Дисципліна: Фізико-хімічні методи дослідження силікатів

Обсяг дисципліни, годин (кредитів ЄКТС): 150 (5).

Мета дисципліни: ознайомлення студентів із основними теоретичними закономірностями хімії силікатів, засвоєння яких дозволить свідомо регулювати технологічні процеси у багатокомпонентних силікатних системах і отримувати матеріали із заданими властивостями із природньої та техногенної сировини.

Завдання дисципліни:

- розуміти основні теоретичні принципи хімії силікатів, їх будови, властивостей та ролі у природі;

- вивчити методи дослідження силікатів та оточуючого середовища, такі як електрохімічні методи, полярографія, амперометрія, електрогравіметрія, кулонометрія, термодинамічні та термоаналітичні методи, оптичні методи та ін.;

- засвоїти навички регулювання технологічних процесів у багатокомпонентних силікатних системах та отримання матеріалів із заданими властивостями з природної та техногенної сировини;

- розвивати вміння проводити експериментальні дослідження з використанням фізико-хімічних методів дослідження силікатів та обробляти та аналізувати отримані результати;

- навчитися застосовувати знання теорії та методів дослідження силікатів для вирішення практичних завдань у різних сферах, таких як будівництво, матеріалознавство, хімічна промисловість тощо.

Попередні умови для вивчення даної дисципліни:

Знання і вміння з курсів хімічного спрямування.

Навчальні цілі дисципліни полягають у формуванні у студентів:

інтегративної компетентності:

- здатність вирішувати складні спеціалізовані задачі і практичні проблеми хімічних технологій та інженерії, що передбачає застосування теорій та методів хімічних технологій та інженерії і характеризується комплексністю та невизначеністю умов;

загальних компетентностей:

- здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях;

- знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності;

- прагнення до збереження навколишнього середовища;

фахових компетентностей:

- здатність використовувати положення і методи фундаментальних наук для вирішення професійних задач;

- здатність використовувати методи спостереження, опису, ідентифікації, класифікації об’єктів хімічної технології та промислової продукції;

- здатність обирати і використовувати відповідне обладнання, інструменти та методи для контролю та керування технологічних процесів хімічних виробництв.

Програмні результати навчання:

- коректно використовувати у професійній діяльності термінологію та основні поняття хімії, хімічних технологій, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі;

- знати і розуміти механізми і кінетику хімічних процесів, ефективно використовувати їх при проєктуванні і вдосконаленні технологічних процесів та апаратів хімічної промисловості;

- здійснювати якісний та кількісний аналіз речовин неорганічного та органічного походження, використовуючи відповідні методи загальної та неорганічної, органічної, аналітичної, фізичної та колоїдної хімії;

- розуміти основні властивості конструкційних матеріалів, принципи та обмеження їх застосування в хімічній інженерії.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

знати:

- основні закономірності хімії силікатів;

- класифікацію силікатів та їх промислове значення;

- основні фізико-хімічні методи аналізу силікатів;

- роль силікатів у природі та в технологічних процесах;

- зв'язок між складом та структурою силікатів та їх властивостями.

вміти:

- свідомо регулювати технологічні процеси у багатокомпонентних силікатних системах;

- засвоїти методи дослідження та аналізу силікатів;

- здійснювати комплексний аналіз складу та властивостей силікатів;

- створювати матеріали із заданими властивостями із природної та техногенної сировини;

- застосовувати термодинамічні та термоаналітичні методи дослідження силікатних систем.

Зміст дисципліни (тематика):

Тема 1. Силікати – солі силікатної кислоти, основні представники силікатів, їх промислове значення і роль у природі. Фізико-хімічні методи аналізу силікатів.

Тема 2. Цемент, бетон, композиційні матеріали на основі силікатів.

Тема 3. Силікати. Класифікація інструментальних (фізико-хімічних) методів аналізу силікатних систем та оточуючого середовища.

Тема 4. Електрохімічні методи аналізу, потенціометрія.

Тема 5. Дослідження електрофізичних властивостей сировини та матеріалів. Кондуктометрія.

Тема 6. Полярографія, амперометрія, електрогравіметрія, кулонометрія як методи дослідження якості сировини і властивостей силікатних систем.

Тема 7. Методи оцінювання складу й структури композиційних силікатних матеріалів. Віскозиметрія. Пластометрія.

Тема 8. Термодинамічні та термоаналітичні методи дослідження силікатних систем, діаграми стану багатокомпонентних складних систем.

Тема 9. Оптичні методи аналізу силікатних систем і сировини для виробництва в’яжучих матеріалів, скла, кераміки. Закон світлопоглинання Бугера-Ламберта-Бера.

Види робіт: лекції, практичні роботи, індивідуальна та самостійна робота, підготовка до заліку, залік.

Форма підсумкового контролю: залік.