Розвиток теорії хімічних реакцій: механізм, кінетика, термодинаміка

Спеціальність: Хімічні технології та інженерія
Код дисципліни: 8.161.00.M.044
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Технологія органічних продуктів
Лектор: Професор Мельник Степан Романович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: засвоєння здобувачами наукового ступеня відомостей про взаємозв’язок будови, реакційної здатності та механізмів хімічних реакцій
Завдання: інтегральна компетентність: здатність розв’язувати комплексні проблеми в галузі хімічної технології та інженерії, здійснювати дослідницько-інноваційну діяльність, що передбачає глибоке переосмислення наявних і створення нових цілісних знань, наукових принципів, а також практичне впровадження отриманих результатів на підприємствах хімічної промисловості; загальні компетентності: 1) уміння ефективно спілкуватися з широкою науковою спільнотою в міжнародному контексті та громадськістю з актуальних питань хімічної технології та інженерії і суміжних галузях; фахові компетентності: 1) здатність інтегрувати знання з інших дисциплін, застосовувати новітній системний підхід, враховувати нетехнічні аспекти під час проведення експериментальних досліджень та розв’язанні інженерних задач; 2) здатність розробляти та реалізовувати наукові та науково-технічні проекти, включаючи результати власних досліджень, які дають можливість переосмислювати загальноприйняті положення про механізми і принципи хімічних та фізико-хімічних перетворень речовин, перетворення енергії в них та створювати нові знання та наукові принципи; 3) здатність аргументувати вибір методу розв’язування спеціалізованої задачі, критично оцінювати отримані результати та аргументовано захищати прийняті рішення.
Результати навчання: ПР01: Здатність продемонструвати системні знання та навички сучасних методів проведення досліджень в області хімічної технології та інженерії, хімічного матеріалознавства та суміжних галузях промисловості ПР02: Здатність продемонструвати поглиблені теоретичні знання у вибраній області наукових досліджень ПР03: Розуміння сучасних технологій хімічного виробництва й тенденцій їх розвитку ПР04: Здатність продемонструвати розуміння впливу технічних рішень у суспільному, економічному і соціальному контексті ПР05: Здійснювати пошук, аналізувати і критично оцінювати наукову та науково-технічну інформацію з різних джерел ПР06: Застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу елементів та систем, характерних обраній області наукових досліджень ПР07: Досліджувати і моделювати явища та процеси в складних хімічних та фізико-хімічних системах ПР08: Застосовувати системний підхід, інтегруючи знання з інших дисциплін та враховуючи нетехнічні аспекти, під час розв’язання теоретичних і прикладних задач обраної області наукових досліджень ПР11: Самостійно виконувати експериментальні дослідження на сучасному рівні та застосовувати дослідницькі навички ПР12: Оцінити доцільність та можливість застосування інноваційних процесів у хімічних технологіях та інженерії, хімічному матеріалознавстві та суміжних галузях ПР13: Аргументувати вибір методів розв’язування науково-прикладної задачі, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення ПР16: Здатність адаптуватись до нових умов, самостійно приймати рішення та ініціювати оригінальні дослідницько-інноваційні комплексні проекти, включаючи міжнародні ПР17: Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань із врахуванням тенденцій розвитку науки та техніки й, насамперед, хімії, хімічних технологій та інженерії, суміжних галузей ПР18: Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики та чинного законодавства
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Наукові основи теоретичних досліджень і моделювання хіміко-технологічних процесів Дослідницький семінар в галузі хімічної технології та інженерії Методи досліджень у хімічній технології та інженерії Педагогічна практика Академічне підприємництво
Короткий зміст навчальної програми: У дисципліні розглянуто питання розвитку теорії перехідного стану та її прикладне значення, розвиток уявлень про будову органічних речовин, зв’язок їх будови з реакційною здатністю, вплив будови речовин на зміну ентальпії та ентропії, вплив розчинника і сольових ефектів на перебіг хімічної реакції, основні типи механізмів хімічних реакцій.
Опис: Розвиток теорії перехідного стану та її прикладне значення. Метод стаціонарних концентрацій. Рівняння Міхаеліса-Ментен. Вплив асоціативної рівноваги. Сольові ефекти у хімічних реакціях. Вплив розчинника на перебіг хімічної реакції. Функції кислотності та швидкість хімічної реакції. Швидкості реакції за участю кислот і основ. Вплив будови речовин на зміну ентальпії та ентропії. Ізокінетичні залежності в хімічних реакціях. Залежність між будовою та реакційною здатністю речовин. Рівняння Гамета. Рівняння Тафта. Нуклеофільне заміщення. Електрофільне та нуклеофільне приєднання. Реакції елімінування. Карбаніони та їх реакції. Карбкатіони та їх реакції. Радикали та їх реакції.
Методи та критерії оцінювання: реферат та іспит
Критерії оцінювання результатів навчання: поточний контроль: реферат (30 %) підсумковий контроль (екзамен): письмово-усна форма (70 %)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Sykes P. A Guidebook to Mechanism in Organic Chemistry. Pearson Education, 1986, 428 p. 2. Schmid R., Sapunov V. N. Non-formal Kinetics: in Search for Chemical Reaction Pathways. Weinheim: Verlag Chemie, 1982, 199 p. 3. Піх З. Г. Теорія хімічних процесів органічного синтезу. Підручник. Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2002, 396 с. 4. Hammett L. P. Physical Organic Chemistry: Reaction Rates, Equilibria, and Mechanisms. McGraw-Hill, 1970, 420 p. 5. Effets de Sels en Chimie Organique et Organometallique: by A. Loupy and B. Tchoubar, Ed. Dunod, Paris 1988, 311 p. 6. Reichardt C., Welton T. Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry, Fourth Edition. Wiley?VCH Verlag GmbH & Co, 2011, 692 p.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).