[ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный аграрный университет
имени Н.И. Вавилова»
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета _ /Молчанов А.В./ «_» 2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФИЗИКОДисциплинаХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Направление подготовки 240700.62 Биотехнология Профиль подготовки Биотехнология Квалификация (степень) Бакалавр выпускника Нормативный срок 4 года обучения Форма обучения Очная Количество часов в т.ч. по семестрам Всего 1 2 3 4 5 6 7 Общая трудоемкость 5 дисциплины, ЗЕТ Общее количество часов 180 Аудиторная работа – всего, 90 в т.ч.:лекции 36 лабораторные 54 практические х х Самостоятельная работа 90 Количество рубежных х контролей Форма итогового контроля х экз.
Курсовой проект (работа) х х Разработчик: доцент, Сорокина Т.Е.
старший преподаватель, Сорокина О.Н.
Саратов 1. Цель освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Аналитическая химия и физикохимические методы анализа» является формирование у студентов навыков проведения качественного и количественного анализа сырья и готовой продукции с целью установления их качества.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 240700. Биотехнология дисциплина «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» относится к базовой части математического и естественнонаучного цикла.
Дисциплина базируется на знаниях, имеющихся у студентов при получении среднего (полного) общего или среднего профессионального образования для направления подготовки бакалавриата.
Для качественного усвоения дисциплины студент должен:
– знать: основные количественные законы химии (закон сохранения, закон эквивалентных отношений и т.п.); теорию химического равновесия в гомогенных и гетерогенных системах, в растворах комплексных соединений;
теорию окислительно-восстановительных процессов; суть периодического закона Д.И. Менделеева и закономерности изменения химических свойств и реакционной способности веществ; строение атома и молекулы; теорию взаимодействия вещества с электромагнитным излучением; законы поглощения и испускания световой энергии; теорию электрохимических процессов; законы электролиза; законы Ома; теорию электродных потенциалов;
– уметь: проводить вычисления по уравнениям химических реакций, построение графиков; пользоваться химической посудой.
Дисциплина «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» является базовой для изучения следующих дисциплин: пищевая химия, контроль качества биотехнологических производств и др.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе изучения дисциплины Дисциплина «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» направлена на формирование у студентов профессиональных компетенций: «владеть основными методами и приемами проведения экспериментальных исследований в своей профессиональной области; способен проводить стандартные и сертификационные испытания сырья, готовой продукции и технологических процессов» (ПК-7); «осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров биотехнологических процессов, свойств сырья и продукции» (ПК-15).
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
основные теоретические положения, лежащие в основе химических (титриметрических, гравиметрических) и физико-химических (хроматографических, электрохимических, оптических) методов идентификации и определения веществ;
природу и сущность явлений, процессов в различных химических системах, лежащих в основе химических и физико-химических методов анализа;
специфичность аналитического сигнала и особенности его измерения в различных методах анализа;
– основы химических методов качественного и количественного анализа (титриметрии и гравиметрии) - специфические реакции, действия групповых реагентов по кислотно-основной классификации, рабочие растворы, определяемые вещества, индикаторы, кривые титрования, стадии гравиметрического определения;
– основы физико-химических методов анализа:
а) оптических (эмиссионный спектральный анализ, методы атомной и молекулярной абсорбционной спектроскопии и др.);
б) хроматографических (методы ионообменной хроматографиии, газожидкостной хроматографии и др.);
в) электрохимических методов анализа (вольтамперометрических, потенциометрических, электрогравиметрических и др.);
– основные принципы и методы идентификации химических соединений химическими и физико-химическими методами;
– основные положения учета погрешностей на всех стадиях выполнения анализа и расчета результатов анализа с учетом метрологических характеристик;
– основные положения, лежащие в основе выбора метода анализа и схемы анализа.
выполнять качественный и количественный анализ химическими и физико-химическими методами на основе измерения величины аналитического сигнала;
выполнять анализ некоторых промышленных и природных объектов на основе самостоятельного выбора схемы анализа и методики его проведения;
оформлять результаты анализа с учетом метрологических характеристик проводить расчеты концентраций растворов различных соединений;
определять изменения концентраций растворов при протекании химических реакций;
проводить очистку веществ в лабораторных условиях.
навыками работы на различных аналитических установках и приборах;
навыками выполнения химических лабораторных операций;
навыками приготовления растворов заданной концентрации различными способами (по точной навеске, из стандарт-титра, разбавлением);
навыками расчета результатов анализа;
– навыками расчета метрологических характеристик результатов анализа.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов, из них аудиторная работа – 90 ч., самостоятельная работа – 90 ч.
п/п Предмет и задачи аналитической химии.
Введение. Предмет и задачи аналитической химии. Основные понятия аналитической химии: аналитический сигнал, его источники и методы регистрации; аналитическая реакция (чувствительность и избирательность).
Классификация методов анализа по источнику анализируемой пробы. Основные стадии анализа объекта: пробоотбор (понятие о представительной пробе), пробоподготовка (консервация, озоление, растворение, концентрирование, разведение), выбор метода анализа, проведение анализа, обработка результата анализа.
Качественные реакции катионов.
Основы качественного анализа.
Основные принципы качественного анализа.
Химические методы (пробирочные, капельные); макро-, микро-, полумикроанализ.
Аналитические реакции, способы и условия выполнения аналитической реакции. Дробный и систематический анализ. Классификация ионов по группам. Групповые реагенты.
Методы маскирования.
Качественные реакции анионов.
ЛЗ Т ТК УО
Количественный анализ. Погрешности количественного анализа.Классификация погрешностей по способу выражения (относительные и абсолютные) и по природе (систематические и случайные).
Правильность анализа, классификация систематических погрешностей, методы их выявления и устранения. Воспроизводимость характеризующие воспроизводимость (стандартное отклонение, доверительный интервал, доверительная вероятность). Методы выявления грубого промаха. Точность анализа воспроизводимости. Рациональные правила вычисления и статистическая обработка результатов определений согласно правилам Статистическая обработка результатов
ЛЗ Т ТК УО
анализа.Гравиметрический анализ Сущность и аналитические характеристики гравиметрического метода анализа. Методы осаждения и отгонки. Основные стадии метода осаждения и их характеристика. Осаждаемая и весовая формы, требования к ним. Процессы, Применение органических соединений в гравиметрии. Вычисления в гравиметрии.
Достоинства и недостатки метода.
Определение содержания влаги в пищевых
ЛЗ Т ТК УО
Основы титриметрического анализа.Требования к реакциям, используемым в титриметрии. Типы рабочих растворов, способы выражения их концентрации. Точка эквивалентности, способы ее определения.
титриметрических методов по способу Аналитические характеристики, достоинства и недостатки метода.
Метод нейтрализации. Теоретические основы метода. Определение точки эквивалентности.
Различные случаи кривых титрования:
оснований, кислых и гидролизующихся солей.
Теория кислотно-основных индикаторов.
Интервал перехода индикатора. Выбор индикатора. Практическое применение метода нейтрализации.
10. Определение содержания влаги в пищевых ЛЗ Т
ТК УО
ЛЗ Т РК ПО
12. Титриметрический анализ.титрования.
Комплексы ионов металлов с комплексонами:
Металлохромовые индикаторы и принцип их буферных растворов) и область применения комплексонометрии.
Метод редоксметрии. Классификация методов. Рабочие растворы и их установочные редоксметрии. Крахмал как индикатор иодометрии. Условия выполнения и область применения редоксметрии.
Аргентометрия, тиоцианатометрия. Кривые осадительного титрования. Принцип действия индикаторов. Условия выполнения и область применения осадительного титрования.
ЛЗ Т ТК УО
щавелевой кислоте.14. Методы разделения и концентрирования.
концентрирования. Осаждение и соосаждение.
количественные характеристики. Скорость экстракции. Классификация экстракционных процессов. Практическое использование экстракции. Сорбция: механизм сорбции.
Сорбция на активированных углях, на органических и неорганических сорбентах.
Управляемая кристаллизация. Методы испарения.
ЛЗ Т ТК УО
ЛЗ Т ТК УО
17. Хроматографический анализ.Основные определения. Классификация хроматографических методов анализа: по распределения, форме проведения процесса.
хроматографии.
ЛЗ Т ТК УО
19. Обработка данных хроматографического анализа.Вид хроматограммы и ее характеристики.
хроматографический анализ. Основные узлы приборов. Распределительная хроматография и ее варианты. Применение метода.
20. Комплексонометрическое титрование.
ЛЗ Т ТК УО
Определение общей жесткости воды.определения концентрации.
Классификация ФХМА. Основные способы градуировочного графика, метод сравнения, метод добавок.
22. Окислительно-восстановительное титрование.
ЛЗ Т ТК УО
щавелевой кислоте.23. Спектроскопические методы анализа.
Абсорбционные и эмиссионные спектры.
Спектр поглощения. Спектральная полоса, ее основные характеристики, их использование в качественном и количественном анализе.
Классификация спектроскопических методов анализа (абсорбционные, эмиссионные, атомные, молекулярные и т.п.). Основные узлы спектральных приборов, их назначение и разновидности.
24. Окислительно-восстановительное титрование.
ЛЗ Т РК ПО
Определение железа (II) в соли Мора.
ЛЗ Т ТК УО
26. Молекулярная спектроскопия.Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера). Оптическая плотность и пропускание. Отклонения от закона БугераЛамберта-Бера. Пути их преодоления.
оптимальных условий фотометрирования оптического пути (выбор кюветы), интервал концентраций, выбор светофильтра). Закон аддитивности. Анализ многокомпонентных смесей. Спектрофотометрическое титрование.
Вид кривых титрования.
люминесценции. Применение люминесцентного анализа.
ЛЗ Т ТК УО
28. Атомная спектроскопия.теоретические основы (формула ЛомакинаШайбе), аппаратурное оформление, методы определения неизвестной концентрации (метод трех эталонов, метод постоянного графика, метод добавок), основные характеристики метода.
Фотометрия пламени: теоретические основы, определения неизвестной концентрации, основные характеристики.
29. Определение никеля методом осадочной ЛЗ Т
ТК УО
Классификация электрохимических методов анализа.
Природа возникновения электрохимического потенциала. Стандартный и равновесный Гальванический элемент. Классификация электродов по типу электродного процесса и по назначению.
31. Определение никеля методом осадочной ЛЗ Т
ТК УО
Методы прямой потенциометрии: рН-метрия, потенциометрического титрования: cущность, достоинства и недостатки.
33. Молекулярная абсорбционная спектроскопия.
ЛЗ Т ТК УО
градуировочного графика.34. Вольтамперометрические методы анализа.
Классическая полярография.
Принцип полярографического анализа.
Ртутный капающий электрод, его достоинства интерпретация отдельных ее участков.
Аналитические параметры кривой. Уравнение полярографической волны. Предельный ток диффузионный токи. Уравнение Ильковича.
полярографический анализ.
Современные разновидности полярографии.
Метод амперометрического титрования, его сущность и характеристика. Применение вольтамперометрии.
36. Кулонометрия.
Теоретические основы, классификация и краткая характеристика кулонометрических титрования.
Электрогенерация титранта. Обнаружение конечной точки титрования.
37. Определение показателя концентрации ЛЗ Т
ТК УО
Электрогравиметрия. Законы Фарадея.
Достоинства и недостатки метода.
Теоретические основы кондуктометрии.
Электропроводность растворов электролитов.
Возможности метода. Определение степени и константы диссоциации, произведения Кондуктометрическое титрование.
Примечание:
Условные обозначения:
Виды аудиторной работы: Л – лекция, ЛЗ – лабораторное занятие.
Формы проведения занятий: В – лекция-визуализация, П – проблемная лекция, Т – лекция/занятие, проводимое в традиционной форме.
Виды контроля: ВК – входной контроль, ТК – текущий контроль, РК – рубежный контроль, ТР – творческий рейтинг, ВыхК – выходной контроль.
Форма контроля: УО – устный опрос, ПО – письменный опрос, КЛ – конспект лекции, Э – экзамен;
Р- реферат.
Для успешной реализации образовательного процесса по дисциплине «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» и повышения его эффективности используются как традиционные педагогические технологии, так и методы активного обучения: лекция-визуализация, проблемная лекция, проблемное занятие, лабораторные работы профессиональной направленности.
Удельный вес занятий, проводимых с использованием активных и интерактивных методов обучения, в целом по дисциплине составляет 20 % аудиторных занятий (в ФГОС не менее 20 %).
6. Оценочные средства для проведения входного, рубежного 1. Основные классы неорганических соединений: оксиды, кислоты, основания, соли (средние, основные, кислые, двойные, смешанные, комплексные). Привести примеры, назвать. Написать структурные формулы.
2. Написать уравнения реакций ортофосфорной кислотой и гидроксида калия с образованием средней и кислых солей.
3. Сколько литров кислорода потребуется для сжигания 30л сероводорода, если продуктами реакции являются оксид серы (IV) и вода?
4. Понятие степени окисления. Рассчитать степень окисления серы в серной кислоте, в сульфиде калия.
5. Что такое электролитическая диссоциация? Написать уравнения диссоциации серной кислоты, гидроксида бария, сульфата алюминия.
6. Написать выражение константы диссоциации для гидроксида аммония и уксусной кислоты.
7. Способы выражения концентрации растворов.
8. Что такое водородный показатель? Рассчитать pH 0.01М раствора соляной кислоты и 0.1М раствора сероводородный кислоты.
9. Написать уравнения гидролиза карбоната натрия по ступеням.
10. Химические равновесие. Способы смещения равновесия.
11. Комплексные соединения. Пример. Указать комплексообразователь, лиганд, координационное число, внутреннюю и внешнюю сферу.
12. Буферные растворы. Определение, пример.
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях 1. Основные понятия аналитической химии. Аналитический сигнал, его источники и методы регистрации.
2. Классификация методов анализа по источнику аналитического сигнала, по величине анализируемой пробы.
3. Основные стадии анализа объекта: пробоотбор (понятие о представительной пробе), пробоподготовка (консервация, озоление, растворение, концентрирование, разведение), выбор метода анализа, проведение анализа, статистическая обработка результатов анализа.
4. Основные принципы качественного анализа. Химические методы (пробирочные, капельные и др.); макро-, микро-, полумикроанализ.
Аналитическая реакция, ее основные характеристики (чувствительность и избирательность).
5. Способы проведения и условия выполнения аналитических реакций.
6. Дробный и систематический анализ. Сущность и области применения.
7. Классификация ионов по группам, цель и виды. Кислотно-основная классификация катионов, классификация анионов. Групповые реагенты.
8. Классификация погрешностей анализа по способу выражения (относительные и абсолютные) и по природе возникновения (систематические и случайные).
9. Правильность анализа. Классификация систематических погрешностей, методы их выявления и устранения.
10. Воспроизводимость анализа. Оценка случайной погрешности.
Статистические параметры, характеризующие воспроизводимость (стандартное отклонение, доверительный интервал, доверительная вероятность).
11. Грубая погрешность. Методы выявления «промаха».
воспроизводимости. Рациональные правила вычисления и статистическая обработка результатов определений согласно правилам ИЮПАК.
13. Сущность и аналитические характеристики гравиметрического метода анализа. Методы выделения, отгонки, осаждения. Их краткая характеристика и примеры применения.
14. Основные стадии метода осаждения и их краткая характеристика.
15. Осаждаемая и весовая формы в гравиметрии, требования к ним.
Осадители, требования к осадителям. Применение органических соединений в гравиметрии.
16. Механизм осаждения. Теория осаждения Оствальда. Процессы, приводящие к загрязнению осадка. Оптимальные условия осаждения кристаллических и аморфных осадков.
17. Промывание осадков. Правила выбора промывной жидкости, расчет ее объема и концентрации.
18. Вычисления в гравиметрии: расчет величины навески, количества осадителя и промывной жидкости, вычисление результата анализа.
19. Достоинства и недостатки гравиметрического метода. Основные источники погрешностей при гравиметрическом анализе. Области применения метода.
1. Произведение растворимости (ПР). Правило произведения растворимости.
2. Активность. Коэффициент активности. Ионная сила раствора. Методы вычисления.
3. Произведение активности (ПА).
4. Условия образования и растворения осадков.
5. Вычисление растворимости из величины произведения растворимости.
6. Солевой эффект и высаливание.
7. Аналитические классификации катионов и анионов.
8. Рациональные правила вычисления и правила округления результатов.
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях 1. Сущность титриметрического метода анализа. Требования к реакциям, используемым в титриметрии.
2. Типы рабочих растворов, способы выражения их концентрации.
Правила приготовления рабочих растворов.
3. Точка эквивалентности, способы ее определения. Примеры различных способов определения точки эквивалентности в химических и физикохимических методах анализа.
4. Классификация титриметрических методов по способу титрования.
Расчеты в титриметрии.
5. Аналитические характеристики, достоинства и недостатки метода.
Основные источники погрешностей при титриметрическом анализе. Область применения метода.
6. Основные виды лабораторного оборудования, используемого в титриметрии, их назначение и правила использования.
7. Сущность и практическое применение метода нейтрализации.
Теоретические основы метода. Рабочие растворы, особенности их приготовления и стандартизации. Определение точки эквивалентности.
8. Теория кислотно-основных индикаторов. Интервал перехода окраски индикатора, показатель титрования. Кривые кислотно-основного титрования и выбор индикатора.
9. Общая характеристика комплексонометрии. Структура комплексных соединений. Виды комплексонометрического титрования, их применение на практике.
10. Сущность метода комплексонометрического титрования. Комплексы ионов металлов с комплексонами: состав, структура, устойчивость. Условия выполнения (роль буферных растворов) и область применения комплексонометрии.
11. Металлохромовые индикаторы в комплексонометрии, принцип их действия.
12. Сущность метода окислительно-восстановительного титрования.
Классификация методов.
13. Сущность перманганатометрии. Рабочие растворы, особенности их приготовления и стандартизации. Определение точки эквивалентности.
Условия выполнения и область применения перманганатометрии.
14. Сущность иодометрии. Рабочие растворы, особенности их приготовления и стандартизации. Определение точки эквивалентности.
Крахмал как индикатор иодометрии. Условия выполнения и область применения иодометрии.
1. Протолитическая теория кислот и оснований.
2. Кислотно-основные свойства растворителей, нивелирующее и дифференцирующее действие.
3. Автопротолиз, водородный и гидроксильный показатели (рН и рОН).
4. Вычисление [Н+] и рН в водных растворах сильных и слабых кислот и оснований и гидролизующихся солей.
5. Буферные растворы, состав, свойства, буферная емкость. Вычисление рН буферных растворов.
6. Общая характеристика комплексных соединений.
7. Константы устойчивости и нестойкости комплексных ионов.
8. Внутрикомплексные соединения.
9. Стандартные и реальные окислительно-восстановительные потенциалы. Уравнение Нернста.
10. Важнейшие окислители и восстановители.
11. Равновесия в гомогенных и гетерогенных системах. Протолитические, окислительно-восстановительные равновесия, равновесие в системе осадокраствор.
12. Специфические индикаторы.
13. Построение теоретической кривой кислотно-основного титрования.
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях 1. Природа возникновения электрохимического потенциала. Стандартный и равновесный потенциалы. Уравнение Нернста. Измерение равновесного потенциала.
2. Классификация электродов по типу электродного процесса и по назначению. Требования к индикаторным электродам и электродам сравнения.
Важнейшие электроды: устройство и принцип действия.
3. Индикаторные электроды. Основные характеристики электрода (интервал выполнения электродной функции, угловой наклон, коэффициент селективности, дрейф потенциала, срок службы).
4. Методы прямой потенциометрии: рН-метрия, ионометрия.
Используемые индикаторные электроды. Способы определения неизвестной концентрации.
5. Метод потенциометрического титрования: cущность, достоинства и недостатки. Применение метода. Виды кривых титрования, способы определения точки эквивалентности.
6. Электрогравиметрический метод анализа. Законы Фарадея.
Достоинства и недостатки метода. Примеры применения.
7. Теоретические основы кулонометрического метода анализа. Законы электролиза Фарадея. Классификация и краткая характеристика кулонометрических методов.
8. Способы определения количества электричества. Медный, серебряный, водородно-кислородный кулонометры.
9. Особенности кулонометрического титрования. Важнейшие электрогенерируемые титранты. Обнаружение конечной точки титрования.
Возможности, достоинства и применение метода.
10. Сущность полярографического анализа. Ртутный капающий электрод, его достоинства и недостатки.
11. Вид вольтамперной кривой, интерпретация отдельных ее участков.
Аналитические параметры кривой.
12. Уравнение полярографической волны. Предельный ток в полярографии. Миграционный и диффузионный токи, природа возникновения и способы увеличения аналитического сигнала.
13. Качественный и количественный полярографический анализ. Анализ многокомпонентных систем.
14. Метод амперометрического титрования, его сущность и характеристика. Возможности, достоинства и ограничения метода.
15. Теоретические основы кондуктометрии. Электропроводность растворов электролитов. Возможности метода прямой кондуктометрии.
Кондуктометрическое титрование.
16. Спектральная полоса, ее основные характеристики, их использование в качественном и количественном анализе.
17. Классификация спектральных методов анализа (абсорбционные, эмиссионные, атомные, молекулярные и т.п.). Примеры и возможности методов.
18. Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера).
Оптическая плотность и пропускание.
19. Отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бера истинные и кажущиеся.
Пути их преодоления.
20. Способы определения неизвестной концентрации в фотометрическом анализе. Условия применимости.
21. Принципиальная оптическая схема фотоколориметра КФК-2. Краткая характеристика основных узлов.
22. Подбор оптимальных условий фотометрирования (интервал оптических плотностей, длина оптического пути (выбор кюветы), интервал концентраций, выбор светофильтра).
многокомпонентных смесей при различных случаях перекрывания спектров.
24. Спектрофотометрическое титрование. Вид кривых титрования.
Возможности и ограничения метода. Примеры применения.
25. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Особенности аппаратурного оформления. Принцип действия лампы с полым катодом. Способы атомизации пробы. Способы определения неизвестной концентрации. Возможности метода.
26. Фотометрия пламени: теоретические основы, характеристика процессов, протекающих в пламени. Аппаратурное оформление. Методы определения неизвестной концентрации, основные аналитические характеристики метода.
27. Характеристики и закономерности люминесценции. Аппаратура люминесцентного анализа. Возможности и применение метода.
28. Сущность разделения и концентрирования. Условия применения и ограничения.
29. Количественные характеристики разделения и концентрирования.
30. Сущность экстракции. Основные количественные характеристики.
Практическое использование экстракции.
31. Сущность хроматографического анализа. Виды хроматограмм:
внутренняя, фронтальная, элюэнтная. вытеснительная.
32. Классификация хроматографических методов анализа: по агрегатному состоянию фаз, механизму распределения, форме проведения процесса.
Примеры применения.
33. Сущность и применение метода газо-жидкостной хроматографии. Вид хроматограммы и ее характеристики.
34. Основы качественного и количественного хроматографического анализа.
35. Основные узлы хроматографических приборов, их виды и краткая характеристика.
36. Распределительная хроматография и ее варианты. Применение метода. Идентификация и количественное определение веществ.
37. Особенности метода высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Возможности и применение метода ВЭЖХ.
1. Спектр поглощения. Спектральная полоса, ее основные характеристики, их использование в качественном и количественном анализе.
2. Сущность и достоинства производной спектрофотометрии.
3. Сорбция на активированных углях, на ионообменных и хелатообразующих органических и неорганических сорбентах.
4. Сущность метода газо-жидкостной хроматографии.
5. Способы получения хроматограмм (элюентная, вытеснительная, фронтальная).
6. Кинетическая теория хроматографии. Теория теоретических тарелок.
7. Особенности метода высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Конструкционные особенности приборов ВЭЖХ.
8. Распределительная хроматография и ее варианты. Применение метода.
9. Применение физико-химических методов анализа в контроле качества сырья и готовой пищевой продукции.
1. Предмет и задачи аналитической химии. Значение аналитической химии для технологии пищевых производств и биотехнологии, ее связь с другими науками.
2. Качественный и количественный анализ. Основные методы идентификации химических элементов, их определения, разделения и концентрирования.
3. Классификация методов анализа: по задачам определения (изотопный, элементный, функциональный, молекулярный, фазовый); по свойствам вещества, используемого в анализе (химические, физико-химические, физические методы); по количеству анализируемого вещества.
4. Обратимые и необратимые процессы. Химическое равновесие в гомогенных системах. Закон действующих масс. Константа равновесия.
Факторы, влияющие на величину константы равновесия.
5. Электролитическая диссоциация. Константа и степень диссоциации слабого электролита. Влияние различных факторов на степень диссоциации.
Закон разбавления Оствальда.
6. Равновесие в растворах сильных электролитов. Теория ДебаяХюккеля. Активность, коэффициент активности, ионная сила раствора.
7. Теории кислот и оснований Аррениуса и Бренстеда-Лоури.
Протолитические равновесия и протолитические свойства молекул и ионов.
8. Автопротолиз. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели, связь между ними для водных растворов протолитов.
9. Вычисление рН в водных растворах сильных и слабых кислот и оснований.
10. Гидролиз солей. Способы усиления и подавления гидролиза. Расчет рН в растворах гидролизующихся солей.
11. Буферные растворы, их значение в аналитической химии. Расчет рН буферных систем различных типов.
12. Равновесие в гетерогенной системе (осадок малорастворимого электролита-насыщенный раствор). Произведение растворимости и произведение активностей ионов.
13. Влияние различных факторов на растворимость малорастворимого электролита. Действие одноименных ионов. Солевой эффект.
14. Условия образования и растворения осадков. Расчет растворимости веществ по величине ПР.
15. Комплексные соединения, их использование в аналитической химии.
Константы устойчивости и нестойкости комплексов.
16. Внутрикомплексные соединения, их особенности. Комплексоны, их использование в анализе.
17. Равновесие окислительно-восстановительных процессов, их направление. Связь константы равновесия с окислительно-восстановительным потенциалом системы.
18. Стандартные и реальные окислительно-восстановительные потенциалы редокс пар. Уравнение Нернста. Факторы, влияющие на окислительно-восстановительный потенциал.
19. Качественный химический анализ. Аналитическая реакция, аналитический сигнал, обнаруживаемый минимум и минимальная концентрация, специфичность и селективность реакции. Требования, предъявляемые к аналитическим реакциям.
20. Дробный и систематический анализ. Групповые реагенты.
Классификация катионов и анионов по аналитическим группам.
21. Физико-химические методы качественного анализа: эмиссионный спектральный анализ, полярография.
22. Погрешности количественного анализа, их классификация, причины возникновения и способы устранения. Правильность и воспроизводимость результатов анализа.
23. Статистическая обработка результатов анализа. Основные понятия и формулы для расчета.
24. Сущность гравиметрического метода анализа, варианты гравиметрии.
Достоинства и недостатки метода, области применения.
25. Основные этапы гравиметрического анализа и их краткая характеристика.
26. Осадительная и весовая формы в гравиметрическом анализе и требования, предъявляемые к ним. Осадители. Причины загрязнения осадков и способы их устранения.
27. Оптимальные условия осаждения кристаллических и аморфных осадков. Гравиметрический фактор. Расчеты в гравиметрии.
28. Титриметрический анализ. Его сущность, требования, предъявляемые к реакциям, используемым в титриметрии. Достоинства и недостатки метода, области его применения.
29. Классификация методов титриметрического анализа по типу химической реакции, порядку добавления реагентов, способу установления точки эквивалентности, способу взятия пробы.
30. Рабочие растворы в титриметрии. Первичные и вторичные стандарты, требования, предъявляемые к ним.
31. Способы выражения концентрации в титриметрии: нормальность, титр, титр по определяемому веществу. Расчеты в титриметрии.
32. Кривые титрования, способы их построения и назначение. Точка эквивалентности и точка конца титрования.
33. Кислотно-основное титрование, разновидности метода. Рабочие растворы, способы их приготовления и стандартизации.
34. Кислотно-основные индикаторы, принципы их действия. Интервал перехода окраски и рТ индикатора. Выбор индикатора.
35. Кривые титрования в методе нейтрализации, принципы их построения и назначение.
36. Методы осадительного титрования, их классификация. Требования к реакциям, используемым в осадительном титровании.
37. Рабочие растворы методов аргентометрии и тиоцианатометрии.
Методы определения галогенид-ионов по Мору, Фольгарду, Фаянсу.
38. Сущность метода комплексонометрического титрования, его разновидности. Рабочие растворы и способы фиксирования точки эквивалентности. Применение комплексонометрии.
39. Комплексоны и их применение в анализе. ЭДТА, его строение, состав комплексов с катионами различного заряда, молярная масса эквивалента.
40. Индикаторы метода комплексонометрии, принцип их действия.
41. Сущность метода окислительно-восстановительного титрования, его разновидности. Рабочие растворы, их стандартизация. Область применения метода.
42. Перманганатометрия. Приготовление и стандартизация титранта, расчет молярной массы эквивалента. Особенности метода.
43. Метод иодометрического титрования. рабочие растворы, фиксирование точки эквивалентности, применение метода. Обратное и заместительное титрование.
44. Общая характеристика физико-химических методов анализа.
Основные приемы определения концентрации веществ.
45. Общая классификация физико-химических методов анализа.
Достоинства и недостатки ФХМА.
46. Общая характеристика оптических методов анализа, их классификация. Методы, основанные на эмиссии, абсорбции, рассеянии и преломлении света.
47. Эмиссионный спектральный анализ. Способы атомизации и возбуждения вещества. Линейчатый спектр, его характеристика. Качественный и количественный анализ. Аналитические возможности метода.
48. Метод фотометрии пламени. Принципиальная схема приборов, аналитические возможности метода.
49. Люминисцентный метод анализа. Способы возбуждения молекул, разновидности метода. Преимущества, недостатки, область применения метода.
50. Абсорбционный спектральный анализ. Закон Бугера-Ламберта-Бера.
Пропускание. Оптическая плотность раствора, молярный коэффициент светопоглощения (понятие и физический смысл).
51. Фотометрический метод анализа. Теоретические основы метода и практическое использование. Приборы фотометрического анализа. Факторы, определяющие величину оптической плотности раствора.
52. Сущность метода фотометрического титрования. Оптимальные условия фотометрирования. Вид кривых титрования, определение точки эквивалентности. Аналитические характеристики метода.
53. Особенности фотометрического метода анализа, его отличия от фотометрии. Конструкционные особенности приборов. Спектр поглощения вещества. Анализ многокомпонентных систем.
54. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Источник излучения и способ атомизации веществ. Возможности и практическое использование метода.
55. Сущность рефрактометрического анализа. Показатель преломления и факторы, влияющие на его величину. Применение рефрактометрии.
56. Электрогравиметрический метод анализа. Законы Фарадея.
Достоинства и недостатки метода.
57. Теоретические основы кулонометрического метода анализа.
Классификация и краткая характеристика кулонометрических методов.
Особенности кулонометрического титрования.
58. Теоретические основы потенциометрии. Стандартный и реальный электродный потенциал. Уравнение Нернста. Разновидности потенциометрического анализа.
59. Классификация электродов в потенциометрии по роду и назначению.
Краткая характеристика методов рН-метрии и потенциометрического титрования.
60. Принцип полярографического анализа. Ртутный капающий электрод, его достоинства и недостатки. Качественный и количественный полярографический анализ.
61. Вольтамперная кривая, интерпретация отдельных ее участков.
Аналитические параметры кривой. Уравнение полярографической волны.
62. Предельный ток в полярографии. Миграционный и диффузионный токи. Уравнение Ильковича.
63. Теоретические основы кондуктометрии. Электропроводность растворов электролитов. Возможности метода.
64. Классификация хроматографических методов анализа: по агрегатному состоянию фаз, механизму распределения, форме проведения процесса.
65. Сущность метода газо-жидкостной хроматографии. Вид хроматограммы и ее характеристики. Основные узлы приборов.
66. Распределительная хроматография и ее варианты. Применение метода.
67. Особенности метода высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Конструкционные особенности приборов.
1. Аналитическая служба. Значение и области использования химического анализа.
2. Методы определения белков в пищевых продуктах.
3. Методы определения витаминов в пищевых продуктах.
4. Вольтамперометрический метод исследования пищевых продуктов.
5. Нефелометрия, турбидиметрия в анализе пищевых продуктов.
6. Кондуктометрический метод анализа.
7. Методы анализа хлебобулочной продукции.
8. Титриметрический метод анализа и его применение в пищевой промышленности.
9. Полярография.
10. Хроматографические методы в биотехнологии.
11. Методы определения аминокислот в пищевых продуктах.
12. Применение оптических методов анализа в контроле качества сырья и готовой продукции.
13. Хроматография и её применение в контроле качества сырья и готовой продукции.
14. Люминесцентный метод анализа.
биотехнологических процессов.
16. Атомно-адсорбционная спектроскопия.
17. Методы определения углеводов в кондитерской и хлебобулочной продукции.
18. Методы определения содержания жира в кондитерской и хлебобулочной продукции.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература (библиотека СГАУ) 1. Аналитическая химия: в 3 т. Т. 1. Методы идентификации и определения веществ / ред. Л. Н. Москвин. - М. : Академия, 2008. - 576 с. Высшее проф. образование. Естественные науки). - ISBN 978-5-7695-3954- 2. Аналитическая химия: в 3 т. Т. 2. Методы разделения веществ и гибридных методов анализа / ред. Л. Н. Москвин. - М. : Академия, 2008. - 304 с.
- (Высшее проф. образование. Естественные науки). - ISBN 978-5-7695-3956- 3. Аналитическая химия : в 3 т. Т. 3. Химический анализ / ред. Л. Н.
Москвин. - М. : Академия, 2010. - 368 с. - (Высшее проф. образование.
Естественные науки). - ISBN 978-5-7695-3957- 4. Тикунова, И.В. Практикум по аналитической химии и физикохимическим методам анализа : учебное пособие / И. В. Тикунова, Н. А.
Шаповалов, А. И. Артеменко. - М. : Высш. шк., 2006. - 208 с. : ил. - ISBN 5-06Васильев, В.П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 1:
Титриметрические и гравиметрический методы анализа : учебник для студентов вузов, обучающихся по химико-технологическим специальностям / В. П. Васильев. - 5-е издание, стереотипное. - М. : Дрофа, 2005. - 366 с. : ил. ISBN 5-7107-9657- 6. Васильев, В.П. Аналитическая химия. Лабораторный практикум [Текст] : пособие для вузов / В. П. Васильев, Р. П. Морозова, Л. А. Кочергина. М. : Дрофа, 2004. - 416 с. : ил. - ISBN 5-7107-6071- б) дополнительная литература 1. Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии. Кн. 1. Общие вопросы.
Методы разделения / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др.- М.:
Высшая школа, 2004. – 359 с. ISBN 5-06-004732-6, 5-06-004735- 2. Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии. Кн. 2. Методы химического анализа / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др.- М.:
Высшая школа, 2004. – 500 с. ISBN 5-06-004734-2, 5-06-004735- 3. Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии: Задачи и вопросы / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др.- М.: Высшая школа, 2004. – 412 с. ISBN: 5-06-004029-1.
4. Лурье,Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье.- М.:
Химия, 1989. – 448с. ISBN 5-7245-0000- 5. Коростелев, П.П. Лабораторная техника химического анализа / П.П.
Коростелев.- М.: Химия, 1981. - 312 с.
6. Дорохова, Е.Н. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа / Е.Н. Дорохова, Г.В. Прохорова.- М.: Высшая школа, 1991. – 256с.
7. Клещев, Н.Ф. Задачник по аналитической химии / Н.Ф. Клещев, Е.А.
Алферов, Н.В. Базалей и др.- М.: Химия, 1993. – 224с.
8. Алесковский, В.Б. Физико-химические методы анализа. Практическое руководство / В.Б. Алесковский, В.В. Бардин, М.И. Булатов и др.- Л.: Химия, 1988. - 376 с.
9. Пилипенко, А.Т. Аналитическая химия. Кн.1. / А.Т. Пилипенко, И.В.
Пятницкий.- М.: Химия,- 1990. – 846с ISBN 5-7205-0507-Х 10. Пилипенко, А.Т. Аналитическая химия. Кн.2. / А.Т. Пилипенко, И.В.
Пятницкий.- М.: Химия,- 1990. – 841с.ISBN 5-7205-0751-Х 11. Дорохова, Е.Н. Задачи и вопросы по аналитической химии / Е.Н.
Дорохова, Г.В. Прохорова.- М.: Мир, 2001. -267с. ISBN: 5-03-003358- 12. Булатов, М.И. Практическое руководство по фотоколориметрическим методам анализа / М.И. Булатов, И.П. Калинкин.- Л.: Химия, - 1986. – 432с.
в) базы данных, информационно-справочные системы, поисковые системы Rambler, Yandex, Google:
Электронная библиотека СГАУ - http://library.sgau.ru Научная электронная библиотека - http://elibrary.ru Химическая библиотека / аналитическая химия http://www.fptl.ru/biblioteka/analiticheskaya-himiya.html Электронная библиотека / Аналитическая химия http://himgos.ru/biblioteka/analytic.php Электронная библиотека учебных материалов по химии http://www.chem.msu.su/rus/teaching/analyt/welcome.html Новая электронная библиотека http://www.newlibrary.ru/genre/nauka/himija/analiticheskaja_himija Электронная научная библиотека / Аналитическая химия http://scilance.com/library/discipline/60300/books/ 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для проведения занятия используется следующее материальнотехническое обеспечение:
химические реактивы и посуда;
лабораторные приборы и оборудование;
комплект мультимедийного оборудования.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 240700. Биотехнология.
«