скачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА»
ФГОУВПО «РГУТиС»
ОБЩЕУНИВЕРСИТЕТСКАЯ КАФЕДРА
Кафедра «Естественнонаучные дисциплины»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе,
д.э.н., профессор
____________________Новикова Н.Г.
«_____»_______________________20 __г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Дисциплина « АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА»
Специальность: 280501 .65 « Технология продуктов общественного питания»
Москва 2009г.
Рабочая программа составлена на основании примерной программы дисциплины «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа»
При разработке программы в основу положен Государственный образовательный стандарт по специальности : 280501.65 « Технология продуктов общественного питания»
Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры
«Естественнонаучные дисциплины»
Протокол № _____ «___»_____________20 г.
Зав. кафедрой (д.т.н., проф. Е.А.Лукашев)
Рабочая программа рекомендована Научно-методической секцией
Общеуниверситетской кафедры
Протокол № ________ «____»_______________200_г.
Председатель
Научно-методической секции
Рабочая программа одобрена Учебно-методическим советом ФГОУВПО «РГУТиС»
Протокол № ________ «____»_______________200_г.
Ученый секретарь
Научно-методического совета Юрчикова Е.В.
к.и.н, доцент
^
Преподаватели кафедры
«Естественнонаучные дисциплины»
________________/д.х.н., проф.Ханчич О.А./
_______________/ доц. Вершинина Л.И./
^
Изучение дисциплины "Аналитическая химия" является составной частью общеобразовательной подготовки студентов специальности 280501.65 «Технология продуктов общественного питания» по фундаментальным наукам естественного цикла. Знание основ аналитической химии необходимо для формирования научного мировоззрения и плодотворной деятельности технологов для скорейшего и эффективного использования достижений науки и конкурентоспособной деятельности в условиях рыночной экономики.
В соответствии с требованиями типовых программ настоящая программа по аналитической химии и физико-химическим методам анализа рассчитана на получение студентами знаний по аналитической химии и освоению современных методик анализа Изучение теоретических вопросов программы дополнено выполнением лабораторных работ, развивающих у студентов необходимые навыки работы в химической лаборатории, освоение современных методик анализа. На самостоятельную работу выносится проработка и углубление основных положений программы с привлечением основной и дополнительной литературы, обязательным решением задач.
В результате теоретического изучения дисциплины, студент должен узнать:
а) теоретические основы методов химического анализа растворов
б) теорию всех химических и физико-химических методов анализа и операций, с которыми приходится иметь дело в процессе разработки, методы определения химического состава веществ, их концентрирования, разделения и идентификации.
в) области применения различных инструментальных методов и их метрологические характеристики.
В результате практического изучения дисциплины студент должен
а) овладеть приемами работы в лаборатории химического профиля, приобрести навыки обращения с важнейшими неорганическими веществами;
б) научиться решать задачи и проводить расчеты с применением количественных законов химии.
в) освоить важнейшие методики качественного и количественного анализа, а также современных методов физико-химического анализа.
г) обоснованно выбрать метод анализа для решения конкретной задачи и уметь обработать результаты анализа с использованием методов математической статистики.
^
2.1. Распределение рабочего времени по семестрам, видам занятий и контроля
Виды занятий и
контроля
|
Дневная форма обучения
|
Заочная форма обучения
|
Всего часов
|
150
|
150
|
Лекции
|
34
|
8
|
Лабораторные работы
|
34
|
6
|
Консультации по курсу
|
|
|
Всего аудиторных занятий
|
68
|
14
|
Самостоятельная работа студента
|
82
|
136
|
Контрольная работа
|
|
4 семестр
|
Зачет
|
--
|
|
Экзамен
|
4 семестр
|
4 семестр
|
^
№
п/п
|
Наименование темы
|
Количество часов
Дневная форма
|
Лекции
|
Лабораторные работы
|
Самостоятельная
работа
|
1
|
Предмет и задачи аналитической химии. Качественный анализ.
|
2
|
4
|
3
|
2
|
Теоретические основы методов химического анализа растворов. Кислотно-основные (протолитические) равновесия.
|
4
|
-
|
6
|
3
|
Равновесие в системе раствор-осадок. Реакции комплексообразования.
|
2
|
-
|
4
|
4
|
Методы количественного анализа. Гравиметрический анализ.
|
4
|
4
|
6
|
5
|
Титриметрический анализ. Методы кислотно-основного титрования.
|
2
|
4
|
4
|
6
|
Кривые кислотно-основного титрования. Кислотно-основные индикаторы.
|
2
|
|
4
|
7
|
Методы окисления-восстановления в титриметрическом анализе. Кривые окислительно-восстановительного титрования.
|
4
|
--
|
4
|
8
|
Перманганатометрия, иодометрия. Характеристика и особенности методов.
|
2
|
4
|
4
|
9
|
Методы осаждения, их классификация.
|
2
|
2
|
4
|
10
|
Комплексонометрическое титрование
|
2
|
2
|
4
|
11.
|
Математические методы обработки результатов наблюдений.
|
2
|
-
|
6
|
12.
|
Классические оптические методы анализа: фотоколориметрия и спектрофотоколориметрия, нефелометрия, поляриметрия и рефрактометрия.
|
6
|
6
|
8
|
13
|
Современные оптические методы. Методы атомной спектроскопии.
|
4
|
--
|
4
|
14.
|
Методы оптической молекулярной спектроскопии.
|
4
|
--
|
4
|
15.
|
Основы электохимических методов анализа. Электролиз. Кулонометрия, амперометрия.
|
2
|
2
|
4
|
16.
|
Кондуктометрический метод. Потенциометрия. Вольтамперометрия.
|
2
|
2
|
4
|
17.
|
Термический анализ и хромотография.
|
2
|
4
|
3
|
18.
|
Дифракционные методы анализа
|
2
|
--
|
3
|
19.
|
Другие методы физико-химического анализа.
|
4
|
--
|
3
|
Содержание дисциплины.
^
№
п/п
|
Наименование темы
|
Содержание темы
|
1.
|
Понятие об аналитической химии и химическом анализе
|
Предмет и задачи аналитической химии. ^ Основные характеристики сравнительной оценки методов анализа. Качественный анализ
|
2.
|
Теоретические основы методов химического анализа растворов
|
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева и их значение в аналитической химии. Зависимость химико-аналитических свойств ионов в связи с положением элементов в периодической системе.. Кислотно-основные (протолитические) равновесия. Буферные системы. Расчет концентраций ионов водорода и рН. Комплексные соединения в аналитической химии. Гидролиз солей, его использование в анализе.
|
3.
|
Равновесие в системе раствор-осадок
|
Теоретические основы осаждения малорастворимых соединений. Произведение растворимости и его использование в практике химического анализа.. Факторы, влияющие на растворимость осадков: солевой эффект, присутствие одноименных ионов. Использование осаждения для разделения и обнаружения различных соединений.
|
4.
|
^
|
Сущность гравиметрического метода анализа. Сущность анализа. Осаждаемая и гравиметрическая форма, требования к ним. Кристаллические и аморфные осадки, условия их образования. Этапы гравиметрического анализа. Аналитический фактор пересчета. Расчеты в гравиметрическом анализе.
|
5.
|
^ .
|
Сущность титриметрического анализа. Способы титрования. Классификация методов анализа. Стандартизация растворов титрантов. Точка эквивалентности, способы фиксирования ее. Способы выражения концентраций растворов. Расчеты в титриметрическом анализе.
|
6.
|
^
|
Характеристика методов кислотно-основного титрования. Рабочие растворы. Кислотно-основные индикаторы. Кривые титрования сильных и слабых кислот и оснований. Кислотно-основное титрование в химическом контроле технологических процессов.
|
7.
|
^ Перманганатометрия, иодометрия
|
Классификация редоксиметрических методов. Влияние различных факторов на реакции окисления-восстановления. Направление окислительно-восстановительных реакций. Скоростьо кислительно-восстановительных реакций и ее зависимость от концентрации вещества, температуры реакции среды.Кривые окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия и иодометрия как методы окисления-восстановления. Приготовление и хранение растворов иода, перманганата и тиосульфата. Примеры определения веществ перманганатометрическим и иодометрическим методами.
|
8.
|
^
|
Характеристика методов осаждения: аргентометрия, роданометрия. Влияние различных факторов на характер кривых титрования. Адсорбционные индикаторы и механизм их действия. Типовые задачи и расчеты в методах осаждения.
|
9.
|
^
|
Сущность метода. Титрующие реагенты в комплексонометрии. Комлексы ионов металлов с комплексонами: состав, структура, устойчивость. Металлохромные индикаторы. Определение содержания катионов комплексонометрически. Определение общей жесткости воды.
|
10.
|
Математические методы обработки результатов наблюдений.
|
Математическая обработка результатов измерений. Точность и воспроизводимость результатов. Рациональные правила вычисления и статическая обработка экспериментальных данных.
|
11.
|
Классические оптические методы анализа: фотоколориметрия и спектрофотоколориметрия, нефелометрия, поляриметрия и рефрактометрия.
|
Спектральные области. Поглощение излучения. Ультрафиолетовая и видимая области. Оптическая активность веществ и поляризация. Светопропускание в скрещенных и параллельных поляроидах. Основные принципы абсорбционных методов спектрального анализа и их применение для качественного и количественного определения веществ.
|
12.
|
Современные оптические методы. Взаимодействие излучения с веществом. Методы атомной спектроскопии.
|
Атомно-абсорбционная спектроскопия: поглощение света света свободными атомами. Атомные и молекулярные спектры. Зависимость интенсивности спектральных линий элемента от концентрации этого элемента. Атомно-эмиссинная спектроскопия: самый популярный многоэлементный метод анализа. Рентгеновская и электронная спектроскопия: возбуждение внутренних электронов.
|
13.
|
Методы оптической молекулярной спектроскопии.
|
Теоретические основы методов: Волновые числа и длины волн. Частота и энергия. Источники излучения. Лазеры. Приборы и техника выполнения анализа.Взаимно дополняющие методы анализа:инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния света.УФ-видимая спектроскопя: возбуждение валентных электронов. Флуоресцентная спектроскопия.
|
14.
|
Основы электохимических методов анализа. Электролиз. Кулонометрия. Амперометрия.
|
Классификация кулонометрических методов.Применение закона Фарадея в анализе. Кулонометрическое и амперометрическое титрование. Аппаратура и техника выполнения кулонометрического и амперометрического анализа.
|
15.
|
Кондуктометрический метод. Потенциометрия. Вольтамперометрия.
|
Теоретические основы кондуктометрического метода анализа. Изменение электропроводимости в процессе титрования. Влияние различных факторов на электропроводность. Типы реакций, используемые при кондуктометрическом титровании. Вольтамперометрия: обработка зависимостей силы тока от потенциала.
|
16.
|
Термический анализ и хромотография.
|
Сущность методов термического анализа. Аппаратура и техника выполнения анлиза. Теоретические основы хроматографии. Классификация хроматографических методов. Сорбенты, носители, растворители, применяемые в различных методах хроматографии. Качественный и количественный анализ хроматограмм.
|
17.
|
Дифракционные методы анализа
|
Физические методы анализа молекулярной и надмолекулярной структуры вещества. Методы, основанные на явлениях рассеяния. Их физические принципы. Рентгеноструктурный анализ. Упругое и неупругое рассеяние света. Поляризационная оптическая дифрактометрия. Количественные оптические методы аналитического контроля.
|
18.
|
Другие методы физико-химического анализа.
|
Спектроскопия электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЭПР). Масс-спектрометрия: идентификация молекулы по ее осколкам. Радиометрические методы анализа. Кинетические методы анализа.
|
^
№
п/п
|
Наименование темы занятий
|
Цель занятий
|
Время проведения
занятий (час)
|
1.
|
Техника безопасности в химической лаборатории
|
Знакомство с правилами работы в химической лаборатории, с техникой лабораторных работ, лабораторным оборудованием.
|
1
|
3
|
Качественный анализ раствора двух солей
|
Ознакомление с комбинированным использованием методов качественного анализа.
|
3
|
4
|
Определение содержания железа
|
Гравиметрическое определение содержания железа в соли Мора
|
4
|
5
|
Кислотно-основное титрование
|
Приготовление рабочего раствора соляной кислоты и раствора тетрабората натрия. Титриметрическое определение содержания щелочи
|
2
|
6
|
Определение NaOH и Na2CO3
|
Титриметрическон определение NaOH и Na2CO3 при их совместном присутствии. Определение карбонатной жесткости воды.
|
2
|
7
|
Окислительно-восстановительное титрование
|
Пермаганатометрия. Приготовление рабочего раствора перманганата калия и стандартного раствора оксалата. Определение содержания железа в соли Мора методом перманганатометрии.
|
4
|
8
|
Иодометрия
|
Приготовление рабочего раствора тиосульфата натрия и стандартного раствора бихромата калия. Иодометрическое определение содержания меди в сульфате меди.
|
4
|
9
|
Комплексонометрическое титрование
|
Приготовление и стандартизация раствора ЭДТА. Определение общей жесткости воды.
|
2
|
10
|
Анализ по светопоглощению: фотоколориметрия
|
На основе теоретических сведений об основных законах абсорбционной спектроскопии по экспериментальным данным определить концентрацию исследуемых ионов.
|
2
|
12
|
Анализ по рефрактометрии, парахору и вискозиметрии
|
На основе теоретических сведений по явлениям рефракции света, парахору и вискозиметрии по экспериментальным данным определить концентрацию исследуемого вещества в растворе
|
6
|
13
|
Спектрофотометрический метод определения концентрации солей .
|
На основе теоретических сведений по определению оптической плотности фотоэлектрическим методом определить концентрацию исследуемого вещества в растворе
|
4
|
4. Контроль знаний и практических навыков, полученных в результате изучения курса.
4.1.Во время проведения лабораторных занятий студенты разбирают теоретический материал, используя тесты и выполняя самостоятельные работы. Кроме того предусмотрено выполнение контрольных работ в течение семестра: аудиторных –3; домашних – 3.
^
Не предусмотрен.
4,3. Проведение экзамена
Примерный перечень вопросов к экзамену по аналитической химии и физико-химическим методам анализа:
Предмет и задачи аналитической химии. Классификация методов.
Методы разделения и концентрирования веществ. Отбор проб.
Аналитическая классификация катионов и анионов. Ее связь с периодическим законом Д.И.Менделеева.
Типы реакций, применяемых в качественном анализе. Специфичность и чувствительность аналитических реакций.
Закон действия масс и его значение для аналитической химии.
Константы равновесия химико-аналитических реакций. Направление аналитических реакций.
Растворимость веществ. Способы выражения и расчета концентраций в аналитической химии.
Электролитическая диссоциация. Состояние ионов в растворах
Слабые электролиты и характеристики их диссоциации.
Сильные электролиты. Коэффициент активности и ионная сила раствора.
Ионное произведение воды и водородный показатель. Вычисление рН в растворах.
Равновесие в растворах комплексных соединений. Константа нестойкости.
Амфотерность гидроксидов и ее роль в аналитической химии. Оценка рН в растворах амфотерных гидроксидов.
Гидролиз солей и его роль в химическом анализе. Оценка рН растворов солей.
Буферные системы и их значение в анализе. Буферная емкость растворов
Закон действующих масс и гетерогенные процессы. Произведение растворимости.
Влияние различных ионов на растворимость электролитов. Солевой эффект.
Образование и растворение осадков и их использование в аналитической химии.
Титриметрические методы анализа на основе реакций кислотно-основного (протолитического) взаимодействия. . Кислотно-основные индикаторы
Эквиваленты веществ в о/в реакциях. Влияние различных факторов на эквиваленты и скорость о/в реакций
Окислительно-восстановительные пары и потенциалы. Уравнение Нернста.
Изменение ред-окс потенциалов в о/в реакциях. Направление и константа равновесия о/в реакций.
Титриметрические методы на основе реакций окислительно-восстановительного взаимодействия. Кривые о/в титрования. Индикаторы о/в титрования.
Перманганатометрия и иодометрия, их использование в контроле производства и охраны окружающей среды.
Сущность титрования методами осаждения. Аргентометрия.
Комплексообразование и его роль в качественном и количественном анализе. Сущность методов комплексонометрического титрования. Определение общей жесткости воды комплексонометрическим методом.
Сущность и разновидности гравиметрического анализа. Вычисления в весовом анализе.
Общая характеристика электрохимических методов анализа.
Электрогравиметрический метод анализа (электролиз).
Вольтамперометрия.
Кондуктометрическое титрование. Электропроводность удельная и эквивалентная. Кривые титрования.
Потенциометрическое титрование.
Общая характеристика оптических методов анализа.
Показатель преломления света. Рефрактометрия.
Атомные и молекулярные спектры.
Спектральные области. Волновые числа и длины волн.
Атомно-абсорбционная и эмиссионная спектроскопия.
Молекулярная оптическая спектроскопия.
Инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния света.
Оптические методы анализа: колориметрия, нефелометрия.
Спектроскопия видимого и УФ-излучения.
Спектофотоколориметрический и колориметрический анализы.
Нефелометрический метод анализа.
Аналитические методы, основанные на явлениях рассеяния.
Оптическая активность веществ и поляризация света.
Поляриметрический метод анализа.
Анализ по светопоглощению-фотоколориметрия.
Сущность полярографических методов анализа. Полярографические кривые.
^
Не предусмотрена
4.5. Контрольная работа
Выполняют студенты заочного отделения
4.6. Реферат
Не предусмотрен
4.7.Вопросы, выносимые на самостоятельную работу:
Студенты выполняют контрольные задания по следующим темам:
Растворимость веществ. Способы выражения концентраций растворов.
Кислотно-основное равновесие. Расчет рН и рОН в растворах. Буферные системы
Произведение растворимости. Дробное осаждение.
Раановесие в растворах комплексных соединений, константы устойчивости и нестойкости.
Кислотно- основное титрование. Кривые титрования.
Окислительно-восстановительное титрование. Расчет результатов анализа.
Титрование по методу осаждения.
Комлексонометрия.
Гравиметрический анализ. Условия образования и растворения осадков.
5.ЛИТЕРАТУРА
5.1. Основная
1. Харитонов Ю.А. Аналитическая химия. Книги 1,2; М . Высшая школа, 2003.
2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач. М., Дрофа. 2003.
3. Васильев В.П. Курс аналитической химии. М. Химия. 1989.
5.2. Дополнительная
1..Воскресенский А.Г. Сборник задач и упражнений по аналитической химии. М. Просвещение. 1985. М. Просвещение. 1985.
2. Физико-химические методы анализа. Практическое руководство. (Под редакцией Алесковского В.Б. ) Л. Химия. 1988.
3. Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии, книги 1-3, М.: Колосс. 2005.
4. .Вершинина Л.И. Аналитическая химия. Учебное пособие . ГАСБУ. М. 1998.
5. Отто М. Современные методы аналитической химии. Том 1. Пер. с немецкого под ред. А.В.Гармаша. М.: Техносфера. 2003.
5.3.Справочная
1. Лурье М.Ю. Справочник по аналитической химии. М. Химия. 1989.
2. Рабинович В.А., Хавин В.Я. Краткий химический справочник. Л. Химия. 1991.
5.4. Электронные и интернет ресурсы.
http://www.himik.ru
Учебно- демонстрационные средства
1. Таблица химических элементов Д.И. Менделеева.
2. Таблица стандартных электродных потенциалов.
3. Таблица растворимости солей и оснований.
4. Классификация катионов по кислотно-щелочному методу.
5. Константы нестойкости некоторых комплексных ионов.
6. ПР некоторых труднорастворимых в воде соединений.
.
Добавить документ в свой блог или на сайт
|
