аналитика. Аналитическая химия. Программа обучения по дисциплине Аналитическая химия
 Скачать 164 Kb.
|
|
Программа обучения по дисциплине «Аналитическая химия» (силлабус) Уральск, 2020 г. 1.Данные о преподавателях: 2. Время и место проведения: Время проведения: Место проведения: 3. Пререквизиты и постреквизиты Пререквизиты:. Постреквизиты:. 4. Краткое описание курса: дисциплина «Аналитическая химия» - компонент по выбору. Цель курса: ознакомление и усвоение студентами методов, способов и приемов анализа вещества, уметь анализировать теоретические основы химических и физико-химических методов анализа, развитие умений применять методы химического и физико-химического анализа на практике. Задачи преподавания дисциплины: изучение студентами теоретических основ аналитической химии, позволяет им оценивать состояние окружающей среды и выбирать оптимальные мероприятия для получения экологически чистой продукции. Содержание дисциплины. Методы аналитической химии. Теоретические основы химического анализа. Аналитические сигналы и аналитические реакции. Качественный анализ анионов. Количественный химический анализ. Методы количественного химического анализа. Гравиметрический анализ. Теоретические основы титриметрических методов анализа. Методы кислотно-основного титрования. Методы окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия. Иодометрия. Потенциометрический анализ. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование Результаты обучения: знание основных теоретических положении, лежащие в основе химических и физико-химических методов идентификации и определения веществ знание основ физико-химических методов качественного и количественного анализа умение выполнять основные операции анализа умение готовить реактивы и растворы для анализа способность работать на различных аналитических установках и приборах способность приготовить растворы заданной концентрации различными способами Политика выставления оценок Текущий контроль успеваемости студентов проводится по каждой теме учебной дисциплины и включает контроль знаний на аудиторных и внеаудиторных занятиях. Оценка текущего контроля (оценка рейтинга допуска) складывается из оценок текущего контроля на аудиторных занятиях и оценок рубежного контроля (внеаудиторные занятия). При текущем контроле успеваемости учебные достижения студентов оцениваются по 100 балльной шкале за каждое выполненное задание (ответ на текущих занятиях, сдача домашнего задания, самостоятельной работы обучаемого) (далее - СРО), рубежный контроль и окончательный реузультат текущего контроля успеваемости подводится расчетом среднеарифметический суммы всех оценок, полученных в течение академического периода. Дисконт: 1. Пропуск занятии – (- 10 балл) 2. Невыполнение задании – (-10 балл) 3. Несвоевременная сдача работы – (-5 балл) 4. Дезорганизующее поведение на занятиях – (-5 балл) Бонус: 1.Активная работа – 10 балл 2.Оригинальность ответа – 10 балл 3.Досрочно выполненная работа – 5 балл Политика курса, академического поведения и этики Не пропускать занятия; Пропущенные занятия отрабатывать в определённое преподавателем время. Не опаздывать на занятия. Отключать сотовые телефоны. В случае невыполнения заданий итоговая оценка снижается (штрафные баллы). Активно участвовать в учебном процессе. Со всей ответственностью и старательно выполнять домашние и прочие задания. Конструктивно поддерживать обратную связь на занятиях. Соблюдать Устав вуза, Кодекс чести, Правила внутреннего распорядка Календарно-тематический план
Планы практических занятий Тема № 1: Предмет и задачи аналитической химии. Роль аналитической химии в охране окружающей среды. Методы аналитической химии. Современное состояние и основные этапы развития аналитической химии. Техника лабораторных работ. Цель: усвоение основных требований по технике безопасности, химической посуды и оборудования. Содержание занятия – подготовиться письменно к следующим вопросам, нарисовать виды химической посуды и оборудования: 1. Порядок работы в лаборатории 2. Обязательные требования к технике безопасности при работе в химической лаборатории 3. Правила оказания первой медицинской помощи 4. Химическая посуда и оборудование 5. Отчет по выполненной работе. Тема № 2: Теоретические основы химического анализа. Аналитические сигналы и аналитические реакции. Цель: усвоение основных положений химического анализа. Содержание занятия – проанализировать основы химического анализа и написать уравнении аналитических реакции: 1. Микрокристаллоскопические реакции2. Капельные реакции 3. Реакции, проводимые в объеме раствора в пробирке 4. Отчет по выполненной работе. Тема № 3: Метрология в аналитической химии и статистическая обработка результатов анализа. Цель: усвоение основных положений метрологии. Содержание занятия – изучить метрологию аналитической химии и результаты анализа статической обработки оформить в виде таблицы Метрология. Классификация погрешностей в количественном анализе. Грубые, систематические и случайные ошибки Абсолютная и относительная ошибки Расчет метрологических характеристик результатов анализа Точность и правильность анализа. Применение методов математической статистики при обработке результатов анализа. Тема № 4: Аналитические реакции катионов первой, второй и третьей аналитических групп по кислотно-основной классификации Аналитические реакции катионов четвертой, пятой и шестой аналитических групп по кислотно-основной классификации. Качественный анализ анионов Цель: изучить аналитические реакции катионов первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой аналитических групп по кислотно-основной классификации, усвоение основных положений качественного анализа анионов Содержание занятия – сделать схему определения ионов: 1. Аналитические реакции катионов первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой аналитических групп. 2. Аналитическая классификация катионов по группам. Кислотно-основная классификация катионов. 3. Основные частные реакции анионов: сульфата, силиката, карбоната, фосфата, хлорида, нитрата, нитрита. 4. Выполнение упражнений и заданий по теме. Тема №5: Количественный химический анализ. Методы количественного химического анализа. Гравиметрический анализ. Цель: усвоение основных методов количественного анализа Содержание занятия – изучить методы количественного анализа 1. Количественный химический анализ 2. Методы химического анализа 3. Гравиметрический анализ. 4. Отбор проб. Подготовка образца к анализу. 5. Приготовление стандартных растворов. Тема №6: Теоретические основы титриметрических методов анализа. Цель: изучить методы титриметрических методов. Определить карбонатной жесткости воды методом кислотно-основного титрования в природных водах ЗКО. Содержание занятия – подготовиться к практической работе: Классификация титриметрических методов анализа. Способы титрования: прямое, обратное, косвенное. Требования к реакциям, используемым в титриметрии. Способы приготовления и установки концентраций рабочих растворов. Определение карбонатной жестокости воды. Приготовление стандартного раствора трилона Б. Расчеты в титриметрическом анализе. Отчет по выполненной работе Приготовление стандартного раствора тетрабората натрия. Приготовление рабочего раствора соляной кислоты. Стандартизация раствора соляной кислоты по тетраборату натрия. Определение карбонатной жестокости воды. Тема №7: Методы кислотно-основного титрования. Цель: ознакомление с особенностями метода, привитие навыков выполнения лабораторного анализа. Содержание занятия – подготовиться к практической работе: Стандартизация раствора перманганата калия по щавелевой кислоте. Определение железа в растворе соли Мора. Отчет по выполненной работе. Тема № 8: Методы комплексонометрического титрования. Санитарная оценка питьевых и поверхностных вод. Цель: ознакомление с особенностями метода, привитие навыков выполнения лабораторного анализа. Содержание занятия - подготовиться к практической работе: Методы комплексонометрического титрования. Определение общей жесткости воды методом комплексонометрического титрования Отчет по выполненной работе. Тема № 9: Методы окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия. Иодометрия Цель: ознакомление с особенностями метода, привитие навыков выполнения лабораторного анализа. Содержание занятия – подготовиться к практической работе: Перманганатометрия. Иодометрия Определения ХПК методом перманганатометрии. Тема № 10: Физико-химические методы в анализе объектов окружающей среды. Электрохимические методы анализа. Цель: изучить основные виды физико-химические методы анализа Содержание занятия - подготовиться к практической работе: Физико-химические методы анализа Классификация физико-химических методов анализа Применение физико-химических методов при анализе объектов окружающей среды Тема № 11: Потенциометрический анализ. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Цель: изучить основные виды потенциометрического анализа Содержание занятия – подготовиться к практической работе: 1 Потенциометрический анализ как метод определения состава веществ в объектах окружающей среды. Классификация потенциометрических методов анализа. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Тема № 12: Ионоселективные электроды в эколого-аналитических исследованиях Определение нитратов в природных водах ЗКО Цель: потенциометрическое измерение концентраций нитрат-иона в природных и сельскохозяйственных объектах с помощью ионоселективных электродов Содержание занятия - подготовиться к практической работе: 1. Применение методов прямой потенциометрии с использованием нитратселективного в эколого-аналитических исследованиях. Уравнение Нернста. 2. Определение нитратов методом прямой потенциометрии в природных водах. Оценка экологического состояния водоемов ЗКО по содержанию в них нитратов. 3. Отчет по выполненной работе. Тема № 13: Оптические методы анализа в экологическом мониторинге. Фотоколориметрический метод анализа. Определение меди (II) в растворе медного купороса Цель: изучение основных видов оптических видов анализа Содержание занятия – подготовиться письменно к следующим вопросам: 1. Оптические методы анализа. Сущность метода. 2. Классификация оптических методов анализа. 3. Закон Ламберта-Бугера-Бера, его физический смысл. 4. Знакомство с работой фотоколориметра КФК-2. 5. Определение меди (II) в растворе медного купороса на КФК-2. 6. Отчет по выполненной работе. Тема № 14: Эмиссионная фотометрия пламени. Атомно-абсорбционная спектроскопия Минеральный состав природных вод. Определение хлоридов в природных водах потенциометрическим методом. Цель работы: изучение потенциометрического метода, определение хлоридов в природных водах. Содержание занятия –подготовиться к практической работе: Эмиссионная спектроскопия. Виды спектрального анализа. Спектрографы Виды спектрального анализа. Спектрофотометрия. Фотометрия. Колориметрия. 3 Нефелометрия. Турбидиметрия. Подготовка к работе рН-метра. Измерение рН растворов Определение хлоридов в природных водах потенциометрическим методом. Отчет по выполненной работе. Тема № 15: Хроматографические методы анализа в анализе объектов окружающей среды, экологически чистой продукции Цель работы: изучение полярографического метода анализа, определение нескольких ионов металлов. Содержание занятия - изучить хроматографические методы анализа 1. Сущность хроматографического анализа 2. Методы хроматографического анализа и их классификация 9. График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
Оценка текущей успеваемости составляет 60% от итоговой оценки знаний по дисциплине, и оценка экзамена составляет 40% от итоговой оценки знаний по дисциплине. При подсчете итоговой оценки отделом регистрации применяются соответственно коэффициенты 0,6; 0,4:
где: РК 1 – 1-ый рейтинговый контроль; РК 2 – 2-ой рейтинговый контроль; ИК – итоговый контроль; ИО – итоговая оценка. Студент, не согласный с результатами оценки рейтинга допуска и/или итогового контроля, имеет право подать апелляцию не позднее следующего дня после выставления рейтинга и/или проведения экзамена. Результаты заседания апелляционной комиссии оформляются протоколом. Пересдача оценки, равно как положительной (с целью повышения), так и неудовлетворительной, по итоговому контролю не разрешается. 10. Задания на СРО Тема № 1: Предмет и задачи аналитической химии. Роль аналитической химии в охране окружающей среды. Методы аналитической химии. Современное состояние и основные этапы развития аналитической химии. Цель: изучить методы химического анализа, усвоить основные понятия. Содержание занятия – подготовить глоссарий по следующим основным направлениям: 1. Аналитическая химия, аналитика, анализ вещества, метод анализа, методика анализа, виды анализа, инструментальный метод, элементный метод, функциональный метод, молекулярный метод, фазовый метод, методы аналитической химии, пробоотбор, пробоподготовка, разложение проб, обнаружения проб, химические методы, физические методы, биологические методы, воспроизводимость результатов, виды погрешностей, систематические погрешности, грубые ошибки, статистическая погрешность, доверительный интервал. Тема № 2: Теоретические основы химического анализа. Аналитические сигналы и аналитические реакции. Метрология в аналитической химии и статистическая обработка результатов анализа. Цель: изучить понятия об аналитических сигналах и аналитических реакциях. Содержание занятия – подготовить реферат по темам: 1.Основные понятия: аналитические признаки, характерные аналитические признаки, аналитические реакции, реагенты - специфические, селективные, групповые. 2. Аналитический сигнал фона. Метод градуировочного графика. 3. Метод ограничивающих растворов. 4. Метод добавок. 5. Расчетный метод. 6. История развития аналитической химии. Тема № 3: Аналитические реакции катионов первой, второй и третьей аналитических групп по кислотно-основной классификации Аналитические реакции катионов четвертой, пятой и шестой аналитических групп по кислотно-основной классификации. Качественный анализ анионов Цель: изучить аналитические реакции катионов первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой аналитических групп по кислотно-основной классификации. Содержание занятия - рассмотреть письменно следующие вопросы и выполнить индивидуально задание №4: 1. Аналитическая классификация катионов по группам. 2. Кислотно-основная классификация катионов. 3.Аналитические реакции катионов первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой аналитических групп. 4. Предложите схему разделения следующих ионов: Ag+, Sr2+,Al3+. Алгоритм решения: Ag+, Sr2+,Al3+ +  HClAgCl Sr2+,Al3+ + H2SO4 SrSO4 Al3+ Задачи: Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Hg22+, Pb2+, Ba2+. Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Ag+, Pb2+, Hg22+. Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Ag+, Pd2+, Sr2+. Предложить оптимальный способ разделения смеси катионов на аналитические группы: Pb2+, Ba2+, Cr3+, Cu2+. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: Ba2+, NO3- Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Ag+, Hg22+,Ca2+. Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Hg22+, Ca2+, Sr2+. Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Ag+, Pb2+, Ni2+. Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Cu2+, Bi3+, Al3+. Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: Na+, Pb2+, Ba2+. Разделить смесь катионов наиболее рациональным способом: NH4+, Cr3+, Fe2+, Fe3+. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: CO32-, Ca2+. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: SO42-, Pb2+. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: Cl-, Cr3+. Предложите способ отделения Ca2+ от Ba2+. Предложите способ отделения SO42- от CO32-. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: Al3+, PO43-. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: Mg2+, Cl-. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: Mn2+, NO3-. Предложить реакции и реактивы для обнаружения ионов: Fe2+, PO43-. Тема №4: Количественный химический анализ. Методы количественного химического анализа. Теоретические основы титриметрических методов анализа. Классификация титриметрических методов анализа Цель: изучить методы количественного химического анализа, усвоить основные понятия Содержание занятия – подготовиться к дискуссии по темам: 1. Количественный анализ и его задачи. 2. Значение количественного анализа в различных областях науки и техники. 3. Методы количественного химического анализа: гравиметрические, титриметрические, газовые. 4. Аналитические весы и разновесы. Техника взвешивания. Тема № 5: Методы кислотно-основного титрования Цель: усвоение основных положений метода кислотно-основного титрования. Содержание занятия – проанализировать все виды титрования, полученные параметры оформить в виде таблицы: 1. Практическое применение кислотно-основного титрования. 2. Первичные стандарты для установления концентрации рабочих растворов кислот и щелочей. 3.Установление нормальности (титра) рабочих растворов кислот и щелочей. Точка эквивалентности и конечная точка титрования. 4. Прямое, обратное, вытеснительное и косвенное титрования. Тема № 6: Методы комплексонометрического титрования. Цель: изучить методы комплексонометрического титрования. Содержание занятия - рассмотреть письменно следующие вопросы 1-8, решить задачи 9-11: 1. Усвоить основные понятия и термины по темы: способы хелатометрического титрования: прямое, обратное, вытеснительное. 2. Металлохромные индикаторы и требования к ним. Этилендиаминтетрауксусная кислота и ее динатриевая соль (комплексон-III, ЭДТА) как реагенты в хелатометрии. 3. Применение комплексонометрического титрования. 4.Реакции комплексообразования, применяемые в титриметрии, и требования к ним. Хелатометрия. 5. Использование аминополи-карбоновых кислот в титриметрическом анализе. 6. Применение комплексонометрического титрования. Прямое титрование. Обратное титрование. Вытеснительное титрование. Косвенное титрование. 7. Комплексонометрическое титрование 8. Индикаторы в титриметрических методах анализа 9. Вычислить рН раствора, если [Н +] = 0,05 г - ион/л. 10. Сколько KMnO4 нужно взять для приготовления 0,01 н раствора? 11. Вычислите растворимость Ca3(PO4)2 при 250 С, если ПР Ca3(PO4)2 = 3 10 – 33 Тема № 7: Методы окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия. Иодометрия Цель: усвоить основные понятия и термины, изучить методы перманганатометрии и иодометрии. Содержание занятия – подготовить презентацию правила проведения лабораторных работ по теме. 1. Основные понятия и термины по теме: Перманганатометрия. Йодометрия. Рабочие растворы. Первичные стандарты. Стандартизация раствора перманганата калия по щавелевой кислоте. Стандартизация рабочего раствора тиосульфата натрия. 2. Подготовить реферат по теме: «Методы окислительно-восстановительного титрования». Тема № 8: Гравиметрический анализ. Использование гравиметрических методов в анализе объектов окружающей среды. Цель: изучить основные методы ии спользования гравиметрических методов в анализе объектов окружающей среды. Содержание занятия – подготовить сообщение и решить задачи: Усвоить основные понятия и термины по темы: Гравиметрический анализ. Использование гравиметрических методов в анализе объектов окружающей среды. 3. Задачи для решения: А) Вычислите титр 1 М раствора H2SO4 и 4 н раствора H3PO4. Б) Вычислите [OH-] , рОН и рН 0,02 н раствора Ba(OH)2. В) Как с помощью K3[Fe(CN)6] и K4[Fe(CN)6] обнаружить ионы Fe2 + и Fe3+ Тема № 9: Физико-химические методы в анализе объектов окружающей среды. Цель: усвоение физико-химических методов анализа. Содержание занятия – подготовиться к блиц-опросу: 1. Особенности и области применения физико-химических методов анализа 2. Основные физико-химические методы анализа. 3. Основные приемы, используемые в физико-химических методах анализа. Тема № 10: Потенциометрический анализ. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Цель: изучить инструментальные методы анализа. Содержание занятия – решение задач по уравнению Нерснта: Потенциометрический анализ. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Электродный потенциал. Уравнение Нернста. Виды потенциометрического титрования Тема № 11: Ионоселективные электроды в эколого-аналитических исследованиях Содержание занятия – провести индивидуально научно-практическую работу по теме: Ионселективные электроды в эколого-аналитических исследованиях. Потенциометрическое измерение концентраций с помощью ионселективных электродов. Общая характеристика ионоселективных электродов: а) твердые ионоселективные электроды, б) жидкостные ионоселективные электроды. Тема № 12: Оптические методы анализа в экологическом мониторинге. Цель: закрепить знания об оптических методах анализа. Содержание занятия – составить тестовые задания по теме: 1.Оптические методы анализа. Электронный спектр и его характеристики. Основные характеристики электромагнитных спектров. Электронные и молекулярные спектры поглощения. 2.Основной закон светопоглощения, его причины и следствия. Оптическая плотность. Молярный коэффициент светопоглощения и его физический смысл, светопропускание, чувствительность фотометрических определений. Ограничения в использовании основного закона светопоглощения. 3.Применение оптических методов в качественном и количественном анализе объектов окружающей среды. Тема № 13: Фотоколориметрический метод анализа Цель: закрепить знания фотоколориметрических методах анализа. Содержание занятия - подготовить эссе по теме: Фотометрические аналитические реагенты и предъявляемые к ним требования. Фотометрическое титрование. Основные виды кривых титрования. Многокомпонентный фотометрический анализ. Метрологические характеристики фотометрического анализа. Оптимальный интервал значений измеряемой оптической плотности, обеспечивающий наименьшую погрешность измерений. Тема № 14: Эмиссионная фотометрия пламени. Атомно-абсорбционная спектроскопия Цель: закрепить знания фотометрических методах анализа. Содержание занятия – подготовить доклад на темы: Сущность, назначение и применение метода. Теоретические основы метода. Природа эмиссионных спектров атомов. Линейчатый спектр элементов, как основа качественного анализа. Методы количественного определения в АЭСА. Основные спектральные приборы для АЭСА и их назначение. Источники возбуждения атомов и регистрирующая аппаратура. Эмиссионная фотометрия пламени и атомно-абсорбционный анализ. Тема № 15: Хроматографические методы анализа в анализе объектов окружающей среды, экологически чистой продукции Цель: изучить хроматографические методы анализа, усвоить основные понятия Содержание занятия – ответить письменно на тестовые задания по теме: 1. Хроматографические методы анализа в эколого-аналитическом мониторинге природных объектов. Виды атомного оптического спектроскопического метода: атомно-эмиссионный, атомно-абсорбционный, атомно-флуоресцентный. Применение оптических методов в качественном и количественном анализе объектов окружающей среды. 11. Список литературы Основная: Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии/ Ю.А. Золотов. – М.: Высш. школа, 2001. Харитонов, Ю.Я. Аналитическая химия (Аналитика). В 2-х книгах. а) Кн.1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. - М.: Высш.шк., 2001. – 615 с. б) Кн.2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа.Ю.Я. Харитонов – 559 с. Дорохова, Е.Н. Задачи и вопросы по аналитической химии/ Е.Н. Дорохова, Г. В.Прохорова. — М.: Мир, 2001. 267 с , ил. Дополнительная: Васильев, В.П. Аналитическая химия/ В.П. Васильев. М.: Высшая школа, 1989. Крешков, А.П. Основы аналитической химии/ А.П. Крешков. М.: Химия, 1970. Крешков, А.П., Ярославцев А.А. Курс аналитической химии. Количественный анализ / А.П. Крешков, А.А. Ярославцев. М.: Химия, 1982. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||