Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сыктывкарский государственный университет»

Институт естественных наук

Кафедра химии

Учебно-методический комплекс дисциплины
Аналитическая химия
Направление

020100.62 Химия

Квалификация (степень) выпускника

бакалавр
Форма обучения

очная

Сыктывкар 2012

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сыктывкарский государственный университет»

Институт естественных наук

Кафедра химии

УТВЕРЖДЕНО

На заседании учебно-методической

комиссии ИЕН

«_3_» сентября 2012 г.

Протокол № 1
Председатель УМК ___________

Л.А.Тулаева

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Аналитическая химия»
Направление подготовки

020100.62 Химия
Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр
Форма обучения

очная
Блок дисциплин Б3 Б2 Профессиональный

Cеместр 3:

Всего учебных занятий –324 часа, 9 зачетных единиц

В том числе:

Аудиторных –144 часа, 4 зачетных ед., из них:

Лекционных занятий – 36 часов; 1 зачетная ед.

Практических занятий– 36 часов; 1 зачетная ед.

Лабораторных занятий – 72 часов; 2 зачетных ед.

Самостоятельных занятий – 88 час; 2,5 зачетных ед.

Форма текущего контроля – 1 контрольная работа

Промежуточный контроль – экзамен

Cеместр 4

Всего учебных занятий –324 часа, 9 зачетных единиц.

В том числе:

Аудиторных –152 часа, из них: 4 зачетных ед.

Лекционных занятий – 38 часов; 1 зачетная ед.

Практических занятий– 38 часов; 1 зачетная ед.

Лабораторных занятий – 76 часов; 2 зачетные ед.

Самостоятельных занятий – 88 час; 2,5 зачетные ед.

Занятия, проводимые в интерактивной и активной форме – 74 часа.

Контроль самостоятельной работы – 21 час.

Форма текущего контроля – 1 контрольная работа

Промежуточный контроль – экзамен

Сыктывкар 2012
Лист согласования и утверждения рабочей программы

и УМК дисциплины
Рабочая программа составлена на основании ФГОС ВПО, в соответствии с целями (миссией) и задачами ООП ВПО и учебного плана направления Химия, 020100.62
Составители рабочей программы «Аналитическая химия»:
1 часть «Химические методы анализа»
Доцент, к.х.н. _____________ Н.А.Жук

2 часть «Физико-химические методы анализа»

Доцент, к.х.н.______________Н.А. Жук

Рецензенты:

Должность, звание, Ф.И.О. ______________
Должность, звание, Ф.И.О. ______________
Рабочая программа рассмотрена и одобрена

На заседании кафедры химии

Протокол заседания № 1 от 31 августа 2012 г.
Заведующий кафедрой

к.х.н. _________ О.А. Залевская

1. Цели и задачи дисциплины

Аналитическая химия – это наука об определении химического состава веществ и отчасти их химического строения. В задачу курса аналитической химии входит освоение студентами теоретических основ методов анализа, установление границ их применимости, оценка метрологических и других характеристик, знакомство с методиками анализа различных объектов.

Рассматривая внутреннюю структуру этой науки, и исходя из целей анализа, студенты, прежде всего, изучают основы качественного и количественного анализа. Кроме этого существуют и другие виды анализа, основанные на природе обнаруживаемых частиц: Элементный, изотопный, молекулярный, вещественный, фазовый, функциональный (структурно-групповой) и другие. По массе или объему аналитической пробы можно выделить: макро-, полумикро-, микро-, ультрамикро- и субмикрометоды анализа.

Все существующие методы аналитической химии можно разделить на методы пробоотбора, разложения проб, разделения определяемых компонентов, их идентификацию и методы количественного определения. Методы определения по происхождению аналитического сигнала делятся на химические, физические, биологические, биохимические и другие.

Содержание курса аналитической химии, включающее теоретические основы методов, практическое освоение методик выполнения анализа различных объектов с последующей компьютерной обработкой результатов анализа, способствует формированию высококвалифицированного компетентного специалиста-аналитика.

Студент должен знать: теоретических основы методов анализа, установление границ их применимости, оценка метрологических характеристик результатов анализа.

Студент должен уметь: планировать и осуществлять все стадии химического анализа сложных объектов.

Студент должен владеть: теоретическими основами методов анализа
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Аналитическая химия» входит в базовую часть профессионального (специального) цикла дисциплин Б.3. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Аналитическая химия» составлен в соответствии с разделом ЕН.Ф.04 Государственного Образовательного Стандарта высшего профессионального образования для подготовки бакалавров и дипломированных специалистов по направлению: 020100 Химия.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Аналитическая химия.

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2);

владеет навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций (ПК-4);

владеет навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6);

владеет методами отбора материала для теоретических занятий и лабораторных работ (ПК-11);

4. Структура и содержание дисциплины Аналитическая химия
Содержание дисциплины: Метрологические основы аналитической химии. Гравиметрический анализ. Объемный анализа. Хроматографические методы анализа. Спектроскопические методы анализа. Методы атомной оптической спектроскопии. Методы атомной рентгеновской спектроскопии. Методы молекулярной оптической спектроскопии. Методы колебательной спектроскопии. Молекулярная люминесцентная спектроскопия. Электрохимические методы анализа10 Хроматографические методы анализа. Кинетические методы анализа. Автоматизация анализа и использование ЭВМ в аналитической химии.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 18 зачетных единиц 648 час.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости Форма промежуточной аттестации
1	Аналитическая химия	3	18	Л-36	ПЗ-36	ЛАБ-72	С-88	экзамен
2	Аналитическая химия	4	19	Л-38	ПЗ-38	ЛАБ-76	С-88	экзамен

5. Образовательные технологии
Использование интерактивных технологий в образовательном процессе:

- презентации

- специализированные научные фильмы по профилю подготовки

- обучающие компьютерные программы по профилю подготовки

Использование интерактивных форм обучения в образовательном процессе:

- тематические учебные конференции (самостоятельная работа студентов)

- учебные дискуссии на заданную тему
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет не менее 10 % аудиторных занятий.

Занятия лекционного типа для соответствующих групп студентов составляет 5 % аудиторных занятий.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Рабочей программой дисциплины «Аналитическая химия» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 196 часов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает:

• 
  чтение студентами рекомендованной литературы и усвоение теоретического материала дисциплины;
  

• 
  подготовку к практическим занятиям;
  
• 
  работу с Интернет-источниками;
  

Планирование времени на самостоятельную работу, необходимого на изучение настоящей дисциплины, студентам лучше всего осуществлять на весь семестр, предусматривая при этом регулярное повторение пройденного материала. Материал, законспектированный на лекциях, необходимо регулярно дополнять сведениями из литературных источников, представленных в рабочей программе дисциплины. По каждой из тем для самостоятельного изучения, приведенных в рабочей программе дисциплины следует сначала прочитать рекомендованную литературу и при необходимости составить краткий конспект основных положений, терминов, сведений, требующих запоминания и являющихся основополагающими в этой теме и для освоения последующих разделов курса.

Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: проводить поиск в различных системах, таких как www.rambler.ru, www.yandex.ru, www.google.ru, www.yahoo.com.

I ЧАСТЬ

«Химические методы анализа»
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№	Наименование разделов, тем	232 часов
		Максимальная нагрузка студентов (часов)	Аудиторная нагрузка				Самостоятельная работа
			Всего	Лекции	Практ. работа	Лаб. работа
1	Введение
1.1.	Аналитическая химия, ее задачи и методы. Виды и этапы анализа.	6	2	2			4
1.2.	Методы обнаружения и идентификации неорганических веществ	19	14	2	2	10	5
1.3.	Пробоотбор и пробоподготовка	2					2
2.	Типы химических реакций и процессов
2.1.	Общая характеристика химического равновесия. Скорость реакций в химическом анализе	6	4	2	2		2
2.2.	Кислотно-основное равновесие	7	4	2	2		3
2.3.	Кислотно-основное титрование	21	11	2	4	5	5
2.4.	Окислительно-восстановительное равновесие	9	4	2	2		5
2.5.	Окислительно-восстановительное титрование	19	14	2	2	10	5
2.6.	Равновесие реакций комплексообразования	9	4	2	2		5
2.7.	Органические реагенты	8	4	2	2		4
2.8.	Комплексонометрия. Комплексонометрическое титрование	14	9	2	2	5	5
2.9.	Равновесие в системе «раствор-осадок»	8	4	2	2		4
2.10.	Весовой анализ (гравиметрия)	19	19	2	2	5	5
2.11.	Осадительное титрование	14	9	2	2	5	5
3.	Методы выделения, разделения и концентрирования	7	2	2			5
3.1.	Методы осаждения и соосаждения	18	9	2	2	5	4
3.2.	Методы экстракции	14	9	2	2	10	5
3.3.	Хроматографические методы	21	13	2	4	7	5
4.	Метрологические основы химического анализа	9	4	2	2		5
5.	Анализ промышленных объектов и объектов окружающей среды (стали, цемента, природной и технической воды))	20	15			15	5
	ИТОГО:	232	144	36	36	72	88

Содержание дисциплины
Аналитическая химия – это наука о методах и средствах определения химического состава вещества, разрабатывающая теоретические основы различных методов химического анализа. Эта наука имеет огромное практическое применение в жизни общества. Без эффективного химического анализа невозможно функционирование отраслей народного хозяйства, контроля состояния окружающей среды, оборонного комплекса, невозможно развитие многих смежных областей науки.

Аналитическая химия является междисциплинарной наукой и тесно связана с физикой, математикой, метрологией и другими техническими науками. Связь ее с другими науками весьма многообразна. С одной стороны, аналитическая химия получает от различных научных дисциплин принципы, закономерности, на основе которых создаются методы анализа, а также технические приемы, способы регистрации аналитического сигнала, методы обработки результатов. С другой стороны, аналитическая химия обеспечивает многие науки методами и приборами, в значительной части определяя успехи этих наук.

В химических методах анализа используют достижения таких разделов химии, как учение о химическом равновесии, электрохимия, химическая кинетика, неорганическая, органическая, коллоидная химия.

В настоящее время возрос интерес к методологическим проблемам аналитической химии: как четко определить предмет этой науки, фундаментальная эта наука или прикладная, что стимулирует ее развитие. Но несомненно одно, что аналитическая химия играет большую роль в научном и техническом прогрессе, способствует развитию естественных наук и в первую очередь самой химии.

Тема I. Методы обнаружения и идентификации.
В вводной части дисциплины студенты должны знать: предмет изучения, структуру курса, современные проблемы и тенденции развития аналитической химии, связь её с другими науками; знать основные методы обнаружении я и идентификации веществ.

Студент должен уметь: выбирать методы выделения и обнаружения элементов в зависимости от состава объекта и задачи анализа, составлять схемы качественного анализа катионов и анионов.

Содержание темы:

1.1. Введение. Предмет аналитической химии, её структура. Индивидуальность аналитической химии, её место в системе наук, связь с практикой. Значение аналитической химии в науке, экономике и других сферах. Основные аналитические проблемы: снижение предела обнаружения; повышение точности и избирательности, обеспечение эrспрессности, анализ без разрушения, локальный анализ, дистанционный анализ. Виды анализа: изотопный, элементный, структурно-групповой (функциональный), молекулярный, вещественный, фазовый. Химические, физические, биохимические и биологические методы анализа. Макро- микро- и ультрамикроанализ.

Основные этапы развития аналитической химии. Современное состояние и тенденции развития аналитической химии: инструментализация, автоматизация, математизация, миниатюризация, увеличение доли физических методов, переход к многокомпонентному анализу, создание сенсоров и тест-методов. Научная химико-аналитическая литература.

1.2. Методы обнаружения и идентификации. Задачи и выбор метода обнаружения и идентификации химических соединений. Идентификация атомов, ионов и веществ. Дробный и систематический анализ. Физические методы обнаружения и идентификации неорганических и органических веществ. Микрокристаллоскопический анализ, пирохимический анализ (окрашивание пламени, возгонка, образование перлов). Капельный анализ. Анализ растиранием порошков. Хроматографические методы качественного анализа. Экспрессный качественный анализ в заводских и полевых условиях. Тест-методы обнаружения веществ. Примеры практического применения методов обнаружения.

Практические занятия: семинар на тему: «Методы идентификации и обнаружения элементов».

1. 
   Предмет, задачи, методы аналитической химии. Качественный анализ как первый этап аналитического исследования, связь качественного и количественного анализов. Основные этапы развития аналитической химии. Работы русских и зарубежных ученых, заложивших основы качественного и количественного анализа. Современное состояние тенденции развития аналитической химии.
   
2. 
   Современные методы изучения состава вещества, их особенности и области применения в научных исследованиях и контроле производства. Макро-, полумикро- , микро- и ультрамикроанализы. Виды анализа. Основные стадии аналитического процесса.
   
3. 
   Аналитические реакции как средство обнаружения ионов. Внешние эффекты аналитических реакций. Частные, специфические, групповые, общеаналитические реакции. Требования, предъявляемые к аналитическим реакциям и к реактивам.
   
4. 
   Аналитический сигнал. Чувствительность методов анализа, предел обнаружения, предельная концентрация, способы ее выражения, специфичность и селективность методов анализа. Способы повышения чувствительности и специфичности реакций.
   
5. 
   Деление ионов на аналитические группы. Периодический закон и аналитические классификация катионов по сульфидно-карбонатной схеме. Деление ионов на группы в зависимости от структуры наружных электронных оболочек ионов, связь аналитической классификации катионов с Периодической системой элементов Д.И.Менделеева.
   
6. 
   Бессероводородные методы качественного полумикроанализа, их преимущества и недостатки по сравнению с сероводородными. Основы кислотно-основного метода качественного анализа. группы и групповые реагенты при применении кислотно-основного метода. Общая характеристика аналитических групп. Дробный и систематический ход анализа. Схема анализа смеси катионов всех аналитических групп по кислотно-щелочному методу.
   

Лабораторные работы № 1-4: качественные реакции катионов и анионов. Методы их разделения и обнаружения. № 5-6: учебно-исследовательская задача: качественный анализ объектов сложного состава.

Самостоятельная работа студентов.

а) аудиторная: освоение теоретических основ методов разделения и идентификации веществ, схем качественного анализа катионов и анионов.

б) внеаудиторная: краткий исторический очерк развития аналитической химии (подготовка доклада).

Основная литература:

1 Основы аналитической химии. Общие вопросы. Методы разделения. /Под ред. Ю.А.Золотова М.: Высш.шк, 2002. с.1-21.

2. Васильев В.П. Аналитическая химия. М.: Высш.шк. ч.1. 2003. 384 с.

Дополнительная литература:

1 Золотов Ю.А. Аналитическая химия: проблемы и достижения. М.: Наука. 1992. 288 с.

2 Кунце У., Шведт Г., Основы качественного и количественного анализа. М.: Мир,1997.424с.

3 Методы обнаружения и разделения элементов. Методические указания /Составитель Н.П.Куликова. Сыктывкар. 2002.

4 Методы обнаружения и разделения элементов /Под ред.И.П.Алимарина. М:МГУ.1984.163с.