Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ТБ 

 

 

 

«   06   »       06       2017 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Аналитическая химия и физико-химические методы анализа     

 




Направление подготовки

18.03.01 Химическая технология

Профиль подготовки

"Химическая технология неорганических веществ"

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр








          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

2

108 / 3  

32  

 

32  

5,2  

0,35  

69,55  

11,8  

Экз.(26,65)  

3

180 / 5  

16  

16  

32  

3,6  

0,35  

67,95  

85,4  

Экз.(26,65)  

Итого

288 / 8  

48  

16  

64  

8,8  

0,7  

137,5  

97,2  

53,3  

 

Муром, 2017 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: обучение студентов теоретическим и практическим основам химических, физико-химических и физических методов количественного анализа и идентификации веществ.

Задача дисциплины состоит в том, что на основании полученных теоретических знаний и практического овладения методами анализа, а также методами расчета результатов эксперимента, студенты могли правильно выбирать методы исследования веществ в соответствии с поставленной перед ними проблемой, разработать схему анализа, практически провести его и интерпретировать полученные результаты.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.11))

Курс базируется на знаниях, полученных студентами на материале курса общей и неорганической химии. На химии базируются Дополнительные главы аналитической химии, Научно-исследовательская работа студентов и выполнение ВКР.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 готовность использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире.

ПК-2 готовность применять аналитические и численные методы решения поставленных задач, использовать современные информационные технологии, проводить обработку информации с использованием прикладных программных средств сферы профессиональной деятельности, использовать сетевые компьютерные технологии и базы данных в своей профессиональной области, пакеты прикладных программ для расчета технологических параметров оборудования.

ПК-10 способность проводить анализ сырья, материалов и готовой продукции, осуществлять оценку результатов анализа.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

строение веществ и механизмов химических процессов (ОПК-3).

аналитические методы исследования (ПК-2).

роль химического анализа (ПК-10).

существо реакций и процессов, используемых в аналитической химии, принципы и области использования основных методов химического анализа (химических, физико-химических, физических) (ПК-10).

2) Уметь:

проводить оценку результатов анализа (ПК-10).

классифицировать химические соединения протекающие в окружающем мире (ОПК-3).

применять численные и аналитические методы для решения поставленных задач (ПК-2).

рассчитывать технологические параметр химического оборудования (ПК-2).

3) Владеть:

метрологическими основами анализа (ПК-10).

методологией выбора методов анализа, иметь навыки их применения (ПК-10).

основами анализа свойств материалов химических процессов (ОПК-3).

основами проведения аналитическими исследованиями (ПК-2).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Качественный анализ. Предмет. Задачи и методы качественного анализа.

2

32

32

11,8

тестирование

Всего за  семестр

108

32

32

11,8

5,2

0,35

Экз.(26,65)

2

Количественный анализ. Предмет. Задачи и методы количественного анализа.

3

16

16

32

85,4

тестирование

Всего за  семестр

180

16

16

32

85,4

3,6

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

288

48

16

64

97,2

8,8

0,7

53,3

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Качественный анализ. Предмет. Задачи и методы качественного анализа.

Лекция 1.

Историческая справка и основные положения аналитической химии (2 часа).

Лекция 2.

Стадии аналитического процесса (2 часа).

Лекция 3.

Качественный анализ.Предмет,задачи и методы качественного анализа (2 часа).

Лекция 4.

Введение в лабораторный практикум.Правила работы в аналитической лаборатории.Аппаратура и техника лабораторных работ (2 часа).

Лекция 5.

Закон действия масс как основа качественного анализа (2 часа).

Лекция 6.

Основные положения теории электролитической диссоциации (2 часа).

Лекция 7.

Значение теории электролитической диссоциации в качественном анализе (2 часа).

Лекция 8.

Степень и константа диссоциации (2 часа).

Лекция 9.

Закон действия масс и гетерогенные процессы (2 часа).

Лекция 10.

Закон действия масс и процессы гидролиза и амфотерности (2 часа).

Лекция 11.

Окислительно-восстановительные процессы (2 часа).

Лекция 12.

Направление окислительно-восстановительных реакций (2 часа).

Лекция 13.

Образование коллоидных систем (2 часа).

Лекция 14.

Комплексообразование в аналитической химии (2 часа).

Лекция 15.

Физико-химические и физические методы анализа (2 часа).

Лекция 16.

Анионы и анализ сухого вещества (2 часа).

Семестр 3

Раздел 2. Количественный анализ. Предмет. Задачи и методы количественного анализа.

Лекция 17.

Количественный анализ. Предмет,задачи и методы количественного анализа (2 часа).

Лекция 18.

Гравиметрический (весовой) анализ (2 часа).

Лекция 19.

Средняя проба.Навеска.Расчёт навески.Взятие навески.Растворение навески (2 часа).

Лекция 20.

Осаждение.Условия осаждения.Отделение осадка от раствора (2 часа).

Лекция 21.

Отделение осадка от фильтра и прокаливание.Расчёты в гравиметрическом анализе (2 часа).

Лекция 22.

Аналитические весы и взвешивание.Разновес.Установка и уход за ними (2 часа).

Лекция 23.

Титриметрический (объёмный) анализ (2 часа).

Лекция 24.

Методы кислотно-основного титрования (нейтрализации) (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 3

Раздел 1. Количественный анализ. Предмет. Задачи и методы количественного анализа.

Практическое занятие 1.

Весы и техника взвешивания (2 часа).

Практическое занятие 2.

Химическая посуда.Подготовка посуды.Приемы работы с химической мерной посудой.Калибрование мерной посуды (2 часа).

Практическое занятие 3.

Химические реактивы и правила работы с ними (2 часа).

Практическое занятие 4.

Основные приемы и техника общих операций в аналитической химии.Осаждение.Фильтрование и промывание осадков.Высушивание и прокаливание осадков.Экстрагирование (2 часа).

Практическое занятие 5.

Разложение пробы и приготовление раствора для анализа (2 часа).

Практическое занятие 6.

Гравиметрический и электрогравиметрический анализы (2 часа).

Практическое занятие 7.

Титриметрический анализ (2 часа).

Практическое занятие 8.

Кислотно-основное титрование (2 часа).

 

Методические указания к практическим работам приведены на информационно-образовательном портале https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=2565&topic=2

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 2

Раздел 1. Качественный анализ. Предмет. Задачи и методы качественного анализа.

Лабораторная 1.

Цель и задачи курса аналитической химии. Введение в лабораторный практикум (4 часа).

Лабораторная 2.

Качественный анализ катионов первой аналитической группы (4 часа).

Лабораторная 3.

Применение закона действующих масс (ЗДМ) к растворам электролитов. Качественный анализ катионов второй аналитической группы (4 часа).

Лабораторная 4.

Кислотно-основное равновесие в растворах электролитов. Качественный анализ катионов третьей аналитической группы (4 часа).

Лабораторная 5.

Буферные системы. Систематический анализ смеси катионов первой – третьей аналитических групп (4 часа).

Лабораторная 6.

Реакции гидролиза в аналитической химии.Качественный анализ катионов четвертой аналитической группы (4 часа).

Лабораторная 7.

Гетерогенные процессы в аналитической химии.Качественный анализ катионов пятой аналитической группы (4 часа).

Лабораторная 8.

Качественный анализ катионов шестой аналитической группы (4 часа).

Семестр 3

Раздел 2. Количественный анализ. Предмет. Задачи и методы количественного анализа.

Лабораторная 9.

Комплексообразование в аналитической химии. Систематический анализ смеси катионов четвертой – шестой аналитических групп (4 часа).

Лабораторная 10.

Количественный анализ анионов (4 часа).

Лабораторная 11.

Задачи и методы количественного анализа. Кислотно-основное титрирование (4 часа).

Лабораторная 12.

Титрование по методу осаждения (4 часа).

Лабораторная 13.

Оксидиметрия. Перманганатометрия (4 часа).

Лабораторная 14.

Оксидиметрия. Йодометрия (4 часа).

Лабораторная 15.

Комплексонометрическое титрование (4 часа).

Лабораторная 16.

Хроматографические методы анализа (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены на информационно-образовательном портале https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=2565&topic=3

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Предмет и задачи аналитической химии. Значение аналитической химии в совр.науке. анализ в биологии и службе охраны природы.

2. Концентрация и активность. Ионная сила раствора.

3. Хим.равновесие. константа хим.равновесия (концентрационная, термодинамическяа, условная). Равновесная концентрация. Понятие об аналитич. концентрации.

4. Теории кислот и оснований (Аррениуса, Льюиса, Бренстеда-Лоури).

5. Протолитическая теория: анализ роли растворителя. Классификация растворителей.

6. Автопротолиз растворителей. Влияние растворителей на силу кислот и оснований.

7. Равновесие в водных растворах сильных и слабых кислот и оснований. Расчет рН.

8. Буферные растворы. Механизм буферного действия, понятие буферной емкости. Расчет рН.

9. Комплексные соединения, их строения и типы. Внутрикомплексные соединения.

10. Устойчивость комплексных соединений.

11. Понятие органич.реагентов. теоретические основы их действия.

12. Классификация методов анализа. Требования к методам анализа и к результатам.

13. Аналитич.реакции и реагенты, требования к ним. Способы повышения селективности и чувствительности.

14. Дробный и систематический анализ ионов, групповой реагент.

15. Подготовка образца к анализу: понятие средней пробы, ее представительность, Способы отбора, вскрытие.

16. Гравиметрич.метод анализа, сущность, виды. Механизм образования осадка. Условия образования кристаллич .и аморфных осадков.

17. Формы осадка, требования к ним и осадителю.

18. Загрязнение осадка, борьба с загрязнением.

19. Сущность титриметрического .метода анализа. Требования к реакциям в титриметрии. Способы фиксирования точки экв.

20. Кислотно-основное титрование, сущность метода, виды, область применения. Построение кривых титрования.

21. Кислотно-основные индикаторы. Ионно-хромофорная теория индикаторов.

22. Примеры окислительно-восстановительного титрования:перманганатометрия. Возможности метода, особенности фиксирования точки экв-ти.

23. Примеры окислительно-восстановительного титрования: иодометрия. Возможности метода, особенности фиксирования точки экв-ти.

24. Комплексонометрическое титрование, комплексометрическое титрирование. построение кривых титрования, фиксирование точки экв-ти.

25. Атомная эмиссионная спектрометрия. Качественный и количественный спектральный анализ.

26. Атомно-абсорбционная спектрометрия, сущность метода.

27. Понятие о других спектральных методах анализа: люминесцентный, рефрактрометрический.

28. Электрохимические методы анализа, обзор, краткая хар-ка.

29. Потенциаметрический методд анализа: прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование.

30. Полярографическая волна, качественный и количественный полярографич.анализ.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе обучения сочетаются аудиторные и электронные форм преподавания, что приводит к системе смешанного обучения: т.е. обеспечивает возможность сочетания в учебном процессе лучших черт аудиторной и электронной форм обучения. Причем интерактивность, позволяет развивать активно-деятельностные формы обучения.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Аналитическая химия и физико-химические методы анализа

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Лебедева, М.И. Аналитическая химия: сборник задач / М.И. Лебедева, И.В. Якунина; под общ. ред. М.И. Лебедевой. - Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2012. - 96 с. - http://window.edu.ru/library/pdf2txt/195/80195/60603

2. Александрова Т.П. Физико-химические методы анализа [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Александрова Т.П., Апарнев А.И., Казакова А.А.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2014.— 90 c. - http://www.iprbookshop.ru/44699

3. Валова (Копылова) В.Д. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа [Электронный ресурс]: практикум/ Валова (Копылова) В.Д., Паршина Е.И.— Электрон. текстовые данные.— М.: Дашков и К, 2015.— 199 c. - http://www.iprbookshop.ru/10905.html

4. Валова (Копылова) В.Д. Физико-химические методы анализа [Электронный ресурс]: практикум/ Валова (Копылова) В.Д., Абесадзе Л.Т.— Электрон. текстовые данные.— М.: Дашков и К, 2014.— 222 c. - http://www.iprbookshop.ru/5094.html

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Химия элементов [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Неорганическая химия»/ — Электрон. текстовые данные.— Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2012.— 18 c. - http://www.iprbookshop.ru/17684.html

2. Березовчук А.В. Физическая химия [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Березовчук А.В.— Электрон. текстовые данные.— Саратов: Научная книга, 2012.— 159 c. - http://www.iprbookshop.ru/8191.html

3. Торосян В.Ф. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. Практическое руководство: учебно-методическое пособие. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. - 195 с. - http://window.edu.ru/resource/818/76818

4. Вестник Московского университета. Серия "Химия" - http://www.chemnet.ru/rus/vmgu/welcome.html

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Ximicat.com - Химический каталог. Ссылки на химические сайты и форум.

Chemport.ru - Химический портал. Новости химии, форум и др. материалы.

Программное обеспечение:

Лекционная аудитория

Пакет офисных приложений Libre Office v.5 (free software, GPL)

Лаборатория аналитической и коллоидной химии

Программа работы с микроскопом Levenhuk ToupView (бесплатное ПО).

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

window.edu.ru

iprbookshop.ru

chemnet.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лекционная аудитория

Проектор NP-V302XG.

Лаборатория аналитической и коллоидной химии

Вытяжные шкафы, печь сушильная, фильтр вакуумный, воронки Бунзена, наборы индикаторов, газоанализатор, рН-метр-иономер, печь сушильная под вакуумом, весы аналитические, весы технохимические, фотоэлектрокалориметры ФЭК-М, ФЭК-56, набор кювет, выпрямители электрического тока, иономер универсальный, блок автоматического титрования БАТ-15, потенциостат, дистиллятор воды, седиментометр, реохорд, слайдоскоп, специальная химическая посуда, водяная и песчаная баня, электроплитки, набор химического оборудования для титрометрии, штативы химические с держателями, термореле, секундомеры, комплект методических пособий.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с связанную с реакциями и процессами, используемыми в аналитической химии, принципами использования основных методов химического анализа. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Аналитическая химия и физико-химические методы анализа»

по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология

 

Рабочая программа дисциплины «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 288 час. (8 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен / экзамен .

Цель дисциплины: обучение студентов теоретическим и практическим основам химических, физико-химических и физических методов количественного анализа и идентификации веществ.

Задача дисциплины состоит в том, что на основании полученных теоретических знаний и практического овладения методами анализа, а также методами расчета результатов эксперимента, студенты могли правильно выбирать методы исследования веществ в соответствии с поставленной перед ними проблемой, разработать схему анализа, практически провести его и интерпретировать полученные результаты.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

 

06.06.2017 г.