Химия (стр. 3 )

Комплексные соединения в аналитической химии

Целями освоения дисциплины «Комплексные соединения в аналитической химии» являются научить студентов пониманию строения, изомерии комплексных соединений, роли комплексных соединений в жизнедеятельности организмов, расчету констант нестойкости и устойчивости, освоению навыков по практическому использованию методов комплексонометрии, а также применению комплексных соединений для решения аналитических задач.

Задачи курса следующие:

познакомить с основными областями применения комплексных соединений при анализе различных объектов; рассмотреть основы теории действия комплексных соединений как аналитических реагентов и общие принципы использования их в химических и физико-химических методах анализа.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать: роль и место комплексных соединений в решении теоретических и практических аналитических задач; свойства комплексов, имеющие аналитическое значение: устойчивость, растворимость, цвет, оптические, электрохимические, магнитные, сорбционные, кинетические свойства;

уметь: проследить связи между строением комплексных соединений и их свойствами; определять состав и константы устойчивости комплексных соединений различными методами.

владеть: навыками практического применения различных комплексных соединений для решения аналитических задач; приемами выбора оптимальных условий реакций комплексообразования для проведения химического анализа.

Содержание дисциплины: Основные этапы развития химии комплексных соединений. Комплексные соединения. Теория Вернера. Классификация КС. Изомерия и строение КС. Способность атомов различных элементов к комплексообразованию. Природа химической связи в КС. Теория кристаллического поля и теория поля лигандов. Свойства комплексов, имеющие аналитическое значение: устойчивость, растворимость, цвет, оптические, электрохимические, магнитные, сорбционные, кинетические свойства. Определение констант устойчивости комплексных соединений. Электронные спектры комплексов как источник информации об их строении, составе и устойчивости. Методы определения состава, молярных коэффициентов поглощения и констант устойчивости комплексов. Значение и роль комплексных соединений для решения аналитических задач. Комплексные соединения в спектрофотометрическом анализе.

Оптические методы анализа

Целями освоения дисциплины «Оптические методы анализа» являются: изучение основ важнейших оптических методов анализа; теоретическая и практическая подготовка к проведению научных исследований, как в области оптических методов анализа, так и с их помощью; развитие творческого подхода к разработке новых и совершенствованию известных методов анализа; совершенствование методов аналитического контроля качества различных материалов.

Оптические методы анализа представляют собой основу решения одной из важнейших задач, стоящих перед химической наукой в XXI веке – поиск удобных, точных и чувствительных методов физико-химического, качественного и количественного анализа веществ.

Знать: основные понятия, определения и законы, связанные с оптическими методами анализа;

основы современных теорий в области оптических методов анализа и способы их применения для решения практических задач в любых областях химии.

Уметь: применять полученные знания при анализе различных объектов;

критически оценивать возможности каждого метода; организовать и проводить научные исследования.

Владеть: методиками проведения физико-химических измерений; методами определения концентраций веществ различными способами; способностью к творческому анализу результатов исследования.

Основное содержание:

Характеристика и классификация оптических методов анализа. Основные принципы методов абсорбционной спектроскопии. Спектры поглощения и реакции образования окрашенных соединений. Оборудование для проведения спектрофотометрических методов анализа. Нефелометрия и турбидиметрия. Люминесцентный анализ. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. Метод эмиссионной фотометрии пламени. Основы эмиссионного спектрального анализа. Резонансные методы анализа. Спектры комбинационного рассеивания. Рефрактометрия. Поляриметрия.

Современные спектроскопические методы

Целями освоения дисциплины «Спектральные методы анализа» являются: изучение основ современных Спектральных методов анализа; теоретическая и практическая подготовка к проведению качественного и количественного анализа с использованием спектральных методов анализа; совершенствование методов аналитического контроля качества различных материалов.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: основные понятия, определения и законы, связанные с спектральными методами анализа; основы современных теорий в области оптических методов анализа и способы их применения для решения практических задач в любых областях химии.

Уметь: применять полученные знания при анализе различных объектов; организовать и проводить научные исследования.

Владеть: методиками проведения физико-химических измерений; методами определения концентраций веществ различными способами; навыками использования современных компьютерных программ в области спектральных методов анализа.

Основное содержание:

Характеристика и классификация современных спектральных методов анализа. Спектрофотометрия в видимой области и УФ-областях. Основные принципы инфракрасной спектроскопии, ее применение в качественном и количественном анализе. Люминесцентные методы в анализе объектов. Рентгеноспектральные методы исследования. Спектроскопия ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса.

Хроматографические методы анализа

Основная цель дисциплины — освоение современных практических методик применения хроматографических методов для решения химических проблем.

Задачи дисциплины: ознакомление с современной хроматографической аппаратурой; освоение практических методик использования различных типов хроматографов - для анализа многокомпонентных смесей; получение навыков самостоятельного- планирования хроматографических исследований; ознакомление с возможностями- высокоэффективной (капиллярной) газовой хроматографии в анализе объектов окружающей среды, продуктов питания, лекарственных препаратов, в анализе продуктов химии и нефтехимии
.

Знать: теоретические основы современных методов, используемых в хроматографическом анализе; способы подготовки проб и реагентов; области применения основных закономерностей ионного обмена, четко понимать их принципиальные возможности при решении конкретных химических проблем; методы и средства получения и хранения информации.

Уметь: применять полученные знания при выборе условий хроматографирования– ионит, состав, концентрацию раствора и т. п., при которых равновесный коэффициент разделения как можно больше отличался от единицы; уметь выбрать рациональную схему процесса, при которой сводятся к минимуму затраты на вспомогательные операции, такие, как регенерация ионита и вспомогательных веществ; критически оценивать возможности каждого метода; организовывать и проводить исследования образцов с использованием современного аналитического оборудования; применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов; работать с компьютером и применять эти навыки в познавательной и профессиональной деятельности; работать в коллективе.

Владеть: основами теории фундаментальных разделов химии (аналитической, физической химии) и физики; навыками работы на современном оборудовании, используемом при выполнении анализа; методами регистрации и обработки результатов эксперимента; методами безопасного обращения с химическими материалами; навыками разработки и внедрения в лабораторную практику новых методик определения.

Содержание дисциплины: Введение. История развития. Основные типы хроматографии. Теория хроматографии. Распределительная, бумажная хроматография, ее прикладной аспект. Адсорбционная хроматография, ее прикладной аспект. Ситовая хроматография, ее прикладной аспект. Ионообменная и ионпарная хроматография, ее прикладной аспект. Гель проникающая хроматография, ее прикладной аспект. Афинная хроматография, ее прикладной аспект. Экстракционная хроматография, ее прикладной аспект. Высокоэффективная жидкостная хроматография, ее прикладной аспект. Тонкослойная хроматография, ее прикладной аспект. Газовая хроматография, ее прикладной аспект. Использование хроматографических методов в современной аналитической химии. Современное аппаратурное состояние хроматографии.

Современные способы пробоподготовки в химическом анализе

Целями освоения дисциплины «Современные способы пробоподготовки в химическом анализе» являются:

познакомить с современными способами пробоподготовки, применение которых является необходимым этапом анализа сложных многокомпонентных объектов; дать фундаментальные знания о принципах, закономерностях и областях применения различных способов. Научить подходам к выбору наиболее эффективных методов пробоподготовки различных образцов в соответствии с поставленной задачей, грамотному квалифицированному применению выбранных методов на практике.

Задачи курса следующие:

познакомить с основами и практическими приложениями основных методов пробоподготовки; научить ориентироваться в них; привить экспериментальные навыки проведения соответствующего этапа анализа разнообразных реальных объектов в соответствии с пстленной задачей.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать: общие принципы пробоотбора; приборы и приспособления для отбора, разделки и хранения проб; основы разложения веществ;

уметь: использовать методы математической статистики для контроля обработки проб; составлять схемы и выбирать способы разделки проб; оформлять техническую документацию для проб;

владеть: практическими навыками использования современных способов пробоотбора и пробоподготовки реальных объектов.

Содержание дисциплины: Вопросы пробоотбора, пробоподготовки и методов разделения и концентрирования. Понятие пробы, способы ее отбора, качество пробоотбора. Способы вскрытия проб. Традиционные и современные способы, включая микроволновую пробоподготовку и сверкритическую флюидную экстракцию. Проявление погрешностей пробоотбора в качестве результата анализа. Способы группового и индивидуального концентрирования веществ.

Тест-методы химического анализа

Целями освоения дисциплины «Тест - методы химического анализа» являются:

знакомство с современными тест - методами, применяемыми для анализа различных объектов – окружающей среды, биологии, геологии, медицины, различных отраслей промышленности;

заложить фундаментальные знания о принципах, закономерностях и областях применения различных тест-методов;

научить подходам к выбору наиболее эффективного тест-средства для определения отдельных компонентов в сложных образцах; грамотному квалифицированному применению выбранных методик на практике в лаборатории и в полевых условиях.

Задачи курса следующие: познакомить с основами и практическим применение современных тест – методов; научить ориентироваться в них; привить экспериментальные навыки проведения анализа с помощью различных тест-средств в лаборатории и в полевых условиях.

знать: химические основы тест-методов; способы изготовления и область применения тест-систем;

уметь: использовать тест - методы для определения компонентов анализируемых объектов в соответствии с поставленной задачей, оценивать целесообразность и эффективность их использования; оптимизировать методики выбранных методов и грамотно применять их на практике;

владеть: методологией скрининга различных объектов с помощью тест-систем;

Содержание дисциплины: Общая характеристика тест-методов. Краткая история, тенденции развития тест-методов. Тест-системы, тест-средства, тест-методики. Классификация тест-систем. Общие представления о методологии скрининга с помощью тест-систем. Химические основы тест-методов. Реакции и реагенты. Основные требования, предъявляемые к реакциям. Способы использования реагентов. Основные типы носителей, используемых для создания тест-систем. Общая характеристика средств для тестирования. Тест-средства на основе пенополиуретанов. Общая характеристика физико-химических свойств пенополиуретанов. Области применения пенополиуретанов в химическом анализе. Примеры определения неорганических и органических соединений с помощью тест-средств на основе пенополиуретанов. Области применения тест-систем. Примеры определения неорганических и органических соединений в различных объектах: объектах окружающей среды, биологических жидкостях, пищевых продуктах. Использование тест-систем в учебных целях.

Определение следов органических соединений в объектах окружающей среды

Целями освоения дисциплины «Определение следов органических соединений в объектах окружающей среды» является знакомство с особенностями эколого-аналитического контроля токсичных органических соединений; современными методами, применяемыми для пробоотбора, идентификации и контроля содержания органических токсикантов в объектах окружающей среды.

Задачи курса следующие:

Научить ориентироваться в способах пробоотбора и пробоподготовки объектов окружающей среды при определении органических соединений различной природы; познакомить с методами идентификации органических соединений и анализа сложных смесей.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать: источники поступления экотоксикантов в окружающую среду; основные методы эколого-аналитического контроля органических токсикантов; основные методы выделения и концентрирования органических соединений из различных сред;

уметь: идентифицировать и количественно определять токсиканты различной природы в объектах окружающей среды; устанавливать вероятную структуру ранее неизученных органических соединений на основании данных физических и физико-химических исследований.

владеть: методологией установления ПДК; методиками проведения скрининга проб на содержание экотоксикантов различными методами;

Содержание дисциплины: Эколого-аналитический контроль токсичных органических соединений. Объекты эколого-аналитического контроля. Нормируемые и ненормируемые органические загрязнители. Источники поступления экотоксикантов в окружающую среду. Основные требования к эколого-аналитическому контролю. Методология установления ПДК (предельно допустимых концентраций). Основные методы эколого-аналитического контроля содержания органических токсикантов: капиллярная газовая хроматография, хромато-масс-спектрометрия, высокоэффективная жидкостная и тонкослойная хроматография, сверхкритическая флюидная хроматография. Пробоподготовка Идентификация заданных соединений. Идентификация соединений при отсутствии о них предварительной информации. Анализ смеси без разделения. Идентификация ранее неизученных соединений. Установление молекулярной формулы и особенностей строения на основании масс-спектров, ИК - и ЯМР-спектров. Обобщенные показатели и методы скрининга проб. Экспрессное определение суммарного содержания нормируемых и ненормируемых галоид-, серо-, фосфор - и азотсодержащих соединений в различных средах. Скрининг проб на содержание нормируемых и ненормируемых экотоксикантов и суперэкотоксикантов.

М3.1 Научно-исследовательская практика и работа в семестре

Цели практики: систематизация, расширение и закрепление профессиональных знаний, формирование у студентов навыков, связанных с постановкой задачи исследования, проведением экспериментов, анализом и систематизацией полученных данных по теме исследования, написанием отчетов о проделанной работе в форме тезисов докладов и статей.

Задачи практики: приобретение опыта в научном исследовании для последующего выполнения магистерской диссертации.

В результате прохождения практики обучающийся должен:

- знать: патентные и литературные источники по разрабатываемой теме с целью их использования при выполнении курсовой работы, методы исследования и проведения экспериментальных работ, правила эксплуатации исследовательского оборудования; информационные технологии в научных исследованиях, программные продукты, относящиеся к профессиональной сфере, методы анализа и обработки экспериментальных данных, физические и математические модели процессов и явлений, относящихся к исследуемому объекту, требования к оформлению научно-технической документации.

- уметь: проводить анализ, систематизацию и обобщение научно-технической информации по теме исследований, теоретические или экспериментальные исследования в рамках поставленных задач, анализ достоверности полученных результатов, сравнение результатов исследования объекта разработки с отечественными и зарубежными аналогами, анализ научной и практической значимости проводимых исследований.

- владеть: навыками самостоятельного планирования и проведения научных исследований, методами презентации научных результатов на научных семинарах и конференциях с привлечением современных технических средств.

Содержание практики. Основные разделы

Исследование теоретических проблем в рамках курсовой работы: выбор и обоснование темы исследования; составление рабочего плана и графика выполнения исследования; проведение исследования (постановка целей и конкретных задач, формулировка рабочей гипотезы, обобщение и критический анализ трудов отечественных и зарубежных специалистов по теме исследования), составление библиографии по теме исследовательской работы.

Практические исследования согласно теме курсовой работы: проведение эксперимента; статистическая и математическая обработка полученных экспериментальных данных, анализ механизма изучаемого процесса.

Оформление результатов проведенного исследования и их согласование с научным руководителем. Обобщение собранного материала в виде отчета и защита его на заседании кафедры.

М3.2. Педагогическая практика

Цели практики: теоретическая и практическая подготовка обучающегося к работе в качестве преподавателя, закрепление и совершенствование педагогического мастерства, уровня его научной подготовки по специальности, общей эрудиции, умения и навыков проведения занятий, применение полученных знаний на практике.

Задачи практики: углубление и расширение теоретических знаний обучающегося (практиканта) по общим и специальным дисциплинам, применение эти знаний при подготовке и проведении занятий, формирование диалектического мышления, умения анализировать различные педагогические явления, воспитывать самостоятельность и творческую активность.

В результате прохождения практики обучающийся должен:

Знать: основные положения методики преподавания предметов и умение применить их при проведении занятий.

Уметь: планировать учебную и методическую работу, разрабатывать и проводить лабораторные и семинарские занятия.

Владеть: приемами контроля и оценки знаний учащихся (самостоятельная работа, контрольные работы, коллоквиумы).

Содержание практики. Основные разделы.

Знакомство обучающегося с учебной и материальной базой кафедры, на которой проводится педагогическая практика. Разработка индивидуальной программы и графика прохождения практики совместно с руководителем.

Учебная работа: изучение рабочих программ и календарных планов по закрепленным предметам; подготовка к занятиям (определение целей и содержаний занятий), проведение практических и лабораторных занятий.

Методическая работа: знакомство с составлением рабочих программ и календарных планов; изучение методов и приемов проведения практических и лабораторных занятий, составление тематического и поурочного планов и конспектов занятий.

Оформление отчета о прохождении практики в соответствии с программой практики, согласование его с руководителем практики и защита отчета на заседании кафедры.

М3.3. Предквалификационная практика

Цели практики: создание теоретической и экспериментальной базы для качественного выполнения и защиты магистерской диссертации.

Задачи практики: приобретение навыков, умений и знаний планирования, подготовки, организации и выполнения научно-исследовательской работы, а также оформления ее результатов.

В результате прохождения практики обучающийся должен:

·  Знать: основные положения методологии научного исследования.

·  Уметь: использовать современные методы сбора, анализа и обработки научной информации и изложить полученные результаты по проблеме исследования в виде отчетов, публикаций, докладов.

·  Владеть: современными экспериментальными методами исследования и компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов, сборе, обработке, хранении и передачи информации при проведении самостоятельных научных исследований.

Содержание практики. Основные разделы.

Составление плана практики совместно с руководителем.

Исследование теоретических проблем: выбор и обоснование темы исследования, составление рабочего плана и графика выполнения исследования; проведение исследования (постановка целей и конкретных задач, формулировка рабочей гипотезы, обобщение и критический анализ трудов отечественных и зарубежных специалистов по теме исследования); составление библиографии по теме научно-исследовательской работы.

Практические исследования согласно теме квалификационной работы: проведение эксперимента; сбор и анализ информации о предмете исследования; изучение отдельных аспектов рассматриваемой проблемы; статистическая и математическая обработка информации; анализ научной литературы с использованием различных методик доступа к информации: посещение библиотек, работа в Интернет.

Оформление результатов проведенного исследования и их согласование с научным руководителем квалификационной работы. Обобщение собранного материала в виде отчета в соответствии с программой практики и защита его на заседании кафедры.

М3.4. Выполнение и подготовка выпускной работы

Цели практики: развитие у студента умение работать с научной литературой; планировать и осуществлять лабораторные синтезы; анализировать полученные результаты; самостоятельно проводить научно-исследовательскую работу по теме магистерской диссертации.

Задачи практики: углубление и расширение теоретических знаний обучающегося по специальности и применение этих знаний в своей практической деятельности; формирование у студента диалектического мышления, умения анализировать различные способы проведения синтеза веществ и выбирать из них наиболее приемлемые для каждого конкретного случая.

В результате прохождения практики обучающийся должен:

·  Знать: основные положения методологии научного исследования при работе по теме магистерской диссертации.

·  Уметь: использовать современные методы сбора, анализа и обработки научной информации и изложить научные знания по проблеме исследования в виде отчетов, публикаций, докладов.

·  Владеть: навыками самостоятельного планирования и проведения научных исследований, методами презентации научных результатов на научных семинарах и конференциях с привлечением современных технических средств.

Содержание практики. Основные разделы.

1. Инструктаж по охране труда, обсуждение и составление индивидуального плана прохождения практики и плана магистерской диссертации.

2. Составление литературного обзора по теме научно-исследовательской практики с использованием информации из библиотечной периодической литературы и Интернет.

3. Практические исследования по теме магистерской диссертации, проведение эксперимента; сбор и анализ информации о предмете исследования; изучение отдельных аспектов рассматриваемой проблемы; статистическая и математическая обработка информации; анализ научной литературы с использованием различных методик доступа к информации: посещение библиотек, работа в Интернет.

4. Написание и оформление магистерской диссертации, включающей следующие разделы: введение, литературный обзор, экспериментальная часть, результаты и их обсуждение, выводы, список использованной литературы.

5. Предзащита магистерской диссертации на заседании кафедры и защита ее на заседании Государственной аттестационной комиссии.