Примерная программа по аналитической химии для специальности 280711
материал по химии на тему

стр.

1. ПАСПОРТ ПРИМЕРНОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4

2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

5

3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИМЕРНОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

12

4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

13

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

228

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

152

в том числе:

     лабораторные занятия

26

     практические занятия

28

     контрольные работы

16

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

76

в том числе:

Расчетно-графическая задача

домашняя работа

2

74

Итоговая аттестация в форме (устный экзамен)    

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Введение

Предмет аналитической химии. Новые направления современной аналитической химии. Роль и значение аналитической химии в контроле химических производств, нефтехимической промышленности, на службе защиты окружающей среды. Классификация химических и физико-химических методов анализа. Основные этапы проведения анализа химическими и физико-химическими методами. Погрешности в количественном анализе: систематические, случайные, промахи. Исправление ошибок. Абсолютные и относительные значения ошибок. Правила техники безопасности при работе в химической лаборатории.

2

1

Раздел 1.

Теоретические основы аналитической химии

32

Тема 1.1.

Содержание учебного материала

8

1

Кислотно-основное равновесие. Константа кислотности. Константа основности. Ионное произведение воды. Характеристика кислотности растворов. Водородный и гидроксидный показатели. Нейтральные, кислотные и щелочные растворы. Буферные растворы.  Вычисление рН в растворах кислот и оснований.

2

2

2

Окислительно-восстановительное равновесие. Константа окисления-восстановления. Направление протекания реакции. Применение окислительно-восстановительных реакций в аналитической химии.

2

2

3

Равновесие комплексообразования. Константа устойчивости и константа нестойкости. Применение комплексных соединений в аналитической химии.

2

2

4

Равновесие осадок-раствор. Законы процесса осаждения и растворения осадков. Переход ионов из осадка в раствор. Осаждение ионов из раствора. Произведение растворимости. Растворимость осадков. Ненасыщенный, насыщенный, пересыщенный растворы. Образование и растворение осадков.

2

2

Практические занятия

4

Вычисление рН в различных кислотно-основных системах

Вычисление растворимости и произведения растворимости различных осадков

Контрольная работа по разделу 1 «Теоретические основы аналитической химии»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по разделу 1

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы:

Расчет рН в растворах сильных и слабых кислот.

Расчет рН в растворах сильных и слабых оснований.

Расчет рН в буферных растворах.

Вычисление константы окисления восстановления для различных окислительно-восстановительных реакций.

Подбор коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях методом ионно-электронного баланса.

Определение направления окислительно-восстановительных реакций.

Вычисление растворимости осадков или произведения растворимости осадков.

Условия образования осадков.

18

Раздел 2.

Качественный анализ

14

Тема 2.1.

Содержание учебного материала

6

1

Способы выполнения качественных реакций. Деление катионов на аналитические группы по кислотно-основной классификации. Характеристика катионов каждой группы. Групповые реагенты. Характерные реакции катионов и условия их выполнения.

2

2

2

Общая характеристика анионов. Классификация анионов, основанная на различии растворимости солей бария и серебра. Групповые реагенты первой и второй групп анионов. Изучение характерных реакций анионов. Условия выполнения этих реакций.

2

2

3

Способы выделения отдельных катионов и анионов и их анализ. Анализ соли растворимой в воде.

2

2

Лабораторные работы

6

Изучение характерных реакций катионов

Изучение характерных реакций анионов

Анализ соли, растворимой в воде.

Самостоятельная работа обучающихся: оформление лабораторных работ

2

Раздел 3.

Количественный анализ

64

Тема 3.1. Гравиметрический анализ

Содержание учебного материала

4

1

Сущность гравиметрического анализа, типы гравиметрических определений. Область применения, преимущества и недостатки метода. Основные понятия гравиметрического анализа: осадитель, осаждаемая и гравиметрическая формы, фактор пересчета (аналитический множитель).

2

2

Аппаратура и техника проведения анализа. Взятие навески, растворение, осаждение, фильтрование и промывание осадка, высушивание и прокаливание осадка, взвешивание. Вычисление результатов анализа, точность вычисления.

2

Лабораторные работы

2

Определение содержания кристаллизационной воды в кристаллогидрате (BaCl2▪2H2O, CuSO4▪5H2O)

Контрольная работа по теме «Гравиметрический анализ»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Оформление лабораторной работы

Расчет навески пробы для анализа

Вычисление объема осадителя

Вычисление результатов гравиметрического анализа

8

Тема 3.2. Титриметрический анализ

Содержание учебного материала

18

1

Сущность титриметрического анализа. Реакции, используемые в титриметрическом анализе. Аппаратура и техника выполнения титриметрического анализа. Условия и приемы титрования. Установление момента эквивалентности. Расчеты в титриметрическом анализе. Классификация методов титриметрии в зависимости от типов химических реакций, приемов определения и способов индикации точки эквивалентности. Области их применения, преимущества и недостатки.

2

1

2

Концентрация растворов, способы ее выражения. Формулы перехода от одних выражений концентрации растворов к другим.

2

2

3

Приготовление растворов приблизительной концентрации. Расчеты при приготовлении растворов различных концентраций.

2

2

4

Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации). Характеристика метода, область применения. Реакции нейтрализации.

2

2

5

Кривые титрования. Индикаторы. Стандартные растворы.

2

2

6

Окислительно-восстановительное титрование. Характеристика методов, их классификация. Сущность окислительно-восстановительного метода анализа. Определение точки эквивалентности. Условия титрования.

2

2

7

Перманганатометрия. Иодометрия. Особенности приготовления растворов окислителей и восстановителей, их хранение и установление точной концентрации.

2

2

8

Комплексонометрическое титрование. Сущность метода. Область применения. Понятие комплексонов, реакции между раствором трилона Б и катионами. Условия титрования. Определение точки эквивалентности в комплексонометрическом титровании. Индикаторы в комплексонометрическом титровании и механизм их действия.

2

2

9

Осадительное титрование. Сущность метода. Классификация методов осаждения. Способы фиксирования точки эквивалентности. Аргентометрия. Стандартные растворы. Область применения.

2

2

Лабораторные работы

14

Определение карбонатной жесткости воды

Определение карбонатов и гидрокарбонатов при совместном присутствии

Анализ восстановителей методом перманганатометрии.

Приготовление растворов иода и тиосульфата натрия, установление их концентрации

Анализ восстановителей методом иодометрии.

Приготовление стандартного раствора трилона Б и определение кальция и магния в растворе (определение общей жесткости воды)

Приготовление стандартного раствора нитрата серебра и определение содержания хлоридов.

Практические занятия

2

Приготовление растворов точной и приблизительной концентрации

Контрольная работа по теме «Титриметрический анализ»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Оформление лабораторных и практических  работ

Вычисление результатов окислительно-восстановительного титрования

Вычисление результатов кислотно-основного титрования

Пересчет концентраций

Вычисление результатов комплексонометрического титрования

Вычисление результатов осадительного титрования

Расчетно-графическая работа «Построение кривых титрования и выбор индикаторов»

12

Раздел 4.

Физико-химические методы анализа

116

Тема 4.1. Фотометрический метод анализа

Содержание учебного материала

6

1

Теоретические основы фотометрических методов. Оптические свойства окрашенных растворов. Законы прохождения света через вещество. Молярный коэффициент поглощения. Цвет раствора. Спектры поглощения. Выбор условий для колориметрических определений. Причины отклонения от основного закона фотометрии. Метрологические характеристики фотометрического анализа.

2

1

2

Способы измерения интенсивности светопоглощения. Визуальные методы. Фотоэлектроколориметрические методы. Фотоэффект. Фотоэлементы. Аппаратура для фотоэлектроколориметрических измерений. Однолучевые и двулучевые фотоэлектроколориметры.

2

2

3

Абсолютные фотометрические методы определения концентрации веществ в растворе. Методы определения одного вещества в растворе. Анализ многокомпонентных окрашенных систем.

2

2

Лабораторные работы

4

Определение содержания окрашенного компонента в растворе методом градуировочного графика

Определение содержания окрашенных компонентов при совместном присутствии

Практическое занятие

2

Расчет абсорбционности, концентрации, толщины поглощающего слоя, величины молярного коэффициента поглощения по закону Бугера-Ламберта-Бера.

Контрольная работа по теме «Фотометрический метод анализа»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Оформление лабораторных и практических  работ

Вычисление результатов фотометрических определений

4

Тема 4.2. Нефелометрический и турбидиметрический методы анализа

Содержание учебного материала

2

1

Сущность нефелометрического и турбидиметрического методов анализа и область его применения. Зависимость интенсивности светорассеивания от различных факторов. Уравнение Релея. Аппаратура для проведения нефелометрического и турбидиметрического анализа. Нефелометр. Техника измерений. Фототурбидиметрическое титрование. Сущность метода. Техника безопасности при нефелометрических и турбидиметрических определениях.

2

2

Лабораторные работы

2

Определение содержания сульфат-ионов турбидиметрическим методом

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Оформление лабораторных и практических  работ

Вычисление результатов нефелометрических и турбидиметрических определений

4

Тема 4.3. Люминесцентный метод анализа

Содержание учебного материала

4

1

Сущность люминесцентного метода анализа. Область применения. Классификация люминесценции по методу возбуждения и длительности свечения. Люминофоры. Механизм возникновения люминесценции. Законы люминесценции. Закон Стокса-Ломмеля. Энергетический и квантовый выход люминесценции. Закон С.И.Вавилова. различные случаи тушения люминесценции: концентрационное, температурное, посторонними примесями. Зависисмость выхода и интенсивности люминесценции от концентрации люминесцирующего вещества.

2

1

2

Люминесцентный химический анализ и его преимущества. Качественный люминесцентный анализ. Различные методы качественного анализа. Количественный люминесцентный анализ. Различные виды количественного анализа: метод стандартных серий, метод градуировочного графика, метод добавок, титрование с применением люминесцирующих индикаторов. Аппаратура для люминесцентного анализа. Флуориметр. Спектро-флуориметр. Техника безопасности при люминесцентных измерениях.

2

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Вычисление результатов люминесцентного анализа

2

Тема 4.4. Рефрактометрический метод анализа

Содержание учебного материала

6

1

Сущность рефрактометрического метода анализа. Поляризация атомов и молекул вещества в электромагнитном поле. Преломление света на границе раздела двух сред. Показатель преломления. Зависимость показателя преломления от различных факторов. Поляризация и рефракция.

2

1

2

Практическое применение рефрактометрических измерений для идентификации и определения строения органических соединений. Количественный анализ.

2

2

3

Измерение величины показателя преломления. Принципиальная схема измерения предельной величины угла преломления. Аппаратура для рефрактометрических измерений. Рефрактометры типа прибора Аббе и Пульфриха, устройство, особенности и измерение показателей преломления. Пределы и точность измерений на рефрактометрах типа Аббе и Пульфриха. Техника безопасности при рефрактометрических измерениях.

2

2

Лабораторные работы

Определение содержания глицерина методом градуировочного графика

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Оформление лабораторной работы

Вычисление результатов рефрактометрических определений

4

Тема 4.5. Атомно-абсорбционный анализ

Содержание учебного материала

2

1

Основы атомно-абсорбционного анализа. Атомные спектры поглощения. Принципиальная схема атомно-абсорбционного анализа. Условия проведения и методика количественного атомно-абсорбционного анализа.

2

2

Контрольная работа по теме «Оптические методы анализа»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Вычисления в количественном атомно-абсорбционном анализе.

2

Тема 4.6. Кондуктометрический метод анализа

Содержание учебного материала

2

1

Сущность метода и область применения. Кондуктометрическое титрование и его особенности. Различные случаи кондуктометрического титрования по методу нейтрализации и осаждения. Нахождение точки эквивалентности по кривым титрования. Аппаратура для кондуктометрического титрования: электроды, кондуктометр. Высокочастотное титрование. Сущность, области применения, преимущества. Титрование в неводных растворах. Ячейка для высокочастотного титрования. ВЧ-титриметр.

2

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Вычисления в кондуктометрическом анализе.

2

Тема 4.7. Потенциометрический метод анализа

Содержание учебного материала

8

1

Сущность метода и область применения. Теоретические основы метода. Формула Нернста. Классификация электродов. Электроды первого, второго, третьего рода, мембранные электроды.

2

2

2

Электроды сравнения, требования предъявляемые к ним. Принцип устройства водородного-нуль, каломельного и хлорсеребряного электродов, их сравнительная характеристика. Индикаторные электроды, их выбор в зависимости от типа определяемого иона в растворе. Электроды индикаторные на ион водорода: устройство водородного и стеклянного электродов, их преимущества и недостатки. Определение рН растворов. Устройство ионселективных электродов.

2

2

3

Прямая и косвенная потенциометрия. Аппаратура для потенциометрического анализа. Методы измерения ЭДС электродной системы. Потенциометры.

2

2

4

Практическое применение потенциометрического метода. Определение концентрации ионов в растворе методом прямой потенциометрии. Потенциометрическое титрование. Техника безопасности при потенциометрических измерениях.

2

2

Лабораторные работы

4

Определение содержания кислот (оснований) в растворе методом потенциометрического титрования

Определение содержания окислителей (восстановителей) в растворе методом потенциометрического титрования

Практические занятия

Изучение устройства иономеров, их подготовка к работе и порядок работы на них

2

Контрольная работа по теме «Потенциометрический метод анализа»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Оформление лабораторных работ

Расчет концентрации ионов в методе прямой потенциометрии

Расчет концентрации ионов в методе потенциометрического титрования

6

Тема 4.8. Электрогравиметрический и кулонометрический метод анализа

Содержание учебного материала

4

1

Теоретические основы электролиза и законы Фарадея. Сущность электрогравиметрического анализа. Явление поляризации, виды поляризации: концентрационная и электродная. Потенциал выделения и потенциал разряда. Перенапряжение водорода и его значение для анализа. ЭДС поляризации и напряжение разложения. Понятие о внутреннем электролизе и выбор материала анода. Схема для электрогравиметрического анализа. Условия, обеспечивающие раздельное количественное выделение металлов при электрогравиметрическом анализе.

2

2

2

Кулонометрический анализ, сущность метода. Классификация кулонометрических методов. Кулонометрия при контролируемом потенциале и при постоянной силе тока. Аппаратура для кулонометрического анализа.

2

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Вычисление результатов электрогравиметрического и кулонометрического анализов

2

Тема 4.9. Поляро-графический метод анализа

Содержание учебного материала

6

1

Сущность полярографического анализа. Катодная и анодная поляризация. Ртетно-капельный и твердые микроэлектроды, их преимущества и недостатки. Принципиальная схема полярографической установки. Получение полярографических кривых, их характеристики, основные участки кривой. Зависимость характера поляризации от состава раствора, составление пробы для полярографирования. Качественные определения в полярографии.

2

2

2

Амперометрическое титрование. Методы классической полярографии. Методы релаксационной полярографии, потенциал полуволны. Факторы, влияющие на значение потенциала полуволны, полярографические спектры растворов. Количественные определения в полярографии. Уравнение Ильковича. Различные методы количественных полярографических определений: стандартных растворов, градуировочного графика, метода добавок.

2

2

3

Аппаратура для амперометрического титрования. Аппаратура для полярографии. Практическое применение полярографии. Техника безопасности при проведении полярографических измерений.

2

2

Практические занятия

Изучение устройства полярографа, его подготовка к работе и порядок работы на нем

2

Контрольная работа по теме «Электрохимические методы анализа»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Вычисление результатов полярографического анализа

2

Тема 4.10. Хроматографический метод анализа

Содержание учебного материала

8

1

Теоретические основы хроматографии. Сущность хроматографии, ее классификация по агрегатному состоянию подвижного растворителя, механизмам разделения и форме проведения процесса. Молекулярно-адсорбционная хроматография, ее сущность и практическое применение. Подвижные носители в жидкостной хроматографии, их выбор в зависимости от свойств разделяемой смеси. Ионообменная хроматография, ее сущность и применение. Иониты минерального и органического происхождения. Осадочная хроматография, ее сущность и практическое применение. Последовательность процесса осаждения и порядок расположения осадка на хроматограмме. Выбор осадителя и твердого носителя.

2

1

2

Распределительная хроматография, ее сущность и физико-химические основы метода. Распределительная жидкостная хроматография. Различные формы проведения жидкостной хроматографии: колоночная, бумажная и тонкослойная. Восходящая, нисходящая и круговая хроматограммы. Применение бумаги в качестве твердого сорбента. Формирование тонкого слоя сорбента. Процесс распределения компонентов смеси в тонком слое сорбента в зависимости от коэффициентов распределения.

2

2

3

Газовая хроматография, ее классификация по принципу разделения. Газ-носитель. Условия, определяющие выбор газа-носителя. Роль твердого сорбента и его свойства. Принцип газоадсорбционной хроматографии в разделении смеси газов на поверхности твердого сорбента под действием подвижного газа-носителя. Распределительная хроматография в анализе газов. Физико-химические основы газо-жидкостной хроматографии. Подвижная жидкая фаза, требования, предъявляемые к ней.

2

2

4

Газовые хроматографы, назначение, область применения. Принципиальная схема газового хроматографа. Основные узлы прибора, их назначение. Устройство газового хроматографа. Порядок включения и правила работы на нем. Интегральная и дифференциальная запись хроматограмм. Критерии качественной и количественной расшифровки: время удержания и площадь пика. Качественные и количественные определения в газовой хроматографии. Техника безопасности при проведении хроматографического анализа газов.

2

2

Лабораторные работы

Анализ ионов методом бумажной или ионообменной хроматографии

2

Практические занятия

4

Изучение устройства газового хроматографа, подготовка его к работе и порядок работы на нем

Качественная и количественная расшифровка в газовой хроматографии

Контрольная работа по теме «Хроматографический метод анализа»

2

Самостоятельная работа обучающихся: выполнение домашних заданий по теме

Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы

Оформление практической работы.

Вычисление результатов хроматографического анализа

8

Всего:

228

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

Умения

выбирать метод анализа, исходя из особенностей анализируемой пробы;

Практические и лабораторные работы, домашние работы

выполнять эксперимент и оформлять результаты эксперимента;

Лабораторные работы

производить расчеты, используя основные правила и законы аналитической химии;

Практические занятия, лабораторные работы, контрольные работы, домашние работы, устный экзамен

Знания

теоретические основы аналитической химии;

Контрольные работы, домашние работы, устный экзамен

разделение и основные реакции, используемые для качественного химического анализа;

Практические занятия, лабораторные работы, домашние работы

основные виды реакций, используемых в количественном анализе;

Практические занятия, лабораторные работы, контрольные работы, домашние работы, устный экзамен

причинно-следственную зависимость между физическими свойствами и химическим составом систем;

Практические занятия, лабораторные работы, контрольные работы, домашние работы

принципиальное устройство приборов, предназначенных для проведения физико-химических методов анализа;

Практические занятия, лабораторные работы

правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ;

Лабораторные работы