- •Содержание
- •Общие методические указания
- •Модуль 1. Особенности силикатных материалов и процессов их синтеза
- •Задание 1. Термодинамика реакций в силикатных системах
- •Лабораторная работа № 1
- •Изучение химического равновесия в гетерогенной системе
- •(Расчет термодинамических характеристик реакции
- •Разложения карбоната кальция)
- •Лабораторная работа № 2 Кинетика гетерогенной химической реакции (расчет кинетических характеристик реакции разложения карбоната кальция)
- •Модуль 2. Фазовые равновесия в силикатных системах и диаграммы состояния
- •Задание 2. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Вариант 11
- •Вариант 12
- •Задание 3. Диаграммы состояния трехкомпонентных систем
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 11
- •Расчет термодинамических характеристик кристаллизующихся веществ по данным термического анализа
- •Список литературы
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра химии и биотехнологии
Основы физической химии силикатов
Методические указания к лабораторным работам
и индивидуальные задания
Направление: 08.04.01 (270800.68) Строительство
Магистерская программа: Строительные материалы и изделия
Издательство
Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2016
Составители: М.М. Соколова, О.И. Бахирева
УДК
Рецензент Пан Л.С.
канд. хим. наук, доц.
(Пермский национальный исследовательский
политехнический университет)
Основы физической химии силикатов. Метод. указания к лаборат. работам и индив. задания / сост. М.М. Соколова, О.И. Бахирева – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2016. – 40 с.
Содержит многовариантные индивидуальные задания с примерами, а также указания к выполнению лабораторных работ.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 08.04.01 (270800.68) Строительство; магистерской программы: Строительные материалы и изделия.
ПНИПУ, 2016
Содержание
Общие методические указания ………………………………………………….
Модуль 1. Особенности силикатных материалов и процессов их синтеза ……
Задание 1. Термодинамика реакций в силикатных системах …………………..
Лабораторная работа №1 …………………………………………………………
Лабораторная работа №2 …………………………………………………………
Модуль 2. Фазовые равновесия в силикатных системах и
диаграммы состояния ……………………………………………………………..
Задание 2. Диаграммы со стояния двухкомпонентных систем ………………...
Задание 3. Диаграммы со стояния трехкомпонентных систем ………………...
Лабораторная работа №3 …………………………………………………………
Список литературы ………………………………………………………………..
Общие методические указания
Дисциплина «Основы физической химии силикатов» относится к вариативной части общенаучного цикла и является дисциплиной по выбору при освоении ООП по направлению 08.04.01 (270800.68) «Строительство», магистерской программы «Строительные материалы и изделия».
Целью дисциплины является формирование системных знаний в области физической химии силикатов, являющейся теоретической базой процессов производствасиликатных строительных материалов и изделий; формирование навыков самостоятельной работы при проведении исследований силикатных систем.
В процессе изучения данной дисциплины студент осваивает следующие компетенции:
– способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК – 2);
– способность демонстрировать знания фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК – 1);
– способность оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК – 12).
Предметом освоения дисциплины являются следующие объекты:
силикаты в различных состояниях;
процессы образования силикатных продуктов;
фазовые равновесия и диаграммы состояния силикатных систем;
основные методы физической химии;
законы термодинамики и кинетики.
В результате изучения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты:
знать:
– теории и закономерности процессов, лежащих в основе получения силикатных строительных материалов и изделий;
– законы термодинамики и кинетики; основы учения о фазовых равновесиях.
уметь:
– анализировать научную и техническую литературу, посвященную теоретическим и экспериментальным исследованиям в области физической химии силикатов;
– проводить теоретические расчеты, анализировать и обобщать результаты физико-химических исследований.
владеть:
– навыками самостоятельной работы при проведении физико-химических исследований.
Модуль 1. Особенности силикатных материалов и процессов их синтеза
Силикаты и другие тугоплавкие соединения в кристаллическом состоянии. Химическая связь в силикатах. Структура силикатов. Структура простых и сложных оксидов металлов, боридов, карбидов, нитридов, силицидов. Полиморфизм. Методы изучения структуры силикатов.
Силикаты и другие соединения в стеклообразном состоянии. Особенности стеклообразного состояния и его роль в технологии силикатных материалов. Условия стеклообразования, разновидности стекол. Строение и свойства стекла.
Силикаты в высокодисперсном состоянии. Электрокинетические явления в высокодисперсных силикатных системах. Устойчивость и коагуляция коллоидных силикатных систем. Поверхностно-активные вещества в силикатных системах. Структурно-механические свойства силикатных высокодисперсных систем. Кремнезем в высокодисперсном состоянии. Коллоидные свойства системы глина – вода.
Термодинамика и кинетика процессов в силикатных системах. Процессы синтеза силикатных материалов и их кинетические особенности. Процессы твердофазного взаимодействия. Диффузия в твердых телах. Механизм и последовательность превращений при твердофазном взаимодействии. Кинетика твердофазных реакций. Спекание и рекристаллизация. Кристаллизация расплавов и стекол. Кристаллизация из растворов. Кристаллизация из газовой фазы.
Термодинамика процессов в силикатных системах. Основные понятия термодинамики. Законы термодинамики. Химическое равновесие. Термодинамический метод исследования процессов. Особенности применения методов термодинамики к силикатным системам. Термодинамика твердофазных реакций.