Физическая химия — наука о закономерностях протекания химических процессов, состояния химического и фазового равновесия, закономерностях кинетики химических и каталитических реакций.
В рамках магистерской программы предусмотрено изучение дисциплин, связанных с химической термодинамикой, кинетикой, физикохимией поверхностных явлений, процессов адсорбции, фазообразования, энергоконверсии, теоретической и прикладной электрохимией, коррозией и защитой металлов.
Цель программы – существенное расширение у студентов ключевых понятий и концепций и, тем самым, формирование глубокого прогностического понимания фундаментальных проблем и практических методов их решения в области современной физической химии; формирование у студентов профессиональной способности планировать и самостоятельно проводить эффективную научную работу на уровне эксперта, а также критически оценивать ее результаты.
Содержание образования
Общенаучный цикл (25 – 31 зач. ед.)
Обязательные дисциплины: «Основы компьютерной химии»; «Философские проблемы химии»; «Экологический мониторинг (для химиков)»; «Высокоэффективная хроматография»; «Психология высшей школы», «Строение вещества».
Дисциплины по выбору: «Иностранный язык» (английский, немецкий, французский).
Профессиональный цикл (33 – 39 зач. ед.)
Обязательные дисциплины: «История и методология химии»; «Проблемы современной химии»; «Дефекты структуры металлов»; «Педагогика высшей школы»; «Права и охрана интеллектуальной собственности»; «Современные проблемы электрохимии»; «Теория коррозионных процессов»; «Структурная коррозия»; «Физико-химический анализ»; «Электрохимическая кристаллизация металлов и сплавов».
Дисциплины по выбору: «Кинетика химических реакций»; «Термодинамика получения и различных видов обработки материалов»; «Химия поверхностей раздела фаз»; «Методы разделения и концентрирования», «Физико-химические свойства и доказательства структуры физиологически активных соединений»; «Химическая технология важнейших производств».
Практики и научно-исследовательская работа (54 зач. ед.)
Научно-исследовательская практика; научно-исследовательская работа; научно-педагогическая практика; научно-исследовательский семинар «Проблемы современной химии»; подготовка магистерской диссертации.
Итоговая государственная аттестация (2 зач. ед.)
Магистерская диссертация.
Факультативные дисциплины (0 – 10 зач. ед.)
«Автоматизация электрохимических исследований»; «Компьютерная химия»; «Химия твердого тела».
В рамках программы «Физическая химия» ведутся работы по научному направлению «Кинетика и механизм поверхностных процессов на межфазных границах металлических и неметаллических материалов с конденсированными и неконденсированными средами. Разработка новых функциональных электродных материалов и электрохимических технологий».
На базе проводимых исследований в рамках данного направления получен ряд новых фундаментальных результатов, касающихся исследования механизма и кинетики выделения и абсорбции водорода, водородопроницаемости и анодного поведения переходных металлов, сплавов, металлоподобных соединений. Создаются новые ингибиторы коррозии и наводороживания, анализируется механизм их действия. Развиваются представления о начальных стадиях формирования ряда гальванических и химически осажденных покрытий, разрабатываются новые покрытия с высокими служебными параметрами и полифункциональные добавки, улучшающие их свойства, разрабатывается технология нанесения покрытий из неводных электролитов. Исследования проводятся с привлечением самого современного оборудования и приборов для электрохимических, микроструктурных и аналитических исследований.
Профессиональная подготовка студентов:
— Детальное представление об основных понятиях, законах, постулатах классической и современной физической химии (химической термодинамики, химической кинетики, электрохимии, коррозиологии);
— Умение использовать знания и навыки в области физической химии для интерпретации, моделирования и прогноза физико-химических свойств широкого круга материалов, процессов их получения, планирования и проведения исследований, направленных на изучение и анализ физико-химических характеристик объектов исследования, анализ механизмов и кинетики электрохимических процессов;
— Навыки использования современной приборной базы в области электрохимии, электрохимических методов анализа, химического материаловедения для решения конкретных исследовательских и прикладных задач;
— Готовность к проведению самостоятельных научно-исследовательских работ в области физической химии на уровне эксперта, способность к академической мобильности.
В период проведения практики используется оборудование лабораторий электрохимии и защиты металлов от коррозии, рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, высокоэффективной хроматографии, физико-химических методов исследований.
Примерные темы магистерских диссертаций:
— Механизмы электродных процессов на силицидах и германидах переходных металлов;
— Разработка и исследование водородаккумулирующих материалов на основе сплавов магния;
— Технология получения и электрохимические свойства высоковольтной анодированной алюминиевой фольги для электролитических конденсаторов;
— Катодная реакция выделения водорода на Ni-P и Ni-TiO2 сплавах и их наводороживание;
— Разработка и исследование новых ингибиторов кислотной коррозии малоуглеродистой стали в кислых и нейтральных электролитах;
— Импеданс электродных процессов на мультикомпонентных интерметаллических соединениях;
— Механизм формирования композиционных химически осажденных покрытий на основе сплава Ni-P и исследование их свойств.
Выпускники магистерской программы могут поступить в аспирантуру университета по профилям «Электрохимия», «Технология электрохимических процессов и защита от коррозии».
