УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УМР ГБОУ СПО ВПК
им. В.И. Вернадского
________________Л.Н. Уфимцева
«________»__________20___ г
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Для студентов заочного отделения
По дисциплине «Аналитическая химия»
По специальности 240113 Химическая технология органических веществ
Яшина Е.Г.
Волгоград 2014
Аннотация
Методические указания для студентов заочного отделения по выполнению контрольной работы по дисциплине «Аналитическая химия» включают требования:
- к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности заочной формы обучения по дисциплине «Аналитическая химия» в условиях действия ГОС СПО,
- к выполнению и оформлению контрольных работ.
Методические указания разработаны для студентов заочного отделения специальностей 240113 «Химическая технология органических веществ»
Содержание
1 Пояснительная записка ………………………………...3
2 Тематический план …………………………………….. 6
3 Содержание дисциплины и методические
указания к ним ……………………………………….. 8
Литература……………………………………………… 31
Приложение А Задания для выполнения к.р. № 1…….. 32
Приложение Б Задания для выполнения к.р. № 2 …….. 42
Приложение В Вопросы к зачету ………………………. 49
Приложение Д Вопросы к экзамену……………………..51
Пояснительная записка.
Целью данных методических указаний является реализация государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности заочной формы обучения по дисциплине «Аналитическая химия» в условиях действия ГОС СПО, оказания помощи студентам заочного отделения в организации их самостоятельной работы над изучением учебного материала.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
-ТБ при работе в лаборатории
-аналитическую классификацию ионов в соответствии с периодическим законом,
-оборудование, применяемое в химическом анализе,
-технику выполнения химических анализов,
уметь:
-обосновать выбор реактивов, оборудования применяемых в химическом анализе;
-записывать протекающие процессы при выполнении химического анализа уравнениями реакции;
-выполнять химические анализы с соблюдением правил ТБ и ППБ;
-проводить математическую обработку результатов анализа;
-пользоваться справочной и методической литературой.
В методических указаниях изложены рациональные методы самостоятельного изучения дисциплины, обращено внимание на наиболее сложные темы программы, даны разъяснения по выполнению и оформлению контрольных работ.
Методические указания для студентов заочного отделения содержат:
-пояснительную записку;
- тематический план дисциплины «Аналитическая химия»;
-методические указания по изучению дисциплины и выполнению домашних контрольных работ;
-задания для выполнения домашних контрольных работ;
- вопросы для самоконтроля;
- вопросы к зачету;
- вопросы к экзамену;
- список учебной и дополнительной литературы.
Учебным планом дисциплины «Аналитическая химия» предусмотрено выполнение двух контрольных работ. В данном методическом пособии представлено 10 вариантов по каждому заданию. Номер варианта соответствует последней цифре в зачетке студента, выполняющего данную контрольную работу.
Общие требования к выполнению контрольных работ:
- контрольные работы должны быть выполнены в отдельных ученических тетрадях синими чернилами (пастой) без помарок,
- на обложке тетради необходимо указать: фамилию, имя, отчество, шифр студента, специальность, курс, наименование дисциплины, номер варианта, домашний адрес.
- на каждой странице необходимо оставить поля шириной 30-40 мл для замечаний преподавателя,
- условия задания полностью записываются в тетрадь,
- все физические величины должны иметь размерность в системе СИ,
- в конце тетради необходимо оставить свободные страницы для рецензии преподавателя,
- на последней страницы выполненной контрольной работы указывается полное наименование и год издания методического пособия, из которого взяты задания, список используемой литературы, подпись студента.
Работа, выполненная не по своему варианту, не оценивается.
Содержание дисциплины и методические указания к темам
Введение
Значение аналитической химии в производственной и научно-исследовательской деятельности человека
Классификация методов анализа, используемых в аналитической химии.
Значение химического равновесия в аналитической химии. ЗДМ. Константа диссоциации, смещение ионных равновесий. Условия образования и растворения осадков. Кислотно-основное равновесие. Ионное произведение воды, pH растворов.
Буферные растворы. Гидролиз солей и его значение в анализе.
Окислительно-восстоновительные реакции.
Двойные и комплексные соли, применяемые в химическом анализе.
Литература: [1. с 4-5, 11-13, 14-19, 36-38, 40-44, 52-54, 86-88, 89-90,
106-114, 120-121, 131-140]
Методические указания
Любое вещество состоит из одного или нескольких элементов. Например: алмаз состоит из углерода, вода и пероксид водорода – из водорода и кислорода, аммиак и гидразин – из азота и водорода.
Установить состав вещества – значит определить, какие химические элементы образуют это вещество. Такие задачи решаются методами химического анализа. Однако эти методы дают возможность установить не только какие элементы входят в состав любого вещества, но и в каких количественных соотношениях.
В настоящее время задачи значительно усложняются. Возникла необходимость определять не только химические элементы, но и их изотопы. Расширилось само понятие – состав вещества. Оно включает определение химических элементов, функциональность групп, ионов, молекул, изотопов.
Аналитическая химия – это наука о методах анализа вещества. Предметом этой науки является теория и практика анализа. Химический анализ – это получение опытным путем данных о химическом составе вещества методами, которые рекомендует аналитическая химия.
В настоящее время особенно остро встал вопрос об экологии, так как загрязнения атмосферы, воды, почвы приняли во многих странах угрожающий характер. Уже сейчас во многих городах уровень загрязнения воздуха в 10 раз и более превышает предельно допустимые нормы. Большую опасность для окружающей среды представляют соединения мышьяка, ртути, свинца, асбестовая пыль и т. п.
Без современных методов анализа невозможен синтез огромного количества химических соединений. Велика их роль в физиологии, микробиологии, медицине, агрохимии, сельском хозяйстве (анализ почв, удобрений, кормов, продуктов сельского хозяйства). Без химического анализа нельзя себе представить многие производства. Например: металлургию, нефтехимию, предприятия основной химии (получение кислот, щелочей, удобрений), производство органических продуктов и красителей, пластических масс, искусственного и синтетического волокна, цемента и других строительных материалов, взрывчатых веществ, поверхностно-активных веществ (ПАВ), переработку жиров, производство лекарственных препаратов, бытовой химии, парфюмерии.
В условиях производства с помощью химического контроля проводят:
-определение качества сырья,
-контроль процессов производства,
- определение качества выпускаемой продукции,
- анализ отходов производства,
- охрану окружающей среды.
Именно химический контроль во многих случаях обеспечивает предотвращение аварий, наибольшую рентабельность производства, высокое качество выпускаемой продукции. Важную роль играет анализ пищевых продуктов, судебный анализ и анализ произведений искусства (например, при определении подлинности того или иного произведения), а также археологических находок.
Заниматься химическим анализом невозможно без знаний теоретических основ аналитической химии:
-электролитической диссоциации;
-закона действующих масс;
-химического равновесия в гетерогенных системах;
-произведения растворимости в системе «раствор-осадок».
Данные темы нашли свое отражение в контрольной работе № 1 (задания №№6,7,8).
При выполнении задания №6 необходимо знание основных типов реакций, используемых в аналитической химии. Так кислотно-основные свойства веществ и протекающие с их участием реакции в водных растворах объясняет протолитическая теория. На основании этой теории существуют расчетные формулы значений рН растворов кислот, солей и оснований. Решение заданий начинается с определения класса вещества и его силы с позиции теории электролитической диссоциации. Выбирается соответствующая формула для расчета. Необходимые константы находятся студентами самостоятельно в справочной литературе. Подставьте численные значения и рассчитайте.
При выполнении заданий №7 решения начинайте с составления уравнения диссоциации электролита. Выразите ПР (произведение растворимости) через произведение концентрации ионов через растворимость на основе уравнения диссоциации. Подставьте численные значения и рассчитайте.
При выполнении задания №8 использовать уравнения законов разбавления Оствальда и его частные случаи. Помните, что разбавление растворов увеличивает степень диссоциации. Решение начинайте с написания уравнения диссоциации электролита. По уравнению диссоциации написать уравнение константы диссоциации (Кдис) и проводить дальнейшие вычисления.
Вопросы для самоконтроля
1 Классификация методов анализа.
2 Значение химического равновесия в аналитической химии.
3 Условия образования растворения осадков.
4 Понятие константы диссоциации, ее расчет.
5 Сильные и слабые электролиты, расчет рН, рОН, [H+], [OH-].
Раздел 1 Оценка достоверности аналитических данных
Методические указания
В курсе аналитической химии проводятся измерения объемов, масс анализируемых веществ. Измеряемые величины определяются с некоторой погрешностью. Эту погрешность можно оценить с помощью методов математической статистики.
В ходе анализа из каждой пробы проводят несколько определений, которые характеризуются воспроизводимостью полученных результатов, зависящей от случайных погрешностей.
Для оценки воспроизводимости результатов анализа используют методы математической статистики, разработанные для малого числа измерений (n).
Среднее арифметическое значение измеряемой величины вычисляют по формуле:
Xср= (X1 + X2 +… + X n)/n,
где X1, X2, X n – результаты отдельных измерений
Случайную погрешность анализа характеризуют с помощью стандартного отклонения Q
Некоторые резко выделяющиеся отклонения могут быть результатом промахов. Такие значения необходимо выявить и исключить из расчета.
Наличие промахов может быть установлено с помощью Q-критерия. Для этого вычисляют отношение:
Q= (X1 - X2)/R,
где X1 – подозрительно выделяющееся значение,
X2 – соседнее с подозрительным значение,
R – разность между крайними значениями, не вызывающими подозрений
Вычисленное значение Q сопоставляют с табличным значением QР, n, допустимым для данного числа определений n и и принятой достоверной вероятности Р= 0,95. Если Q> QР, n , то наличие грубой ошибки доказано.
При отсутствии систематической погрешности среднее арифметическое значение Xср не совсем совпадает с истинным значением величины и может быть оценено с помощью доверительного интервала.
Численное значение ширины доверительного интервала зависит от числа выполненных определений n, так и от выбранного значения доверительной вероятности Р.
δР, n=t Р, n* S n/ \/ n,
где t Р, n- коэффициент Стьюдента (табличная величина).
Результат анализа представляют в виде интервального значения определяемой величины:
Xср= δ Р, n, что равнозначно указанию четырех величин: Xср, S n, n, Р.
Литература: [5, с14-17]