birmaga.ru
добавить свой файл

1 2 ... 7 8



ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ



«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»



Кафедра химии

ЕН.Ф. 04.03. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФХМА

Программа, тематика и методические указания по выполнению

контрольной работы для студентов заочной формы обучения

специальности:
260200 Производство продуктов питания из растительного сырья

260300 Технология сырья и продуктов животного происхождения

260500 Технология продовольственных продуктов

специального назначения и общественного питания
Уфа 2010
УДК 54.062 (075.8)

ББК 24.4.273

М 54

Рекомендовано к изданию методической комиссией

Факультета пищевых технологий (протокол № 1 от 28 сентября 2009г.)


Составители: доцент Нуриева Г.Ю.

Рецензент: ст. преподаватель Калегина Н.Г.

Ответственный

за выпуск: заведующий кафедрой химии

доцент Нигматуллин Н.Г.


ВВЕДЕНИЕ
Аналитическая химия, являясь одной из общеобразовательных дисциплин, закладывает теоретические основы изучения специальных дисциплин, важнейших в системе образования специалиста естественно - научного и сельскохозяйственного 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.

ПРОГРАММА ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Предмет аналитической химии. Качественный и количественный анализ неорганических и органических веществ. Методы аналитической химии, их характеристика и применение. Характерные реакции катионов и анионов. Аналитические группы катионов и анионов. Дробный и систематический методы анализа. Кислотно-основная схема анализа. Групповой реагент и условия его применения. Требования к реакциям, используемым в аналитической химии. Чувствительность и избирательность аналитических реакций.

Химическое равновесие. Закон действующих масс. Константа равновесия. Факторы, влияющие на равновесие. Сильные и слабые электролиты. Равновесия в растворах слабых и сильных электролитов. Расчёт равновесных концентраций. Степень электролитической диссоциации. Понятие об ионной силе раствора и коэффициентах активности.

Современные представления о кислотно-основном равновесии. Понятие кислот и оснований. Сила кислот и оснований. Понятие рН. Расчёт значений рН в растворах сильных кислот и оснований. Расчёт значений рН в растворах слабых кислот. Расчёт значений рН в растворах слабых оснований. Буферные системы и их свойства. Буферная ёмкость. Вычисление значений рН ацетатного буфера. Вычисление значений рН аммиачного буфера. Закон действующих масс и явление гидролиза солей. Расчёт значений рН растворов солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием, слабым основанием и сильной кислотой. Константа и степень гидролиза. Смещение равновесия при гидролизе. Факторы, влияющие на степень гидролиза. Усиление и подавление гидролиза. Роль гидролиза в анализе.

Гетерогенное равновесие. Применение закона действующих масс к гетерогенным процессам. Произведение растворимости. Связь между растворимостью и ПР. Использование правила ПР в анализе. Условия образования и растворения осадков. Факторы, влияющие на смещение гетерогенного равновесия. Применение процессов осаждения в анализе.

Реакции комплексообразования в аналитической химии. Константа нестойкости комплекса. Использование комплексообразования для открытия, разделения и маскировки ионов.


Окислительно-восстановительные реакции в аналитической химии. Стандартный и равновесный потенциал. Уравнение Нернста. Влияние различных факторов на величину окислительно-восстановительного потенциала.

Задача и методы количественного анализа. Значение количественного анализа в почвоведении и агрохимии. Требования, предъявляемые к количественному анализу. Техника анализа (отбор средней пробы, взятие навески, переведение вещества в раствор).

Гравиметрический анализ. Осаждаемая и весовая формы и требования, предъявляемые к ним. Влияние различных факторов на полноту осаждения. Выбор осадителя. Осадки, их образование, свойства и чистота. Требования, предъявляемые к осадкам. Влияние различных факторов на процессы осаждения. Условия образования аморфных и кристаллических осадков. Загрязнение осадков и борьба с ним. Виды соосаждения. Фильтрование и промывание осадков. Старение осадков. Расчёты в гравиметрическом анализе.

Титриметрический анализ. Сущность метода. Классификация. Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе. Способы выражения концентрации растворов. Молярная, нормальная, процентная концентрации. Титр раствора. Вычисление массы эквивалента в различных методах титриметрического анализа.

Титрование. Рабочие растворы. Первичные и вторичные стандарты. Требования, предъявляемые к первичным стандартам. Приготовление стандартных растворов HCl, KMnO4, Na2S2O3.

Метод кислотно-основного титрования. Приготовление рабочих растворов. Вычисление рН в различных точках для построения кривой титрования. Выбор индикатора для установления конечной точки титрования в методе кислотно-основного титрования. Интервал перехода окраски индикатора. Определение временной жёсткости воды методом кислотно-основного титрования. Практическое применение метода.

Методы окислительно-восстановительного титрования. Классификация методов. Построение кривой титрования. Индикаторы.


Перманганатометрия. Приготовление рабочих растворов метода. Первичные стандарты метода. Определение железа (условия, расчёты). Иодометрия. Приготовление рабочих растворов метода. Определение меди (условия, расчет).

Комплексонометрическое титрование. ЭДТА. Построение кривой титрования. Металлохромные индикаторы. Способы комплексонометрического титрования. Применение комплексонов для определения общей жёсткости воды.

Характеристика и теоретическое обоснование методов осадительного титрования. Принцип построения кривой титрования. Способы фиксирования точки эквивалентности. Индикаторы метода. Определение хлоридов.

Инструментальные физико-химические методы анализа. Классификация методов.

Оптические методы анализа.

Молекулярный спектральный анализ в УФ- и видимой области спектра. Объединенный закон светопоглощения Бугера – Ламберта – Бера. Понятие о спектрах поглощения и их происхождение. Колориметрия. Фотоколориметрия, фотоэлектроколориметрия. Спектрофотометрия. Дифференциальная фотометрия. Экстракционная фотометрия. Фотометрическое титрование. Люминесцентный, флуоресцентный анализ. Рефрактометрия.

Хроматографические методы анализа.

Ионно-обменная хроматография. Газовая (газожидкостная, газо-адсорбционная) хроматография. Жидкостная, высокоэффективная жидкостная хроматография. Адсорбционная и распределительная хроматография. Тонкослойная хроматография. Распределительная бумажная хроматография. Осадочная хроматография, гель-хроматография.

Электрохимические методы анализа.

Кондуктометрия. Потенциометрия. Полярография. Амперометрическое титрование. Кулонометрия.
Учебный план студента заочного обучения:

1. Самостоятельное изучение теоретического курса аналитической химии и ФХМА.

2. Выполнение контрольной работы.

3. Прослушивание лекционного курса.

4. Выполнение лабораторного практикума с контролем усвоения знаний.


5. Курсовой экзамен.
Общие рекомендации и указания
1. Самостоятельное изучение материала рекомендуется проводить в следующем порядке:

- ознакомиться с содержанием Программы и методическими указаниями по изучению конкретного раздела;

- внимательно прочитать изучаемый раздел для получения общего представления о материале;

- тщательно изучить материал, уделяя внимание основным вопросам, написанию уравнений реакций;

- составить ответы на вопросы контрольной работы.

Ответы должны быть краткими, конкретными, обоснованными, иллюстрированы примерами, уравнениями химических реакций, расчётами. Необходимо избегать механического переписывания текста учебной литературы.

2. Контрольная работа выполняется в стандартной ученической тетради с соблюдением полей (3 см) слева или справа для замечаний преподавателя.

3. На титульном листе приводятся следующие данные:
Контрольная работа

по аналитической химии студента (студентки)

курса заочного факультета

_____________________________________________________

Фамилия, имя, отчество (полностью) Шифр_________




4. Текст задания под соответствующим номером записывается в тетрадь, подчёркивается и отделяется от последующего ответа интервалом около 2 см.

5. Задания выполняются пастой синего или чёрного цвета и заполняются чётким почерком.

6. В конце контрольной работы студент приводит список использованной литературы с указанием фамилий и инициалов авторов, названия, тома, года издания. Ставится дата и подпись студента-исполнителя.

7. В случае неясностей и затруднений при изучении курса студент может устно или письменно проконсультироваться у рецензента.

8. Неудовлетворительно выполненная контрольная работа возвращается студенту для полной или частичной доработки, после чего предоставляется для повторного рецензирования с приложением ранее незачтённой работы.


9. Для выбора варианта контрольных работ студент руководствуется последней цифрой своего шифра.

10. К лабораторно-экзаменационной сессии студент должен уметь:

-записать характерные аналитические реакции обнаружения ионов, и указать аналитическую группу, написать уравнение реакции в молекулярном и ионном виде, указать условия , способ проведения реакции и аналитический сигнал;

- по этой же схеме записать реакции обнаружения ионов, имеющих важное значение в качественном химическом анализе:

11. К сдаче экзамена допускаются студенты, выполнившие контрольную работу, посетившие лекции и выполнившие лабораторный практикум

Рекомендации по выполнению контрольной работы
1. Качественный анализ - раздел, задачей которого является обнаружение компонентов анализируемого образца и его идентификация, то есть установление его аналогии с определённым эталоном (стандартом).

Изучение каждой аналитической группы начинают с составления общей характеристики химико-аналитических свойств ионов (общих и индивидуальных), обусловленных электронным строением элементов и их положением в периодической таблице Д.И. Менделеева.

Описание каждой аналитической реакции должно включать обоснование реакции, аналитический сигнал, условия проведения реакции (рН среды, количество и концентрация реагента, температура, мешающее влияние других ионов), способ проведения реакции, свойства образующихся продуктов (растворимость образовавшегося осадка в различных растворителях, обнаружение газообразного продукта реакции).

Окислительно-восстановительные реакции необходимо уравнивать электронным методом, определять их направление по величине ЭДС реакции, а глубину протекания - по величине константы равновесия. Необходимо рационально выбирать реагент для проведения той или иной реакции, предвидеть влияние среды на ее протекание.

Осадительные реакции следует объяснять применяя закон действующих масс к конкретному гетерогенному равновесию между осадком и его насыщенным раствором, пользуясь правилом произведения растворимости.


Описание реакций комплексообразования небходимо объяснять на основании их диссоциации в растворах с привлечением констант устойчивости и нестойкости комплексных ионов.

2. Количественный анализ

Титриметрический метод количественного анализа, основанный на измерении объёма раствора реагента точной концентрации, пошедшего на реакцию с определяемым компонентом.

Аналитическая характеристика каждого титриметрического метода включает название метода по титранту, обоснование метода, основное уравнение метода, приготовление титрантов, их стандартизацию и хранение, индикацию конечной точки титрования, построение кривых титрования, условия и приёмы (варианты) титрования, возможности, достоинства и недостатки метода.

Особое место в титриметрии занимает следствие из закона эквивалентов, которое является основным уравнением в титриметрии: V1Cэ1=V2Сэ2 - в момент эквивалентности химической реакции произведение молярной концентрации эквивлентов на объём раствора есть величина постоянная для обоих реагирующих веществ. Все расчёты результатов в титриметрии основаны на принципе эквивалентности.

Следует знать основные понятия и термины титриметрического анализа, соответствующие рекомендациям ИЮПАК. Следует обратить внимание на фармакопейные методы титриметрического анализа, а также на применение гравиметрии в анализе лекарственных средств (определение количества летучего компонента, воды, зольности, массового содержания препарата).

3. Инструментальные методы анализа, ФХМА

В инструментальных методах анализа (ИМА) любые качественные и количественные аналитические определения основаны на функциональной зависимости аналитических свойств веществ от их структуры и состава.

Различают:

1. Прямые инструментальные методы, основанные на измерении физических параметров, связанных с природой вещества или его концентрацией.

2. Косвенные физико-химические методы, в основе которых лежит определение точки эквивалентности по изменению определённого физического параметра, например, в процессе титрования.


Для каждого метода необходимо знать классификацию, дать обоснование метода, раскрыть сущность, теоретические основы, условия, способы расчёта концентрации, возможности, практическое применение, достоинства и недостатки.

Вопросы для подготовки к курсовому экзамену
1. Аналитические реакции. Требования, предъявляемые к ним. Характеристика чувствительности и специфичности аналитических реакций.

2. Аналитические реагенты. Применение органических реагентов в качественном и количественном анализе.

3. Дробный и систематический анализ. Групповой реагент, требования к нему.

4. Способы выполнения реакций в качественном анализе.

5. Характерные аналитический реакции обнаружения: NH+, K+, Mn2+, Al3+,Zn2+, Fe2+, Fe3+, Mg2+, CO32-, NO2-, -, SO42-, PO43-, Cl-, Br-, J-, NO3-.

6. Применение закона действующих масс к равновесиям в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого электролита. Растворимость, призведение растворимости, условия образования осадков малорастворимых электролитов, переосаждение. Использование реакций осаждения в качественном анализе.

7. Окислительно-восстановительные системы, их характеристика. Применение ОВР в качественном анализе.

8. Комплексные соединения. Равновесие в растворах комплексных соединений. Константы устойчивости и нестойкости. Применение комплексных соединений в качественном анализе.

9. Количественный анализ. Требования, предъявляемые к методам количественного анализа. Классификация методов.

10. Титриметрический анализ. Основные понятия. Закон эквивалентов, его математическое выражение. Требования к реакциям (нейтрализации, окисления-восстановления, осаждения, комплексообразования), применяемым в титриметрии. Способы и варианты титрования.


11. Титранты, способы их приготовления. Понятие о титре.

12. Характеристика методов титриметрического анализа, обоснование, основное уравнение, приготовление и стандартизация титрантов, индикация конечной точки титрования, условия и варианты титрования.

13. Кислотно-основное титрование. Ацидиметрия и алкалиметрия.

14. Окислительно-восстановительное титрование: перманганатометрия (определение восстановителей и окислителей).

15. Комплексометрическое титрование.

16. Способы индикации в титриметрическом анализе. Индикаторы и их классификация.

17. Кислотно-основные индикаторы. Их характеристика, интервал перехода окраски. Примеры. Ионно-хромофорная теория индикаторов. Кривые титрования, их значение в выборе индикаторов.

18. Редокс-индикаторы, их характеристика. Примеры. Требования, предъявляемые к ним.

19. Индикаторы методов комплексометрического титрования. Примеры. Принцип действия металлохромных индикаторов. Требования к ним.

20. Инструментальные методы анализа (ИМА). Классификация. Сравнительная характеристика химических и инструментальных методов. Возможности, достоинства и недостатки ИМА.

21. Варианты количественного инструментального анализа: прямое измерение и титрование (косвенный метод). Примеры.

22. Основные методы определения концентрации веществ в ИМА (метод градуировочного графика, метод одного стандарта, метод добавок стандарта).

23. Основные законы светопоглощения, связь между ними. Молярный и удельный коэффициенты светопоглощения, их физический смысл.

24. Методы фотометрического анализа: фотоколориметрия, спектрофотометрия. Сущность, возможности, достоинства и недостатки методов. Используемые приборы.

25. Определение концентрации анализируемого вещества в фотометрии (метод градуировочного графика, метод одного стандарта, метод добавок стандарта, метод расчёта по величине коэффициента светопоглощения). Условия фотометрических определений.


26. Рефрактометрия. Сущность, возможности, достоинства и недостатки метода. Способы расчёта концентрации анализируемого вещества.

27. Электрохимические методы анализа. Классификация. Прямая потенциометрия. Потенциометрическое титрование. Принцип метода. Кривые титрования. Возможности, достоинства и недостатки метода.

28. Хроматографические методы анализа. Теоретические основы хроматографических методов разделения и определения веществ. Классификация.

29. Газовая, жидкостная и газо-жидкостная хроматография. Основы, сущность методов, применение в анализе.



следующая страница >>