1. Введение

Аналитическая химия

направление «Химия»

Кафедра неорганической химии

Факультет физико-математических и естественных наук

Обязательный курс

Объем учебной нагрузки: 140 час. – лекции, 263 час. – лабораторные работы.

Содержание курса

Тема 1. Введение.

Предмет аналитической химии, её структура. Виды анализа. Классификация методов анализа. Основные этапы развития аналитической химии. Современное состояние и тенденции развития аналитической химии. Аналитические признаки веществ и аналитические реакции. Характеристика чувствительности аналитических реакций. Метрологические основы химического анализа. Классификация погрешностей анализа. Правильность и воспроизводимость результатов анализа. Математико-статистическая обработка результатов анализа. Пробоотбор и пробоподготовка.

Тема 2. Методы разделения и концентрирования. Осаждение и экстракция.

Выбор методов разделения и концентрирования; сочетание их с методами определения; гибридные методы. Основные количественные характеристики методов разделения и концентрирования.

Применение неорганических и органических реагентов для осаждения. Теоретические основы экстракции. Закон распределения. Классификация экстракционных процессов. Типы экстракционных систем. Условия экстракции неорганических и органических соединений. Реэкстракция. Разделение элементов методом экстракции.

Тема 3. Теоретические основы аналитической химии.

Некоторые положения теории растворов электролитов. Сильные и слабые электролиты. Общие и равновесные концентрации и активность ионов в растворе. Вычисление рН водных растворов сильных кислот, сильных оснований и их смесей.

Применение закона действующих масс в аналитической химии. Основные типы аналитических реакций. Термодинамические, концентрационные и условные константы химического равновесия. Вычисление констант равновесия различных типов аналитических реакций.

Гетерогенные равновесия в системе осадок - насыщенный раствор малорастворимого электролита и их роль в аналитической химии. Способы выражения растворимости малорастворимых соединений. Термодинамическое, концентрационное и условное произведение растворимости малорастворимого сильного электролита. Условие образования и растворения осадков малорастворимых сильных электролитов. Дробное осаждение и дробное растворение осадков. Перевод одних малорастворимых электролитов в другие. Влияние индифферентных сильных электролитов и электролитов с одноимённым ионом на растворимость малорастворимых сильных электролитов.

Кислотно-основные равновесия и их роль в аналитической химии. Протолитическая теория кислот и оснований. Протолитические равновесия в водных растворах слабых кислот, оснований и солей. Константы кислотности и основности. Вычисление значений рН водных растворов слабых кислот, слабых оснований, амфолитов и солей. Буферные системы. Буферная ёмкость. Вычисление значений рН буферных растворов; Использование буферных систем в анализе.

Окислительно-восстановительные равновесия и их роль в аналитической химии. Стандартные, реальные и формальные редокс-потенциалы. Вычисление редокс-потенциалов систем, включающих слабые электролиты, малорастворимые соединения, комплексные ионы, ионы водорода и гидроксогруппы. Потенциал окислительно-восстановительной реакции. Направление и глубина протекания окислительно-восстановительной реакции.

Координационные соединения и их роль в аналитической химии. Типы координационных соединений, применяемых в аналитической химии. Равновесия в растворах координационных_соединений. Ступенчатые и общие константы образования комплексных ионов. Влияние различных факторов на процессы комплексообразования и устойчивость комплексных ионов в растворах. Вычисление равновесных концентраций комплексных ионов в водных растворах координационных соединений.

Применение органических реагентов в аналитической химии. Реакции, основанные на образовании координационных соединений металлов, и их использование в качественном и количественном анализе. Использование органических соединений в качестве индикаторов в титриметрических методах количественного анализа.

Тема 4. Качественный химический анализ.

Классификация методов качественного анализа (дробный и систематический, макро-, полумикро-, микро-, ультрамикроанализ). Аналитические реакции и реагенты, используемые в качественном анализе (специфические, селективные, групповые).Кислотно-основная классификация катионов по группам. Систематический анализ катионов по кислотно-основному методу. Аналитические реакции катионов различных аналитических групп. Качественный анализ анионов. Аналитическая классификация анионов по группам. Методы анализа смесей анионов различных аналитических групп. Качественный анализ солей и сплавов.

Тема 5. Гравиметрический анализ.

Основные понятия и классификация методов гравиметрического анализа (метод осаждения, метод отгонки, метод выделения, термогравиметрический и электрогравиметрический анализ). Основные этапы гравиметрического определения по методу осаждения. Осаждаемая и гравиметрическая формы; требования, предъявляемые к этим формам. Понятие о механизме образования осадков. Условия образования кристаллических и аморфных осадков. Гравиметрическое определение сульфатов, никеля и железа методом осаждения, свинца и меди электрогравиметрическим методом.

Тема 6. Титриметрический анализ.

Основные понятия и классификация методов титриметрического анализа. Основные этапы титриметрического определения. Расчеты в титриметрии.

Кислотно-основное титрование. Индикаторы. Выбор индикаторов. Погрешности кислотно-основного титрования. Кривые титрования в кислотно-основном методе. Построение и анализ. Окислительно-восстановительное титрование. Индикаторы. Индикаторные погрешности. Построение кривых окислительно-восстановительного титрования и их анализ. Методы окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия. Иодометрия. Иодиметрия. Броматометрия. Бромометрия. Дихроматометрия. Методы осадительного титрования. Классификация методов. Виды осадительного титрования. Индикаторы в методе осаждения. Кривые осадительного титрования (расчет, построение, анализ). Погрешности осадительного титрования. Классификация методов комплексиметрического титрования. Комплексонометрическое титрование. Индикаторы в методе комплексонометрии. Кривые титрования (расчет, построение, анализ). Влияние различных факторов на скачок титрования.

Тема 7. Спектральные методы анализа.

Методы атомного спектрального анализа. Атомно-адсорбционная спектроскопия. Атомно-эмиссионная спектроскопия. Методы молекулярного спектрального анализа. Фотометрические методы анализа. Колориметрия, фотоэлектроколориметрия, спектрофотометрия. Применение в аналитической химии. Флуориметрия.

Тема 8.
Электрохимические методы.

Ионометрия. Ионоселективные электроды. Применение. Методы потенциометрического титрования. Кривые потенциометрического титрования. Применение потенциометрии в количественном анализе. Полярография (вольтамперометрия). Общие понятия, принципы метода. Качественный и количественный полярографический анализ. Методы количественного анализа, условия проведения. Амперометрическое титрование. Сущность метода; кривые амперометрического титрования. Биамперометрическое титрование. Кулонометрический анализ. Прямая кулонометрия и кулонометрическое титрование.

Хроматографические методы анализа. Экстракционные методы в количественном анализе.

Перечень лабораторных работ

Качественный анализ

1. Правила работы и техника безопасности в аналитической лаборатории. Аналитические реакции. Кислотно-основная классификация катионов.

2. Аналитические реакции катионов I аналитической группы.

3. Анализ смеси катионов I аналитической группы.

4. Аналитические реакции катионов II аналитической группы.

5. Аналитические реакции катионов III аналитической группы.

6. Анализ смеси катионов I – III аналитических групп.

7. Аналитические реакции катионов IV аналитической группы.

8. Аналитические реакции катионов V аналитической группы.

9. Аналитические реакции катионов VI аналитической группы.

10. Применение экстракции для обнаружения и разделения катионов VI аналитической группы.

11. Анализ смеси катионов IV – VI аналитических групп.

12. Аналитические реакции анионов I аналитической группы.

13. Аналитические реакции анионов II аналитической группы.

14. Аналитические реакции анионов III аналитической группы.

15. Анализ смеси анионов I-III аналитических групп.

16. Качественный анализ сухой соли.

17. Качественный анализ смеси солей.

Гравиметрический анализ

1. Определение массы серной кислоты в растворе.

2. Гравиметрическое определение никеля.

3. Электрогравиметрическое определение меди и свинца в латуни.

4. Гравиметрический анализ соли.

Титриметрический анализ

1. Калибровка мерной посуды.

2. Приготовление раствора хлороводородной кислоты. Стандартизация раствора хлороводородной кислоты. Определение временной жесткости воды.

3. Определение массы щелочи и карбоната натрия при их совместном присутствии.

4. Приготовление и стандартизация раствора перманганата калия. Определение массы железа(II) в растворе.

5. Приготовление и стандартизация раствора тиосульфата натрия.

6. Определение массы ионов меди(II) в растворе.

7. Определение массы ионов свинца(II) в растворе.

8. Приготовление раствора иода из фиксанала. Определение массы сульфид- и тиосульфат-ионов в растворе при их совместном присутствии.

9. Приготовление стандартного раствора бромата калия. Броматометрическое определение сурьмы(III).

10. Приготовление стандартного раствора NH4
CNS. Стандартизация раствора нитрата серебра. Определение бромид-ионов по методу Фольгарда.

11. Приготовление и стандартизация раствора ЭДТА. Определение кобальта(II) с мурексидом.

12. Определение общей жесткости воды.

13. Определение массы кальция и магния при их совместном присутствии.

Инструментальные методы анализа

1. Определение ионов алюминия, аммония, фтора, нитрат-ионов или ионов меди ионоселективными электродами.

2. Потенциометрическое титрование фосфорной кислоты.

3. Определение хлороводородной и уксусной кислот при их совместном присутствии.

4. Потенциометрическое определение железа(III) дихроматом калия после его восстановления в редукторе.

5. Потенциометрическое определение хлорид- и иодид-ионов при их совместном присутствии.

6. Потенциометрическое определение железа(III) титрованием раствора комплексоном III.

7. Определение содержания сульфата натрия.

8. Фотоэлектроколориметрическое определение титана.

9. Определение смеси меди(II) и железа(III) методом ионообменной хроматографии с фотометрическим окончанием.

10. Дифференциальное фотоэлектроколориметр

ическое определение массы меди(II) в растворе.

11. Качественное полярографическое определение меди, кадмия, никеля, цинка или марганца.

Темы контрольных работ

1. Чувствительность аналитических реакций.

2. Растворы сильных электролитов. Расчет рН растворов сильных кислот и оснований.

3. Гетерогенное равновесие в системе осадок – насыщенный раствор малорастворимого сильного электролита.

4. Протолитическое равновесие в водных растворах слабых кислот, слабых оснований и солей.

5. Протолитическое равновесие в буферных системах.

6. Равновесия в окислительно-восстановительных системах.

7. Равновесия в растворах комплексных соединений.

8. Гравиметрический анализ.

9. Приготовление растворов точной концентрации в титриметрическом анализе.

10. Кислотно-основное титрование.

11. Окислительно-восстановительное титрование.

12. Осадительное и комплексонометрическое титрование.

13. Потенциометрия.

14. Оптические методы анализа.

Темы тестов

1. Аналитические реакции катионов I – Ш аналитических групп.

2. Аналитические реакции катионов IV-VI аналитических групп.

3. Аналитические реакции анионов I аналитической группы.

4. Аналитические реакции анионов II-III аналитических групп.

5. Гравиметрический анализ.

6. Кислотно-основное титрование.

7. Окислительно-восстановительное титрование.

8. Осадительное и комплексонометрическое титрование.

9. Потенциометрические методы анализа.

10. Оптические методы анализа

Темы коллоквиумов

1. Титриметрический анализ.

2. Электрохимические методы анализа, методы разделения.

Тематика курсовых работ

Качественное и количественное определение состава вещества.

Программа составлена

Линько И.В.,к.х.н.,доц.,

Рудницкой О.В., к.х.н., доц.,

кафедра неорганической химии,

факультет физико-математических

и естественных наук.

Балльно-рейтинговая система контроля успеваемости

студентов 2 курса специальности «Химия»

курс«Аналитическая химия»

I
семестр 2009-2010 уч.года

Баллы за семестр	Автоматическая оценка		Баллы за итоговый контроль знаний (экзамен)	Общая сумма баллов	Итоговая оценка
Баллы за семестр	Итоговая оценка	Дополнительные баллы	Баллы за итоговый контроль знаний (экзамен)	Общая сумма баллов	Итоговая оценка
78-80	5*	По 5 баллов за каждый свыше 76***	0-20**	86-100	5
69-77	4*	нет	0-20 0-20	86-97 69-85	5 4
51-68	3*	нет	0-20 0-20 0-20**	86-88 69-85 51-68	5 4 3
41-50	нет	нет	0-20 0-20 0-20	69-70 51-68 41-50	4* 3* 2
< 41	2	нет	нет	нет	2

*
ставится зачет, если он предусмотрен учебным планом;

**студент имеет право не проходить итоговый контроль знаний (экзамен);

***дополнительные баллы начисляются автоматически, если студент не проходит итоговый контроль: за 78 баллов, набранных в семестре, начисляется дополнительно 10 баллов (общая сумма баллов – 88); за 79 баллов – 15 баллов (общая сумма 94); за 80 баллов – 20 баллов (общая сумма 100)

Вид работы	Количество работ	Сумма баллов	Коэффициент пересчета	Общая сумма баллов с учетом коэффициента пересчета
Лабораторные работы (выполнение, отчет, защита)	19	136	0,294	40*
Контрольные работы и тесты	8 контр.работ, 4 теста	100	0,400	40**
Итого за семестр				80
Итоговая аттесттация		20	1	20

Итого 100 баллов

* студент должен выполнить все лабораторные работы и набрать не менее 20 баллов за семестр;

** студент должен набрать не менее 12 баллов за семестр.