НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет энергетики Кафедра химии

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет энергетики
Кафедра химии
УТВЕРЖДАЮ
Декан РЭФ
____________ __ В.А. Гридчин
«_____»________________ 2006 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
“Химия”
для студентов, обучающихся по направлению 210200 “ Проектирование и
технология электронных средств”
Степень (квалификация) - бакалавр техники и технологии
Факультет радиотехники, электроники и физики
Курс
1, 2
Семестр 2, 3
Лекции
68 час.
Лабораторные
занятия
34 час.
Контрольная работа 2
Самостоятельная
работа
98 час.
Зачет
2 семестр
Экзамен
3 семестр
Всего часов
200 час.
Новосибирск – 2006
1
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта
высшего профессионального образования по направлению 210200 “Проектирование и
технология электронных средств”
Регистрационный номер ГОС – 27 тех/бак, утверждено 10.03.2000 г.
Раздел ЕН.Ф.04. – федеральный компонент
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
Протокол № 7 от “ 4 “
12
2006 г.
Программу составили
Л. А. Стениловская
доцент, к.х.н.,
доцент к.х.н.
Т.П.Александрова
Заведующий кафедрой,
профессор, д.т.н.
В.К.Варенцов
Зав. каф. КТРС,
профессор, д.т.н.
А.Г.Вострецов
2
1. Внешние требования
ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 210200 “
Проектирование и технология электронных средств”
1.3.4. Обобщенные задачи профессиональной деятельности выпускника
Бакалавр по направлению “Проектирование и технология электронных средств” в
зависимости от вида профессиональной деятельности подготовлен к решению следующих
профессиональных задач:
б. научно - исследовательская деятельность:
- проведение экспериментальных исследований и обработка результатов.
4. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ОСНОВНОЙ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРА ПО
НАПРАВЛЕНИЮ "Проектирование и технология электронных средств"
ЕН.Ф.04
Химия:
200
химические
системы:
растворы,
дисперсные
системы,
электрохимические системы, катализаторы и каталитические
системы, полимеры и олигомеры; химическая термодинамика и
кинетика: энергетики химических процессов, химическое и
фазовое равновесие, скорость реакции и методы ее
регулирования, колебательные реакции; реакционная способность
веществ: химия и периодическая система элементов, кислотноосновные и окислительно-восстановительные свойства веществ,
химическая
связь,
комплементарность;
химическая
идентификация:
качественный и количественный
анализ,
аналитический сигнал, химический, физико-химический и
физический анализ; химический практикум.
7.1. Требования к профессиональной подготовленности бакалавра
Выпускник должен обладать профессиональными знаниями и умениями, которые
необходимы ему при решении задач, соответствующих его квалификационной
характеристике, указанной в п.1.3 настоящего государственного стандарта.
Бакалавр должен
ЗНАТЬ:
материалы, применяемые в конструкциях, и их свойства;
УМЕТЬ ПРИМЕНЯТЬ:
средства измерения;
справочный материал по выбору элементной базы.
3
2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КУРСА
Курс построен в соответствии с требованиями Государственного образовательного
стандарта
высшего
профессионального
образования
по
направлению
210200
“Проектирование и технология электронных средств”.
Курс имеет теоретическую направленность (68 час лекций, 34 часов лабораторных и
контрольные работы).
Цели курса в большей степени сформулированы в терминах “иметь представление” и
“знать”.
Ядро
курса
составляют
разделы:
многокомпонентные
химические
системы,
электрохимические процессы, полимерные материалы и химическая идентификация
веществ. В связи с этим курс Химия разделен на две части:
1 - химические системы; химическая термодинамика и кинетика; реакционная способность
веществ (1 курс 2 семестр- зачет);
2 - химическая идентификация (2 курс 3 семестр – экзамен).
Курс
направлен
на
развитие
общепредметных
умений,
как
планирование
эксперимента, обобщение и анализ результатов эксперимента, моделирование процесса и
идентификации веществ .
В курсе закрепляются понятия, которые необходимы для изучения последующих
дисциплин: экология, материаловедение, технология конструкционных материалов и др.
Курс позволяет приобрести навык общеинтелегентного умения: выделять главное в
текстах, представлять информацию на языке знаков и формул, читать графическую
информацию о явлениях, оформлять результаты работы в удобной для восприятия форме.
Для проведения лабораторных работ по курсу используются авторские методические
указания “Сборник лабораторных работ по химии”, “Сборник индивидуальных заданий по
химии”.
Оценка
знаний
и
умений
проводится
через
промежуточный
контроль
на
лабораторных работах и проверочных тестах, и итоговый контроль части 1 - зачет в виде
билета, части 2 – экзамен в виде комплексного задания.
4
Часть 1
3. ЦЕЛИ КУРСА
Номер
цели
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
Содержание цели
Студент будет иметь представление:
о структуре и содержании курса и его месте в профессиональной
образовательной программе;
о химических системах и химических процессах;
о видах и свойствах химической связи и межмолекулярном взаимодействии;
об общих свойствах жидких растворов и дисперсных систем;
о физико-химических основах использования различных конструкционных
материалов в разработке новых приборов и устройств радиоэлектроники.
об устройстве и работе химических источников тока;
о строении кристаллов и химической связи в твердых телах;
о возможных экологических последствиях химических процессов.
Студент будет знать:
квантово-механическую модель атома и периодичность свойств химических
элементов;
энергетические эффекты и условия самопроизвольного и равновесного
процессов;
выражение закона действия масс, принцип смещения равновесия и зависимость
скорости реакции от энергии активации;
Водные растворы электролитов, электролитическая диссоциация воды,
водородный показатель (рН) раствора, индикаторы среды раствора;
окислительно-восстановительные электрохимические процессы, механизм
возникновения электродного потенциала, методы его измерения рассчета;
последовательность разрядки частиц на электродах электролизера и закон
Фарадея;
классификацию, механизм коррозионных процессов и методов защиты
металлов от коррозии.
Студент будет уметь:
определять химический элемент и его свойства по электронной конфигурации;
рассчитывать скорость реакции, константу химического равновесия и
определять направление смещения равновесия при изменении внешних условий
и концентрации веществ;
предвидеть возможность и направленность процесса и рассчитывать изменения
энтальпии, энтропии и энергии Гиббса;
вычислять концентрации веществ в системах;
записывать процессы диссоциации, гидролиза, растворения и образования
осадка и выражения их констант, рассчитывать рН;
обозначать гальванический элемент и электролизер, записывать уравнения
электродных процессов и рассчитывать напряжение гальванического элемента
и напряжение разложения электролита в электролизере;
определять физико-химические свойства полимерных материалов по их составу
и строению.
5
4. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА КУРСА
Лекции –34 ч., лабораторные работы – 16 ч.
Ссылка на
цели курса
Часы
4.1. Темы лекционных занятий, [1]
1
Структура и содержание курса. Предмет химии и ее связь с другими
науками. Значение химии в формировании мировоззрения, в
изучении природы и развитии техники.
Химические системы, виды систем, параметры систем. Квантовомеханическая модель атома. Квантовые числа, атомные орбитали,
распределение электронов в атоме по атомным орбиталям.
Периодическая зависимость свойств элементов от электронного
строения атома. Основные виды и характеристики химической
связи.
Свойства
ковалентной
связи.
Межмолекулярное
взаимодействие. Комплексные соединения. Структура и свойства.
Взаимодействие между частицами веществ в различных состояниях.
Химические процессы. Виды процессов, параметры процессов.
Энергетические эффекты и термохимические расчеты. Закон Гесса.
Энтропия, энергия Гиббса и направленность процесса. Химическая
кинетика процессов. Закон действия масс и факторы, влияющие на
скорость процесса. Химическое равновесие и принцип смещения
равновесия (принцип Ле Шателье). Фазовое и адсорбционное
равновесия.
Обменные процессы. Растворы. Общие свойства растворов. Способы
выражения
концентраций
растворов.
Водные
растворы
электролитов. Электролитическая диссоциация воды, водородный
показатель (рН), индикаторы. Равновесия в растворах электролитов:
произведение растворимости, гидролиз. Константы равновесия.
Коллоидные растворы.
Электрохимические
процессы.
Механизм
возникновения
электродного потенциала и его измерение. Уравнение Нернста.
Гальванический элемент: обозначение, электродные процессы.
Кинетика
электродных
процессов.
Электролизер.
Последовательность процессов на электродах в электролизере. Закон
Фарадея.
Химические
источники
тока.
Химическая
и
электрохимическая коррозия металлов и зашита от коррозии.
Химия полимеров. Физико-механические свойства полимеров.
Полимерные материалы.
1, 5, 6, 8
8
2, 3, 9, 16
6
2, 10, 11, 17,
18
6
4, 5, 12, 19, 20
8
6, 13, 14, 15,
21
5, 22
8
4
1
Экологические проблемы отрасли. Охрана воздушного и водного
бассейна от выбросов и сбросов отходов радиотехнического
производства.
6
4.2. Перечень лабораторных работ
Ссылки на
Часы
Название
Деятельность студента:
Типы химических реакций.
Определение молярной
массы эквивалентов
веществ. (Лаб. р. № 1 оп.1,
лаб. р. № 2 оп. 1,4) [3].
1. выполняет количественные и
качественные измерения для
процессов по жесткой инструкции;
2.
обрабатывает
результаты
измерений;
3. представляет результат на языке
символов, рисунков в удобной
форме;
4. делает выводы и обсуждает
результаты
работы
с
преподавателем.
1. выполняет калориметрические и
кинетические
измерения
для
процессов по жесткой инструкции;
2. обработка
результатов
измерения;
3. представляет результат на языке
символов , графиков и рисунков в
удобной форме;
4. оформляет результаты в удобном
виде и обсуждает с преподавателем.
1. выполняет
опыты
по
приготовлению растворов заданной
концентрации,
измерению
рН
раствора и смещению равновесия в
растворе по жесткой инструкции;
2. оформляет эксперимент на языке
символов;
3. представляет
результаты
эксперимента в удобной форме и
обсуждает с преподавателем
цели курса
4
10, 11, 17
4
Общие
закономерности
химических
процессов.
(Лаб. р. № 4 оп.1, лаб. р. №
5 оп. 1, 3, 4, 5) [3].
4
Растворы
электролитов.
(Лаб. р. № 6 оп.3, лаб. р. №
7 оп. 1) [3].
4
Электрохимические
1. собирает гальванический элемент
процессы. (Лаб. р. № 8 оп.1, и электролизер;
3-4; № 9 оп. 1-2) [3].
2. оформляет на языке символов и
рисунков
устройство,
работу
гальванического
элемента
и
электролизера;
3. проводит измерения напряжения
гальванического
элемента
и
потенциала разложения электролита
по жесткой инструкции;
4. представляет
результаты
измерения в удобной форме и
обсуждает с преподавателем.
11, 17
12, 19, 20
14, 21
7
4.3 СТРУКТУРА КУРСА
Химические задачи в технике и
технологии
Химические системы (цели 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8, 9, 13, 14, 17. 20, 22)
Химические процессы (цели 2, 5, 7, 8,
1013, 15, 16, 18, 19, 21, 22)
однокомпонентные
обменные
(цели 5, 8,
1013, 1821)
многокомпонентные
вещество
(цели 3, 7, 9)
окислительновосстановительные
(электрохимические)
(цели 6, 1012, 15,
16, 18, 19)
полимеры
(цели 5, 22)
гомогенные
(растворы)
(цели 4, 5, 8, 13, 20)
гетерогенные
(гальванический
элемент и
электролизер)
(цели 6, 14)
1. Определение.
2. Строение.
3. Свойства.
4. Взаимосвязь строения и свойств.
1. Энергетика.
2. Кинетика.
3. Равновесие.
4. Смещение равновесия.
8
цепные
(цели 5, 22)
5. Учебная деятельность
В процессе обучения студент выполняет контрольную работу, которая выдается
на 10 неделе и защищается на 14, объем пояснительной записки на 3-4 листах.
Тема
Ссылки на
Деятельность студента:
цели курса
Коррозия и защита металлов
от коррозии [1]
1. Моделирует коррозионный гальванический элемент
для предложенного сплава;
2. оценивает напряжение смоделированного
гальванического элемента;
3. представляет на языке символов электродные
процессы коррозии;
4.предлагает алгоритм методов защиты сплава от
коррозии;
5. представляет на языке символов и рисунков
устройства и работу механизмов защиты сплава от
коррозии.
6, 13, 14, 15, 21
Вариант типового задания
Задание 1.
1. Определите возможность коррозии данного сплава в среде с заданным рН
Обозначьте коррозионный гальванический элемент. Напишите уравнения электродных
процессов.
Задание 2
1. Используя предложенный метод защиты сплава от коррозии, запишите
электрохимические процессы.
№
1
Сплав
Zn-Cu
рН
4
Метод защиты
протекторная
6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине
В качестве аттестации по учебному плану дисциплины (часть 1) – зачет, который
проводится письменно 90 минут по билету.
Билет состоит из двух теоретических вопросов из разделов иметь представление и
знать , одной задачи из разделов знать и уметь и двух
упражнений, которые могут быть представлены в тестовой форме, из разделов
знать и уметь.
Каждый теоретический вопрос оценивается 5 баллов; задача – 3 балла;
упражнение – 1 балл. Максимальное количество баллов – 18, зачет проставляется при
наличии -14 баллов.
9
Часть 2
3. ЦЕЛИ КУРСА
Номер
цели
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Содержание цели
иметь представление:
о структуре, содержании и задачах курса аналитической химии
о классификации аналитических реактивов, реакций, химических и физико-химических
методах анализа веществ
о применении основных законов химии в аналитической химии
о природе явлений, в основе которых лежит использование физико-химических
методов анализа, их классификации
о применении методов аналитической химии в профессиональной деятельности
знать:
границы применения закона действия масс (ЗДМ) и закона эквивалентов в приложении
к аналитическим реакциям
способы выражения концентрации растворов
методы количественного и качественного анализа
методику построения кривых титрования и способы фиксирования точки эквивалентности (Т.Э)
кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства, способность к
химических соединений комлексообразованию и осаждению
способы регистрации аналитического сигнала и его связь с составом раствора
принципы измерения рН, ОВ- потенциала, оптической плотности, показателя
преломления, обработки данных хроматографии, принципиальные схемы приборов
диапазон определяемых концентраций, предел обнаружения веществ, чувствительность
методов анализа
уметь:
определять направление аналитических реакций
разделять смесь катионов кислотно-основным методом анализа
определять состав неизвестного вещества дробным методом
рассчитывать концентрации и массы анализируемых веществ
рассчитывать рН в растворах кислот, оснований, гидролизующихся солей и в
буферных растворах
использовать комплексообразование при маскировке, обнаружении, разделении ионов
и титровании
классифицировать химические и физико-химические методы анализа веществ
составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций, рассчитывать их
константу равновесия и определять направление ОВР
работать на приборах: фотоколориметре, рН-метре
строить и практически использовать градуировочные графики, методы добавок и стандартов
оценивать погрешности результатов анализа
иметь опыт:
работы с аналитической посудой и химическим оборудованием
приготовления растворов
титрования, измерения рН и потенциалов, определения аналитических сигналов в оптических методах
10
4. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА КУРСА
Лекции – 34 ч., лабораторные работы –17 ч.
4.1. Темы лекционных занятий
Содержание курса. Классификация методов анализа. Химические реактивы. Аналитические
реакции - классификация и требования. Дробный анализ.
Систематический анализ. Системы анализа. Аналитические группы катионов и периодическая
система элементов. Действие групповых реагентов кислотно-основного метода анализа на катионы
I-VI аналитических групп. Разделение смеси катионов кислотно-основным методом анализа.
Аналитические группы анионов.
Способы выражения состава растворов. Титр (Т) и Т РВ/ОВ. Способы приготовления растворов.
Растворы с приготовленным и установленным титром. Расчеты при приготовлении растворов
и пересчете концентрации.
Применение ЗДМ к аналитическим реакциям. Обратимые и необратимые реакции,
направление реакций. Вычисление рН в растворах сильных и слабых кислот и оснований.
Протолитическая теория кислот и оснований.
Буферные растворы: состав, механизм буферирования, буферная емкость, вычисление рН,
использование в аналитической химии. Равновесие в растворах гидролизующихся солей:
константа и степень гидролиза, расчет рН, использование в аналитической химии.
Титриметрический анализ. Основные понятия: титрование, титрант, О.В, Р.В. Способы
титрования (классификации по типу реакции и титранту; по способу определений). Кислотноосновное титрование: сущность, случаи титрования, О.В., Р.В. стандартизация кислот и
щелочей, фиксирование ТЭ.
Методика построения кривой кислотно-основного титрования, выбор индикаторов.
ОВР в аналитической химии: электродный потенциал, уравнение Нернста, вычисление
константы равновесия ОВР, направление ОВР.
Редоксометрическое титрование. Перманганатометрия и иодометрия: основная реакция, О.В,
стандартный и стандартизированные растворы, способ титрования, фиксирование ТЭ, расчет
массы О.В.
Комплексонометрическое титрование: сущность метода, основная реакция, О.В, Р.В, способы
титрования, фиксирование ТЭ, расчет жесткости воды.
Классификация физико-химических методов анализа, их особенности, области применения и
краткая характеристика.
Оптические методы анализа. Молекулярно-абсорбционный спектральный анализ.
Происхождение молекулярных спектров поглощения. Основной закон светопоглощения.
Спектр поглощения. Оптическая плотность.
Качественный и количественный анализ по спектрам поглощения. Методы определения
концентрации веществ: метод градуировочного графика, метод добавок, метод сравнения со
стандартом, метод определения концентрации по значению молярного коэффициента
поглощения. Анализ смеси окрашенных веществ. Выбор толщины слоя, длины волны и
светофильтра. Чувствительность и точность фотоколориметрического метода анализа.
ИК-спектроскопия, основы метода, качественный анализ. Атомно-абсорб-ционнный и
эмиссионный спектральный анализ, теоретические основы методов, области применения,
принципиальные схемы спектрометров.
Рефрактометрический метод анализа. Явление полного внутреннего отражения света.
Молярная и удельная рефракция. Уравнение Лоренца-Лорентца. Качественный и
количественный анализ. Схема рефрактометра.
Электрохимические методы анализа. Потенциометрия. Электродный потенциал, уравнение
Нернста, гальванический элемент. Индикаторные электроды и электроды сравнения. Прямая
потенциометрия, определение рН. Потенциометрическое титрование. Расчет кривых
потенциометрического титрования. Кислотно-основное, окислительно-восстановительное
титрование, титрование по методу осаждения и комплексообразования, используемые
электроды и техника выполнения анализа.
Полярографический метод анализа. Полярографическая волна, предельный диффузионный ток,
потенциал полуволны. Качественный и количественный полярографический анализ.
Амперометрическое титрование. Типы кривых титрования. Аналитические возможности метода.
Кондуктометрический метод анализа. Удельная и эквивалентная электропроводность.
11
Часы
2
Ссылки на
цели
1, 2, 8,
16, 19
2
2, 8, 10,
15, 19
2
7, 17
2
3, 6,
14, 18
2
18
2
2, 8, 18
1
9, 12
1
12, 21
2
8, 9,
10, 17
1
19
1
2, 4, 5
1
4, 11, 12
2
8, 12,
13, 17, 23
2
4, 8, 12, 13
1
4, 8, 11, 12,
13
3
2,3, 5,
9,11,12
3
8, 9, 11, 13
Кондуктометрическое титрование, типы кривых титрования. Определение Т.Э. Аппаратура и
техника выполнения.
Хроматографические методы анализа, их классификация по агрегатному состоянию,
механизму распределения, способу проведения процесса. Адсорбционная хроматография.
Изотерма Лэнгмюра. Адсорбенты, подвижные фазы. Получение и анализ хроматограмм.
Время удерживания, удерживаемый объем. Анализ газов и жидкостей. Распределительная
хроматография. Коэффициент распределения. Бумажная и тонкослойная хроматография.
Коэффициент пробега R. Ионообменная хроматография. Иониты, обменная емкость
(статическая и динамическая). Ряды сорбируемости. Коэффициент распределения и фактор
разделения ионов. Осадочная хроматография. Способы проведения процесса. Высота зоны,
высота пика. Аппаратура, применяемая в хроматографии, детекторы для фиксирования
изменения состава выходящей из колонки смеси.
4
4, 8, 11, 12
4.2. Перечень лабораторных работ
Учебная деятельность
Часы
Ссылки
на цели
1. Оформляет результаты эксперимента на языке
символов (уравнение реакций).
2. Находит качественные признаки реакций.
3.Обобщает
полученные
результаты
по
определенным
критериям
(определяет
аналитические группы).
4.Выбирает
алгоритм
для
идентификации
неизвестной смеси веществ.
4
10, 11,
16, 25
Темы лабораторных занятий
Качественный химический анализ.
1.Качественные реакции катионов.
(Работа 2 [6])
2.Качественные реакции анионов.
(Работа 3 [6])
3.Идентификация неизвестного
вещества (смеси веществ). (Работа 3
[6])
Титриметрические методы анализа.
1.Метод кислотно-основного
титрования. Определение содержания
кислот и щелочей в растворе. (Работа 4
[6])
2.Редоксометрическое
титрование.
Определение содержания железа в
растворе
соли
Мора
методом
перманганатометрии. (Работа 5 [6])
1.Рассчитывает массу определяемого вещества
(О.В.) методом прямого титрования, фиксируя ТЭ
с помощью рН- индикатора.
2.Устанавливает
концентрацию
КМnO4
по
первичному стандартному раствору.
2. Вычисляет массу О.В.
3. Оформляет результаты эксперимента на языке
символов (уравнения, формулы).
1. Оформляет результаты эксперимента на языке
символов (уравнение реакции и качественный
признак).
2. Готовит стандартные растворы и определяет их
1. Определение Fe(III) в растворах
оптическую плотность.
методом калибровочного графика.
3. Определяет концентрацию веществ по графику
D=f(c).
2. Определение Fe(III) методом
4. Определяет расчетным способом содержание железа
добавок, Cr(III) методом сравнения со
методом добавок.
стандартом.
5. Устанавливает концентрацию хрома(III) методом
сравнения с эталоном.
1. Настраивает рН-метр по буферным растворам.
Потенциометрический метода
2. Выбирает соответствующие электроды.
анализа (Работа 2.1. [7])
3. Измеряет рН растворов.
1.Определение рН сока
4. Проводит титрование кислоты щелочью; и
2.Потенциометрическое титрование
титрование растворов определяемых веществ
кислоты щелочью.
5. Оформляет результаты в виде графиков и
3.Определение Fe(II) в растворе соли
таблиц.
Мора.
6. Определяет Т.Э.
4
7,8,9, 17,
20, 21 24,
26, 27
Фотоколориметрический анализ
Работа 1.1. [7]
12
4
4
5, 11, 12,
22, 23, 26
9, 12, 17,
18, 22, 24
4.3 Структура курса
Блок 1
Блок 2
Физико-химические методы анализа
Оптические методы
Атомная
спектроскопия
Рефрактометрия
Электрохимические методы
Молекулярная
спектроскопия
Методы с наложением
внешнего потенциала
Фотоколориметрия
Схема метода
1.Подготовка растворов для
анализа
2.Получение сигнала с
использованием прибора
3.Установление связи между
концентрацией раствора и
величиной сигнала
4.Определение концентрации
анализируемого компонента, по
методам градуировочной
прямой, добавок, сравнения со
стандартом
Потенциометрические методы
Прямые методы
анализа
Потенциометри
-ческое
титрование
Определение pH
Схема метода
1.Настройка pH-метода по буферным
растворам
2. Проведение титрования с
соответствующими электродами
3.Построение кривой титрования и
определение Т.Э.
4.Расчет концентрации или массы
определяемого компонента
13
Хроматографические методы
Распределительная
хроматография
Ионообменная
хроматография
Адсорбционная
хроматография
Умягчение
жесткой
воды
Качественны
й анализ
смеси ионов
Анализ смеси
CH3COOH,
NaCl,CH3COON
a
Схема метода
1.Подготовка сорбента
2.Пропускание анализируемой
смеси через сорбент
3.Проявление сорбента раствором
реактива или анализ элюата
4.Определение ионов в
контрольном растворе
5.Расчет концентрации
компонентов в анализируемой
смеси
5. Учебная деятельность
3 семестр
В процессе обучения студент выполняет:
I. Индивидуальные домашние задания – выполняются согласно методическим
рекомендациям – «Аналитическая химия. (Качественный и количественный анализ)» №
2377. НГТУ, Новосибирск-2002., «Аналитическая химия» № 2943, НГТУ. Новосибирск2005.
II. Контрольные задания по темам лабораторных работ;
III. Контрольная работа
Ссылки на
цели курса
Тема
Деятельность студента:
Кислотно-основное титрование.
3, 9, 10, 17,
18, 23
1.
2.
3.
рассчитывает pH в 9 точках;
строит график pH = f(VР.В.);
по графику определяет скачок pH;
обосновывает выбор индикаторов.
4.
Образец контрольной работы:
Рассчитать рН, построить кривую кислотно-основного титрования рН= f(V) (не
менее 9 точек). Рассчитать скачок рН и рН в Т,Э, Подобрать два рН индикатора,
обосновав их выбор.
Номер варианта
Определяемое вещество; сэк; V, мл
Рабочее вещество, сэк.
НСООН; 0,1; 100
NaOH; 0,2
Контрольная работа выдается на 10 неделе. После проверки работа защищается во
внеаудиторное время при собеседовании с преподавателем.
6. Правила аттестации студентов по учебной дисциплине
В конце 3 семестра студенты сдают экзамен по итоговому комплексному заданию в
письменной форме. Время выполнения – 125 мин. Комплексное экзаменационное
задание состоит из 16 вопросов. Каждое задание оценивается в 1 балл. Оценка
«отлично» выставляется, если число баллов  14, «хорошо» - 12-13 баллов,
«удовлетворительно» - 10 -11 баллов.
7. Учебно-методическая литература
1. Коровин Н. В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2004.
2. Романцева Л. М. и др. Сборник задач и упражнений по общей химии. М.: Высшая школа, 1991.
3. Лабораторные работы по химии. – Новосибирский государственный
технический университет, 2004 г.
4. Химия. Сборник индивидуальных заданий. – Новосибирский государственный
технический университет, 2001 г.
5. Логинов Н. Я., Воскресенский А. Г. Аналитическая химия. - М.: Просвещение, 1975.
14
6. Крешков А. П. Основы аналитической химии 3 -е изд., т. 1, 2,3. - М.: Химия, 1970.
7. Алексеев В. Н. Курс качественного химического полумикроанализа. - М.: Химия, 1973.
8. Алексеев В. Н. Количественный анализ. - М.: Химия, 1972.
9. Аналитическая химия. Методические указания к лабораторным работам. - Новосибирск,
Изд-во НГТУ, 2000.
10. Физико-химические методы анализа/ Сборник лабораторных работ (№2709) Новосибирск, НГТУ, 2004.
11. Аналитическая химия. (Качественный и количественный анализ)/ Сборник заданий с
решением типовых задач № 2377, НГТУ, Новосибирск, 2002.
12. Аналитическая химия. Программа. Методические указания № 2943, НГТУ,
Новосибирск, 2005.
8. Контролирующие материалы для аттестации
студентов
8.1. Дисциплина химия (часть1)
Билет (пример)
1. Многоэлектронные атомы. Размещение электронов в атомах. Принцип Паули. Правило
Гунда. Периодическая система элементов как отражение электронного строения
атомов и закономерность изменения их свойств.
2. Химические источники тока: гальванические первичные элементы; топливные
элементы, аккумуляторы. Их достоинства, характеристики, принцип работы.
3. Рассчитайте теплоту испарения воды, если fH0Н2О(ж) =
= -285,8 кДж/моль, а fH0Н2О(г) = -241,8 кДж/моль
4. Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакции взаимодействия
нитрата бария и серной кислоты.
5. Из набора частиц Fe3+, CN-, Na+ постройте комплексный ион и нейтральную молекулу
(к.ч. = 6).
8.2. Дисциплина химия (часть2)
Экзаменационный билет (пример)
1. К смеси катионов Fe2+, Cu2+, Ag+ прилили раствор K4[Fe(CN)6]. Что произойдет?
Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, отметьте
качественный признак реакции.
2. Укажите аналитические группы, групповые реагенты, предложите схему разделения
следующих катионов – Fe2+, Cu2+, Ag+.
3. 0,2 г NaOH растворили в 500 мл воды. Вычислите рН полученного раствора.
4. Составьте уравнения ступенчатого гидролиза соли Al2(SO4)3. Рассчитайте рН, если ссоли
=0,1 моль/л, рК3(Al(OH)3= 8,86.
5. В каком случае гидролиз Al2(SO4)3 усилится, если добавить а) H2SO4, б) NaOH, в)
СuCl2? Почему?
6. Каким раствором титруют КОН для установки его титра? Как называют этот титрант?
7. Запишите ионно-электронные и ионные уравнения реакции: I2 + Na2S2O3  ?
Рассчитайте Мэк(Na2S2O3). В каком методе анализе используют эту реакцию?
15
8. На титрование раствора, содержащего 1,025 г х.ч. Н2С2О42Н2О требуется 22 мл КОН.
Рассчитайте сэ и титр КОН.
9. Прямая кулонометрия основана на измерении
а) массы вещества;
б) потенциала в ТЭ
в) количества электричества
В расчетах используют закон
(Назовите автора и запишите математическое выражение закона)
.
10. Что собой представляют катиониты и аниониты? В каком методе анализа они
используются?
11. Закону Бугера-Ламбета-Бера отвечает уравнение
а) A = lg(It/Io)
б) А = –lgT
в) А = lC
12. Молярная рефракция рассчитывается по уравнению
(автор)
(математическая запись, единицы измерения)
13. В раствор с рН=5 погружены водородный и хлорсеребряный электроды (х.с.= 0,22 В).
Составьте электрохимическую схему ГЭ и рассчитайте его напряжение.
14. Раствор FeSO4 титруют KВrO3. Запишите ионно-молекулярные уравнения
полуреакций и рассчитайте потенциал в ТЭ.
15. Приведите график изотермы Лэнгмюра и математическую запись.
16. Чему равен электрохимический эквивалент Fe в FeCl3?
16
17