Наименование дисциплины: Комплексные соединения и органические реагенты

Наименование дисциплины: Комплексные соединения и органические реагенты

Направление подготовки: 020100 Химия

Профиль подготовки: Аналитическая химия

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Автор: д-р хим. наук, профессор, зав. кафедрой органической и биологической химии .

1. Целями освоения дисциплины «Комплексные соединения и органические реагенты» являются:

ознакомиться с применением разнообразных реагентов при формировании аналитического сигнала и повышении эффективности качественного и количественного анализа.

2. «Комплексные соединения и органические реагенты» является дисциплиной по выбору профиля подготовки и составной частью вариативного блока профессионального цикла Необходимыми для освоения этой дисциплины являются понятия, полученные в курсах «Неорганическая химия», «Органическая химия», «Качественный и количественный анализ», «Физико-химические методы анализа». В свою очередь, дисциплина «Химические и биологические сенсоры» является базовой в рамках профиля подготовки «Аналитическая химия».

3. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

теоретические основы применения разнообразных реагентов при формировании аналитического сигнала и повышении эффективности качественного и количественного анализа.

Уметь:

выбирать и применять реагенты для формирования аналитического сигнала.

Владеть:

методами аналитического контроля с использованием комплексных соединений и органических реагентов

4. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

5. Содержание дисциплины:

№ п/п	Раздел дисциплины
1	Понятие об органических реагентах (ОР), современное определение ОР. Типы органических реагентов, используемых в аналитической химии.
2	Свойства комплексных соединений ионов металлов с органическими реагентами, имеющие аналитическое значение: устойчивость, растворимость, светопоглощение, флуоресценция, летучесть.
3	Связь между строением ОР и растворимостью органических реагентов и их комплексов с ионами металлов в соответствующих растворителях. Связь между строением молекул ОР и молярными коэффициентами поглощения ОР и их комплексов с ионами металлов.
4	Хромофорные группировки. Ауксохромы и антиауксохромы. Влияние заместителей на свойства ОР.
5	Характеристика реагентов, наиболее часто используемых при спектрофотометрическом определении ионов тяжелых металлов (неорганических суперэкотоксикантов) в объектах окружающей среды.
6	Термодинамические и условные константы образования комплексных соединений. Стандартизация условий при определении констант устойчивости: температура, ионная сила и рН раствора. Принцип постоянной ионной силы. Требования к сильным электролитам, используемым для создания постоянной ионной силы раствора, констант устойчивости комплексных соединений из данных потенциометрического титрования. Возможности и ограничения спектрофотометрии и потенциометрии при определении соответствующих констант. Другие физико-химические способы определения констант ионизации реагентов и констант устойчивости комплексов.
7	Электронные спектры комплексов - источник информации об их строении, составе и устойчивости.
8	Изучение ассоциации и диссоциации реагента. Расчет ступенчатых констант устойчивости комплексов из основных функций комплексообразования.
9	Методы определения состава, молярных коэффициентов поглощения и констант устойчивости комплексов по изменению оптической плотности растворов. Потенциометрия как источник информации о составе и устойчивости комплексных соединений в растворах.
10	Факторы, определяющие устойчивость хелатов: природа донорных атомов и структура реагента, размер циклов, число циклов, характер связей металл-лиганд. Хелатный эффект. Полиамины как модельные соединения при объяснении причин возникновения хелатного эффекта. Проявление ёхелатного эффекта в ряду аминополикарбоновых кислот.
11	Особенности комплексообразования ионов металлов с комплексонами. Влияние концентрации компонентов, ионной силы, рН, температуры на образование комплексных соединений в растворах. Способы повышения чувствительности и селективности реакций комплексообразования. Влияние температуры на образование комплексных соединений.
12	Обзор свойств реагентов, образующих с ионами металлов 4-х, 5-ти и 6-ти-членные циклы.
13	Классификация используемых ПАВ: катионные, анионные, неионогенные ПАВ, ПАВ-амфолиты. Выбор концентрации ПАВ для модифицирования ОР. Аналитические эффекты, наблюдаемые при модифицировании ОР в присутствии ПАВ: изменение Рн комплексообразования, молярных коэффициентов поглощения, контрастности аналитических реакций. Примеры наиболее аналитически значимых систем органический реагент-ион металла-ПАВ.
14	Основные группы макроциклических лигандов: макроциклические полиэфиры, криптанды, поданды и т. д. Особенности комплексообразования макроциклических соединений с ионами металлов. Комплексообразование макроциклов с органическими молекулами. Комплексообразование по типу «гость-хозяин». Использование макроциклических лигандов при изготовлении мембран ионоселективных электродов в ионометрии. Использование макроциклов в газовой и жидкостной хроматографии в качестве компонентов подвижных и неподвижных хроматографических фаз.
15	Типы используемых носителей: органические полимерные материалы, силикагели, активные угли, оксидные материалы. Способы иммобилизации ОР: закреплении на готовой поверхности носителя и иммобилизация в процессе образования фазы носителя. Ковалентная и нековалентная иммобилизация. Влияние носителя на свойства иммобилизованных ОР. Применение гибридных органических и органо-неорганических сорбентов в анализе объектов окружающей среды.

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература:

1. Основы аналитической химии. В 2-х тт. П/ред. . М.: Высш. школа, 2004.
2. Основы аналитической химии. Практическое руководство. П/ред. . М.: Высш. школа, 2004.

б) дополнительная литература:

1. / Под ред., / Под ред. Экспериментальные методы химической кинетики: учебное пособие. - М.: Высшая школа, 1980.

2.  / Под ред., Кузьмин методы химической кинетики. - М.: Издательство Московского университета, 1985.

3. , Пенькин методы исследования в химии. Резонансные и электрооптические методы: учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1989.

4.  Современные методы ЯМР для химических исследований. - М.: Мир, 1992.

5. Плиев спектроскопия (в 5 томах). - Владикавказ: Иристон. Том 1., 2001.

6. Плиев спектроскопия (в 5 томах). - Владикавказ: Иристон. Том 2., 2001.

7. Плиев спектроскопия (в 5 томах). - Владикавказ: Иристон. Том 3., 2002.

8. Плиев спектроскопия (в 5 томах). - Владикавказ: Иристон. Том 4., 2002.

9. Плиев спектроскопия (в 5 томах). - Владикавказ: Иристон. Том 5., 2002.

10. Мазор, Ласло. Пер с англ. , Горшковой органического анализа. - М.: Мир, 1986.

11.  и др./ Под ред. Реакции и методы исследования органических соединений. - М.: Химия, 1986.

12. Свердлова спектры в органической химии. 2-е издание. - Л.: Химия, 1985.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1. Журналы научной электронной библиотеки (elibrary. ru)

2. Журналы американского химического общества (http://pubs. acs. org)

3. Доступ к патентным базам данных компании Questel (http://www. /)

4. Organic Chemistry Portal (http://www. organic-chemistry. org/)

5. Журналы Wiley-VCH (http://www. wiley-vch. de/publish/en/journals/alphabeticIndex/?sID=g2l06r5eqi7q28ioctnuhhimo1)