Аналитическая химия
内容描述: Изучает теоретические основы химического анализа веществ и материалов, методы идентификации, обнаружения, разделения и определения химических элементов и их соединений, а также методы установления химического состава веществ. Дисциплина направлена на развитие умений применять различные методы и инструменты для определения состава и свойств химических веществ и исследования сложных химических процессов, происходящих в различных средах. Студеты приобретают знания и навыки, необходимых для проведения качественного и количественного анализа веществ. Изучаются основные теоретические понятия, способы выражения состава растворов и приготовления растворов, формулы расчета результатов анализа; теории методов титриметрического, гравиметрического, физико-химических методов анализа.
贷款数: 8
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 30 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | 45 |
| *srop(zh-CN)* | 45 |
| *sro(zh-CN)* | 120 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | Письменный экзамен. |
零件: Вузовский компонент
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- Цель изучения дисциплины - освоение современных методов анализа веществ и их применение для решения конкретных задач.
Задача
- Задачи дисциплины: 1. В области теории - развитие теории химических процессов, расчет сложных химических систем на основе термодинамических и квантово-химических представлений с применением алгоритмов и вычислительной техники. 2. В методическом аспекте - внедрение в аналитический контроль автоматизации на основе принципиально новых методов и методик, устанавливающих зависимость без их изменений (например, физико-химический анализ, лазерная, электронная, полупроводниковая техника). 3. В прикладном аспекте: повышение предела обнаружения (получение веществ особой чистоты); увеличение точности анализа; создание методов анализа, обладающих высокой избирательностью; разработка экспресс методов анализа, ультрамикроанализа, безразрушительных и дистанционных методов анализа.
Результат обучения: знание и понимание
- - знать теоретические основы качественного, количественного и физико-химических методов анализа.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- - уметь творчески анализировать теоретические концепции и фактический материал аналитической химии; - уметь пользоваться специальной справочной и научно-технической литературой, при подготовке к лабораторным, курсовым работам и написанию рефератов; - собирать простейшие установки для проведения химического анализа; - проводить химический анализ с соблюдением правил техники безопасности.
Результат обучения: формирование суждений
- - умеет принимать нестандартные решения; - владеет современными компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов и сборе, обработке, хранении и передачи информации при проведении самостоятельных научных исследований; - понимает принципы работы и умеет работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований; - имеет представление о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии; - владеет теорией и навыками практической работы; - умеет анализировать научную литературу с целью выбора направления исследования по предлагаемой теме; - способен анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения; - умеет представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов.
Результат обучения: коммуникативные способности
- - уметь грамотно пояснять и оформлять результаты химического анализа; - уметь успешно развивать новые направления; - самостоятельно решать практические задачи; - глубоко усвоить теоретические основы современных методов анализа. - уметь сопоставить различные методы анализа, - выбирать необходимые методы анализа и оценивать погрешность анализа.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- - студенты должны приобрести практические навыки в использовании различных методов разделения и определения элементов. - владеть основными навыками техники химического эксперимента: осаждения, фильтрования, промывания, прокаливания, взвешивания, приготовления растворов известной концентрации, титрования; - освоить основные методы установления конечной точки титрования (индикаторный, потенциометрический, амперометрический); - уметь определять рН растворов современными методами; - ознакомиться с фотоколориметрическим методом анализа.
*TeachingMethods(zh-CN)*
1) Технологии традиционной учебной деятельности (лекционно-семинарская). Установочные (вводные) и обобщающие лекции, лекции проблемного характера, лекция с заранее запланированными ошибками. 2) Технологии квази-профессиональной деятельности. 3) Технологии учебно-профессиональной деятельности. 4) Технология проблемного обучения. 5) Технологии развивающего обучения. 6) Технология дифференцированного обучения. 7) Технология деловой игры.
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | Выполнение и защита лабораторной работы «Техника безопасности. Посуда. Оборудование. Приборы. Техника выполнения лабораторных работ.» | 0-100 |
| Выполнение и защита лабораторной работы «Качественное определение ионов в продуктах металлургического производства.» | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Качественное определение примесей сточных вод металлургического производства» | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Основы весового анализа. Весы. Правила взвешивания» | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Определение влажности минерала». | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Определение содержания железа весовым методом» | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Приготовление рабочего раствора из фиксанала» | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Мерная посуда. Калибровка. Правила работы. Освоение титрования. Приготовление растворов. Расчеты в титриметрическом анализе». | ||
| Контроль знаний студентов (контрольные работы, тестирование, устный опрос, эссе, интеллектуальные игры). | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Выполнение и защита лабораторной работы «Определение общей кислотности и щелочности растворов». | 0-100 |
| Выполнение и защита лабораторной работы «Определение активной кислотности на рН-метре». | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Определение железа (II) перманганатометрическим методом». | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Определение содержания ионов хлора методом осаждения». | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Определение содержания цинка комплексометрическим методом». | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Определение жесткости воды». | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы «Фотоэлектроколориметрический метод определения ионов меди в сточных водах металлургических предприятий». | ||
| Контроль знаний студентов (контрольные работы, тестирование, устный опрос, эссе, интеллектуальные игры). | ||
| Рубежный контроль 2 | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Тестирование. Устный опрос. Письменные работы. Защита лабораторных работ. Текущий, промежуточный и итоговый контроль. | Оценке «отлично» соответствуют: Оценка A, имеющая цифровой эквивалент 4,0 и процентное содержание 95-100%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал творческое осмысление и самостоятельное практическое применение учебного материала, использование дополнительных источников для более глубокого осмысления сущности явлений и процессов, видение когнитивной структуры материала, выявление недостающих элементов структуры, дополнение ими. Высокий уровень самостоятельности и творческого подхода при выполнении задания. Выявление проблемных зон и зон риска. Креативное использование полученных знаний для решения проблемных ситуаций. Оценка A-, имеющая цифровой эквивалент 3,67 и процентное содержание 90-94%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал творческое осмысление и самостоятельное практическое применение учебного материала, использование дополнительных источников для более глубокого осмысления сущности явлений и процессов, видение когнитивной структуры материала, выявление недостающих элементов структуры, их дополнение. Выявление проблемныхзон и зон риска. Креативное использование полученных знаний для решения проблемных ситуаций. Самооценка деятельности, анализ погрешностей в работе и причин их возникновения, самостоятельное исправление их и планирование действий по совершенствованию собственных навыков. | Оценке «хорошо» соответствуют: Оценка B+, имеющая цифровой эквивалент 3,33 и процентное содержание 85-89%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение учебным материалом и практическое его применение. Самостоятельное объединение элементов с целью создания нового. Свободное оперирование учебным материалом различной степени сложности в различных ситуациях. Достаточный уровень самостоятельности и творческого подхода при выполнении задания. Допущение незначительных погрешностей в действиях и умение их исправить по рекомендации преподавателя. Оценка B, имеющая цифровой эквивалент 3,0 и процентное содержание 80-84%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение и свободное оперирование учебным материалом и практическое его применение в стандартных и нестандартных ситуациях. Сопоставляет и дифференцирует имеющиеся данные, с целью дальнейшего их применения. Достаточный уровень самостоятельности и творческого подхода при выполнении задания. Допущение незначительных погрешностей в действиях и умение их исправить под руководством преподавателя. Оценка B-, имеющая цифровой эквивалент 2,67 и процентное содержание 75-79%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение программным материалом, его практическое применение, демонстрация приобретенных навыков в стандартных и нестандартных ситуациях. Наличие естественной мотивации при выполнении заданий. Активное участие в выполнении задания в группе. Допущение погрешностей и ошибок, их исправление по рекомендации преподавателя; Оценка С+, имеющая цифровой эквивалент имеющая цифровой эквивалент 2,33 и процентное содержание 70-74%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение программным материалом, его практическое применение, демонстрация приобретенных навыков в стандартных, а иногда в нестандартных ситуациях. Наличие естественной мотивации при выполнении заданий. Активное участие в выполнении задания в группе. Допущение погрешностей и незначительных ошибок, их исправление под контролем преподавателя. | Оценке «удовлетворительно» соответствуют: Оценка C, имеющая цифровой эквивалент 2,0 и процентное содержание 65-69%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал овладение программным материалом, его практическое применение, наличие навыков выполнения задания по установленным образцам. Стремление самостоятельно выполнять задания, приведение примеров, классифицирование, сравнение и т.д. Затруднение выполнения задания в нестандартных ситуациях. Допущение ошибок, их исправление под контролем преподавателя. Оценка C-, имеющая цифровой эквивалент 1,67 и процентное содержание 60-64%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал понимание учебного материала, механическое его применение в типичных ситуациях. Самостоятельное выполнение заданий без глубокого осмысления его значимости для дальнейшего процесса, следствием которого является неполнота и непоследовательность действий, приводящая к ошибкам. Затруднение выполнения задания в нестандартных ситуациях. Допущение ошибок, их исправление под контролем преподавателя. Оценка D+, имеющая цифровой эквивалент 1,33 и процентное содержание 55-59%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал механическое освоение учебного материала на репродуктивном уровне. Выполнение заданий без глубокого осмысления его значимости для дальнейшего процесса, следствием которого является неполнота и непоследовательность действий, приводящая к ошибкам. Корректировка деятельности под руководством преподавателя. Затруднение в выполнении задания в нестандартных ситуациях; Оценка D, имеющая цифровой эквивалент 1,0 и процентное содержание 50-54%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал механическое освоение учебного материала на репродуктивном уровне под руководством преподавателя. Воспроизведение терминов, понятий и фактов. Использование алгоритма выполнения работ или задания с помощью преподавателя. Возникновение затруднений при выполнении заданий в стандартных и нестандартных ситуациях. | Оценке «неудовлетворительно» соответствует оценка F, имеющая цифровой эквивалент 0 и процентное содержание 0-49%. Данная оценка ставится в том случае, если обучающийся показал не освоение более половины программы модуля (дисциплины). Дополнительные и уточняющие вопросы преподавателя не приводят к коррекции ответа обучающегося. Наличие пробелов в знании основного материала, предусмотренного программой, в ответах допущены принципиальные ошибки, не выполнены отдельные задания, предусмотренные формами текущего, промежуточного и итогового контроля. |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Тема 1 Предмет аналитической химии, ее цели и задачи, этапы развития. Виды анализа: изотопный, элементный, молекулярный, фазовый. Качественный и количественный анализ веществ. Химические, физико-химические и физические методы анализа. Деструктивные и недеструктивные методы. Современное состояние и тенденции развития.
- Тема 2 Методы анализа. Методы обнаружения. Задачи и выбор метода обнаружения. Виды качественного анализа: идентификация атомов, ионов, молекул и веществ. Качественный анализ неорганических веществ. Анализ катионов и анионов. Дробный и систематический ход анализа. Характеристика аналитических реакций: чувствительность, избирательность и специфичность. Открываемый минимум. Предел обнаружения. Способы повышения избирательности (селективности) реакций. Схемы систематического качественного анализа катионов. Микрокристаллоскопический анализ. Капельный анализ. Анализ анионов, групповые реактивы и специфические реакции открытия анионов. Качественный анализ неизвестного вещества. Методы выделения, разделения и концентрирования. Основные методы разделения, их выбор и оценка. Разделение сопоставимых количеств и отделение малых количеств от больших. Осаждение. Разделение методом осаждения. Условия осаждения и растворимость гидроокисей, хлоридов, сульфатов, сульфидов, карбонатов и фосфатов. Способы разделения путем установления различных значений рН, использования комплексных соединений и окислительно-восстановительных реакций. Экстракция. Разделение методом экстракции. Условия экстракции и реэкстракции. Основные реагенты, используемые для разделения методом экстракции. Селективное разделение путем подбора органических растворителей, изменения рН водной фазы, маскирования.
- Тема 3 Метрологический аспект аналитических определений. Представительность пробы. Отбор средней пробы. Правильность и воспроизводимость. Классификация погрешностей: систематические и случайные погрешности. Систематические погрешности отдельных методов анализа, их выявление и устранение. Использование стандартных образцов. Случайные погрешности, промахи. Статистическая обработка результатов анализа. Среднее, дисперсия, стандартное отклонение, доверительная вероятность, коэффициент Стьюдента, доверительный интервал.
- Тема 4 Химическое равновесие в гомогенной системе. Закон действия масс. Основные положения теории электролитической диссоциаций. Идеальные и реальные растворы.
- Тема 5 Активность и коэффициент активности. Общая (аналитическая) и равновесная концентрация. Константы равновесия термодинамические и концентрационные. Взаимосвязь между степенью и константы ионизации слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда.
- Тема 6 Современные представления о кислотах и основаниях. Теория Льюиса. Теория Бренстеда-Лоури. Кислотно-основные сопряженные пары. Константа автопротолиза.
- Тема 7 Буферные растворы. Ионное произведение воды и водородный показатель. Вычисление рН в растворах кислот, щелочей и основании. Вычисления рН буферных растворов.
- Тема 8 Комплексообразование в химическом анализе. Основные понятия. Классификация комплексных соединений. Диссоциация комплексных соединений. Расчеты процессов комплексообразований.
- Тема 9 Окислительно-восстановительное равновесие. Электроды. Использование окислительно-восстановительных реакций в аналитической химии. Равновесный окислительно-восстановительный, стационарный, стандартный, формальный (реальный) потенциал. Уравнение Нернста. Факторы, оказывающие влияние на равновесный окислительно-восстановительный. Константы равновесия окислительно-восстановительных реакций. Гетерогенное равновесие в аналитической химии.
- Тема 10 Условия образования осадков. Произведение растворимости. Растворимость малорастворимых соединений. Действие одноименных ионов на растворимость осадков. Солевой эффект. Дробное осаждение. Свойства поверхности осадков. Загрязнение осадков. Классификация различных видов соосаждения.
- Тема 11 Гидролиз солей и его типы. Количественные характеристики процесса гидролиза солей. Вывод формул для их вычисления для трех типов гидролиза солей. Поведение амфотерных гидроксидов в водных растворах. Константа ионизации амфотерных гидроксидов.
- Тема 12 Классификация анионов. Общие характеристики групп. Групповые реагенты. Анионы окислители и анионы восстановители. Открытие ионов при их совместном присутствии. Анализ сухого вещества.
- Тема 13 Предмет и задачи количественного анализа. Классификация методов количественного анализа. Гравиметрический (весовой) анализ. Аналитические весы.
- Тема 14 Классификация методов анализа. Теоретические основы осаждения малорастворимых соединений. Осаждаемая и весовая формы. Кристаллические и аморфные. Процессы, приводящие к загрязнению осадков. Преимущества и недостатки анализа. Техника работы и вычисления в гравиметрическом анализе.
- Тема 15 Титриметрический (объемный) анализ. Сущность титриметрического анализа. Способы титрования: прямое, обратное, по замещению Классификация методов титриметрического анализа Способы выражения концентрации растворов. Расчеты в титриметрическом анализе.
Основная литература
- 1) Аналитическая химия: Учебник / Под ред. Ищенко А.А. - М.: Academia, 2017. - 512 c. 2) Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. Т.2: Учебник / Под ред. Ищенко А.А. - М.: Academia, 2018. - 512 c. 3) Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. Т.1: Учебник / Под ред. Ищенко А.А. - М.: Academia, 2018. - 512 c. 4) Александрова, Э.А. Аналитическая химия в 2 кн. Кн. 2. Физико-химические методы анализа: Учебник и практикум / Э.А. Александрова, Н.Г. Гайдукова. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 355 c. 5) Александрова, Э.А. Аналитическая химия в 2 кн. Кн. 1. Химические методы анализа: Учебник и практикум / Э.А. Александрова, Н.Г. Гайдукова. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 551 c.
Дополнительная литература
- 6) Булатов М.И. Аналитическая химия. Методы идентификации и определения веществ: Учебник / М.И. Булатов, А.А. Ганеев и др. - СПб.: Лань, 2019. - 584 c. 7) Вершинин, В.И. Аналитическая химия: Учебник / В.И. Вершинин, И.В. Власова, И.А. Никифорова. - СПб.: Лань, 2017. - 428 c. 8) Жебентяев, А.И. Аналитическая химия. Практикум: Учебное пособие / А.И. Жебентяев, А.К. Жерносек, И.Е. Талуть. - М.: Инфра-М, 2018. - 272 c. 9) Жебентяев, А.И. Аналитическая химия. Химические методы анализа: Учебное пособие / А.И. Жебентяев, А.К. Жерносек, И.Е. Талуть. - М.: Инфра-М, 2011. - 542 c. 10) Иванова, М.А. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа / М.А. Иванова. - М.: Риор, 2018. - 544 c. 11) Ищенко, А.А. Аналитическая химия: Учебник / А.А. Ищенко. - М.: Academia, 2017. - 448 c. 12) Мовчан, Н.И. Аналитическая химия: Учебник / Н.И. Мовчан, Т.С. Горбунова, Р.Г. Романова. - М.: Инфра-М, 2016. - 112 c. 13) Петрухин, О.М. Аналитическая химия. Химические методы анализа: Учебное пособие / О.М. Петрухин. - М.: Альянс, 2016. - 400 c. 14) Саенко, О.Е. Аналитическая химия: учебник / О.Е. Саенко. - РнД: Феникс, 2018. - 284 c.
