Физическая и коллоидная химия

Физическая и коллоидная химия

Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины

И выполнению домашних контрольных работ

для учащихся заочной формы получения образования 1 курса

Специальность

2-91 01 01 Производство продукции и организация общественного питания (по направлениям)

 

Направление специальности

2-91 01 01-01 Производство продукции и организация общественного питания (производственная деятельность)

Специализация

2-91 01 01-01 31 Технология продукции национальной и мировой кухни

 

Квалификация специалиста

Техник-технолог

 

 

Брест

Автор: В.В.Коваленко, магистр естественных наук, преподаватель УО «Брестский государственный торгово-технологический колледж»»

 

Разработано в соответствии с действующим учебным планом и содержит основные требования к написанию и оформлению домашней контрольной работы.

 

Обсуждено и одобрено на заседании цикловой комиссии естественно-математических дисциплин

 

Протокол № _____ от «______» ______________ 20___ г.

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курс физической и коллоидной химии способствует развитию у учащихся активного мышления на основе научной методологии и современных достижений теоретической и экспериментальной химии.

После изучения курса физической и коллоидной химии учащийся должен

знать на уровне представления:

– физический смысл основных законов физической и коллоидной химии;

– области применения законов и их принципиальные возможности при управлении технологическими процессами производства кулинарной продукции;

– физические процессы и сопровождающие их химические явления, лежащие в основе технологии производства пищевых продуктов и кулинарной продукции;

– структуру и свойства дисперсных систем;

знать на уровне понимания:

– основы термодинамических расчетов;

– важнейшие физические и химические характеристики веществ;

– кинетику химических реакций, ее роль в хранении и производстве пищевых продуктов и кулинарной продукции;

– свойства растворов и их практическое применение в технологических процессах производства продукции общественного питания;

– роль поверхностных явлений, термодинамическую характеристику и количественные закономерности адсорбционных процессов, их практическое использование;

– классификацию, свойства дисперсных систем и их практическое использование в производстве пищевых продуктов и кулинарной продукции;

– физические и коллоидные основы кулинарных приемов;

уметь:

– производить термодинамические расчеты меню;

– производить расчеты физико-химических величин, определять их опытным путем;

– получать дисперсные системы по определенной методике и выявлять роль стабилизаторов;

– создавать условия хранения и производства пищевых продуктов и кулинарной продукции, используя знания зависимости скорости химических реакций от различных факторов (концентрация реагирующих веществ, температура, присутствие катализатора);

– проводить эксперимент по исследованию адсорбции;

– получать коллоидные растворы, эмульсии, пены и использовать их свойства в проведении технологических процессов производства продукции общественного питания;

– экспериментально исследовать качественный состав продуктов денатурации белка, гидролиза жиров и крахмала.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

 

Разделы, темы	Количество учебных часов	Время на самост. работу уч-ся (часов)
Всего	В том числе
для дневной формы	для заочной формы	на обзорные занятия	на лаб.-практ. занятия
Введение
Раздел 1. Физическая химия
1.1. Агрегатные состояния веществ
1.2. Основы химической термодинамики. Термохимия
1.3. Фазовые равновесия. Растворы.
1.4. Основы химической кинетики и катализа 1.4.1. Лабораторная работа №1 «Определение зависимости скорости реакции от температуры»
Обязательная контрольная работа
Раздел 2. Коллоидная химия
2.1. Поверхностные явления. Адсорбция
2.2. Коллоидные системы Лабораторная работа №2 «Получение коллоидных систем»
2.3. Грубодисперсные системы
2.4. Высокомолекулярные соединения и их растворы
ИТОГО:

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО КУРСА

Введение

Предмет и задачи физической и коллоидной химии. Значение физической и коллоидной химии для развития технологии пищевых производств, производства продукции общественного питания и для охраны окружающей среды.

 

Раздел 1. Физическая химия.

Раздел 2. Коллоидная химия.

Тема 2.1. Поверхностные явления. Адсорбция.

Значение сорбционных процессов для технологических процессов производства пищевой и кулинарной продукции. Сорбция, ее виды. Адсорбционное равновесие. Факторы, влияющие на адсорбцию. Изотерма адсорбции. Адсорбция на границе твердое тело-газ.

Основные положения теории мономолекулярной адсорбции. Уравнение изотермы адсорбции Фрейндлиха, Ленгмюра.

Адсорбции на границе твердое тело-раствор, ее разновидности. Влияние на нее различных факторов. Особенности избирательной адсорбции. Правило Фаянса-Пескова. Ионообменная адсорбция, ее значение.

Адсорбция на границе жидкость- газ, жидкость- жидкость. Поверхностно-активные вещества (ПАВ).

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

В соответствии с учебным планом учащиеся заочного отделения выполняют контрольную работу по курсу физической и коллоидной химии. Вариант контрольной работы выдает преподаватель.

В процессе выполнения контрольной работы учащиеся глубже овладевают учебным материалом и выявляют степень своей готовности к экзамену по предмету.

Каждый вариант контрольной работы включает 3 задания разных разделов курса, поэтому приступать к выполнению контрольной работы учащийся должен после ознакомления со всем материалом, предусмотренным программой.

Приступать к оформлению контрольной работы рекомендуется после внимательного изучения и осмысления материала. Излагать материал необходимо в соответствии с программой курса, четко, доступно и в определенной логической последовательности.

Прежде чем приступить к решению расчетной задачи, необходимо также тщательно изучить соответствующий теоретический материал по учебнику, а затем проверить свои знания.

Текст контрольной работы не должен превышать объема ученической тетради. На каждой странице необходимо оставлять поля, а после ответов несколько свободных строчек для замечаний преподавателя. В конце работы указывается список используемых учебных пособий, далее следует подпись учащегося и дата выполнения работы.

ВАРИАНТЫ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

Вариант 1

1. Общая характеристика газообразного состояния. Идеальные и реальные газы. Законы газового состояния. Объединенное газовое уравнение. Уравнение Менделеева – Клапейрона.

2. Мицеллярная теория строения гелей, ее сущность.

3. Определите изменение внутренней энергии при изобарическом испарении этилового спирта массой 10 г при температуре кипения (78˚С), если теплота испарения спирта равна 922,77 Дж/г. Объемом жидкости пренебречь.

 

Вариант 2

1. Общая характеристика твердого состояния. Кристаллические и аморфные тела.

2. Напишите уравнения диссоциации аминокислоты по кислотному и основному типам. Как зависит заряд частиц белка от реакции белка?

3. Какое количество теплоты необходимо для изохорического нагревания азота массой 10 г от 10 до 20˚С?

 

Вариант 3

1. Природные и синтетические высокомолекулярные соединения. Строение макромолекул.

2. Парциальное давление. Закон Дальтона.

3. Определите максимальную работу, которую можно получить, если к воде при 100˚С подводится 4000 Дж теплоты, а температура конденсата 20˚С.

 

Вариант 4

1. Аэрозоли. Их общая характеристика, получение и свойства.

2. Что такое энтальпия, какова ее связь с внутренней энергией?

3. В воде объемом 200 мл растворен бромид калия массой 50 г. Плотность раствора равна 1,16 г/см³. Определите массовую долю растворенного вещества в растворе, молярную, нормальную и моляльную концентрации раствора.

 

Вариант 5

1. Эмульсии. Их общая характеристика, получение и свойства.

2. Почему закон Гесса есть частный случай первого закона термодинамики?

3. Определите осмотическое давление раствора глицерина массовой долей 10% при 15˚С. Плотность раствора равна 1,023 г/см³.

 

Вариант 6

1. Суспензии. Их общая характеристика, получение и свойства.

2. Что называют КПД? Почему он всегда меньше единицы?

3. Определите давление пара раствора при 40˚С, содержащего глюкозу массой 3,6 г в воде массой 250 г. Давление пара воды при той же температуре равно 73,74 гПа.

 

Вариант 7

1. Грубодисперсные системы. Их классификация и общая характеристика.

2. Что определяет константа химического равновесия? От каких факторов она зависит?

3. Определите массовую долю мочевины в водном растворе, температура кипения которого равна 100,174˚С. Эбуллиоскопическая постоянная воды
0,512 К кг/моль.

 

Вариант 8

1. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем.

2. Что такое криоскопическая постоянная? Каков ее физический смысл?

3. В колбе объемом 500 см³ при 20˚С находится оксид азота (II) массой 0,615 г. Каково давление газа?

 

Вариант 9

1. Оптические свойства коллоидных систем.

2. В чем сущность криоскопического метода определения относительной молекулярной массы?

3. Какой объем занимает 1 моль азота при температуре 57˚С и давлении 303000 Па?

 

Вариант 10

1. Способы очистки коллоидных систем.

2. Что такое эбуллиоскопическая постоянная? Каков ее физический смысл?

3. Какой объем занимает хлор массой 5 кг при нормальных условиях?

 

Вариант 11

1. Коллоидные системы. Методы получения коллоидных систем.

2. Какие смеси называют азеотропными? Каковы их свойства?

3. Вычислить молярную массу вещества, зная, что масса 600 мл его паров при 87˚С и давлении 83,2 кПа равна 1,3 г.

 

Вариант 12

1. Дисперсные системы. Их классификация и общая характеристика.

2. От каких факторов зависит растворимость газов в жидкостях?

3. Вычислить массу 1 м³ воздуха при 17˚С и давлении 83,2 кПа.

 

Вариант 13

1. Адсорбция на поверхности раздела жидкость — газ и жидкость — жидкость. Поверхностно-активные вещества.

2. Какие растворы называют буферными? Приведите примеры.

3. Давление газа, занимающего объем 2,5 л, равно 121,6 кПа. Чему будет равно давление, если, не изменяя температуры, сжать газ до объема в 1 л?

Вариант 14

1. Адсорбция на поверхности раздела твердое тело — раствор.

2. Что такое ионное произведение воды? Как оно определяется?

3. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы при постоянном объеме нагреть кислород массой 25 г от 0˚С до 50˚С?

 

Вариант 15

1. Адсорбция на поверхности раздела твердое тело — газ. Основные положения теории мономолекулярной адсорбции.

2. Что такое буферные растворы? Какое практическое значение они имеют?

3. Путем нагревания при постоянном давлении в 101,3 кПа газу сообщено 2093,4 Дж теплоты. Определить изменение внутренней энергии этого газа, если он при этом расширился от 0,01 до 0,02 м³.

 

Вариант 16

1. Сорбция. Общая характеристика сорбционных явлений.

2. Что такое буферная емкость? От чего она зависит?

3. Определите изменение внутренней энергии при изобарическом испарении этилового спирта массой 10 г при температуре кипения (78˚С), если теплота испарения спирта равна 922,77 Дж/г. Объемом жидкости пренебречь.

 

Вариант 17

1. Химическое равновесие и его смещение при изменении концентрации реагирующих веществ, температуры и давления. Принцип Ле-Шателье.

2. Какие вещества называются эмульгаторами? Каким образом эмульгаторы стабилизируют эмульсии?

3. Какое количество теплоты необходимо для изохорического нагревания азота массой 10 г от 10 до 20˚С?

 

Вариант 18

1. Катализ. Виды катализа. Механизм каталитических процессов.

2. Что называют денатурацией белков?

3. Определите максимальную работу, которую можно получить, если к воде при 100˚С подводится 4000 Дж теплоты, а температура конденсата 20˚С.

 

Вариант 19

1. Влияние температуры на скорость реакций. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации и активные молекулы.

2. В чем выражается сходство и различие между растворами высокомолекулярных соединений и истинными растворами?

3. В воде объемом 200 мл растворен бромид калия массой 50 г. Плотность раствора равна 1,16 г/см³. Определите массовую долю растворенного вещества в растворе, молярную, нормальную и моляльную концентрации раствора.

Вариант 20

1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакций. Закон действия масс.

2. Какие коллоидные системы называют гелями? Как они классифицируются?

3. Определите осмотическое давление раствора глицерина массовой долей 10% при 15˚С. Плотность раствора равна 1,023 г/см³.

ЛИТЕРАТУРА

1. Балезин С.А., Ерофеев Б.В., Подобаев Н.И. Основы физической и коллоидной химии. М.: Просвещение, 1975.

2. Балезин С.А. Практикум по физической и коллоидной химии. М.: Высшая школа, 1980.

3. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. М.: Химия, 1982.

4. Климов И.И, Филько А.И. Сборник задач и упражнений по физической и коллоидной химии. М.: Просвещение, 1983.

5. Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия. М.: Высшая школа, 1988.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

физическая и коллоидная химия

Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины