Актуальные проблемы и задачи аналитической химии

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

И. о. проректора-начальник

управления по научной работе

_______________________

__________ _____________ 2011 г.

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для аспирантов специальности 02.00.02 Аналитическая химия

очной и заочной форм обучения

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор (ы) работы _____________________________/ /

«______»___________2011 г.

Рассмотрено на заседании кафедры органической и экологической химии

«______»_____________2011 г., протокол №

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 11 стр.

Зав. кафедрой ______________________________/ /

«______»___________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ

«______»_____________2011 г., протокол №

Соответствует ФГТ к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура)

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК ________________________/ /

«______»_____________2011 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Нач. отдела аспирантуры

и докторантуры______________________

«______»_____________2011 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра органической и экологической химии

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для аспирантов специальности 02.00.02 Аналитическая химия

очной и заочной форм обучения

Тюменский государственный университет

2011

Паничев проблемы и задачи аналитической химии. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 02.00.02 Аналитическая химия. Тюмень, 2011, 11 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с ФГТ к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура).

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Актуальные проблемы и задачи аналитической химии. [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой органической и экологической химии. Утверждено и. о. проректора-начальника управления по научной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой органической и экологической химии, д. п.н., профессор

© Тюменский государственный университет, 2011.

© , 2011.

1.  Пояснительная записка

1.1.  Цели и задачи дисциплины

Цель дисциплины: изучение истории развития, современного состояния и перспективных направлений теоретической аналитической химии и практики химического анализа промышленных и природных объектов, что необходимо для эффективного освоения основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) по специальности 02.00.02 Аналитическая химия и подготовки кандидатской диссертации.

Задачи дисциплины: освоение аспирантами следующих вопросов:

-  история развития аналитической химии и ее современное состояние, роль и значение химического анализа в различных областях практики;

-  теоретические и методологические проблемы современной аналитической химии;

-  перспективные направления развития аналитической химии;

-  химический анализ и экология.

1.2.  Место дисциплины в структуре ОПППО

Дисциплина «Актуальные проблемы и задачи аналитической химии» относится к циклу специальных дисциплин отрасли науки и научной специальности.

Для успешного освоения данной дисциплины обучающиеся должны владеть теоретическими представлениями в области строения и реакционной способности химических соединений и иметь практические навыки в области химического анализа.

Освоение дисциплины «Актуальные проблемы и задачи аналитической химии» необходимо для выполнения диссертационного исследования.

1.3.  Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

Общие компетенции

•  использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

•  владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имение навыков работы с компьютером как средством управления информацией.

Профессиональные компетенции

•  понимание сущности и социальной значимости профессии, основных перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельности — нефтехимию;

•  владение теоретическими основами аналитической химии;

•  владение навыками химического эксперимента, основными методами химического анализа промышленных и природных объектов;

•  представление о роль аналитической химии в решении экологических проблем.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: историю развития аналитической химии, ее роль и значение в современной технической цивилизации, теоретические основы аналитической химии (строение и реакционная способность химических веществ, механизмы химических реакций, основы метрологии), основные принципы организации химического анализа и мониторинга.

Уметь: собирать и анализировать научную, технологическую и статистическую информацию; планировать научные исследования в области аналитической химии, обрабатывать экспериментальные данные, подготавливать к публикации статьи и тезисы докладов.

Владеть: современными методами экспериментальных исследований в области аналитической химии, методами математической статистики и математического моделирования, информационными технологиями, в т. ч. методами работы с компьютером и электронными базами данных.

2.  Трудоемкость дисциплины.

Дисциплина преподается в 5 семестре. Форма промежуточной аттестации — экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 час.

3.  Тематический план.

Таблица 1

Тематический план

№	Тема	Всего часов	виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	Формы контроля
лекции	семинарские занятия	лабораторные занятия	самостоятельная работа
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Исторический очерк развития аналитической химии	16	4	–	–	12	Опрос
2	Современное состояние аналитической химии и практики химического анализа	68	12	4	–	52	Доклад на семинаре Опрос
3	Аналитическая химия и экология	18	4	2	–	12	Опрос
4	Перспективы развития аналитической химии	42	14	4	–	24	Контрольная работа Опрос
	Итого:	144	34	10	–	100

Таблица 2

Планирование самостоятельной работы аспирантов

№	Темы	Виды СРС	Объем часов
обязательные	дополнительные
1	Исторический очерк развития аналитической химии	Работа с литературой, источниками	Письменный опрос (тест)	12
2	Современное состояние аналитической химии и практики химического анализа	Работа с литературой, источниками Доклад на семинаре	Письменный опрос (тест)	52
3	Аналитическая химия и экология	Работа с литературой, источниками	Письменный опрос (тест)	12
4	Перспективы развития аналитической химии	Работа с литературой, источниками Доклад на семинаре	Письменный опрос (тест)	24
	ИТОГО:			100

4.  Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4
1.	Новые инструментальные методы в аналитической химии	+	+	+	+
2.	Подготовка диссертации	+	+	+	+

5.  Содержание дисциплины

Тема 1. Исторический очерк развития аналитической химии

Основные задачи химического анализа и его роль в развитии химических наук (неорганической и органической химии, физической химии, кристаллохимии, биохимии), различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины.

Основные этапы развития теоретических представлений и практических методов аналитической химии. Развитие приборной базы.

Развитие качественного, количественного и структурного анализа.

Тема 2. Современное состояние аналитической химии и практики химического анализа

Современные теоретические основы химического анализа с учетом достижений в различных областях химии (химическая термодинамика, химическая кинетика, строение вещества).

Совершенствование приемов и методов (использование автоматизированных приборов, информационных технологий, вычислительной техники) основных видов инструментального химического анализа: спектральных, дифрактометрических, хроматографических, электрохимических и др.

Новые объекты химического анализа: геологические объекты, продукты металлургической промышленности, вещества особой чистоты, полупроводниковые материалы, природные и синтетические органические вещества и элементоорганические соединения, полимеры, биологические и медицинские объекты, объекты окружающей среды. Особенности химического анализа объектов различной природы.

Тема 3. Аналитическая химия и экология

Химическое загрязнение окружающей среды. Основные разновидности химических загрязнителей и их источники. Задачи контроля характера и уровня химического загрязнения окружающей среды. Современные методы химического анализа объектов окружающей среды: воздуха, природных вод, почв. Особенности химического анализа в аккредитованных лабораториях. Организация и структура мониторинга химического состояния окружающей среды. Виды мониторинга: глобальный, региональный, локальный. Мониторинг загрязнений и источников загрязнения. Средства реализации мониторинга: стационарные станции, передвижные посты, аэрокосмические системы, автоматизированные системы. Единая государственная система экологического мониторинга России (ЕГСЭМ).

Тема 4. Перспективы развития аналитической химии

Основные тенденции развития аналитической химии. Теоретические проблемы: необходимость углубления представлений в области строения и реакционной способности химических веществ. Практические проблемы: необходимость повышения точности, чувствительности, селективности методик химического анализа, расширения электронных баз данных, совершенствования методов автоматической электронной обработки аналитического сигнала. Перспективы разработки новых инструментальных методов и обеспечения их приборной базой, реактивами и расходными материалами. Развитие сети ЦКП.

Перспективы применения методов аналитической химии для развития химического материаловедения, химической кинетики, катализа, нефтехимии, нанохимии, биохимии.

6.  Планы семинарских занятий.

Тема 2. Современное состояние аналитической химии и практики химического анализа (4 час.). Совершенствование приемов и методов (использование автоматизированных приборов, информационных технологий, вычислительной техники) основных видов инструментального химического анализа: спектральных, дифрактометрических, хроматографических, электрохимических и др.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислить основные разновидности инструментального химического анализа.

2. Охарактеризовать возможности современных методов качественного и элементного анализа. Указать их основные преимущества и ограничения.

3. Охарактеризовать возможности современных методов количественного анализа. Указать их основные преимущества и ограничения.

4. Охарактеризовать возможности современных методов структурного анализа. Указать их основные преимущества и ограничения.

5. Охарактеризовать роль электронных баз данных в современной аналитической химии.

6. Охарактеризовать современные методы электронной обработки аналитического сигнала.

Тема 3. Аналитическая химия и экология (2 час.).

Основные разновидности химических загрязнителей и их источники. Задачи контроля характера и уровня химического загрязнения окружающей среды. Современные методы химического анализа объектов окружающей среды: воздуха, природных вод, почв. Особенности химического анализа в аккредитованных лабораториях. Организация и структура мониторинга химического состояния окружающей среды. Виды мониторинга: глобальный, региональный, локальный.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислить основные разновидности химических загрязнителей природных сред.

2. Перечислить основные источники химических загрязнителей природных сред.

3. Охарактеризовать возможности современных методов химического анализа объектов окружающей среды. Указать их основные преимущества и ограничения.

4. Охарактеризовать основные виды химического мониторинга загрязнений и их источников.

Тема 4. Перспективы развития аналитической химии (4 час.).

Основные тенденции развития аналитической химии.

Теоретические проблемы: необходимость углубления представлений в области строения и реакционной способности химических веществ.

Практические проблемы: необходимость повышения точности, чувствительности, селективности методик химического анализа, расширения электронных баз данных, совершенствования методов автоматической электронной обработки аналитического сигнала.

Перспективы разработки новых инструментальных методов и обеспечения их приборной базой, реактивами и расходными материалами. Развитие сети ЦКП.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислить перспективные направления развития теоретических основ аналитической химии (строение и реакционная способность химических веществ).

2. Перечислить перспективные направления развития в области аналитического приборостроения.

3. Охарактеризовать трудности и проблемы в развитии областей науки и техники, связанные с недостаточной эффективностью методов химического анализа.

4. Перечислить перспективные направления развития в области спектральных методов анализа.

5. Перечислить перспективные направления развития в области дифракционных методов анализа.

6. Перечислить перспективные направления развития в области хроматографических методов анализа.

7. Перечислить перспективные направления развития в области электрохимических спектральных методов анализа.

7.  Темы лабораторных работ. (Лабораторный практикум)

Лабораторный практикум учебным планом не предусмотрен

8.  Примерная тематика курсовых работ.

Курсовые работы учебным планом не предусмотрены

9.  Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы аспирантов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

Основным принципом организации самостоятельной работы является комплексный подход, направленный на стимулирование у аспирантов следующих видов деятельности по получению компетенций:

–  репродуктивной – выполнение заданий по образцу с целью закрепления теоретических знаний, формирования умений и навыков (прочтение, просмотр, конспектирование, прослушивание, запоминание; ответы на вопросы для самопроверки; повторение учебного материала, решение типовых задач);

–  реконструктивной – выполнение заданий с обязательным преобразованием информации (подготовка к аудиторным занятиям, тематическим дискуссиям; подготовка сообщений, докладов и выступлений на семинарских занятиях; подбор литературы; выполнение контрольных работ; решение практических задач);

–  творческой – отбор и критический анализ информации (написание рефератов, докладов; участие в научно-исследовательской работе, выполнение специальных творческих заданий; подготовка проектов и слайдовых презентаций).

Виды СРС	Формы контроля СРС
Работа с учебной и методической литературой, электронными источниками данных (списки рекомендованной литературы в разделе 11)	Проверка и анализ конспектов лекций и учебной литературы Письменные опросы (тесты) и контрольные работы Доклады в виде презентаций на семинарских занятиях
Подготовка к семинарским занятиям (тематика в разделе 6)	Заслушивание и обсуждение устных, докладов, сообщений, выступлений Ответы на контрольные вопросы (список в разделе 6)

Перечень контрольных вопросов для экзамена

1.  Основные задачи химического анализа и его роль в развитии химических наук (неорганической и органической химии, физической химии, кристаллохимии, биохимии), различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины.

2.  Современные теоретические основы химического анализа с учетом достижений в различных областях химии (химическая термодинамика, химическая кинетика, строение вещества).

3.  Совершенствование приемов и методов (использование автоматизированных приборов, информационных технологий, вычислительной техники) основных видов инструментального химического анализа: спектральных, дифрактометрических, хроматографических, электрохимических и др.

4.  Новые объекты химического анализа: геологические объекты, продукты металлургической промышленности, вещества особой чистоты, полупроводниковые материалы, природные и синтетические органические вещества и элементоорганические соединения, полимеры, биологические и медицинские объекты, объекты окружающей среды. Особенности химического анализа объектов различной природы.

5.  Химическое загрязнение окружающей среды. Основные разновидности химических загрязнителей и их источники.

6.  Задачи контроля характера и уровня химического загрязнения окружающей среды.

7.  Современные методы химического анализа объектов окружающей среды: воздуха, природных вод, почв.

8.  Организация и структура мониторинга химического состояния окружающей среды. Виды мониторинга: глобальный, региональный, локальный. Мониторинг загрязнений и источников загрязнения.

9.  Средства реализации мониторинга: стационарные станции, передвижные посты, аэрокосмические системы, автоматизированные системы. Единая государственная система экологического мониторинга России (ЕГСЭМ).

10.  Теоретические проблемы: необходимость углубления представлений в области строения и реакционной способности химических веществ.

11.  Практические проблемы: необходимость повышения точности, чувствительности, селективности методик химического анализа, расширения электронных баз данных, совершенствования методов автоматической электронной обработки аналитического сигнала.

12.  Перспективы разработки новых инструментальных методов и обеспечения их приборной базой, реактивами и расходными материалами. Развитие сети ЦКП.

13.  Перспективы применения методов аналитической химии для развития химического материаловедения, химической кинетики, катализа, нефтехимии, нанохимии, биохимии.

Примерная тематика контрольных работ и опросов

1. Современные инструментальные методы химического анализа: возможности и ограничения

2. Теоретические проблемы в аналитической химии и пути их преодоления

3. Практические и технические проблемы в аналитической химии и пути их преодоления

4. Роль аналитической химии в решении экологических проблем

5. Перспективы применения методов аналитической химии для развития химического материаловедения, химической кинетики, катализа, нефтехимии, нанохимии, биохимии.

Критерии оценки СРС:

1)  качество освоения учебного материала (умение студента использовать теоретические знания при выполнении практических задач);

2)  проработанность всех аспектов задания, оформление материала в соответствии с требованиями, соблюдение установленных сроков представления работы на проверку;

3)  степень самостоятельности, творческой активности, инициативности студентов, наличие элементов новизны в процессе выполнения заданий.

Итоги СРС подводятся во время контрольных недель, сроки которых определяются графиком учебного процесса.

10.  Образовательные технологии.

Виды учебной работы	Образовательные технологии
Аудиторные занятия	а) Чтение лекций (мультимедийные и видео-демонстрации, письменное тестирование по пройденному материалу (4 теста по 10 вопросов в каждом). б) Проведение семинарских занятий (углубленное рассмотрение учебного материала, групповое обсуждение и анализ проблем, мультимедийные демонстрации, заслушивание и обсуждение устных докладов, сообщений, выступлений, встречи с преподавателями других дисциплин). в) Интерактивные технологии (групповые дискуссии, разбор конкретных ситуаций). г) Модульно-рейтинговая технология контроля успеваемости.
Самостоятельная работа	а) Изучение учебной и методической литературы, т. ч. поиск информации в электронных сетях и базах данных, подготовка презентаций. б) Подготовка к контрольным работам в) Подготовка выступлений на семинарах (с использованием мультимедийных презентаций)

11.  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

11.1. Основная литература:

1. , , Никифорова химия. М.: ИЦ «Академия». 2011.

2. Периодические журналы: Аналитическая химия, Успехи химии, Российский химический журнал за гг.

11.2. Дополнительная литература:

1. , Перцев и математическая обработка результатов химического эксперимента. Омск: Изд-во ОмГУ. 2005.

2. Пупышев курс атомно-абсорбционного анализа. Курс лекций. Екатеринбург. 2003.

3. Методы исследования катализаторов / под ред. Дж. Томаса и Р. Лемберта. М., Мир, 1983.

11.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:

www. *****

chem. msu. su/rus/teaching/analyt/

www. *****

www. *****

12.  Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

50 % лекций и семинарских занятий обеспечены мультимедийными презентациями и видеофильмами. Для чтения лекций и проведения семинарских занятий необходимо наличие аудиторий, оснащенных мультимедийной техникой (компьютер, проектор и др.).

Для самостоятельной работы аспирантов необходим доступ в компьютерный класс, имеющий выход в Интернет.