Индивидуальная программа по Аналитической химии

Министерство сельского хозяйства и продовольствия ЛНР

ОСП Славяносербский техникум Луганского национального

аграрного университета

АНАЛИТИЧЕСКАЯ  ХИМИЯ

Индивидуальная  программа

по  специальности 

20.02.01 «Рациональное использование природохозяйственных  комплексов»

2017

Автор:            Дементьева О.А. преподаватель второй категории

                         ОСП «Славяносербский техникум ЛНАУ»

Рецензент:     Шаповал И.В.  преподаватель ОСП «Славяносербский

                        техникум ЛНАУ»

Разработана   на  основе  Государственного  образовательного  стандарта СПО  ЛНР   по  профессии/специальности  среднего   профессионального образования  20.02.01   «Рациональное   использование  природохозяйственных комплексов».

Рассмотрена и одобрена цикловой комиссией гидромелиоративных и экологических дисциплин

Протокол №____ от «____»_________________2017 г.

Председатель комиссии                                               И.В.Шаповал

Заместитель директора по

учебной работе                                                              С.В. Визир

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

     В  широком понимании  слова аналитическая химия является наукой  о методах не только анализа состава  анализируемого вещества, но и о методах  всестороннего химического исследования веществ, какие  окружают нас  на Земле и доступных нашему  наблюдению  планет.

Аналитическая химия позволяет  решать  много заданий:

* выяснить  природу  исследуемого материала,  определить  органического или неорганического происхождения данное вещество;

* установить  формы нахождения отдельных  составляющих  в данном объекте  и степень окисления;

* определить состав и  содержание  главного компонента и  посторонних примесей;

* установить формулу  неизвестного вещества.

Предметом  аналитической химии  является теория  и практика различных методов анализа.

Аналитическая химия имеет два  основные раздела: качественный и количественный  анализы.  Цель качественного анализа -  выявить, какие элементы, ионы или химические соединения содержатся  в исследуемом веществе.  Задание количественного анализа – определить количественные  соотношения между  составными частицами вещества.

Качественный и количественный  методы  анализа тесно связаны между собой. Они имеют общую теорию, в них часто  используются  одинаковые схемы предварительного разделения, а для выявления  и количественного  определения отдельных ионов используются  те же самые химические реакции.

Аналитическая химия  является научной, какая тесно связана  с различными отраслями химической науки и производства. Методами аналитической химии  пользуются в биохимии, экологии, медицине, физики, сельскохозяйственных и других науках.

Химический анализ используют  для контроля   качественного сырья, готовой продукции, воды и воздуха.

Аналитическая химия имеет  большое значение в теоретической  подготовке и практическом  обучении специалистов различных отраслей науки, техники, промышленности, охраны окружающей среды.

В процессе изучения аналитической химии студенты знакомятся  с методами анализа и техникой  лабораторных исследований, приобретают навыки  в пользовании специальной химической литературы.

Изучение аналитической химии развивает в студентов химическое мышление, прививает  навыки химического эксперимента, приучает  к точности и аккуратности в работе, вырабатывает  навыки наблюдений, обобщений и  математической обработки  экспериментальных данных.

Итак, цель общего курса  аналитической химии – научить студентов методам  определения химического состава вещества.

   В результате изучения дисциплины студент должен:

   Знать: характерне качественные реакции определения катионов, анионов,  реакции гидролиза, окисления, возобновление и ионный обмен; ход анализа  смеси катионов или анионов; основные методы  количественного анализа: весовой  и объемный; основные принципы и формулы  вычислений в весовом и титрометрическом анализе; способы  приготовления растворов различных концентраций.

         Уметь: пользоваться  различной химической посудой и оборудованием; выполнять качественные реакции выявления катионов или анионов; приготовление  растворов различных концентраций, взвешивать на технических и аналитических весах; выполнить  осадок, титрования.

         Тематический план  является ориентированный. Учебные заведения имеют право вносить  обоснованные изменения  к количеству часов,  отведенные на изучение отдельных тем с сохранением общего количества часов, предусмотренных учебным планом; вносить изменения,  связанные с новой информацией, исключая устарелый материал.

         Внесенные изменения должны  быть рассмотрены и обсуждены на заседании  предметной (цикловой) комиссии и утверждены  заместителем директора по учебной работе.

Ориентировочный тематический план

Название раздела, темы
	всего
		Теоретич.задания	Практич. задания	Самост. изучение
Введение	2	2	-	-
1. Теоретические и эксперементальные основы качественного анализа. 1.1. Качественный анализ	16	2	4	10
1.2. Первая группа катионов	4	-	4	-
1.3. Вторая группа катионов	2	-	2	-
1.4. Третья группа катионов	2	-	2	-
1.5. Четвертая группа катионов	2	-	2	-
1.6. Пятая группа катионов	4	-	4	-
2.Теоретические и эксперементальные основы колличественного химического анализа. 2.1. Количественный анализ	6	2	-	4
2.2 Приготовление растворов методом разбавления.	2	-	2	-
3. Химическое равновесие в гетерогенных системах.	4	-	-	4
4. Теоретические основы гравиметрии. 2.1. Гравиметрический метод анализа. Осадки и их свойства.	10	2	4	4
5. Химическое равновесие в гомогенных системах.	6	-	-	6
6. Теоретические основы титрометрических методов  анализа. 6.1.Титрометрический анализ.	10	2	2	6
7.Методы  кислотно-основного  титрования. 7.1. Кислотно-основное титрование.	8	2	2	4
8. Окислительно-востановительные реакции в химическом анализе.  8.1. Окислительно-восстановительное  титрование	12	2	4	6
9.Комплексные соединения и органические раегенты в химическом анализе.	14	-	6	8
10. Методы осажденного титрования. 10.1. Осажденное  титрование	4	2	2	-
Всего	108	16	40	52

ВВЕДЕНИЕ

Предмет  и  цели  аналитической химии. Аналитические реакции, их выполнения. Дробный и систематический ход анализа. Короткие ведомости  с истории развития аналитической химии.

Аналитическая химия  и природная среда. Аналитическая  классификация катионов.

1.     ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ КАЧЕСТВЕННОГО ХИМИЧЕСКОГО  АНАЛИЗА

1.1. Качественный анализ.

Задания качественного анализа. Понятие про реактивы и аналитические реакции. Требования к аналитическим реакциям в качественном анализе. Внешние признаки аналитических реакций, их специфичность, селективность, чувствительность и особенности условий выполнения. Принципы аналитической классификации катионов и анионов.

    Практическая работа 1

Растворы и их характер, молярная концентрация, молярные, моляльные, нормальные растворы.

    Практическая работа 2

Решение задач на определение заданной концентрации.

    1.2.Практическая работа 3

Характерные  реакции катионов 1-ой  аналитической группы NH₄⁺. Техника выполнения качественных аналитических реакций. Общая характеристика катионов 1-ой  аналитической группы

    Практическая работа 4

Выполнение типичных реакций на  катионы 1-ой  аналитической группы K⁺ , Na⁺ . Техника выполнения качественных аналитических реакций.

    1.3. Практическая работа 5

Характерные реакции катионов 11-ой аналитической группы Ca²⁺ , Ba²⁺.

    1.4. Практическая работа 6

Общая характеристика  катионов III-ей  группы.  Качественные реакции катионов  Al³⁺,  Fe³⁺ , Cr³⁺.

    1.5. Практическая работа 7

Качественные реакции катионов IV-ой  группы Hg²⁺, Cu²⁺ .

    1.6. Практическая работа 8

Общая характеристика катионов V-ой  группы Pb²⁺, Ag⁺.

    Практическая работа 9

Классификация анионов. Характерные реакции анионов  I, II, III-ой  аналитической группы.

                                  Самостоятельная работа

·       Техника лабораторных работ качественного анализа.

·       Химическая посуда и оборудование. Правила работы в лаборатории. Ведение лабораторного журнала.

·       Выполнение операций в качественном анализе.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ  КОЛИЧЕСТВЕННОГО  ХИМИЧЕСКОГО  АНАЛИЗА

    2.1. Количественный анализ

Основные законы химии. Характеристика методов количественного  анализа. Химические методы количественного анализа и их использование.  Отбор и подготовка пробы для анализа. Погрешности, какие  возникают на различных этапах анализа. Решение типичных задач на заданную концентрацию. Расчет концентрации методом креста.

                             Самостоятельная работа

·       Понятие про достоверность результатов химического анализа, систематические и случайные ошибки методов анализа.

    2.2. Практическая работа 10

Приготовление растворов методом разбавления. Концентрированные и разбавленные растворы.

Самостоятельная работа

·       Принцип действия  аналитических весов. Правила  пользования  аналитическими весами и взвешивание на них.

3.     ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМАХ

                                                 Самостоятельная работа

·       Понятие про гетерогенные и гомогенные реакции, сильные малорастворимые электролиты.

·       Закон действующих масс и границы его использования для гетерогенных систем.

4.     ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГРАВИМЕТРИИ.

    4.1. Осадки и их свойства.

Условия получения чистых осадков. Кристаллические и аморфные осадки. Понятие про соосаждение. Условия для осадочной и весовой форм осадков.

Самостоятельная работа

·        Типичная последовательность операций и приемы обработки осадков.

    Практическая работа 11

Расчеты  взвешивания, осаждения и результаты  в гравиметрическом анализе.

    Практическая работа 12

Термогравиметрический метод анализа. Определение массовой доли гигроскопической влаги.

Самостоятельная работа

·        Понятие про осаждение. Химическая посуда, которая используется в гравиметрическом анализе. Химическое оборудование.

5.     ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМАХ.

Самостоятельная работа

·        Электролиты и применение закона действующих масс к процессу их диссоциации.

·        Водородный гидроксильный показатель как одно из условий проведения аналитических исследований.

6.     ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТИТРОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА.

    6.1.  Титрометрический анализ.

Суть и методы титрометрического анализа. Точка эквивалентности. Прямое и обратное титрирование. Способы выражения концентрации растворов. Химический эквивалент. Приготовление  стандартных и стандартизованных растворов. Вычисление в титрометрическом анализе.

     Практическая работа 13

Возможность применения метода титрометрии для агрохимического или агроэкологического контроля.

                               Самостоятельная работа

·       Методика проверки вместительности мерной посуды.

·       Стандартные растворы. Способы приготовления стандартных растворов из твердых веществ.

7.МЕТОДЫ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ.

         7.1. Кислотно-основное титрование.

Суть и методы кислотно-основного титрования. Индикаторы кислотно-основного титрирования. Интервал перехода индикаторов. Кривые титрирования. Выбор индикаторов.

Использование метода нейтрализации.

    Практическая работа 14

Показатель титрования индикатора. Определение точки нейтральности, точки эквивалентности и конечной точки титрования. Решение упражнений и задач.

Самостоятельная работа

·       Определение количества щелочей в исследуемом объеме раствора.

·       Расчет и строение кривых титрования кислот и оснований.

8. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОСТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ В  ХИМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ.

    8.1. Окислительно-восстановительное  титрование

Использование окислительно-восстановительных   реакций  в титрометрическом  анализе.  Понятие  о окислительно-восстановительных    методах титрования.  Реактивы  окислителя и восстановителя.  Эквивалентные массы окислителей и восстановителей.  Индикаторы в окислительно-восстановительном  титровании. 

Суть  перманганатометрического титрования. Особенности  приготовления и сохранения  раствора  калий перманганата. Йодометрическое титрование.

    Практическая работа 15

Метод перманганатометрии. Освоение техники приготовления стандартизованных растворов для метода перманганатометрии. Методика проведения титрования.

     Практическая работа 16

Расчеты результатов титрования методом перманганатометрии.

Самостоятельная работа

·       Количественная оценка полноты протекания окислительно-восстановительных реакций; принципы расчетов константы равновесия реакций.

·       Принципы метода йодометрии и дихроматометрии.

9. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ОРГАНИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ В ХИМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ.

    9.1. Практическая работа 17

Свойства комплексных соединений, которые используются в аналитической химии. Основы метода комплексометрии.

    9.2. Практическая работа 18

Приготовление стандартного раствора комплексона ІІІ.

    9.3. Практическая работа 19

Определение содержания кальция в общей твердости воды.

Самостоятельная работа

·       Типы комплексных соединений с органическими и неорганическими хигандами.

·       Равновесие в растворе комплексных соединений, понятие про константы стойкости и нестойкости комплексного иона.

·       Определение титра и молярной концентрации эквивалентов раствора комплексона ІІІ.

10. МЕТОДЫ ОСАЖДЕННОГО ТИТРОВАНИЯ.

    10.1. Осажденное  титрование

Общая характеристика метода. Индикаторы. Осажденность и кислотность.  Равновесие при осаждении, роль кислотности  раствора.  Использование методов осаждения. Понятие про индикаторы на примере определения хлоридов методами Мора и Фольгарда.

    10.2.  Практическая работа 20

Расчеты результатов определений в титрометрическом анализе.

Литература

1. Барсукова З.А. Аналитическая химия.-М.: Высшая школа, 1990.

2. Сегеда А.С. Аналитическая химия. Учебное пособие.-К.: ЦУЛ, 2002.

3. Цитович И.К. Аналитическая химия.-М.: Колос, 1982.

 4. Жаровской Ф.Г. , Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. –К, Высшая школа, 1982.

5. Романова Н.В. Основы химического анализа.-К.:Образование. 1992.

6. Набиванец Б.Й., Сухан В.В., Калабина Л.В. Аналитическая химия природной среды. –К.: Лыбидь., 1996.

7. Крешков А.П. основы аналитической химии. – М.% Химия, 1971.

8. Крешков А.П., Ярославцев А.А. Курс аналитической химии.- М.: Химия, 1982.

9. Сусленникова В.М., Кисилева Е.К. Руководство по приготовлению  титрованных растворов. – Ленинград.: Химия, 1978.

Интернет-ресурсы:

1.     http://xreferat.ru/108/1277-1-himicheskiiy-analiz-kationov.html лабораторные работы по аналитической химии

2.     http://chemistry-chemists.com/Video.html видео опыты по химии. Видео архивжурнала Химия и Химики.

3.     http://alhimik.ru алхимик