Федеральное агентство по образованию
_________
ГОУВПО
«Воронежская государственная технологическая академия»
___________
Кафедра аналитической химии
Аналитическая химия
И физико-химические методы анализа
Программа курса, методические указания
К контрольным работам № 1, 2
и вопросы к экзамену
Для студентов, обучающихся по направлениям
Химическая технология высокомолекулярных
Соединений и полимерных материалов» (специальности 240501 – «Химическая технология высокомолекулярных
соединений», 240502 – «Технология переработки
полимеров»); 240100 – «Химическая технология и
биотехнология», 280200 – «Защита окружающей среды»
заочной формы обучения
Воронеж 2010
УДК 543.061
Аналитическая химия и физико-химические методы анализа [Текст]: программа курса, методические указания к контрольным работам № 1, 2 и вопросы к экзамену / Воронеж. гос. технол. акад.; сост. П. Т. Суханов, Т.А. Кучменко, С. П. Калинкина. – Воронеж: ВГТА, 2010. – 32 с.
Программа и контрольные задания разработаны в соответствии с требованиями ГОС ВПО подготовки бакалавров и инженеров по направлениям 240500 «Химическая технология высокомолекулярных соединений и полимерных материалов», (специальности 240501 – «Химическая технология высокомолекулярных соединений», 240502 – «Технология переработки полимеров»); 240100 – «Химическая технология и биотехнология»; 280200 – «Защита окружающей среды». Предназначены для закрепления теоретических знанией и получения расчетных навыков и умений при изучении курса аналитической химии и физико-химических методов анализа (цикл ЕН).
Составители: профессора П. Т. Суханов, Т. А. Кучменко,
доцент С. П. КалинкинА
Научный редактор профессор Т. А. Кучменко
Рецензент доцент А. И. Дмитренков
(Воронежская государственная лесотехническая академия)
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Воронежской государственной технологической академии
© Суханов П.Т.,
Кучменко Т.А.,
Калинкина С.П., 2010
© ГОУВПО «Воронежская
государственная
технологическая
академия», 2010
Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежской государственной технологической академии, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия академии запрещается.
Программа курса
Лекции
1. Аналитическая химия как наука. Основные понятия аналитической химии. Подготовка пробы к анализу. Средняя проба, отбор средней пробы.
Теории растворов электролитов. Ионная сила раствора. Применение закона действующих масс в аналитической химии. Кислотно-основные равновесия. Расчеты рН в растворах кислот, оснований, солей. Буферные растворы, применение в анализе. Буферная емкость. Равновесия в окислительно-восстанови-тельных, гетерогенных системах, в растворах комплексных соединений.
2. Качественный химический анализ. Качественный анализ катионов, анионов, органических веществ.
Количественный химический анализ. Гравиметрический анализ. Титриметрический анализ. Требования к реакциям в титриметрии. Стандартные вещества и титранты. Способы выражения концентраций растворов. Классификация титриметрических методов анализа. Приемы и способы титрования. Установление точки эквивалентности.
3. Кислотно-основное титрование (протолитометрия). Ацидиметрия. Алкалиметрия. Индикаторы метода, требования к ним. Кривые титрования в протолитометрии: расчет, построение, анализ. Выбор индикатора.
4. Окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия). Классификация редоксметодов. Фиксирование точки эквивалентности. Интервал изменения окраски редокс-индикаторов. Кривые титрования. Перманганатометрия. Иодометрия. Применение методов в анализе объектов окружающей среды и химических продуктов.
5. Комплексонометрия. Требования к реакциям. Металлохромные индикаторы. Применение в анализе объектов окружающей среды и химических продуктов.
Осадительное титрование. Сущность и классификация методов. Применение в анализе объектов окружающей среды и химических продуктов.
6. Физико-химические методы анализа. Классификация. Преимущества и ограничения.
Электрохимические методы анализа. Классификация методов. Прямые и косвенные методы. Потенциометрия. Прямая и косвенная потенциометрия. Кондуктометрия. Области применения. Применение методов в анализе объектов окружающей среды и химических продуктов.
7. Оптические методы анализа. Качественный и количественный анализ. Фотометрия пламени. Применение метода в анализе объектов окружающей среды и химических продуктов.
Молекулярный спектральный анализ в ультрафиолетовой и видимой областях. Природа электронных спектров поглощения неорганических и органических соединений. Законы светопоглощения. Молярный коэффициент светопоглощения.
Атомный абсорбционный метод анализа. Люминесцентный анализ. Другие оптические методы анализа: рефрактометрия, поляриметрия, турбидиметрия и нефелометрия. Применение методов в анализе объектов окружающей среды и химических продуктов.
8. Методы концентрирования и разделения. Хроматографические методы разделения. Классификация методов хроматографического разделения. Газовая хроматография. Высокоэфективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Хроматография на плоскости (на бумаге и в тонком слое). Ионообменная хроматография. Качественные и количественные характеристики в хроматографии на плоскости и в колонке. Применение методов в анализе объектов окружающей среды и химических продуктов.
Лабораторный практикум
280200, 10 ч, 4-й семестр
| Правила работы, техника безопасности в химических лабораториях. Химическая посуда. Приготовление и стандартизация раствора NaOH. Контрольная задача: определение массы CH3CООН в растворе [6, c. 52–59] | |
| Потенциометрия. Определение массы HCl в растворе [6, c. 259–262] | |
| Фотоэлектроколориметрия. Определение Cu2+ в водном растворе [6, c. 177–179] | |
| Хроматография на бумаге. Качественный анализ смеси катионов [6, c. 177–179]. |
240100 и 240502, 10 ч, 4-й семестр
| Правила работы, техника безопасности в химических лабораториях. Химическая посуда. Приготовление и стандартизация раствора NaOH. Контрольная задача: определение массы CH3CООН в растворе [6, c. 52–59] | |
| Перманганатометрия. Определение массы Fe2+ в растворе [6, c. 87–93] | |
| Комплексонометрия. Определение общей жесткости воды [6, c. 125–134] |
240100 и 240502, 10 ч, 5-й семестр
| Потенциометрия. Определение массы HCl в растворе [6, c. 259–262] | |
| Фотоэлектроколориметрия. Определение Cu2+ в водном растворе [6, c. 177–179] | |
| Хроматография на бумаге. Качественный анализ смеси катионов [6, c. 177–179] |
Методические указания
При выполнении контрольных заданий каждому студенту следует ответить на вопросы и задания 1 – 4 (включают теоретические и практические разделы классических методов анализа) и решить 6 задач из учебного пособия [4].
При выполнении индивидуальных заданий следует отвечать на вопросы и решать задачи в соответствии с шифром зачетной книжки студента, например:
| Шифр | 08 – 1 2 3 |
| Код | х y z |
Вариант заданий выбирается в колонках и строках таблиц: х → 1, y → 2, z → 3. При отсутствии в задании кода x вариант выбирается по последним цифрам шифра (y и z).
Оформляя контрольную работу, необходимо указать номер варианта и задачи, переписать их условия и вопросы с учетом шифра. Ответы на вопросы должны быть лаконичными, но не ограничиваться назывными предложениями. При решении задач из учебного пособия следует ознакомиться с типовыми примерами, приведенными в учебном пособии [4]. Целесообразно придерживаться такого же порядка изложения в решении задач, пользоваться терминологией и обозначениями, приведенными в этом учебном пособии. В конце контрольной работы следует привести список литературы, используемой при ее выполнении.
Выбор варианта
Например, студенту предстоит подготовить контрольную работу по варианту № 15. При этом следует подготовить лаконичные ответы на задания № 1 – 4, в том числе в заданиях: № 1, п. 1.3 – составить и обосновать схему обнаружения катионов Na+ и Ca2+ и анионов C2O42–, при этом следует учесть, что CaC2O4 – труднорастворимый электролит;
№ 3, п. 3.3. обосновать определяемые и стандартные вещества, способы приготовления и хранения растворов, фиксирование точки эквивалентности;
№ 4, п. 4.3. рассчитать и построить кривую титрования бензойной кислоты (код z), молярные концентрации эквивалента титранта и титруемого раствора принять 0,01 моль/дм3 (код y), из учебного пособия [4] решить задачи (код xy 15) 18 А–1, 56 А–1, 16 А-3, 45 А-2 (табл. 4).
Пример выполнения задания 1.3
Например, для анализа получена проба, содержащая ионы I–, Ba2+ и Ca2+.
Отмечают, что иодиды бария и кальция хорошо растворимы в воде. По сероводородной классификации катионы Ba2+ и Ca2+ относятся к II аналитической группе (групповой реагент – (NH4)2CO3).
Общая схема анализа
1. Обнаружение иодид-иона.
2. Действие группового реагента на катионы II аналитической группы.
3. Центрифугирование, отделение осадка карбонатов и растворение его в растворе уксусной кислоты.
4. Открытие и осаждение катионов бария по реакции дихроматом калия.
5. Отделение осадка и обнаружение катионов кальция по реакции с оксалатом аммония.