240100.62-09 и 11 Аналитическая химия и физико

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Учебный план № 4219, 3720
ХТИ.349.62(03).2014
Код ООП
18.03.01-11-2011
(240100.62-11-2011)
Направление/
Специальность
Химическая
технология
Профиль/ Программа магистратуры/
Специализация
Химическая технология синтетических
биологически активных веществ,
химико-фармацевтических препаратов
и косметических средств
Код
дисциплины
по учебному
плану
Б.2.2.6.
Химическая технология органических
Б.2.2.6.
18.03.01-09-2011
веществ
(240100.62-09-2011)
Рабочая программа составлена авторами:
№
ФИО
Ученая степень,
Должность
Кафедра
Подпись
п/п
ученое звание
1
Марина Наталья
к.х.н., доцент
доцент
аналитической
Валентиновна
химии
2
Черданцева Елена
старший преаналитической
Викторовна
подаватель
химии
Программа дисциплины одобрена на заседании кафедр (учебно-методических советов):
№
ФИО
п/п
заведующего
Наименование кафедры (УМС)
Дата
Подпись
кафедрой
(предс.УМС)
Кафедра аналитической химии
Матерн А.И.
1
(кафедра – разработчик модуля и
преподающая дисциплину)
Кафедра органической химии
Чупахин О.Н.
2
(выпускающая кафедра)
Кафедра технологии органического
Бакулев В.А.
3
синтеза (выпускающая кафедра)
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Рекомендуемая литература
7.1.1.Основная литература
1. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А.Золотова: в 2 т. - М.: Академия. 2010.
2. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа / Под ред. А.А. Ищенко: в 2 т.
– М.: Академия, 2010.
3. Хаханина Т.И. Аналитическая химия: учебное пособие для бакалавров. – М.: Юрайт, 2012.
278 с.
4. Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Н., Григорьева В.Ю. Аналитическая химия. Количественный
анализ. Физико-химические методы анализа: практикум. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 368 с.
1
5. Кристиан Г. Аналитическая химия: в 2 т. – М.: Бином, 2009. 1128 с.
7.1.2. Дополнительная литература
1. Васильев В.П. Аналитическая химия: в 2 т. – М.: Высшая школа, 2005. Т.1. 320 с.; Т.2. 384
с.
2. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А. Золотова: в 2 т. - М.: Высшая школа, 2001,
Т.1. 383 с.; Т.2. 461с.
3. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической химии. – М.: Мир,
2001, 267 с.
4. Крешков А.П. Основы аналитической химии в 3-х кн. Книга 1: М. Химия, 1970. 471 с.; Книга 2: М. Химия, 1971. 456 с.; Книга 3: М. Химия, 1970. 472 с.
5. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии в 2-х кн. - М.: Мир, 1979. Кн.1. 480 с.; Кн.2.
437 с.
6. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: в 2-х книгах. - М.: Химия, 1990.
Кн.1. 480 с.; Кн.2. 386 с
7. Аналитический контроль в основной химической промышленности / Н.Ф. Клещев, Т.Д. Костыркина, Г.С. Бескова, Е.Т. Моргунова. М.: Химия, 1992. 272 с.
8. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. 7-е издание, перереб. и доп. / Ю.Ю. Лурье. М.: Химия. 2009. 450 с.
7.1.3. Методические разработки
1. Кочеров В.И., Матерн А.И. Количественный химический анализ: учебное пособие. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007, 64 с.
2. Титриметрические методы анализа: методические указания к лабораторным работам по
курсу «Аналитическая химия» / В.И. Кочеров, А.Н. Козицина, А.В. Иванова, А.И. Матерн.
Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009, 43 с.
3. Химические методы анализа органических веществ / Е.В. Черданцева, В.М. Зыскин, Е.В.
Гейде и др. – Екатеринбург: УрФУ, 2012. 109 с.
4. В.И. Кочеров, А.И. Матерн, И.С. Алямовская, Н.Е. Дариенко. Физико-химические методы
анализа: учебно-методическое пособие к лабораторным работам. Екатеринбург: УрФУ,
2010. 52 с.
7.2. Программное обеспечение
ChemDraw;
ChemWin;
ISIS Draw,
Microsoft Office PowerPoint
7.3. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
www.xumuk.ru - Химическая энциклопедия
www./chemical-analysis.ru - Портал аналитической химии
http://study.urfu.ru/info/umu.aspx Портал информационно-образовательных ресурсов
http://lib.urfu.ru/ Зональная научная библиотека
7.4. Электронные образовательные ресурсы
Не используются
2
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Код
Раздел, тема
раздела,
дисциплины*
темы
Р1
Введение
Р2
Электрохимические
методы анализа
Содержание
Измерение физических свойств анализируемой системы, обусловленных химическим состоянием определяемых компонентов или протеканием химических реакций, как основа физикохимических методов анализа. Особенности инструментальных
методов анализа. Классификация ФХМА по типу аналитического сигнала: электрохимические методы анализа, спектральный анализ, сорбционные методы анализа (хроматография).
Особенности и области применения каждой группы методов.
Классификация электрохимических методов анализа на основе
измерения вольтамперных и других электрических характеристик анализируемых систем при процессах на электродах и
между электродами. Электрохимическая ячейка. Электрод,
электрические процессы на электроде. Индикаторные электроды и электроды сравнения. Обратимые и необратимые окислительно-восстановительные системы.
Потенциометрический метод анализа Электродный потенциал,
его связь с активностью потенциалопределяющих ионов (уравнение Нернста). Принципиальная схема потенциометрической
установки. Электроды, используемые в потенциометрии. Прямая потенциометрия. Определение активности ионов в растворах. Способы определения концентрации анализируемого вещества. Определение рН растворов с применением ионоселективного стеклянного электрода. Потенциометрическое титрование. Варианты потенциометрического титрования. Изменение
электродного потенциала при титровании. Виды кривых титрования.
Вольтамперометрический анализ. Электрохимические основы
метода, его разновидности. Сущность полярографического метода анализа. Поляризованный электрод. Электроды, используемые в полярографии, особенности, преимущества и недостатки. Принципиальная схема полярографической установки. Полярографическая кривая, ее характеристика. Предельный диффузионный ток. Концентрационная поляризация. Уравнение
Гейровского – Ильковича. Потенциал полуволны, факторы,
влияющие на его величину. Качественный полярографический
анализ. Количественный полярографический анализ, условия
его выполнения. Уравнение Ильковича для предельного тока
диффузии. Способы определения концентрации анализируемого вещества. Расширение возможностей метода с применением
инверсионной вольтамперометрии.
Амперометрическое титрование. Сущность метода. Амперометрический метод регистрации точки эквивалентности с использованием одного или двух поляризованных электродов.
Выбор потенциала рабочего электрода и величины напряжения,
налагаемого на электроды. Формы кривых амперометрического
титрования.
Кулонометрический анализ. Сущность метода. Закон Фарадея.
Кулон как универсальный первичный стандарт в кулонометрии.
Прямая кулонометрия с контролируемым потенциалом и с контролируемой силой тока. Косвенная кулонометрия (кулонометрическое титрование). Сущность и разновидности метода куло3
Р3
Молекулярноабсорбционный
спектральный
анализ
Р4
Атомноабсорбционный
спектральный
анализ
Атомноэмиссионный
спектральный
анализ
Р5
Р6
Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ
Р7
Хроматографические методы анализа
нометрического титрования. Внешняя и внутренняя генерация
титрантов. Определение электроактивных и электронеактивных
компонентов. Способы регистрации точек эквивалентности.
Определение количества электричества, затраченного в ходе
титрования. Расчет результатов анализа.
Сущность метода. Природа поглощения электромагнитного излучения молекулами и сложными ионами. Электронные спектры поглощения. Баланс светового потока. Основной закон светопоглощения. Молярный коэффициент светопоглощения как
мера возможных электронных переходов и чувствительности
определения. Аддитивность оптической плотности. Растворы
сравнения. Способы монохроматизации светового потока. Правила выбора светофильтров. Основные узлы приборов молекулярно-абсорбционного анализа. Органические аналитические
реагенты, их выбор для проведения анализа. Способы определения концентрации (абсолютные и дифференциальные). Анализ многокомпонентных систем. Применение фотометрического метода для регистрации точки эквивалентности в титриметрическом анализе (фотометрическое титрование).
Сущность метода. Атомизаторы (пламенные и электротермические). Источники излучения, их характеристики. Возможности,
преимущества и недостатки метода.
Природа линейчатых эмиссионных спектров. Классификация
элементов по потенциалам возбуждения резонансных линий.
Интенсивность спектральных линий элемента и их связь с его
содержанием в анализируемой пробе. Элемент сравнения. Аналитическая (гомологическая) пара линий, требования, предъявляемые к ней. Уравнение связи относительной интенсивности
гомологической пары с концентрацией определяемого элемента
в облаке разряда. Источники возбуждения эмиссионных спектров. Принципиальная схема спектральной установки. Классификация спектральных приборов по способу регистрации спектра. Фотографический метод регистрации спектра. Характеристическая кривая фотопластинки. Связь относительного почернения спектральной линии с количественным содержанием
определяемого элемента. Определение концентрации элементов
в пробе методом 3-х эталонов.
Сущность и область применения метода. Возникновение первичного (тормозного) и вторичного (характеристического)
рентгеновского излучения. К и L-серии. Закон Мозли. Спектр
поглощения рентгеновского излучения при его прохождении
через вещество, края и скачки поглощения. Дифракция рентгеновских лучей, закон Вульфа-Брэгга. Понятие о качественном и
количественном РСФА.
Сущность хроматографии как метода разделения многокомпонентной смеси и определения ее количественного состава.
Классификация хроматографических методов: по агрегатному
состоянию фаз, по механизму взаимодействия сорбента и сорбата, по технике выполнения. Способы получения хроматограмм. Хроматографические параметры. Краткая характеристика особенностей газовой, газотвердой, газожидкостной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Анализ и методы
расчета хроматограмм.
4