Аналитические проблемы: снижение пределов обнаружения, повышение точности, экспрессность анализа, локальность и анализ без разрушения, микро - и ультрамикроанализ.
Основные типы реакций и процессов в химическом анализе: кислотно-основные, окислительно-восстановительные комплексообразования, осаждения-растворения, сорбции и экстракции. Задачи и выбор метода обнаружения и идентификация атомов, ионов, молекул и веществ.
Тема 2. Основы качественного химического анализа.
Основы качественного анализа. Методы качественного анализа. Макро-, микро - и полумикрометоды. Капельный анализ. Мокрые и сухие методы анализа. Методы, основанные на нагревании, сплавлении и прокаливании веществ. Основные методы разделения и концентрирования: экстракция, осаждение, хроматография. Микрокристаллоскопические методы.
Тема 3. Аналитические реакции.
Понятие об аналитических реакциях и реактивах. Техника выполнения анализа Общие и частные аналитические реакции. Реакции обнаружения и разделения ионов. Специфичность и чувствительность аналитических реакций при обнаружении отдельных элементов.
Объекты окружающей среды: воздух, природные и сточные воды почвы, донные отложения; цели и особенности их анализа.
Органические и полимерные вещества. Особенность их анализа. Контроль за выбросами органических производств и нефтеперерабатывающих предприятий (фенолы, нефтяные углеводороды).
Тема 4. Химическое равновесие в гомогенных системах.
Теория растворов в аналитической химии.
Равновесие в гомогенных средах. Сильные и слабые электролиты. Гидролиз солей. Амфотерность. Комплексообразование в водных растворах.
Протолитические равновесия в растворах. Степень и константа гидролиза. Расчет рН гидролизуемых солей. Протолитическая теория кислот и оснований. Константы кислотности и основности.
Тема 5. Теория сильных электролитов.
Основные положения теории сильных электролитов.
Общая (аналитическая) и активная концентрация, ионная сила и коэффициент активности ионов. Термодинамическая, концентрационная и условная константа равновесия, их показатели (рК).
Ионизация воды. Водородный и гидроксидный показатели. Шкала рН как мера кислотности среды. Расчет рН в растворах сильных и слабых кислот и оснований.
Буферные растворы и механизм их действия.
Тема 6. Окислительно-восстановительные реакции.
Окислительно-восстановительные процессы в аналитической химии. Уравнение Нернста. Влияние рН, комплексообразования и осаждения на величину окислительно-восстановительного потенциала. Направление, последовательность протекания и константа равновесия окислительно-восстановительных реакций. Важнейшие окислители и восстановители, применяемые в химическом анализе.
Тема 7. Качественный анализ катионов и анионов.
Качественный анализ - дробный и систематический, чувствительность и специфичность реакций. Понятие об аналитическом сигнале как основе анализа.
Метрологическая характеристика методов анализа. Сравнительная характеристика методов.
Качественный систематический анализ катионов по кислотно-щелочному методу, его преимущества и недостатки. Классификация катионов по группам
Качественный анализ катионов. Аналитическая классификация катионов при кислотно-основном методе анализа. Кислотно-основная схема проведения анализа смеси катионов, групповые реактивы. Специфические реакции.
Качественный анализ анионов. Аналитическая классификация анионов. Аналитические реакции анионов I и II аналитической группы. Специфические реакции.
Тема 8. Гетерогенные системы. Произведение растворимости.
Гетерогенные равновесия в аналитической химии. Произведение растворимости. Вычисления растворимости. Условия образования осадков. Влияние на полноту осаждения одноименного иона, кислотности (рН) среды, постороннего электролита («солевой эффект». Применение процессов осаждения и растворения в анализе.
Комплексные соединения и их аналитические свойства. Равновесия в растворах комплексных соединений, константы устойчивости (образования) и нестойкости. Применение комплексообразования для разделения, маскировки и обнаружения ионов. Влияние комплексообразования на растворимость осадков.
Основы весового анализа (гравиметрия). Техника работы в гравиметрическом анализе. Расчеты в гравиметрическом анализе.
Тема 9. Основы объёмного анализа.
Основы объёмного анализа. Понятие о титровании и титре. Связь между титром и нормальностью. Титриметрические методы анализа: кислотно-основной, окислительно-восстановительный, комплексонометрический. Расчёты в титриметрическом анализе.
Тема 10. Кислотно-щелочное титрование
Общая характеристика метода кислотно-основного титрования. Индикаторы и их использование в титровании. Расчёты рН в точке эквивалентности и выбор индикатора.
Тема 11. Редоксметрия
Окислительно-восстановительные методы объёмного анализа: иодометрия и перманганатометрия. Определение металлов, нитратов, сульфитов редокс-методами.
Тема 12. Физико-химические (инструментальные) методы анализа.
Физико-химические (инструментальные) методы анализа. Электрохимические методы анализа. Потенциометрия. Электроды сравнения и индикаторные, их характеристика. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование.
Полярография. Теоретические основы метода. Амперометрическое титрование с одним индикаторным электродом. Область применения метода, преимущества и недостатки.
Кулонометрия. Теоретические основы метода, законы Фарадея. Кулонометри-ческое титрование.
Спектральные методы анализа. Классификация спектральных методов. Абсорбционная молекулярная спектроскопия. Основы фотометрического качественного и количественного анализа.
Хроматографические методы анализа. Классификация по механизму сорбции. Основные виды хроматографии - в тонком слое, бумажная, осадочная, ионнообменная и газовая.
1.6.3 Темы для самостоятельного изучения
Наименование раздела, темы | Формы самостоятельной работы | Кол-во часов | Форма контроля |
1. Предмет и задачи аналитической химии | Вопросы для самостоятельного изучения: Предмет и задачи аналитической химии. Связь аналитической химии с другими науками и её значение для контроля окружающей среды. | 1 | Доклад |
2. Основы качественного химического анализа | Вопросы для самостоятельного изучения: Методы качественного анализа. Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Обсуждение |
3. Аналитические реакции | Вопросы для самостоятельного изучения: Реакции обнаружения и разделения ионов. Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Обсуждение; опрос на занятии |
4. Химическое равновесие в гомогенных системах | Вопросы для самостоятельного изучения: Протолитическая теория кислот и оснований. Гидролиз солей. Амфотерность. Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Проверка упражнений; решений задач |
5. Теория сильных электролитов | Вопросы для самостоятельного изучения: Активность и коэффициент активности. Водородный и гидроксидный показатели. Вычисление рН в водных растворах кислот и оснований. Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Проверка упражнений; решений задач |
6. Окислительно-восстановитель-ные реакции | Вопросы для самостоятельного изучения: Окислительно-восстановительные процессы в аналитической химии. Окислительно-восстановительный потенциал. Направление окислительно-восстановительных реакций. Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Проверка упражнений; решений задач |
7. Качественный анализ катионов и анионов | Вопросы для самостоятельного изучения: Аналитические группы катионов и анионов. Выполнение упражнений. | 4 | Опрос на занятии; составление схем разделения и определения ионов |
8. Гетерогенные системы. Произведение растворимости. | Вопросы для самостоятельного изучения: Произведение растворимости. Выполнение контрольных заданий по разделу «Качественный анализ». Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Обсуждение; проверка решений задач |
9. Основы объёмного анализа | Вопросы для самостоятельного изучения: Титриметрические методы анализа. Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Проверка решений задач |
10. Кислотно-щелочное титрование | Вопросы для самостоятельного изучения: Кислотно-основное титрование. Расчёты рН. Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Обсуждение; проверка заданий и задач |
11. Редоксметрия | Вопросы для самостоятельного изучения: Иодометрия и перманганатометрия Выполнение контрольных заданий по разделу «Количественный анализ». Решение расчетных задач, выполнение упражнений. | 2 | Проверка контрольных заданий |
12. Физико-химические (инструменталь-ные) методы анализа. | Кулонометрия. Теоретические основы метода, законы Фарадея. Кулонометри-ческое титрование. Спектральные методы анализа. Классификация спектральных методов. Абсорбционная молекулярная спектроскопия. Основы фотометрического качественного и количественного анализа. Выполнение упражнений. | 4 | Обсуждение; проверка заданий. |
ВСЕГО | 28 |
1.7 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
1.7.1 Тематика и планы практических занятий.
Практическое занятие №1 (2 часа)
Тема: Качественный анализ.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
