Аналитическая химия
Федеральное государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«БАЛАКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Рабочая программа
«Аналитическая химия»
для специальности 280201 (3201)
«Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»
2007
Одобрена Составлена в соответствии с
предметной комиссией требованиями к минимуму
Председатель ПЦК содержания и уровню
«____»________ по специальности 280201 (3201)
______________ В. И. Моторина
«___» ___________
Тематический план
| Наименование разделов и тем. |
Макс. наг. для студ. |
Сам. уч. наг. студ. |
Обязательные учебные занятия |
| всего |
В том числе: |
| аудитор. часы |
Лабор. практ. |
|
2 |
2 |
2 |
| Раздел 1 Теоретические основы АХ |
|
8 |
4 |
4 |
4 |
| Тема 1. 2 Закон действующих масс. Химическое равновесие. Гомогенное равновесие |
6 |
2 |
4 |
4 |
| Тема 1. 3 Гетерогенные равновесия |
16 |
6 |
10 |
10 |
| Раздел 2 Качественный анализ |
| Тема 2. 1 Аналитические операции и реакции |
4 |
4 |
4 |
| Тема 2. 2 Качественный анализ катионов |
12 |
12 |
4 |
8 |
|
6 |
6 |
4 |
2 |
| Раздел 3 Оценка достоверности аналитических данных |
12 |
4 |
8 |
8 |
| Раздел 4 Количественный анализ |
|
22 |
4 |
18 |
8 |
10 |
| Тема 4. 2 Титриметрический анализ (титриметрия) |
24 |
4 |
20 |
20 |
| Тема 4. 3 Кислотно-основное титрование (протометометрия) |
30 |
6 |
24 |
20 |
4 |
| Тема 4. 4 Комплексономтерическое титрование |
14 |
4 |
10 |
6 |
4 |
| Тема 4. 5 Окислительно-восстановительное титрование (оксидиметрия или редоксиметрия) |
27 |
7 |
20 |
8 |
12 |
| Тема 4. 6 Электрохимические методы анализа |
10 |
2 |
8 |
4 |
4 |
|
10 |
2 |
8 |
4 |
4 |
| Всего по дисциплине: |
203 |
45 |
158 |
110 |
48 |
Примерное содержание учебной дисциплины
Введение
Предмет и задачи аналитической химии (АХ). Значение АХ в производственной и научно-исследовательской деятельности человека. Химические и физико-химические методы анализа. Качественный и количественный анализ.
Раздел 1 Теоретические основы АХ
Тема 1. 1 Способы выражения состава раствора
Студент должен:
- способы представления различных долей вещества в растворе;
- рассчитать концентрацию вещества в растворе;
- проводить расчеты на переход от одного способа выражения концентрации к другому.
диссоциация.
Студент должен:
знать:
- смысл константы автопротолиза;
уметь:
- вычислять степень диссоциации по константе диссоциации и наоборот;
- вычислять водородный и гидроксильный показатели растворов.
Закон действующих масс. Химическое равновесие. Константа равновесия. Гомогенные равновесия. Автопротолиз. Константа автопротолиза, ее смысл. Водородный и гидроксильный показатели.
Тема 1. 3 Гетерогенные равновесия
Студент должен:
знать:
- правило произведения растворимости;
- дробное осаждение;
- вычислять растворимость по величине произведения растворимости и произведения растворимости по известной растворимости;
- вычислять растворимость малорастворимого электролита в присутствии одноименного иона;
- вычислять растворимость малорастворимого электролита, не содержащего одноименного иона.
Гетерогенные равновесия в системе «раствор-осадок». Произведение растворимости. Вычисление растворимости по величине произведения растворимости и наоборот. Влияние одноименного иона на растворимость малорастворимого электролита. Вычисление растворимости малорастворимого электролита в присутствии одноименного иона. Влияние различных факторов на растворимость: концентрации ионов водорода, окислительно-восстановительных реакций, реакций комплексообразования, растворителя, температуры. Дробное осаждение.
Раздел 2 Качественный анализ
Тема 2. 1 Аналитические операции и реакции
Студент должен:
знать:
- требования, предъявляемые к аналитическим реакциям;
- виды химических реактивов;
уметь:
- подобрать для конкретного анализа реактив соответствующей марки.
для анализа, химически чистый, особо чистый. Методы качественного анализа.
Тема 2. 2 Качественный анализ катионов
Студент должен:
знать:
- аналитическую классификацию катионов;
- условия проведения аналитических реакций катионов первой группы;
- действие группового реактива;
уметь:
- обнаружить катионы по конкретному заданию;
Аналитическая классификация катионов. Кислотно-основная схема проведения анализа смеси катионов. Реакции и ход анализа катионов I аналитической группы. Реакции и ход анализа катионов II аналитической группы.
Лабораторная работа
Аналитические реакции катионов I аналитической группы. Анализ смеси катионов I аналитической группы.
Лабораторная работа
Тема 2. 3 Качественный анализ анионов
- аналитические реакции анионов и условия их обнаружения;
уметь:
- обнаружить анионы;
- выбрать и обосновать ход анализа смеси анионов, провести этот анализ.
Аналитическая классификация анионов, общая характеристика. Качественные реакции на анионы.
Проведение анализа смеси анионов.
Студент должен:
знать:
- типы ошибок в анализе;
- точность метода (дисперсия, стандартное отклонение);
уметь:
- провести статистическую обработку результатов анализа;
- рассчитать стандартное отклонение;
- применять в расчетах коэффициент Стьюдента.
Абсолютные и относительные недостоверности. Случайные погрешности. Доверительный интервал. Стандартное отклонение среднего результата. Коэффициент Стьюдента. Применение методов математической обработки результатов анализа с целью установки точности и достоверности используемого метода.
Раздел 4 Количественный анализ
Тема 4. 1 Гравиметрический анализ
Студент должен:
знать:
- сущность гравиметрического анализа;
- последовательность операций в гравиметрическом анализе;
- механизм образования осадков;
уметь:
- выполнять операции гравиметрического анализа;
- производить расчеты результатов анализа.
Сущность гравиметрического анализа. Типы весовых определений. Теория осаждения. Операции гравиметрического анализа (взятие навески, ее растворение, промывание, высушивание, прокаливание).
Расчеты в гравиметрическом анализе. Ошибки при оценке резуьтатов определений (абсолютная, относительная).
Лабораторная работа
Тема 4. 2 Титриметрический анализ (титриметрия)
знать:
- сущность и классификацию методов титриметрического анализа;
- способы установления точки эквивалентности;
- способы приготовления рабочих растворов;
- способы расчетов концентрации рабочих растворов;
- методы титрования;
- рассчитывать навеску и концентрацию установочного и рабочего растворов;
- проводить расчеты на переход от одного способа выражения концентрации к другому.
Общие понятия и положения титриметрии. Реакции, используемые в титриметрии, требования к ним. Классификация методов анализа. Способы приготовления рабочих растворов. Способы титрования (прямое, обратное, титрование заместителя).
Способы выражения концентрации растворов в титриметрическом анализе (молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, титр, поправочный коэффициент.
Тема 4. 3 Кислотно-основное титрование (протометометрия)
Студент должен:
знать:
- сущность метода протолитометрии;
- правила выбора индикатора для кислотно-основного титрования;
- рабочие растворы метода и способы их приготовления;
- оттитровать приготовленный рабочий раствор по установочному веществу;
- произвести расчеты титра, молярной концентрации эквивалента, поправочного коэффициента;
- обосновать выбранный индикатор для установления точки эквивалентности;
- составить уравнение химических реакций;
- использовать безопасные приемы работы с оборудованием, веществами.
Диссоциация воды, водородный и гидроксильный показатели. Буферные растворы. Значения pH растворов сильных кислот и оснований, слабых кислот и оснований.
Общая характеристика метода кислотно-основного титрования. Особенности установления точки эквивалентности в методе.
Лабораторная работа
Стандартизация рабочих растворов кислоты, щелочи по установочным веществам (установление титра и молярной концентрации эквивалента).
Лабораторная работа
Тема 4. 4 Комплексономтерическое титрование
Студент должен:
знать:
- строение молекул комплексных соединений;
- определение заряда комплексного иона, комплексообразователя, числа мегандов, координационного числа;
- сущность метода тригонометрии;
- механизм действия металл-индикаторов;
уметь:
- написать уравнение электрической диссоциации по типу сильного и слабого электролита;
- составить уравнение реакции взаимодействия трилона Б с ионами двухвалентного металла;
- рассчитать молярную массу эквивалента трилона Б;
- рассчитать результаты анализов.
Комплексные соединения, их строение, номенклатура. Диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости (устойчивости) комплексного иона.
Сущность метода комплексонометрии. Трилонометрия. Рабочие растворы, установочные вещества. Металл-индикаторы, их действие.
Лабораторная работа
Лабораторная работа
Определение общей жесткости воды.
Студент должен:
- сущность оксидиметрии;
- зависимость молярной массы эквивалента окислителя и восстановителя от условий реакции;
- сущность прямого и косвенного (обратного и по замещению) титрования и случаи их применения;
- окислительно-восстановительные потенциалы;
- правила приготовления и хранения растворов йода и тиосульфата;
- безопасные приемы работы с окислителями и восстановителями;
уметь:
- приготовить рабочие растворы и их стандартизировать, приготовить установочные растворы;
- определить направление реакции с помощью редокс-потенциалов;
- составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций, подбирать коэффициенты методом электронно-ионного баланса (методом полуреакций);
- проводить перманганатометрчиеские и йодометрические анализы с соблюдением определенных условий;
- рассчитывать молярные массы эквивалентов окислителей и восстановителей;
- рассчитывать навески исходных веществ, результаты определений;
- пользоваться справочной, учебной и технической литературой.
Сущность метода оксидиметрии. Классификация методов оксидимтерии. Окислительно-восстановитеные (редокс) потенциалы. Фактор эквивалентности окислителей и восстановителей. Индикаторы для окислительно-восстановительного титрования.
определений. Автокатализ. Молярная масса эквивалента перманганата калия. Анализ восстановителей методом перманганатометрии в разных средах.
Йодометрия. Сущность метода. Рабочие раствора метода йодометрии, их приготовление и стандартизация. Индикаторы. Особенности йодометрических определений. Анализ окислителей и восстановителей.
Лабораторная работа
Приготовление рабочего раствора перманганата калия и его стандартизация по одному из установочных веществ
Лабораторная работа
Стандартизация рабочего раствора тиосульфата натрия по дихромату калия (титрование методом замещения)
Определение массовой доли сульфидов в техническом образце методом обратного титрования
Тема 4. 6 Электрохимические методы анализа
Студент должен:
знать:
- классификацию физико-химических методов анализа;
- сущность потенциометрического анализа;
уметь:
- подготовить pH метр к работе;
- провести измерение pH исследуемого раствора.
Теоретические основы метода. Устройство электродов потенциометрии. Потенциал электрода. Индикаторные электроды для метода нейтрализации. Устройство pH – метода.
Лабораторная работа
Определение концентрации водородных ионов потенциометрическим способом.
Тема 4. 7 Рефрактомтерический метод анализа
Студент должен:
- теоретические основы рефрактометрического метода анализа;
уметь:
- подготовить рефрактометр к работе;
- приготовить серию стандартных растворов;
- определить показатель преломления стандартных растворов,,построить градуировочный график зависимости показателя преломления от состава смеси;
- определить показатель преломления, концентрацию вещества в контрольном растворе.
Сущность рефрактометрического метода и область применения. Зависимость показателя преломления от различных факторов.
Лабораторная работа
Определение количественного состава раствора соли
3 Шапира Е. А. Аналитическая химия, - М.: ВШ, 1977
4 Ярославцев А. А. Сборник задач и упражнений по Аналитической химии, - М.: ВШ, 1979
| 
