В химической лаборатории»
Медицинский колледж
Кафедра химии
«КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ»
Методическое пособие
по аналитической химии для студентов
II курса
Отделения «Фармация»
Волгоград, 2012
УДК 543 (075)
Составители: доктор химических наук, профессор Брель А.К.
кандидат химических наук, доцент Лисина С.В.
старший преподаватель Клочкова Е.А.
старший преподаватель Соколова С.В.
старший преподаватель Тремасова С.В.
Печатается по решению ЦМС ВолгГМУ _______ 2012 года, протокол № __.
Рецензенты:
Заведующий кафедрой фармацевтической химии, д.х.н., профессор Озеров А.А. (Волгоградский государственный медицинский университет);
Доцент кафедры фармацевтической технологии и биотехнологии, д.фарм.н. Новиков М.С. (Волгоградский государственный медицинский университет)
Методическое пособие к лабораторным работам по аналитической химии предназначено студентам ΙΙ курса отделения «Фармация» медицинского колледжа ВолгГМУ. Данное руководство состоит из нескольких частей, связанных с изучением основных разделов аналитической химии. Каждая глава содержит вопросы к занятию, теоретический материал, задачи для самостоятельного решения и лабораторный практикум.
Волгоградский Государственный Медицинский Университет
Кафедра химии
400066, Волгоград, пл. Павших Борцов, 1
Тел. 38-53-50
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.. 7
«ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ.. 8
В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ». 8
§1. Правила техники безопасности. 8
«ВВЕДЕНИЕ В АНАЛИТИЧЕСКУЮ ХИМИЮ. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ». 10
§1. Введение в аналитическую химию. 10
§2. Аналитическая классификация катионов и анионов. 13
§3. Понятие о химическом эквиваленте и факторе эквивалентности. 15
§4. Способы выражения концентрации растворов. 18
§5. Задачи для самостоятельного решения. 19
§6. Тестовые задания для самостоятельной работы. 19
«ТЕОРИИ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ». 21
§1. Основные положения теории электролитической диссоциации. Теория сильных электролитов. 21
§2. Равновесие в растворах слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. 24
§3. Расчет ионной силы растворов электролитов, коэффициента активности и активной концентрации ионов. 25
§4. Лабораторный практикум. 26
§5. Задачи для самостоятельного решения. 29
§6. Тестовые задания для самостоятельной работы. 30
«ПРОТОЛИТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ КИСЛОТ И ОСНОВАНИЙ. 32
КОНСТАНТА КИСЛОТНОСТИ. КОНСТАНТА ОСНОВНОСТИ». 32
§1. Закон действующих масс. Константа равновесия. 32
§2. Протолитическая теория кислот и оснований. Константа кислотности и основности. 33
§3. Автопротолиз воды. Водородный показатель. 33
§4. Расчет рН и рОН для сильных и слабых кислот и оснований. 34
§5. Лабораторный практикум. 34
§6. Задачи для самостоятельного решения. 39
§7. Тестовые задания для самостоятельного решения. 40
«ПРОЛИТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРАХ СОЛЕЙ». 42
§1. Протолитическое равновесие в реакциях сольволиза. 42
§2. Степень и константа гидролиза. 43
§3. Расчет рН в реакциях гидролиза. 44
§4. Факторы, влияющие на степень гидролиза. 44
§5.Лабораторный практикум. 45
§6. Задачи для самостоятельного решения. 50
§7. Тестовые задания для самостоятельного решения. 52
«ПРОТОЛИТИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В БУФЕРНЫХ РАСТВОРАХ». 54
§1. Протолитическое равновесие в буферных растворах. 54
§2. Механизм буферного действия. 55
§3.Расчет рН в буферных растворах. 56
§4.Буферная емкость. 57
§5.Лабораторная работа. 58
§6. Задачи для самостоятельного решения. 60
§7. Тестовые задания для самостоятельного решения. 61
«ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РАВНОВЕСИЯ». 63
§1. Понятие об окислительно-восстановительных реакциях. 63
§2. Типы окислительно-восстановительных реакций. 63
§3. Расчет эквивалентов окислителя и восстановителя. 64
§4. Окислительно-восстановительный потенциал. 64
§5.Лабораторная работа. 67
§6. Задачи для самостоятельного решения. 70
§7. Тестовые задания для самостоятельного решения. 71
«РАВНОВЕСИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ И ИХ РОЛЬ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ» 73
§1.Строение комплексных соединений. Основные положения теории Вернера о строении комплексных соединений. 73
§2. Классификация комплексных соединений. 74
§3. Номенклатура комплексных соединении. 76
§4. Изомерия комплексных соединений. 77
§5. Устойчивость комплексных соединений. 78
§6. Химическая связь в комплексных соединениях. Описание комплексных соединений с позиции теории валентных связей. 79
§7. Медико-биологическая роль комплексных соединений. 81
§8. Комплекснье соединения ионов металлов с органическими реагентами. Хелаты и ионные ассоциаты. 83
§9. Лабораторная работа. 85
§10. Задачи для самостоятельного решения. 87
§11. Тестовые задания для самостоятельного решения. 88
«КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1». 90
«КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ». 92
§1. Введение. 92
§2. Теоретические основы титриметрического метода анализа. 92
§3. Кислотно-основное титрование. 95
§4. Кривые титрования. Выбор индикатора. 98
§5. Лабораторный практикум.. 100
§6. Задачи для самостоятельного решения. 101
§7. Тестовые задания для самостоятельного решения. 103
«ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ТИТРОАНИЕ. ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ» 105
§1. Окислительно-восстановительное титрование. 105
§2. Окислительно-воостановительный потенциал. 106
Уравнение Нернста. 106
§3. Перманганатометрия. 106
§4. Применение перманганатометрии в медицинской практике и фармации. 108
§5. Лабораторная работа. 108
§6. Задачи для самостоятельного решения. 109
§7. Тестоввые задания для самостоятельного решения. 110
«ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ТИТРОВАНИЕ. ИОДОМЕТРИЯ». 112
§1. Иодометрия. 112
§2. Приготовление и стандартизация рабочих растворов. 113
§3. Применение иодометрии в медицинской практике и фармации. 115
§4. Лабораторный практикум. 116
§5. Задачи для самостоятельного решения. 118
«КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2». 119
«КОМПЛЕКСОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ». 120
§1. Комплексонометрическое титрование. Титранты метода. 120
§2. Условия комплексонометрическоro титрования. 121
§3. Способы комплексонометрического титрования. 121
§4. Равновесия в водных растворах ЭДТА.. 122
§5. Приготовление стандартного раствора трилона Б.. 123
§6. Устойчивость комплексонатов металлов в водных растворах. 123
§7. Индикаторы комплексонометрического титрования. 124
§8. Кривые комплексонометрического титрования. 125
§9. Применение комплексонометрического титрования. 126
§10. Лабораторный практикум. 127
§11. Задачи для самостоятельного решения. 128
§12. Тестовые задания для самостоятельного решения. 129
«ОСАДИТЕЛЬНОЕ ТИТРОВАНИЕ». 132
§1. Методы осадительного титрования (осаждения) 132
§2. Аргентометрическое титрование. 133
§3. Метод Мора. 135
§4. Метод Фольгарда. 136
§5. Метод Фаянса – Ходакова. 137
§6. Лабораторная работа. 139
§7. Задачи для самостоятельного решения. 139
«ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА». 141
§1. Общая характеристика инструментальных методов анализа. 141
§2. Классификация оптических методов. 142
§3. Основные законы фотометрического анализа и формулы. 143
§4. Лабораторная работа. 144
§5. Задачи для самостоятельного решения. 145
§6. Тестовые задания для самоконтроля. 146
«ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА». 148
§1. Потенциометрический анализ. 148
§2. Полярографический анализ. 149
§3. Кондуктометрический анализ. 149
§4. Хроматографический анализ. 149
§5. Лабораторная работа. 152
§6. Тестовые задания для самостоятельного решения. 153
«КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №3». 155
ПРИЛОЖЕНИЕ.. 156
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 161
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС) среднего профессионального образования по направлению подготовки 060108 «Фармация» СПО и с учётом рекомендаций основной образовательной программы дисциплина «Аналитическая химия» является обязательной общепрофессиональной дисциплиной
Аналитическая химия закладывает теоретические основы изучения специальных дисциплин, важнейших в системе образования специалиста фармацевтического профиля. Курс аналитической химии дает теоретическую и практическую подготовку студента, предполагает получение им знаний и навыков, необходимых для решения задач по установке качественного, количественного состава веществ. Обучение студентов осуществляется на основе преемственности знаний и умений, полученных в курсе неорганической и органической химий: фундаментальные знания теоретической химии, современная логика химического мышления и развитые навыки построения рациональных алгоритмов решения задач. Приобретенные знания, умения и навыки используются в ходе изучения последующих дисциплин «Фармацевтическая химия», «Фармакогнозия».
В результате изучения дисциплины «Аналитическая химия» у студентов формируются следующие компетенции:
1. ОК-10: готовностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
2. ПК- 1: способностью представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики;
3. ПК- 2: способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат;
4. ПК- 5: готовностью использовать основные приемы обработки и представления экспериментальных данных.
Цели и задачи компетентностного подхода обучения – подготовить выпускника-фармацевта, обладающего высоким уровнем профессиональных знаний, умений, навыков; способного самостоятельно мыслить и имеющего интерес к научно-исследовательской работе.
«ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ»
Вопросы к занятию:
1. Правила работы в химической лаборатории и правила техники безопасности.
2. Правила пользования реактивами и химической посудой.
3. Порядок взвешивания на технохимических и аптекарских весах.