МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени В. Г. БЕЛИНСКОГО
Принято
на заседании Ученого совета
естественно-географического факультета
Протокол заседания № ____
от «_____» ________________201_ г.
Декан
факультета ____________ И.Н. Столяров
|
|
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
___________________ М.А. Пятин
«_____» ___________________ 201_ г.
|
^
Аналитическая химия
Направление подготовки 050100 «Педагогическое образование»
Профиль подготовки «Химия»
Квалификация (степень) выпускника – Бакалавр
Форма обучения – Очная
Пенза – 2011
^
Целью освоения дисциплины «Аналитическая химия» является содействие формированию и развитию у студентов общекультурных, профессиональных и специальных компетенций, позволяющих им в дальнейшем осуществлять профессиональную деятельность посредством освоения теоретических и экспериментальных основ химических, физико-химических и физических методов анализа различных объектов.
^
создать чёткое представление о предмете аналитической химии, современном состоянии и путях развития аналитической химии, связи её с другими науками и практическом применении методов анализа в различных областях человеческой деятельности;
показать применение теоретических представлений химии (химической термодинамики и химической кинетики) в качественном и количественном анализе;
рассмотреть типы реакций и процессов в аналитической химии (кислотно-основные реакции, реакции комплексообразования, окислительно-восстановительные реакции);
сформировать представление о метрологических основах химического анализа;
познакомить студентов с теорией и практикой пробоотбора и пробоподготовки;
познакомить студентов с важнейшими методами обнаружения и идентификации;
познакомить студентов с методами выделения, разделения и концентрирования;
показать применение теоретических представлений физики в создании современных аналитических методов;
познакомить студентов с важнейшими методами анализа: гравиметрическим, титриметрическими, кинетическими, электрохимическими, спектроскопическими и оптическими;
познакомить студентов с основными объектами анализа.
^
Дисциплина «Аналитическая химия» относится к вариативной части профессионального цикла.
Изучение данной дисциплины базируется на знании общеобразовательной программы по следующим предметам: химия, математика, физика
Для освоения дисциплины обучающиеся используют знания, умения, сформированные в ходе изучения дисциплин базовой части математического и естественнонаучного цикла: «Естественнонаучная картина мира», «Основы математической обработки информации», дисциплин по выбору вариативной части математического и естественнонаучного цикла: «Охрана труда в химической лаборатории», «Техника лабораторных работ», дисциплин вариативной части профессионального цикла: «Физика», «Математика», «Общая и неорганическая химия», дисциплин по выбору вариативной части профессионального цикла: «Введение в теоретическую химию», учебной практики «Практикум по неорганической химии».
В результате изучения этих дисциплин обучающийся должен уметь выполнять математические расчёты, знать основы электродинамики и оптики, знать основы химической термодинамики и кинетики, химию растворов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ, уметь составлять уравнения реакций ионного обмена и окислительно-восстановительных реакций, уметь решать задачи на расчёт по уравнению реакции и на растворы, владеть основами техники работы в химической лаборатории, включая охрану труда при работе в химической лаборатории.
Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин базовой части профессионального цикла: «Методика обучения и воспитания (Химия)», дисциплин вариативной части профессионального цикла: «Физическая химия», «Коллоидная химия», «Прикладная химия», дисциплин по выбору вариативной части профессионального цикла: «Химический анализ органических веществ», «Физико-химические методы анализа», а также для последующего прохождения учебных практик «Практикум по аналитической химии», «Технологическая практика», производственной (педагогической) практики, подготовки к итоговой государственной аттестации.
^
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению:
Коды
компетенции
|
Наименование компетенции
|
Структурные элементы компетенции
(в результате освоения дисциплины обучающийся должен знать, уметь, владеть)
|
1
|
2
|
3
|
ОК-4
|
Способен использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы ма-тематической обработки информации, теоретического и экспериментального исследования
|
Знать:
современное состояние и перспективы развития аналитической химии, её место в системе химических дисциплин и естествознании;
метрологические характеристики методов анализа;
|
Уметь:
проводить метрологические расчеты
|
Владеть:
методами статистической обработки результатов аналитических исследований
|
ПК-1
|
Способен реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в различных образовательных учреждениях
|
Знать:
фактический материал для разработки элективных курсов
|
Уметь:
проводить химический эксперимент в объёме, необходимом для разработки и реализации элективных курсов
|
Владеть:
методами химического анализа в объёме, необходимом для разработки и реализации элективных курсов
|
СК-2
|
Владеет основными химическими и физическими понятиями, знаниями фундаментальных законов химии и физики; явлений и процессов, изучаемых химией и физикой
|
Знать:
типы реакций и процессов в аналитической химии (кислотно-основные реакции, реакции комплексообразования, окислительно-восстановительные реакции)
|
Уметь:
свободно и правильно пользоваться химической терминологией;
производить расчеты для приготовления растворов заданной концентрации;
производить расчёт рН в растворах слабых и сильных электролитов, буферных растворов;
производить расчёт возможности образования и растворение осадков (ПР, солевой эффект и др.);
|
1
|
2
|
3
|
|
|
производить расчёт константы, степени гидролиза и рН растворов гидролизуемых солей;
находить необходимые данные в справочной литературе, в том числе табличные данные с помощью метода интерполяции, пользоваться предметным указателем учебников и учебных пособий
|
Владеть:
основными химическими понятиями
|
СК-3
|
Владеет знаниями о составе, строении и химических свойствах простых веществ и химических соединений; иметь представление об электронном строении атомов и молекул, закономерностях химических превращений веществ
|
Знать:
свойства основных классов неорганических соединений;
окислительно-восстановительные свойства простых веществ и химических соединений.
|
Уметь:
писать уравнения химических реакций;
производить расчеты по формулам и уравнениям.
|
Владеть:
знаниями о химических свойствах химических соединений.
|
СК-4
|
Владеет классическими и современными методами анализа веществ; способен к постановке эксперимента, анализу и оценке лабораторных исследований
|
Знать:
теоретические основы классических и физико-химических методов анализа
|
Уметь:
обращаться с химической посудой, с приборами, с химическими реактивами, а также со спиртовками, электрическими нагревателями;
проводить различные лабораторные операции (измельчение, растворение, нагревание, прокаливание, высушивание и приготовление растворов);
выполнять качественный, гравиметрический, титриметрический анализы;
использовать физико-химические методы анализа;
проводить вычисление результатов гравиметрического анализа, расчёт количества осадителя, потерь вещества при промывании;
проводить расчёт по результатам титрования, построение кривых титрования, расчёт погрешности титрования, выбирать индикатор;
готовить исходные и рабочие титрованные растворы;
проводить расчеты по результатам электрохимических определений;
проводить расчёт результатов количественные определения в спектроскопических методах анализа;
грамотно оформлять результаты лабораторных и практических работ, правильно заполнять лабораторный журнал.
|
1
|
2
|
3
|
|
|
Владеть:
техникой химического эксперимента;
техникой взвешивания на технохимических и аналитических весах;
основными методами анализа;
способами ориентации в профессиональных источниках информации (журналы, сайты, образовательные порталы).
|
СК-7
|
Владеет навыками оценки агрессивности химической среды и решениями по обеспечению безопасного устойчивого взаимодействия человека с природной средой
|
Знать:
санитарные правила, правила и нормы охраны труда, правила техники безопасности и противопожарной защиты
|
Уметь:
устранять последствия проливов и просыпаний химических реактивов
|
Владеть:
навыками безопасной работы в химической лаборатории
|
^
4.1. Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 9 зачетных единиц, 324 часа.
№
п/п
|
Наименование
разделов и тем
дисциплины
|
Семестр
|
Недели семестра
|
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость
(в часах)
|
Формы текущего контроля успеваемости
|
Аудиторная работа
|
Самостоятельная
работа
|
Всего
|
Лекция
|
Практические занятия
|
Лабораторные занятия
|
Всего
|
Подготовка к аудиторным
занятиям
|
Реферат
|
Мини-проект
|
Подготовка к экзамену
|
Собеседование
|
Отчёт по лаборатор. работе
|
Коллоквиум
|
Тест
|
Контрольная работа
|
Реферат
|
Мини-проект
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
1.
|
Раздел 1. Введение
|
4
|
1
|
1
|
1
|
|
|
4
|
|
4
|
|
|
1
|
|
|
|
|
18
|
|
1.1.
|
Тема 1.1. Введение в химический анализ
|
4
|
1
|
1
|
1
|
|
|
4
|
|
4
|
|
|
1
|
|
|
|
|
18
|
|
2.
|
Раздел 2. Методы обнаружения и идентификации
|
4
|
1-5
|
31
|
1
|
|
30
|
20
|
17
|
|
3
|
|
1-5
|
1-5
|
10
|
5
|
|
|
18
|
2.1.
|
Тема 2.1. Методы обнаружения и идентификации
|
4
|
1
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
|
|
5
|
|
|
|
2.2.
|
Лабораторная работа № 1 «Анализ катионов 1 и 2 аналитических групп»
|
4
|
1
|
6
|
|
|
6
|
4
|
4
|
|
|
|
1
|
1
|
10
|
5
|
|
|
|
2.3.
|
Лабораторная работа № 2 «Анализ катионов 3 и 4 аналитических групп»
|
4
|
2
|
6
|
|
|
6
|
4
|
4
|
|
|
|
2
|
2
|
10
|
5
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
2.4.
|
Лабораторная работа № 3 «Анализ катионов 5 и 6 аналитических групп»
|
4
|
3
|
6
|
|
|
6
|
4
|
4
|
|
|
|
3
|
3
|
10
|
5
|
|
|
|
2.5.
|
Лабораторная работа № 4 «Анализ анионов 1, 2 и 3 аналитических групп»
|
4
|
4
|
6
|
|
|
6
|
4
|
|
|
|
|
4
|
4
|
10
|
5
|
|
|
|
2.6.
|
Лабораторная работа № 5 «Анализ смеси катионов»
|
4
|
5
|
6
|
|
|
6
|
4
|
1
|
|
3
|
|
5
|
5
|
10
|
5
|
|
|
|
3.
|
Раздел 3. Типы реакций и процессов в аналитической химии
|
4
|
2-4
|
6
|
6
|
|
|
12
|
12
|
|
|
|
2-4
|
|
|
|
4
|
|
|
3.1.
|
Тема 3.1. Термодинамика и кинетика химических процессов
|
4
|
2
|
2
|
2
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
2
|
|
|
|
4
|
|
|
3.2.
|
Тема 3.2. Кислотно-основные реакции. Реакции осаждения
|
4
|
3
|
2
|
2
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
3
|
|
|
|
4
|
|
|
3.3.
|
Тема 3.3. Реакции комплексообразования. Окислительно-восстановительные реакции.
|
4
|
4
|
2
|
2
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
4
|
|
|
|
4
|
|
|
4.
|
Раздел 4. Теория и практика пробоотбора и пробоподготовки
|
4
|
5-6
|
1
|
1
|
|
|
8
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
|
4.1.
|
Тема 2.1. Теория и практика пробоотбора и пробоподготовки
|
4
|
5-6
|
1
|
1
|
|
|
8
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
|
5.
|
Раздел 5. Метрологические основы химического анализа
|
4
|
5-6
|
9
|
3
|
|
6
|
4
|
4
|
|
|
|
6
|
6
|
|
11
|
|
|
|
5.1.
|
Тема 5.1. Метрологические основы химического анализа
|
4
|
5-6
|
3
|
3
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
|
5.2.
|
Лабораторная работа № 6 «Расчёт погрешностей химического анализа»
|
4
|
6
|
6
|
|
|
6
|
2
|
2
|
|
|
|
6
|
6
|
|
|
|
|
|
6.
|
Раздел 6. Химические методы анализа
|
4
|
7-12
|
44
|
8
|
|
36
|
40
|
34
|
|
6
|
|
7-12
|
7-12
|
10
|
11
|
12
|
|
18
|
6.1.
|
Тема 6.1. Гравиметрический метод анализа
|
4
|
7
|
2
|
2
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
7
|
|
10
|
11
|
12
|
|
|
6.1.1.
|
Лабораторная работа № 7 «Определение кристаллизационной воды в BaCl2 · 2H2O»
|
4
|
7
|
6
|
|
|
6
|
4
|
4
|
|
|
|
7
|
7
|
10
|
|
|
|
|
6.1.2.
|
Лабораторная работа № 8 «Определение бария в BaCl2 · 2H2O»
|
4
|
8
|
6
|
|
|
6
|
4
|
4
|
|
|
|
8
|
8
|
10
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
6.2.
|
Метрологические основы химического анализа
|
4
|
8
|
2
|
2
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
8
|
|
10
|
11
|
12
|
|
|
6.3.
|
Тема 6.3. Кислотно-основное титрование
|
4
|
9
|
1
|
1
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
9
|
|
|
11
|
12
|
|
|
6.3.1.
|
Лабораторная работа № 9 «Определение титра раствора соляной кислоты по тетраборату натрия методом пипетирования. Определение содержания гидроксида натрия в растворе неизвестной концентрации»
|
4
|
9
|
6
|
|
|
6
|
4
|
3
|
|
1
|
|
9
|
9
|
10
|
|
|
|
|
6.4.
|
Тема 6.4. Комплексометрическое титрование
|
4
|
9
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
11
|
12
|
|
|
6.4.1.
|
Лабораторная работа № 10 «Комплексонометрия. Определение жесткости воды»
|
4
|
10
|
6
|
|
|
6
|
6
|
3
|
|
3
|
|
10
|
10
|
|
|
|
|
|
6.5.
|
Тема 6.5. Окислительно-восстановительное титрование
|
4
|
10
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
11
|
12
|
|
|
6.5.1
|
Лабораторная работа № 11 «Перманганатометрия»
|
4
|
11
|
6
|
|
|
6
|
4
|
3
|
|
1
|
|
11
|
11
|
|
|
|
|
|
6.5.2.
|
Лабораторная работа № 12 «Иодометрия»
|
4
|
12
|
6
|
|
|
6
|
4
|
3
|
|
1
|
|
12
|
12
|
|
|
|
|
|
6.6.
|
Тема 6.6. Осадительное титрование
|
4
|
10
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
|
|
11
|
11
|
12
|
|
|
7.
|
Раздел 7. Электрохимические методы анализа
|
4
|
11-13
|
10
|
4
|
|
6
|
12
|
11
|
|
1
|
|
13
|
13
|
16
|
16
|
|
|
18
|
7.1.
|
Тема 7.1. Потенциометрия
|
4
|
11
|
1
|
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
13
|
|
16
|
16
|
|
|
|
7.1.1.
|
Лабораторная работа № 13 «Потенциометрическое титрование. Определение концентрации соляной и уксусной кислот»
|
|
13
|
6
|
|
|
6
|
4
|
3
|
|
1
|
|
13
|
13
|
|
|
|
|
|
7.2.
|
Тема 7.2. Кулонометрия
|
4
|
11
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
13
|
|
16
|
16
|
|
|
|
7.3.
|
Тема 7.3. Вольтамперометрия
|
4
|
12
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
13
|
|
16
|
16
|
|
|
|
7.4.
|
Тема 7.4. Кондуктометрия
|
4
|
12
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
13
|
|
16
|
16
|
|
|
|
8.
|
Раздел 8. Спектроскопические методы анализа
|
4
|
13-15
|
30
|
6
|
|
24
|
20
|
18
|
|
2
|
|
13-15
|
13-15
|
16
|
16
|
|
|
18
|
8.1.
|
Тема 8.1. Теоретические основы спектроскопических методов анализа
|
4
|
13
|
2
|
2
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
13
|
|
16
|
16
|
|
|
|
8.2.
|
Тема 8.2. Молекулярная спектроскопия
|
4
|
14
|
2
|
2
|
|
|
6
|
4
|
|
2
|
|
14
|
|
16
|
16
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
8.2.1.
|
Лабораторная работа № 14 «Определение содержания меди (II) в растворе фотометрическим методом»
|
4
|
14
|
6
|
|
|
6
|
2
|
2
|
|
|
|
14
|
14
|
|
|
|
|
|
8.2.2.
|
Лабораторная работа № 15 «Определение содержания железа (III) в растворе фотометрическим методом»
|
4
|
15
|
6
|
|
|
6
|
2
|
2
|
|
|
|
15
|
15
|
|
|
|
|
|
8.3.
|
Тема 8.3. Атомная спектроскопия
|
4
|
15
|
1
|
1
|
|
|
4
|
4
|
|
|
|
15
|
|
16
|
16
|
|
|
|
8.4.
|
Тема 8.4. Радиоспектроскопические методы
|
4
|
15
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
15
|
|
16
|
|
|
|
|
9.
|
Раздел 9. Методы выделения, разделения и концентрирования
|
4
|
16-17
|
9
|
3
|
|
6
|
14
|
10
|
|
4
|
|
16-17
|
16
|
16
|
16
|
|
|
18
|
9.1.
|
Тема 9.1. Основные методы разделения и концентрирования
|
4
|
16
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
16
|
|
17
|
|
|
|
|
9.2.
|
Тема 9.2. Хроматография
|
4
|
16-17
|
2
|
2
|
|
|
10
|
6
|
|
4
|
|
16
|
|
17
|
17
|
|
|
|
9.2.1.
|
Лабораторная работа № 16 «Разделение Сu2+ и Fe3+ методом хроматографии на бумаге»
|
4
|
16
|
6
|
|
|
6
|
2
|
2
|
|
|
|
16
|
16
|
|
|
|
|
|
10.
|
Раздел 10. Кинетические методы анализа
|
4
|
17
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
|
|
17
|
|
|
|
|
10.1
|
Тема 10.1. Кинетические методы анализа
|
4
|
17
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
|
|
17
|
|
|
|
|
11.
|
Раздел 11. Масс-спектрометрические методы анализа
|
4
|
18
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.1
|
Тема 11.1. Масс-спектрометрические методы анализа
|
4
|
18
|
1
|
1
|
|
|
2
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12.
|
Раздел 12. Основные объекты анализа
|
4
|
18
|
1
|
1
|
|
|
6
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
|
12.1
|
Тема 12.1. Основные объекты анализа
|
4
|
18
|
1
|
1
|
|
|
6
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
|
13.1.
|
Лабораторная работа № 17 «Выполнение мини-проектов»
|
4
|
17
|
6
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
13.2
|
Защита рефератов и мини-проектов
|
4
|
18
|
6
|
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
|
18
|
|
Общая трудоемкость, в часах
|
|
|
144
|
36
|
|
108
|
180
|
110
|
18
|
16
|
36
|
Промежуточная аттестация
|
Форма
|
Семестр
|
Зачет
|
4
|
Экзамен
|
4
|
^
Раздел 1. Введение
|