Химическая технология - Уральский федеральный университет

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уральский федеральный университет имени первого Президента России
Б.Н.Ельцина»
Физико-технологический институт
Утверждаю:
Директор ФТИ
___________ В.Н. Рычков
«____»___________ 2013 г.
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ В МАГИСТРАТУРУ
Направление 240100 – Химическая технология
Магистерские программы:
«Аналитический контроль природных и технических объектов»,
«Управление экологической безопасностью радиохимических технологий»
Екатеринбург
2013
Программа вступительных испытаний в магистратуру составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки «Химическая технология» (магистратура), утвержденного приказом
министерства образования и науки Российской Федерации от 22.12.2009 г.,
№ 792.
Программу составили: Пупышев А.А., профессор кафедры ФХМА, д.х.н.,.
Воронина А.В, зав. кафедрой радиохимии и прикладной экологии, к.х.н.
Программа одобрена на
заседании кафедры физико-химических
методов анализа 11 апреля 2013 г., протокол № 4, на заседании кафедры
радиохимии и прикладной экологии 18 марта 2013 г., протокол № 4.
Заведующий кафедрой ФХМА
О.И. Ребрин
Заведующий кафедрой РХ и ПЭ
А.В. Воронина
Программа
одобрена
учебно-методическим
советом
технологического института (протокол № 13 от 12 апреля 2013 г.)
Председатель
учебно-методического совета ФТИ
Программа одобрена Ученым советом
института (протокол № 7 от 15 апреля 2013 г.)
2
физико-
Н.Н. Курбатов
физико-технологического
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Настоящая программа предназначена для поступающих в магистратуру с
целью освоения магистерских программ «Аналитический контроль
природных и технических объектов» и “Управление экологической
безопасностью радиохимических технологий” по направлению 240100
«Химическая технология».
1. Цель программы
Вступительные испытания проводятся для определения уровня
практической и теоретической подготовки бакалавра (специалистов) и с
целью установления соответствия знаний, умений и навыков претендентов
требованиям освоения основной образовательной программы магистратуры
по направлению 240100 «Химическая технология» в области аналитического
контроля природных и технических объектов и управления экологической
безопасностью радиохимических технологий. Поступающий в магистратуру
должен продемонстрировать умение применить полученные знания для
использования комплекса современных химических, физико-химических,
физических методов анализа для определения свойств материалов,
качественного и количественного анализа природного и техногенного сырья
и продуктов, природных объектов анализа, а также для рационального
природопользования
и
управления
экологической
безопасностью
радиохимических технологий.
Поступающий в магистратуру должен знать:
- химические свойства основных классов неорганических химических
соединений и методы их получения;
- основные аналитические методы и типы оборудования для определения
и контроля параметров химико-технологических процессов;
- современные методы и средства планирования и организации исследований и разработок, проведения экспериментов и наблюдений, обработки
информации с применением вычислительной техники;
- основы рационального природопользования;
- основы экологии, экологической безопасности;
- основы трудового законодательства и организации труда;
- правила и нормы охраны труда.
2. Общее содержание
Предлагаемая
программа
вступительного
экзамена
отвечает
требованиям к обязательному минимуму содержания и уровня подготовки
бакалавра по направлению 240100 «Химическая технология».
3
Исходя из требований ФГОС ВПО к уровню подготовки выпускников с
квалификацией «бакалавр» предлагаемая программа вступительного
экзамена для поступающих в магистратуру по направлению 240100
«Химическая технология» включаются следующие учебные дисциплины:
1. Общая и неорганическая химия;
2. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа;
3. Экология;
4. Рациональное
безопасность.
природопользование
и
экологическая
Содержание выбранных учебных дисциплин образует базу знаний, на
которых строится изучение специальных дисциплин, предлагаемых в рамках
магистерской подготовки и определяет уровень общепрофессиональной
подготовки в соответствии с государственным образовательным стандартом,
того о чем бакалавр должен иметь представление, что он должен знать, уметь
использовать.
3. Форма и продолжительность проведения
вступительных испытаний
Форма вступительных испытаний: экзамен письменный. Вступительные
испытания принимаются комиссией в количестве трех человек: председателя
комиссии и двух членов комиссии, которые назначаются соответствующим
приказом по университету. Секретарь комиссии по приему вступительных
испытаний назначается из числа сотрудников выпускающей кафедры.
Оценка по экзамену проставляется по стобальной шкале. Результаты
экзамена доводятся до сведения экзаменуемых в день проведения вступительных испытаний. Количество баллов, полученных по результатам вступительных испытаний, проставляется в экзаменационные ведомость и листы,
которые подписываются председателем и членами комиссии.
5. Содержание программы вступительных испытаний
Раздел 1. Введение. Предмет и задачи аналитической химии.
Раздел 2. Общая и неорганическая химия.
2.1 Важнейшие классы неорганических соединений. Основные законы
химии. Основные классы неорганических соединений: оксиды, гидроксиды
(кислоты и основания), соли. Молярная масса вещества, моль, законы
газообразного состояния вещества, расчеты по химическим уравнениям.
2.2 Энергетика химических процессов. Внутренняя энергия системы.
Энтальпия. Закон Гесса. Энтропия. Свободная энергия Гиббса.
2.3 Химическая кинетика и равновесие. Скорость химической реакции.
Катализ. Химическое равновесие.
4
2.4 Основные характеристики растворов. Свойства разбавленных
растворов
неэлектролитов.
Растворы
электролитов.
Теория
электролитической диссоциации.
2.5 Строение атома и систематика химических элементов. Строение
атома. Периодическая система элементов.
2.6 Химическая связь и строение молекул
2.7 Электрохимические процессы.
Электродные потенциалы.
Гальванические элементы. Электролиз. Коррозия металлов.
2.8 Окислительно-восстановительные реакции
2.9 Свойства р-элементов. Элементы VII A группы ПСЭ. Элементы VI A
группы ПСЭ. Элементы V A группы ПСЭ.
2.10 Металлы. Xимические свойства. Получение металлов: извлечение
из руд, способы восстановления (алюминий, бериллий, магний, молибден,
вольфрам, железо). Металлы как конструкционные материалы.
2.11 Комплексные соединения
2.12 Лантаниды и актиниды
2.12 Полупроводниковые материалы - кремний, германий
Раздел 3. Методы анализа. Основные понятия
3.1 Виды анализа: изотопный, элементный, молекулярный, фазовый,
вещественный и структурно-групповой. Методы анализа: химические,
физико-химические, физические. Метрологические, информационные,
экономические и технические характеристики методов анализа.
3.2 Организация аналитического контроля в науке и технике.
Экспрессные, маркировочные и арбитражные методы анализа. Схемы
процесса аналитического контроля и основные этапы (стадии).
3.3 Применение ЭВМ и автоматизированных систем аналитического
контроля.
Раздел 4. Пробоотбор и пробоподготовка Пробоотбор, основные
требования и приемы. Методы растворения и разложения проб: растворение,
автоклавное вскрытие, сплавление.
Раздел 5. Методы разделения и концентрирования компонентов
5.1 Необходимость применения методов выделения, разделения,
концентрирования (обогащения) элементов в аналитической химии.
Коэффициент выделения, разделения и концентрирования. Эффективность
методов разделения.
5.2 Дистилляция, сублимация и зонная плавка как методы разделения и
концентрирования.
5.3 Методы осаждения и соосаждения.
5.4 Экстракционные методы разделения.
5.5 Хроматографические методы разделения, концентрирования и
определения. Адсорбционная, газовая, жидкость-жидкостная, ионообменная,
ионная хроматография.
5
5.6 Маскирование в аналитической химии.
Раздел 6. Гравиметрический метод анализа
Классификация (методы осаждения и выделения). Осаждаемая и
гравиметрическая (весовая) формы и требования к ним предъявляемые.
Сущность метода и области его применения.. Метрологические
характеристики, достоинства и недостатки гравиметрических методов
анализа.
Раздел 7. Титриметрические методы анализа
Сущность методов титриметрического анализа. Классификация
методов. Требования к используемым химическим реакциям. Общие приемы
и способы титрования: прямое, обратное и титрование по замещению.
Кривые титрования. Способы индикации конечной точки титрования.
Погрешности методов. Достоинства и недостатки методов. Область
применения.
Кислотно-основное
титрование
(протолитометрия).
Комплексиметрические методы анализа. Окислительно-восстановительное
титрование (редокс-метрия). Сущность методов. Используемые реакции.
Кривые титрования и их анализ. Область применения методов.
Раздел 8. Введение в физико-химические методы анализа
Физико-химические методы анализа, их место в современном контроле
технологии. Аналитический сигнал, экстенсивная и интенсивная
компоненты. Зависимость от концентрации определяемого компонента.
Влияние состава и структуры пробы. Зависимость от условий выполнения
измерений. Градуировка аналитических методов, способы градуировки и
обработки результатов анализа. Предел обнаружения. Разрешающая
способность методов анализа. Число одновременно определяемых
компонент. Селективность и избирательность. Точность анализа.
8.1. Основы атомного спектрального анализа
8.2. Основы молекулярного спектрального анализа
8.3. Основы электрохимических методов анализа
Раздел 9. Экология
9.1. Экосистемы
Состав и функциональная структура экосистем. Пищевые цепи и сети.
Основные принципы функционирования экосистем. Видовое разнообразие.
9.2. Экологические факторы и экологическая ниша
Классификация экологических факторов среды (абиотические,
биотические,
антропогенные;
внутренние
и
внешние).
Общие
закономерности действия экологических факторов на живые организмы.
9.3. Особенности
поведения экосистем и парадоксы реакции на
антропогенное вмешательство
9.4. Мониторинг окружающей среды
6
Мониторинг как информационная система. Экологический мониторинг
окружающей человека среды: цели, задачи, объекты. Структура системы
мониторинга. Классификация (глобальный, федеральный, территориальный,
локальный). Мониторинг источников и факторов воздействия, мониторинг
природных сред, импактный мониторинг как составляющие мониторинга
окружающей среды на территориальном уровне. Критерии качества
мониторинга. Направления государственного экологического мониторинга и
уполномоченные государственные службы.
9.5. Поллютанты окружающей среды
Классификация, источники. Закономерности миграции в окружающей
среде. Процессы рассеяния и концентрирования. Особенности воздействия на
живые организмы.
9.6. Элементы радиоэкологии
Радиоактивность окружающей человека среды как экологический
фактор. Источники ионизирующих излучений в биосфере, вклад
радионуклидов в радиационный фон. Классификация радионуклидов.
Источники и пути загрязнения биосферы радионуклидами различного
происхождения. Деятельность предприятий ядерного топливного цикла,
проблема
обезвреживания
радиоактивных отходов. Транспорт
радиоактивных микрокомпонентов в подсистемах биогеоценозов и
самопроизвольное (кумулятивное) накопление. Роль пищевых цепочек и
сетей; пищевые пирамиды; коэффициент накопления. Важнейшие
радионуклиды, влияющие на качество жизни.
9.10.
Основы
радиотоксикологии.
Основные
особенности
биологического действия ионизирующих излучений. Облучение внешнее и
внутреннее. Пути проникновения радионуклидов в организм человека и
животных. Мероприятия, направленные на защиту организма человека от
воздействия ионизирующих излучений. Выведение радионуклидов из
организма:
закономерности
и особенности естественного процесса;
лекарственные методы, способствующие выведению.
Раздел 10. Рациональное природопользование и экологическая
безопасность
10.1. Ресурсы
Ресурсы. Классификация ресурсов по компонентам окружающей среды,
отраслевой принадлежности, признаку исчерпаемости.
10.2. Рациональное природопользование и экологическая безопасность
Рациональное и нерациональное природопользование. Экологическая
безопасность. Принципы рационального природопользования. Анализ и
моделирование потоков антропогенного давления, выявление источников,
причин и степени загрязнения окружающей среды; оценку экологических
рисков и выявление причин их появления; разработка методов и средств
реабилитации регионов с ухудшенными показателями качества среды;
разработка технологических решений для предотвращения и (или)
7
максимального ослабление негативных последствий антропогенного и
естественного воздействия на окружающую среду (обезвреживание выбросов
и стоков, внедрение оборотных процессов, утилизация отходов, проведение
реабилитационных мероприятий на территориях, подвергшихся загрязнению
в результате аварийных ситуаций); разработку малоотходных, замкнутых,
ресурсосберегающих и полипродуктовых технологий.
10.3. Ресурсосберегающее (экологизированное) производство.
Мероприятия по созданию ресурсосберегающего производства.
10.4. Экологическое законодательство. Защита окружающей среды
Природоохранное законодательство и основы экологического права.
10.5. Нормирование в области охраны окружающей среды.
Цели нормирования. Нормативы качества окружающей среды –
экологические, гигиенические. Нормативы допустимого воздействия.
Предельно допустимая концентрация (ПДК), предельно допустимый
уровень
(ПДУ), предельно допустимый выброс (ПДВ) и предельно
допустимый сброс (ПДС). Действия, направленные на регулирование
качества окружающей среды.
10.6. Защитная техника и технологии.
Мероприятия по охране атмосферного воздуха. Методы и системы
очистки газовых выбросов предприятий. Защита гидросферы. Основные
методы очистки сточных вод. Комплекс мероприятий по защите литосферы:
cохранение фонда почв, снижение воздействия на литосферу отходов
производства, методы утилизации твёрдых бытовых отходов (ТБО).
4.2. Оценка уровня знаний
Вступительные испытания в магистратуру имеют целью оценку подготовленности претендента к освоению основной образовательной программы
магистратуры по направлению 240100 «Химическая технология» в соответствии с профильной направленностью и видами профессиональной деятельности.
Основным критерием оценки соответствия требованиям отбора претендента является уровень знаний, показанный при ответах на два вопроса
экзаменационного билета.
Отдельно принимаются во внимание:
- средний балл за период подготовки бакалавра (специалиста);
- наличие рекомендации ГАК на обучение в магистратуре;
- дипломы, грамоты и сертификаты, полученные на профессиональных
конкурсах, выставках и др.;
- наличие научных публикаций, докладов на конференциях;
- участие в конкурсах и грантах.
8
5. Рекомендуемая литература.
а) основная литература:
1. Основы аналитической химии. /Под ред. Ю. А. Золотова. В 2 томах. М:
Академия, 2010
2. Янсон Э.Ю., Путнинь Я.К. Теоpетические основы аналитической химии. М.: Высшая школа, 1980, 1987. 261 с.
3. Луpье Ю.Ю. Спpавочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979.
4. Петеpс Д., Хайес Дж., Хифтье Г. Химическое pазделение и
измеpение/Теоpия и пpактика аналитической химии. В 2-х книгах. М.:
Химия, 1978.
5. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. М.: Миp, 1980.
6. Бок P. Методы pазложения в аналитической химии. М.: Химия, 1984.
7. Опpобование и контpоль технологических пpоцессов обогащения. М.:
Недpа, 1985. 294 с.
8. Данцеp К., Тан Э., Мольх. Аналитика. Систематический обзоp. М.: Химия,
1981.
9. Аналитическая химия/ Под ред. Л. Н. Москвина В 3 томах. - М: Академия,
2010
10. В. П. Васильев Аналитическая химия. В 2 книгах. -М.:Дрофа, 2007
11.Экология: учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. /В.Н. Большаков,
В.В. Качак, В.Г. Коберниченко [и др.]; Под ред. Г.В. Тягунова, Ю.Г.
Ярошенко. М. : Логос, 2005. 504 с.
12.Егоров Ю.В. Экология: в 2 ч.: учебное пособие /Ю.В. Егоров.
Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. Ч.1.120 с.
13.Егоров Ю.В. Экология: учебное пособие /Ю.В. Егоров. Екатеринбург:
УрФУ, 2011. Ч.2. 185 с.
14.Воронина А.В. Экология: учебное пособие. В 2 частях. Ч.1. Элементы
общей и социальной экологии. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ,
2007. 120 с.
15.Воронина А.В. Экология. Ч.2. Прикладная экология: учебное пособие.
Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2008. 106 с.
б) дополнительная литература:
1. Коровин Н.В. Общая химия. М.: высшая школа. 2010. 557с.
2. Угай Я.А. Общая и неорганическая химии. М.: Высшая школа, 2007.
527 с.
3. Глинка Н.Л. Общая химия. М.: Интеграл-Пресс, 2006. 728 с.
4. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. М.: ИнтегралПресс, 2006.
5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химии. М.: Высшая школа,
2008. 743 с.
6. Аналитическая химия. Проблемы и подходы: В 2 т./Под ред. Р.Кельнера,
Ж.-М.Мерме, М.Отто, М.Видмера.- М.:Мир. 2004.
9
7. Карпов Ю.А., Савостин А.П. Методы пробоотбора и пробоподготовки. М.:
БИНОМ.Лаборатория знаний. 2003.
8. Аналитическая химия. Химические методы анализа /Под pед.
О.М.Петpухина.
М.: Химия, 1992.
9. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. Кн.1,2. - М.:
Химия, 1990.
10.Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические
методы анализа. - М.: Высш.школа, 1991.
11.Отто М. Современные методы аналитической химии - М: Техносфера,
2008
12.Кристиан Г. Аналитическая химия. В 2 книгах. М: Бином. Лаборатория
знаний, 2009 г.
13.Беккер Ю. Спектроскопия- М: Техносфера, 2009
14.Воронина А.В. Влияние качества окружающей среды на здоровье
человека: учебное пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ. 2004. 69 с.
15.Никифоров А.Ф., Липунов И.Н., Василенко Л.В. Природопользование и
охрана окружающей среды. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. 2007.
223 с.
16.Воронина А.В., Бетенеков Н.Д., Недобух Т.А. Прикладная радиоэкология:
учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. 222 с. .
17.Егоров Ю.В. Радиация как биосферный фактор: курс лекций.
Екатеринбург: ГОУ ВПОУГТУ-УПИ. 2007. 132 с.
10