Специальностью «Профессиональное обучение

(охрана окружающей среды и природопользование)»

Чебоксары

УДК 543

ББК 24.4

А – 64

Аналитическая химия : учебно-методический комплекс по дисциплине : специальность 032300.00 (050101) – Химия с дополнительной специальностью «Профессиональное обучение (охрана окружающей среды и природопользование)» / сост. О. В. Кольцова. – Чебоксары : Чуваш. гос. пед. ун-т, 2007. – 59 с.

Печатается по решению ученого совета ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева»

Рецензенты:

Михайлов В. И., канд. хим. наук, доцент кафедры химии ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева» ;

Федотова Л. Г., канд. пед. наук, доцент кафедры химии ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия».

© Кольцова О. В., составление, 2007

© ГОУ ВПО «Чувашский

государственный педагогический

университет им. И. Я. Яковлева»,

Учебное издание

Аналитическая химия

Учебно-методический комплекс по дисциплине

Специальность 032300.00 (050101)– Химия с дополнительной специальностью «Профессиональное обучение (охрана окружающей среды и природопользование)»

Составитель:

Кольцова Ольга Васильевна

Подписано в печать 29.06.07. Формат 60×84/16.

Бумага писчая. Печать оперативная.

Усл. печ. л. 3,7. Тираж 25 экз. Заказ №

ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический

университет им. И. Я. Яковлева»

428000, Чебоксары, ул. К. Маркса, 38

Отпечатано на участке оперативной полиграфии

ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический

университет им. И. Я. Яковлева»

428000, Чебоксары, ул. К. Маркса, 38

ТРЕБОВАНИЯ ГОС ВПО ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ДПП.Ф.04 Аналитическая химия

Метрологические основы химического анализа. Теория и практика пробоотбора. Типы реакций и процессов в аналитической химии. Кислотно-основные реакции. Методы выделения, разделения и концентрирования. Гравиметрические, титриметрические, кинетические, электрохимические и спектроскопические методы анализа. Основные объекты анализа.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цель изучения дисциплины

Формирование необходимых теоретических и практических знаний о химических и физико-химических методах качественного и количественного анализа веществ.

1.2. Дисциплина ориентирует на следующие виды профессиональной деятельности:

учебно-воспитательную,

социально-педагогическую,

культурно-просветительскую,

научно-методическую,

организационно-управленческую.

1.3. Изучение дисциплины способствует решению следующих типовых задач профессиональной деятельности:

осуществлению процессаобучения химии в соответствии с образовательной программой;

планированию и проведению учебных занятий по химии с учетом специфики тем и разделов программы и в соответствии с учебным планом;

применению теоретических знаний, полученных в ходе изучения химических дисциплин, для определения качественного и количественного состава анализируемых объектов, для идентификации веществ, а также для организации такой работы со школьниками на уроке и во внеурочное время;

использованию современных средств оценивания результатов обучения;

воспитанию учащихся с целью формирования у них духовных, нравственных ценностей и патриотических убеждений;

реализации личностно-ориентированного подхода к образованию и развитию обучающихся с целью создания мотивации к обучению.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

Студент, изучивший дисциплину, должен:

1) знать:

А. Теоретические основы качественного и количественного анализа:

– Цели, задачи аналитической химии, химического анализа; пути и способы их решения.

– Значение аналитической химии в практической деятельности учителя химии.

– Основные этапы развития аналитической химии, ее современное состояние.

– Закон действия масс. Химическое равновесие в гомогенных системах.

– Применение закона действующих масс к обратимым реакциям.

– Теория электролитической диссоциации.

– Теория сильных электролитов.

– Протолитическое равновесие в воде. Ионное произведение воды. Во-дородный показатель.

– Гидролиз. Константа и степень гидролиза.

– Буферные системы и их использование в химическом анализе.

– Химическое равновесие в гетерогенных системах. Произведение растворимости. Солевой эффект.

– Условия образования и растворения осадков.

– Комплексные соединения в химическом анализе. Константы нестойкости и устойчивости комплексных ионов.

– Процессы окисления-восстановления. Редокс-потенциалы и направление окислительно-восстановительных реакций. ЭДС редоксреакции.

– Принципы качественного анализа.

– Системы качественного анализа.

– Аналитические реакции и требования к ним, химические реагенты.

– Кислотно-основная классификация катионов.

– Групповые реагенты на каждую группу катионов и анионов.

– Качественные реакции на катионы и анионы.

– Способы выражения концентрации вещества в растворе.

– Основные литературные источники и справочную литературу по аналитической химии.

Б. Методы количественного анализа:

–Химические:

– Гравиметрический (весовой).

– Титриметрический (объемный):

– нейтрализации (кислотно-основного титрования),

– окислительно-восстановительного титрования,

– осаждения,

– комплексонометрии (трилонометрия).

– Физико-химические:

– Рефрактометрический,

– Поляриметрический,

– Фотоколориметрический,

– Потенциометрический,

– Хроматографический.

В. Правила работы в химической лаборатории:

– с электроприборами,

– с токсичными и агрессивными веществами,

– с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями,

– требования техники безопасности и пожарной безопасности,

– правила работы на аналитических весах,

– правила оказания доврачебной помощи,

– использование средств индивидуальной защиты.

2) уметь:

– Самостоятельно работать с учебной, научной и справочной литературой.

– Составлять план анализа.

– Пользоваться химической посудой.

– Получать и распознавать аналитический сигнал при проведении аналитических реакций.

– Проводить анализ растворов или смесей веществ на наличие катионов и анионов, применяя систематический или дробный ход анализа.

– Взвешивать на технохимических и аналитических весах.

– Готовить рабочие и исходные растворы по навеске и из фиксанала и устанавливать титр рабочих растворов.

– Определять водородный показатель (рН) растворов химическим и потенциометрическим методами.

– Рассчитывать рН в процессе титрования и строить кривые титрования.

– Правильно выбрать метод анализа для количественного определения состава анализируемого объекта.

– Пользоваться физическими приборами: рефрактометром, поляриметром, фотоэлектроколориметром, рН-метром (иономером).

– Производить расчеты по полученным данным.

– Оформлять результаты опытов.

3) владеть:

- навыками отбора проб;

- методикой проведения химического анализа;

- методикой осуществления физико-химического анализа на современных приборах.

– техникой и методикой выполнения различных операций анализа:

– взятие навески,

– приготовление фильтра и фильтрование,

– центрифугирование,

– титрование,

– отделение осадка от раствора декантацией,

– калибрование мерной посуды.

ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

№ п/п	Виды учебной деятельности	Всего часов	Семестры
	Общая трудоемкость		3,4
1.	Аудиторные занятия, всего		3,4
В том числе:
– лекции		3,4
– лабораторные занятия		3,4
2.	Самостоятельная работа студентов		3,4
– курсовая работа	Х(4)
3.	Вид итогового контроля:		3 экзамен; 4 экзамен

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ

№ п.п.	Тематический план	Число часов
Лекции
1.     2.   3.   4.   5. 6.   7. 8. 9. 10. 11.   12.	Предмет, задачи и методы качественного анализа Системы качественного анализа. Чувствительность аналитических реакций и ее характеристики. Закон действия масс и равновесие химических процессов. Гетерогенные равновесия и их роль в аналитической химии. Кислотно-основные равновесия. Протолитическое равновесие в воде. рН. Буферные системы. Закон действия масс и процессы гидролиза. Окислительно-восстановительные равновесия и их роль в аналитической химии. Коллоидные системы в качественном анализе. Комплексообразование в аналитической химии. Методы разделения и концентрирования веществ. Качественный анализ катионов и анионов. Классификация методов количественного анализа и их характеристика. Инструментальные (физико-химические) методы анали- за. Всего:   Лабораторные занятия
1.     2.	Качественный анализ. Качественные реакции на катионы и анионы. Анализ твердого вещества. Количественный анализ: – Гравиметрический анализ – Титриметрический анализ – Физико-химические методы анализа   Всего:

2.4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебный курс аналитической химии должен в возможно максимальной степени отражать современное состояние и уровень развития качественного и количественного анализа. Будущий учитель химии обязан не только владеть теоретическим материалом, но и уметь определять состав исходных веществ и продуктов их реакций.

Теоретическая часть курса аналитической химии строится на базе общей и неорганической химии, курса строения вещества, физической химии. Однако не должно происходить дублирование тем, изучаемых названными дисциплинами, а следует в полной мере отражать применение общих химических законов в качественном и количественном анализе. К таким темам относятся закон действия масс, теория электролитической диссоциации, равновесие в гетерогенных системах, окислительно-восстановительные реакции, комплексообразование и т.д.

В программу включены важнейшие теоретические основы химических методов анализа и дано представление об инструментальных методах анализа.

При проведении лабораторного практикума студенты должны знать технику безопасности, правильно заполнять лабораторный журнал, знать название и назначение оборудования, уметь обращаться с ними. По ключевым вопросам программы предусмотрены контрольные работы.

ВВЕДЕНИЕ

Аналитическая химия и химический анализ. Краткий исторический очерк развития аналитической химии. Работы М.В. Ломоносова, Н.А. Меншуткина, А.М. Бутлерова, Д.И. Менделеева, Н.С. Курнакова, Л.А. Чугаева. Вклад отечественных ученых в развитие современной аналитической химии. Методологические основы аналитической химии. Место аналитической химии среди других наук, ее роль в профессиональной подготовке учителя химии и биологии. Примеры применения различных методов анализа в проведении исследовательских работ учащихся в городских и сельских школах.

Роль аналитической химии в развитии промышленности, сельского хозяйства, в медицине, научных исследованиях, охране окружающей среды.