на местных химических производствах. (6 ч.)
Целевое назначение воды и требования к ней. Правила отбора проб. Выполнение экспресс-анализа воды и сырья. Виды сырья, используемые на местном производстве, ознакомление с методами его анализа на заводе. Экспресс-методы анализа сырья. Выполнение анализов.
Итоговое занятие по курсу (1 ч.)
Основные требования к знаниям и умениям учащихся
по основам химического анализа и основам общей химической технологии.
Требования к усвоению теоретического учебного материала:
Учащиеся должны знать:
молярную концентрацию, химическое равновесие, закон действующих масс, ионное произведение воды РН растворов;
природу и свойства некоторых индикаторов, понятие о буферных растворах, понятие о протолитической теории кислот и оснований;
свойства коллоидных растворов.
Требования к выполнению химического эксперимента.
Учащиеся должны знать:
правила работы в химической лаборатории;
технику безопасности при работе в химической лаборатории;
устройство аналитических весов.
Учащиеся должны уметь:
измерять pH растворов;
получать комплексные соединения в растворах;
производить экстракцию иона органическим растворителем из водного раствора;
проводить кислотно-щелочной метод классификации катионов и анионов;
выполнять аналитические реакции изучаемых катионов и анионов;
производить взвешивание на технологических и аналитических весах;
проводить гравиметрическое определение сульфат-ионов в кристаллогидрате сульфата натрия или сульфата магния;
выполнять титрование, титриметрические определения с использованием методов перманганатометрии и иодометрии.
Требования к решению расчетных и экспериментальных задач:
Учащиеся должны уметь:
производить расчеты на молярную концентрацию;
решать задачи на химическое равновесие и закон действующих масс, на ионное произведение воды;
рассчитывать концентрацию ионов водорода в растворах кислот и оснований;
решать задачи на произведение растворимости;
составлять план решения экспериментальной задачи;
осуществлять подбор химических реактивов и оборудования;
давать полное объяснение и делать выводы.
Тематическое планирование курса «Основы прикладной химии».
Раздел 1. Основы химического анализа.
10 класс.
№
Тема
Количество часов
1.
Тема 1. Введение. Предмет и задачи аналитической химии
1
Тема 2. Правила работы в химической лаборатории. (6 часов)
1.
Правила работы в химической лаборатории. Инструктаж по ТБ
1
2.
Устройство газовых горелок и правила работы с ними.
Лабораторная работа.
1
3.
Марки химических реактивов, правила их хранения и использования. Лабораторная работа.
1
4.
Техника проведения основных операций качественного полумикроанализа. Лабораторная работа.
1
5.
Практическое занятие: работа с газовыми горелками, с химической посудой общего назначения, с пипетками.
1
6.
Практическая работа: работа с микроскопом.
1
Тема 3. Теоретические основы аналитической химии. (9 часов)
1.
Свойства воды как растворителя. Молярная концентрация
1
2.
Химическое равновесие. Закон действующих масс.
1
3.
Степень и константа электролитической диссоциации. Ионное произведение воды. Понятие рН растворов. Семинар
1
4.
Расчет концентрации ионов водорода в растворах кислот и оснований. Решение задач.
1
5.
Лабораторная работа: измерение РН с помощью рН-метра и кислотно-основных индикаторов. Универсальные индикаторы.
1
6.
Протолитическая теория кислот и оснований.
1
7.
Гомогенные и гетерогенные системы. Произведение растворимости.
1
8.
Практическая работа: измерение рН растворов. Получение комплексных соединений в растворах.
1
9.
Практическая работа: получение и растворение осадков, экстракция иона органическим растворителем.
1
Тема 4. Качественный анализ. (20 часов)
1.
Характеристика аналитических реакций, условия и способы их проведения.
1
2.
Кислотно-щелочной метод классификации катионов.
1
3.
Дробный метод анализа ионов. Систематический ход анализа.
1
4.
Изучение аналитических реакций катионов.
1
5.
Лабораторная работа: первая аналитическая группа
1
6.
Лабораторная работа: вторая аналитическая группа (Ca2+, Ba2+).
1
7.
Лабораторная работа: третья аналитическая группа (Al3+, Cr3+, Zn2+).
1
8.
Лабораторная работа: четвертая аналитическая группа (Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mg2+).
1
9..
Лабораторная работа: пятая аналитическая группа (Cu2+, Ni2+, Co2+).
1
10.
Лабораторная работа: шестая аналитическая группа (Na+, К+, NH4+).
1
11.
Анализ растворов, содержащих смеси катионов одной группы, различных групп.
1
12.
Изучение аналитических реакций анионов: первая аналитическая группа (SO42–, SO32 –, S2O32–, CO32– , PO43–, CrO42–)
1
13.
Изучение аналитических реакций анионов: вторая аналитическая группа (Cl–, Br–, I–, S2–);
1
14.
Изучение аналитических реакций анионов: третья аналитическая группа (NO3–, CH3COO–, MnO4–).
1
15.
Анализ растворов, содержащих смеси анионов одной группы, различных групп. Семинар.
1
16.
Практическая работа: выполнение реакций окрашивания пламени.
1
17.
Практическая работа: выполнение аналитических реакций изучаемых катионов и анионов.
1
18.
Практическая работа: удаление солей аммония из растворов.
1
19.
Практическая работа: выполнение анализа смесей катионов, смесей анионов.
1
20.
Практическая работа: выполнение анализа раствора или твердого вещества неизвестного состава.
1
Тема 5. Количественный анализ. (24 часа)
1.
Количественный анализ: обзор методов, принципы, лежащие в их основе.
1
2.
Гравиметрический анализ
1
3.
Осаждаемая и взвешиваемая формы. Условия осаждения.
1
4.
Примеры гравиметрических определений. Семинар.
1
5.
Титриметрический анализ, аппаратура и техника его выполнения.
1
6.
Расчеты в титриметрическом анализе. Решение задач.
1
7.
Метод кислотно-основного титрования.
1
8.
Жесткость воды, ее определение.
1
9.
Определение окислителей и восстановителей титриметрическим методом.
1
10.
Колориметрический анализ.
1
11.
Хроматографический метод.
1
12.
Потенциометрия. Виды электродов. Буферные смеси.
1
13.
Практическая работа: изучение устройства аналитических весов. Взвешивание веществ.
1
14.
Практическая работа: проведение осаждения, фильтрование и промывание осадков.
1
15.
Практическая работа: гравиметрическое определение сульфат-ионов в кристаллогидрате сульфата натрия или сульфата магния.
1
16.
Практическая работа: гравиметрическое определение железа в его растворах.
1
17.
Практическая работа: Работа с химической посудой. Выполнение титрования.
1
18.
Практическая рабо0та: определение карбонатной жесткости воды.
1
19.
Практическая работа: определение содержания железа в растворе методом окислительно-восстановительного титрования.
1
20.
Практическая работа: выполнение титриметрических определений с использованием методов перманганатометрии и иодометрии.
1
21.
Практическая работа: Определение содержания железа в природной воде тиоцианатным методом.
1
22.
Практическая работа: определение содержания железа в растворе его солей.
1
23.
Зачет.
2
Тема 6. Технический анализ. (8 часов)
1.
Задачи технического анализа. Правила отбора средней пробы.
1
2.
Технический анализ нефтепродуктов, твердого топлива, пищевых продуктов, или других веществ, продуктов и материалов.
1
3.
Практическая работа: технический анализ нефтепродуктов
1
4.
Практическая работа: технический анализ пищевых продуктов
1
5.
Практическая работа: технический анализ пищевых продуктов
1
6.
Практическая работа: технический анализ материалов.
1
7.
Зачет по теме.
2
Тематическое планирование курса «Основы прикладной химии».
Раздел 2. Основы химической технологии.
11 класс.
№
Тема
Кол-во часов
Тема 1. Основы экономики, организации труда и производства
на химических предприятиях. (2 ч.)
1.
Производственный и технологический процессы. Организация производства, рабочего места.
1
2.
Качество химических продуктов. Виды продуктов. Сырье для производства химических продуктов. Воздух и вода как химическое сырье.
1
Тема 2. Серная кислота. (11 ч.)
1.
Роль серной кислоты в производстве
1
2.
Закономерности управления простой и необратимой реакцией между газом и твердым веществом на примере обжига колчедана.
1
3.
Получение оксида сер (IV) кислородом. Закономерности технического катализа. Семинар.
1
4.
Закономерности управления простой экзотермической обратимой каталитической реакцией на примере окисления серы (IV) кислородом. Закономерности технического катализа.
1
5.
Закономерности управления простой необратимой реакцией между газом и жидкостью на примере воздействия оксида серы (IV) и воды. Технологическая схема производства серной кислоты.
1
6.
Перспективы развития производства. Защита окружающей среды. Конференция.
1
7.
Практическая работа. Изготовление прибора для получения серной кислоты контактным способом.
1
8.
Практическая работа. Исследование оптимальных условий проведения основных стадий технологического процесса.
1
9.
Решение задач: исследование оптимальных условий обжига пирита, окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI), гидратации оксида серы (IV).
1
10.
Решение задач: расчет степени контактирования оксида серы (IV) и выхода серной кислоты
1
11.
Зачетный урок
1
Тема 3. Фиксация атмосферного азота. Синтез аммиака. (8 ч.)
1.
Проблема фиксации атмосферного азота. Синтез аммиака.
1
2.
Закономерности управления простой обратимой каталитической реакцией с неблагоприятным положением равновесия на примере синтеза аммиака.
1
3.
Принципы устройства колонны синтеза аммиака. Контроль и управление процессом.
1
4.
Практическая работа. Изготовление прибора для синтеза аммиака.
3
5.
Практическая работа. Исследование оптимальных условий получения аммиака.
6.
Зачет по теме.
2
Тема 4. Азотная кислота. (3 ч.)
1.
История развития производства. Стадии производства кислоты из аммиака. Закономерности управления сложной необратимой каталитической реакцией на примере окисления аммиака. Урок – ролевая игра.
1
2.
Особенности проведения реакции между веществами, смеси которых взрываются при определенных условиях. Выбор условий для окисления оксида азота (II) на основе изученных ранее закономерностей.
1
3.
Схема производства разбавленной и концентрированной азотной кислоты. Семинар
1
Тема 5. Классификация производственных химических реакций. (1 ч.)
1.
Классификация производственных химических реакций.
1
Тема 6. Минеральные удобрения. (16 ч.)
1.
Развитие производства. Современные требования к качеству минеральных удобрений.
1
2.
Производство аммиачной селитры. Конструкция реактора.
1
3.
Практическая работа: изготовление прибора для синтеза аммиака и получения азотной кислоты.
1
4.
Практическая работа: исследование оптимальных условий окисления аммиака.
1
5.
Фосфор и фосфорные соединения. Развитие производства. Семинар
1
6.
Производство простого и двойного суперфосфата.
1
7.
Развитие производства калийных удобрений
1
8.
Комплексные удобрения. Производство сложных удобрений. Семинар.
1
9.
Практическая работа: получение азотных, фосфорных и калийных удобрений. Анализ исходного сырья для полученных продуктов.
1
10.
Практическая работа: получение азотных, фосфорных и калийных удобрений. Анализ исходного сырья для полученных продуктов.
1
11.
Практическая работа: получение азотных, фосфорных и калийных удобрений. Анализ исходного сырья для полученных продуктов.
1
12.
Практическая работа: получение азотных, фосфорных и калийных удобрений. Анализ исходного сырья для полученных продуктов.
1
13.
Демонстрационные опыты: получение простого суперфосфата.
1
14.
Демонстрационные опыты: получение фосфорной кислоты термическим, экстракционным способами.
1
15.
Демонстрационные опыты: обнаружение фосфат-иона молибдатом аммония.
1
16.
Контрольная работа по теме.
1
Тема 7. Коксохимия. (7 ч.)
1.
Этапы развития нефтепереработки. Состав природных горючих газов и нефти.
1
2.
Термический и каталитический крекинг нефти.
1
3.
Физико-химические основы и оптимальные условия гидрокрекинга и гидроочистки. Ароматизация нефтепродуктов.
1
4.
Демонстрационные опыты: перегонка нефти. Получение фракций нефтепродуктов.
1
5.
Демонстрационные опыты: исследование процесса крекинга нефтепродуктов. Каталитический крекинг керосина.
1
6.
Практическая работа: определение выхода бензина, тяжелых фракций и газообразных продуктов при крекинге нефтепродуктов.
1
7.
Практическая работа: изучение свойств нефтепродуктов (определение плотности и др.).
1
Тема 8. Комплексная переработка нефти. (6 ч.)
1.
Этапы развития нефтепереработки. Состав природных горючих газов и нефти.
1
2.
Выбор оптимальных условий термического и каталитического крекинга.
1
3.
Физико-химические основы и оптимальные условия гидрокрекинга и гидроочистки. Ароматизация нефтепродуктов.
1
4.
Конструирование аппаратов для проведения газовых реакций на твердом катализаторе
1
5.
Демонстрационные опыты: перегонка нефти. Получение фракций нефтепродуктов. Исследование процесса крекинга нефтепродуктов. Каталитический крекинг керосина.
1
6.
Практическая работа: определение выхода бензина, тяжелых фракций и газообразных продуктов при крекинге нефтепродуктов.
1
Тема 9. Синтез полимеров. (5 ч.)
1.
Ознакомление с процессами синтеза полимеров – полимеризацией и поликонденсацией.
1
2.
Ознакомление с процессами синтеза полимеров – стереорегулярных каучуков.
1
3.
Практическая работа: полимеризация метилметакрилата.
1
4.
Практическая работа: исследование оптимальных условий процесса полимеризации.
1
5.
Практическая работа: изучение свойств высокомолекулярных соединений.
1
Тема 10. Охрана окружающей среды. (2ч.)
1.
Влияние химических производств на окружающую среду.
1
2.
Очистные сооружения на производстве. Нейтрализация и очистка воздуха и воды.
1
Тема 11. Технический анализ воды и сырья, используемых
на местных химических производствах. (6 ч.)
1.
Целевое назначение воды и требования к ней.
1
2.
Правила отбора проб.
1
3.
Выполнение экспресс-анализа воды и сырья.
1
4.
Виды сырья, используемые на местном производстве, ознакомление с методами его анализа на заводе.
1
5.
Экспресс-методы анализа сырья.
1
6.
Практическая работа: выполнение анализов воды.
1
Итоговое занятие по курсу (1 ч.)
Литература:
Воскресенский П.И., Неймарк А.М. Основы химического анализа. – М., 1972
Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. – М.: 1977
Коновалов В.Н. Техника безопасности при проведении работ по химии. – М.: 1980
Соколовский А.М., Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. – М.: 1977
Чертков И.Н. Эксперимент по полимерам в средней школе. – М.: 1980
Шевченко И.Б. и др. Сборник лабораторных работ по аналитической химии. – М.: 1974
Эпштейн Д.А. и др. Изучение факультативного курса «Химия в промышленности». – М.: 1976
15