Министерство образования и науки

Вид материалаДокументы

Содержание


Библиографический список
Библиографический список
Лекция № 15.
Лекция № 16.
Лекция № 18.
Проблемы устойчивого развития
Библиографический список
Лекции 12, 13.
Контрольные работы
Аналитическая химия
План изучения курса
Определение содержания
Контрольная работа
Приготовление растворов: 500 мл
Введение в химические методы анализа. Качественный анализ.
Количественный анализ. Гравиметрический и титриметрический анализ.
Кислотно-основное титрование.
Окислительно-восстановительное титрование.
Органическая химия
Подобный материал:
1   2   3   4   5

МЕХАНИКА




Библиографический список

  1. Поляков А.А. Механика химических производств: Учебное пособие для вузов. СПб.: Химия, 1995. 391с.
  2. Степин П.А. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1988. 367с.
  3. Беляев Н.И. Сборник задач по сопротивлению материалов. М.: Наука, 1985. 348с.
  4. Методические указания к выполнению РГР по курсу "Прикладная механика"/Под редакцией А.А. Полякова: МХТИ им. Д.И. Менделеева, М.,1982. 48с.


ЛЕКЦИИ


Лекция 1. Тонкостенные оболочки. Определение напряжений в оболочках, находящихся под внутренним давлением, по безмоментной теории. Уравнение Лапласса.

Лекция 2. Деформации при изгибе. Определение перемещений с помощью интеграла Мора.

Лекция 3. Неразъемные соединения деталей машин и аппаратов. Классификация соединений. Виды сварки. Виды сварных швов. Прочность стыковых и нахлесточных швов.

Лекция 4. Разъемные соединения деталей машин и аппаратов. Резьбовые соединения. Конструктивные формы резьбовых соединений. Расчет болтовых соединений при воздействии поперечных сил. Шпоночные соединения. Назначение и виды шпонок. Прочность шпонок при смятии и срезе.

Лекция 5. Валы, их классификация и назначение. Оси. Конструктивные элементы валов и осей. Проектировочные расчеты валов и осей. Усталостная прочность. Физическая картина усталостного разрушения. Кривая Велера. Предел выносливости. Запас статической и усталостной прочности.

Лекция 6. Опоры валов и осей. Подшипники скольжения. Назначение и классификация. Материалы вкладышей. Выбор подшипников по критериям [р] и [рv].Подшипники качения. Принципиальное устройство и основные геометрические размеры. Классификация. Подбор подшипников по статической и динамической грузоподъемности.

Лекция 7. Передачи вращательного движения. Зубчатые передачи: определение, назначение, классификация. Модуль зацепления и кинематика передачи. Окружное и радиальное усилия. Редукторы. Примеры схем редукторов.

Лекция 8. Приводные муфты. Назначение. Принцип работы механических муфт. Классификация муфт по принципу действия и по характеру работы. Муфты глухие, упругие, компенсирующие. Подбор муфты. Прочностной расчет.

Лекция 9. Устойчивость элементов конструкций. Понятие критической силы и коэффициента запаса устойчивости. Расчет критической силы по Эйлеру. Пределы применимости формулы Эйлера. Практический способ расчета на устойчивость.

Семинары


Семинар 1 - 2. Тонкостенные сосуды. Выдача РГР № 3.

Семинар 3. Лабораторная работа "Кручение".

Семинар 4. Защита РГР №3. Расчет сварных соединений. Расчет шпонок.

Семинар 5. Расчет вала. Выдача курсовой работы .

Семинар 6. Определение перемещений при изгибе.

Семинар 7 -8. Лабораторная работа "Определение перемещений и углов поворота сечений в балке."

Семинар 9. Защита курсовой работы.

Семинар 10 -11. Расчет болтовых соединений. Выдача РГР № 4.

Семинар 12. Лабораторная работа "Определение перемещений в раме".

Семинар 13 - 14. Лабораторная работа "Испытание образца на разрыв".

Семинар 15. Защита РГР № 4. Устойчивость сжатых стержней.

Семинар 16. Лабораторная работа "Устойчивость стержня".

Семинар 17. Расчет редукторов.

Семинар 18. Расчет муфт.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАТЕМАТИКА

Библиографический список


Основной

1. Курс лекций по основам вычислительной техники: Ч. 1: Учебн. пособие. /Под ред. А.И.Бояринова: МХТИ им.Д.И.Менделеева.М., 1976. 80 с.

2. Методические указания по применению методов решения уравнений для студентов химиков-технологов/Сост. Ю.К Щипин., А.О Косунов; МХТИ. М., 1984. 48 с.

3. Методические указания по использованию методов решения систем уравнений на ЭВМ для студентов химиков-технологов/Сост. Н.Н.Цуканова ; МХТИ, М., 1985.48 с.

4. Методические указания по использованию методов нелинейного программирования для студентов химиков-технологов / Под ред. А.И.Бояринова;. МХТИ им.Д.И.Менделеева. М., 1985, 48 с.

5. Методические указания по использованию методов нелинейного программирования для студентов химиков-технологов /Под ред. А.И.Бояринова; МХТИ им.Д.И.Менделеева, М. 1986. 48 с.

6. Методические указания по численным методам интегрирования для студентов химиков-технологов /Под ред. А.И.Бояринова; МХТИ. М., 1987.48 с.

7. Методические указания по использованию статистических методов обработки результатов измерений для студентов химиков-технологов/ Сост. Э.А. Шакина и др.; МХТИ им.Д.И.Менделеева. М., 1985. 52 с.

8. Методические указания по планированию эксперимента для студентов химиков- технологов/Под ред. А.И.Бояринова; МХТИ им.Д.И.Менделеева. М., 1987. 48 с.

9. Курс лекций по основам вычислительной техники: Ч. 2. Учебн. пособие/ Под ред. А.И.Бояринова; МХТИ им.Д.И.Менделеева. М., 1977. 48 с.

Дополнительный


10. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. М.: Высшая школа, 1994. 544 с.

11. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М.: Наука, 1970. 664 с.

12. Эберт К., Эдерер X. Компьютеры. Применение в химии. М.: Мир, 1988. 416 с.

13. Джонсон К. Численные методы в химии. М.: Мир, 1983. 514 с.

14. Форсайт Дж., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. М. : Мир, 1980. 280 с.

15. Гилл Ф.,Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М.: Мир, 1985. 509 с.

16. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирования на Фортране. М. : Мир, 1977. 584 с.

17. Теннант-Смит Дх. Бейсик для статистиков. М. : Мир, 1988. 208 с.

18. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. М.: Радио и связь, 1988. 128 с.

19. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М.: Высш. школа, 1978. 319 с.

ЛЕКЦИИ



Лекция № 1 Решение уравнения с одним неизвестным. Примеры конечных уравнений. Основные этапы. Постановка задачи уточнения корня уравнения на интервале. Методы: шаговый, деления отрезка пополам, Ньютона, секущих.

[1, c.4-18; 2, c.3-18; 10, c.80-120; 11, c.112-158; 14, c.172-194]

Лекция № 2. Решение уравнения с одним неизвестным. Метод простой итерации Проблемы сходимости решения.. Поиск экстремума функции с одной переменной. Постановка задачи. Методы: шаговый, золотого сечения.

[10, с. 236-260; с.195-205; с.23-34]

Лекция № 3 . Постановка задачи интерполяции. Решение задачи интерполяции с помощью многочленов Лагранжа Решение задачи интерполяции с помощью полиномов Ньютона. Случаи неравно- и равноотстоящих узлов интерполяции. Разделенные и конечные разности. Интерполяция сплайнами.

[1, с. 61-78; 10, с. 292-339; 11, с. 497-553; 14, с. 78-95]

Лекция № 4. Вычисление определенного интеграла. Методы прямоугольников, трапеций, Симпсона. Вычисление определенного интеграла с заданной степенью точности.

[9, c.7-16; 10, c.375-408; 11, c.577-611; 14, c.99-122; 16; c.204-228]

Лекция № 5.. Элементы матричной алгебры.Основные операции над матрицами. Понятие обратной матрицы. Способы обращения матрицы.

[3, с. 7-18; 11, с.225-245, с. 329-343]

Лекция № 6. Решение систем линейных алгебраических уравнений. Метод Гаусса. Расчетные соотношения прямого и обратного ходов. Пример. Модификации метода: с частичным выбором «ведущего» элемента..

[3, c.19-40; 10, с. 122-258; 11, с. 203-226; с. 268-272; 14, с.43-74; 16, с. 284-313]

Лекция № 7. Итерационные методы решения СЛАУ. Методы простой итерации и Гаусса-Зейделя. Примеры. Проблемы сходимости решения. Особенность СЛАУ..

[3, с.33-47; 10, с.174-187; 11, с. 294-305; 13, с. 406-448; 16, с. 313-326]

Лекция № 8. Решение систем нелинейных уравнений (СНУ) Метод простой итерации. Метод Ньютона-Рафсона. Проблемы сходимости решения СНУ методами простой итерации и Ньютона-Рафсона.

[1, с. 55-57; 10, с. 201-207; 11, с. 450-477]

Лекция № 9. Обработка результатов измерения одной величины. Точечные и интервальные оценки одной величины. Понятие доверительного интервала. Отбраковка грубых измерений.Сравнение двух серий экспериментов. Обработка косвенных измерений.

[7, с. 2-47; 17, с. 133-170; 19, с. 8-52, с.59-60]

Лекция № 10. Обработка функциональных зависимостей. Выбор вида зависимостей. Постановка задачи апроксимации. Вывод расчетного соотношения метода наименьших квадратов (МНК). Алгоритм МНК. Построение уравнения регрессии на примере прямой динии.

[7, с. 47-50; 14, с. 210-256; 17, с. 158-187; 19, с. 125-135; с. 146-150]

Лекция № 11. Остаточная дисперсия. Решение задачи апроксимации в классе нормированных переменных. МНК в случае нескольких переменных

[7, с. 47-50; 14, с. 210-256; 17, с. 158-187; 19, с. 125-135; с. 146-150]

Лекция № 12. Оценка точности полученных функциональных зависимостей. Условия проведения регрессионного анализа. Выбор окончательного вида модели путем отбрасывания незначимых параметров. Проверка адекватности уравнения. Причины возможной неадекватности..

[7, с. 47-50; 14, с. 210-256; 17, с. 158-187; 19, с. 125-135; с. 146-150]

Лекция № 13. Поиск экстремума функции нескольких переменных. Постановка задачи. Общий алгоритм численных методов. Линии равного уровня. Понятие градиентных и безградиентных методов поиска

[5, с. 1-5]

Лекция № 14. Градиентные методы поиска экстремума функции нескольких переменных. Метод градиента. Метод наискорейшего спуска. Графическая интерпретация. Алгоритм.

[5, с.8-16]

Лекция № 15. Безградиентные методы поиска экстремума функции нескольких переменных. Метод Хука-Дживса. Графическая интерпретация. Алгоритм. Симплексный метод (метод Нелдера-Мида). Расчет координаты отраженной вершины симплекса. Графическая интерпретация. Алгоритм.

[4, с. 21-22, с. 29-35]

Лекция № 16. Решение дифференциальных уравнений. Постановка задачи. Простой метод Эйлера. Решение дифференциального уравнения с заданной степенью точности. Модифицированный метод Эйлера. Расчетные соотношения. Примеры.

[6, с. 1-18; с. 32-42; 10, с. 410-480; 12, с. 216-234; с.394-403; 124, с. 126-164]

Лекция № 17. Решение систем дифференциальных уравнений. Решение задачи Коши.Пример. Краевая задача. Решение краевой задачи путем сведения ее к решению уравнения с одной неизвестной. Пример Числовая устойчивость явных и неявных методов Эйлера. [6, c.38-47]

Лекция № 18. Устойчивость решения дифференциальных уравнений по Ляпунову. Понятие жесткости систем дифференциальных уравнений. Решение дифференциальных уравнений в частных производных. Начальные и граничные условия. Алгоритм решения дифференциальных уравнений параболического типа.

[6, с.1-18; с.32-42; 9, с. 36-47; 10, с. 410-480; 12, с. 216-234; с. 394-403; 14, с.126-164]


СЕМИНАРЫ

Семинар 1. Погрешности вычислений. [7. с.2-18; 10, с.23-42; 11, с.17-52]

Семиннар 2. Уточнение корня уравнения. Использование пакетов Numerical Methods (NM) и Graphix Toolbox (GT).

[2, с.3-47; 10, с.80-120;11, с.112-158; 14, с. 172-194]

Семинар 3. Интерполяция. [11, с.497-552; 14, с.78-98]

Семинар 4. Матричные операции. [3, с.З-16; 11, с.225-244, 260-266]

Семинар 5. Решение СЛАУ.

[3, с.19-47; 10, с.122-157, 174-185, 11, с.268-304; 14, c.43-77].

Семинар 6. Обработка результатов эксперимента. [7, с.2-47; 19, с.8-52, 59-60 ]

Семинар 7. MHK. [3, с..47-50; 14, с.210-256; 19, с.125-135, 146-150]

Семинар 8. Оптимизация. [4, c.1-12, 29-35; 5, с. 1-16,19-23; 10, с.262-290;

15, с.124-128,132-183; 18, с.42-72]

Семинар 9. Решение дифференциальных уравнений.

[6, с. 1-18,32-47; 10, с. 410-480; 12, с. 216-234, 394-403; 14, с. 126-164.216-234, 394-403].

Лабораторные работы

Работа 1. Исследование функции с одной переменной. Программа табулирования функции. По готовой программе протабулировать свою функцию

Работа 2-3. Исследование функции с одной переменной. Уточнение корня уравнения методами деления отрезка пополам, Ньютона, секущих.

Работа 4. Одномерный поиск экстремума функции методом золотого сечения.

Работа 5. Решение задачи интерполяции с использованием полиномов Лагранжа и Ньютона.

Работа6. Вычисление определенного интеграла методами прямоугольников, трапеций, Симпсона.

Работа 7.Программирование матричных операций. Обращение матрицы методом Джлорана-Гаусса.

Работа 8-9.. Решение СЛАУ методами Гаусса и Гаусса-Зейделя

Работа 10. Решение систем нелинейных уравнений методом Ньютона-Рафсона.

Работа 11-12. Построение функциональных зависимостей. Метод наименьших квадратов. Регрессионный анализ

Работа13-15. Поиск экстремума функции нескольких переменных. Методы наискорейшего спуска, Хука-Дживса, Нелдера-Мида.

Работа 16. Решение дифференциальных уравнений методами Эйлера (простым и модифицированным)

Работа 17. Решение систем дифференциальных уравнений. Задача Коши. Краевая задача.

Работа 18. Итоговое занятие. Зачет.


ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ


Учебные занятия по курсу проблем устойчивого развития состоят из лекций и практических занятий. На лекциях излагается основной материал курса. Студентам рекомендуется систематически прорабатывать учебный материал по учебникам и конспектам лекций (2 ч в неделю). При подготовке к практическим занятиям студент должен повторить соответствующие разделы курса (2 ч самостоятельной работы перед каждым занятием). Предусмотрено проведение контрольных работ по основным темам курса.

В плане учебной работы предусмотрена курсовая работа по курсу проблем устойчивого развития в форме обучающей игры. Выполнение курсовой работы контролируется на консультациях, посещение которых для студентов обязательно.

Библиографический список


Основной:

1. Медоуз Д. и др. За пределами роста. М.:Прогресс, 1994. 304 с.

2. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде: Ч. 1.М.: Прогресс, 1993.246 с.

3.Миллер Т. Жизнь в окружающей среде:Ч.2.М.:Прогресс,1994.336 с.

4.Миллер Т. Жизнь в окружающей среде: Ч.3. М.:Прогресс, 1996.400 с.

Дополнительный:

5. Одум Ю. Экология. В 2-х т. М. : Мир, 1986.

6. Горшков В.Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. /ВИНИТИ, М., 1995. 470 с.

7. Моисеев Н.Н. Восхождение к разуму. М.: ИздАТ, 1993. 192 с.

8. Программа действий. Повестка дня на XXI век и другие документы Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в популярном изложении: Публикация Центра "За наше общее будущее". Женева, 1993. 68 с.

9. Наше общее будущее: Доклад Комиссии ООН по окружающей среде и развитию (Комиссия Г.Х.Брутланд). 1989.

10. Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию// Российская газета. 1996. 9 апреля


ЛЕКЦИИ

Лекция 1. Предмет курса. Общество и окружающая среда. Рост и развитие. Устойчивость и неустойчивость динамических систем. Биосфера как динамическая система. Человек: биологический вид и цивилизация. Понятие устойчивого развития.

Лекция 2. Устойчивость систем поддержания цивилизации и систем поддержания жизни. Системы поддержания жизни и системы поддержания цивилизации. Население, производство, состояние окружающей среды. Рост численности населения Земли. Промышленный рост. Пределы роста. Выход за пределы роста. Глобальный кризис окружающей среды. Возможность необратимых изменений физических и химических характеристик Земли. Необходимость в устойчивом развитии. Содержание и эволюция представлений общества об устойчивом развитии.

Лекция 3. Моделирование развития общества. Основные модели: постановка задачи; используемые характеристики; ограничения, неопределенности. Область применимости моделей. Основные сценарии развития общества, результаты и выводы. Качественные и количественные условия устойчивого развития. Техносферный и нообиосферный пути развития общества. Коэволюция общества и биосферы.

Лекция 4. Биосфера, ее эволюция и устойчивость. Экосистемы Земли и устойчивость. Основные сведения о планете Земля. Строение и состав атмосферы. Мировой океан. Литосфера. Биотическая и абиотическая составляющие биосферы: основные характеристики. Эволюция биосферы. Взгляды В.И.Вернадского на эволюцию биосферы. Роль живого вещества в эволюции Земли. Согласованное развитие биотической и абиотической составляющих биосферы. Глобальные бифуркации.

Лекция 5. Основные понятия экологии. Системы поддержания жизни на Земле: общий обзор. Понятие экосистемы. Структура и составляющие экосистем. Взаимодействие видов в экосистемах. Основные типы экосистем. Потоки энергии и вещества в экосистемах. Трофические цепи. Метаболизм и элементный состав живой и неживой материи. Основные биогеохимические циклы и устойчивость биосферы. Воздействие человека на экосистемы. Законы и принципы экологии. Биоразнообразие и устойчивость экосистем.

Лекция 6. Человечество как часть биосферы. Особенности человека как биологического вида. Мышление, язык, роль обучения. Негенетический канал видовой памяти. Динамика человеческой популяции. Географическое распределение населения. Среда обитания человека и окружающая среда. Формирование техногенной среды. Оценка предельной численности населения Земли. Регулирование народонаселения. Религиозные, нравственные и социальные проблемы ограничения рождаемости и планирования семьи. Гендерные проблемы.

Лекция 7. Развитие и ресурсы. Определение ресурса. Классификация ресурсов. Невозобновимые, возобновимые, неисчерпаемые ресурсы. Материальные, энергетические и информационные ресурсы. Генетические ресурсы биосферы. Состояние и мировые запасы основных видов природных ресурсов. Развитие цивилизации и расходование природных ресурсов. Роль возобновимых и неисчерпаемых ресурсов в устойчивом обществе. Пищевые ресурсы. Производство продовольствия. Информация, наука, технологии. Роль информационных ресурсов в общем балансе ресурсопотребления. Информационное общество.

Лекции 8, 9. Антропогенное воздействие на биосферу. Антропогенные возмущения биогеохимических циклов и деградация систем поддержания жизни. Глобальные, региональные и локальные проблемы окружающей среды. Загрязнение атмосферы. Загрязнение внутренних вод и Мирового океана. Загрязнение литосферы. Радиоактивное загрязнение окружающей среды. Изменение климата. Сокращение видового состава живой материи. Проблемы сохранения естественных ареалов обитания живых организмов. Опасности и риски воздействия изменений окружающей среды на здоровье человека и состояние экосистем.

Лекция 10. Проблема стратосферного озона. Профиль концентрации озона в атмосфере. Озоновый слой. Природный цикл озона. Физические и химические механизмы потери озона в стратосфере (естественные и антропогенные). Озоноразрушающие вещества. Последствия разрушения озонового слоя Земли для человека и биосферы в целом. Регулирование и контроль стратосферного озона.

Лекция 11. Климатические последствия изменения состава атмосферы. Глобальный энергетический баланс; парниковый эффект как природный фактор существования живой материи. Парниковые газы: источники и стоки. Динамика диоксида углерода и других парниковых газов. Механизм глобального потепления. Последствия глобального потепления.

Лекции 12, 13. Промышленная экология как инструмент устойчивого развития. Управление качеством окружающей среды. Снижение загрязнения атмосферы, гидросферы, литосферы. Экологический мониторинг. Экологическое нормирование. Рациональное использование ресурсов. Переработка и вторичное использование отходов. Энергосбережение. Альтернативные источники энергии на базе возобновимых ресурсов. Общие сведения об экологическом менеджменте.

Лекция 14. Экономика и устойчивое развитие. Роль экономики в обеспечении устойчивого развития. Ресурсы капитала. Оценка экономической эффективности природоохранных технологий. Возрастание относительной доли затрат на поддержание систем жизнеобеспечения и необходимость ограничения объема мирового промышленного производства.

Лекция 15. Политика и устойчивое развитие. Национальные интересы и устойчивое развитие. Многополюсный мир: основные противоречия между странами и системами. Международная безопасность и устойчивое развитие. Международные механизмы обеспечения устойчивого развития. Международное и национальные законодательства в области охраны окружающей среды. Проблемы принятия социально-политических решений в области устойчивого развития. Получение и распространение системной информации о состоянии окружающей среды и устойчивом развитии.

Лекция 16. Мировоззрение, этика и устойчивое развитие. Эволюция парадигмы жизни: переход от затратного к устойчивому развитию. Изменение структуры потребностей общества и критериев качества жизни и уровня развития. Роль культурных и религиозных традиций в проблеме устойчивого развития.

Лекция 17. Заключительная.

Практические занятия

Занятие 1. Моделирование развития общества. Основы принятия решений в области устойчивого развития. Подготовка к проведению обучающей игры "Стратигема" Срок - 4 неделя

Занятие 2. Развитие и ресурсы. Роль возобновимых и неисчерпаемых ресурсов в устойчивом обществе. Обучающая игра "Рыболовство". Срок - 8 неделя.

Занятие 3. Подведение итогов и обсуждение результатов обучающей игры "Стратигема". Срок - 16 неделя.

Контрольные работы

Предусмотрены 4 рейтинговые контрольные работы (30-50 мин) в течение семестра, ориентировочно на 4, 8, 12 и 16 неделях. Контрольные вопросы с указанием соответствующих разделов учебной литературы - в раздаточном материале по курсу.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


Библиографический список


Основная:

1. Аналитическая химия. Химические методы анализа./Под ред. О.М. Петрухина, М. Химия, 1993, 400 с.

Дополнительная:

2. Крешков А.П.. Основы аналитической химии, М.: Химия, 1976, Т.1, 472 с., Т.2, 480 с.

3. Основы аналитической химии /Под ред. Ю.А. Золотова. М.: «Высшая школа», 1996, Т.1, 383 с.

4. Кузнецов В.В.. Применение органических аналитических реагентов в анализе неорганических веществ. М.: МХТИ, 1972, 145 с.

5. Гурецкий И.Я., Кузнецова Л.Б., Оганесян Л.Б.. Введение в химические методы анализа, метод кислотно-основного титрования. М.: МХТИ, 1981, 58 с.

6. Сборник задач и вопросов по химическим методам анализа /Под ред. Гурецкого И.Я.. М.: МХТИ, 1983, 44 с.

7. Рогатинская С.Л., Комарова К.А., Медведева Л.Н. Введение в химические метода анализа, окислительно-восстановительные методы. М.: МХТИ, 1981, 64 с.

8. Кузнецов В.В., Кузнецова Л.Б., Огарева М.Б.. Комплексонометрическое и осадительное титрование, гравиметрический анализ. /М.: МХТИ им.Д.И.Менделеева, 1982, 80 с.

9. Кузнецов В.В., Ермоленко Ю.В., Семенова И.Н. Номенклатурные правила ИЮПАК в курсе аналитической химии /РХТУ им. Д.И. Менделеева, М. 2004, 71 с.


ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ КУРСА


«ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА»

Неделя


Содержание лабораторных работ

Задание на самостоятельную работу

Беседы - консультации

Контроль

1.

Качественный анализ. Идентификация индивидуальных катионов в растворах. (Практическая контрольная задача №1).

Составить схему анализа смеси катионов (по указанию преподавателя).

Правила работы в лаборатории.




2.

Качественный анализ. Идентификация неорганических солей. (Практическая контрольная задача №2).

Составить схему идентификации неорганической соли (по указанию преподавателя).

Схемы идентификации неорганических солей.

Сдача домашнего задания по анализу смеси катионов.

3.

Качественный анализ. Идентификация неорганических солей. (Продолжение практической контрольной задачи №2).

Написать методику приготовления стандартных растворов: HCI (вторичный) и Na2B4O7 (первичный).

Решить задачи: [1, с. 254 №№26,28, с. 14 № 87, с. 15, № 108]




Сдача домашнего задания по анализу солей.

4.

Кислотно-основное титрование.

Приготовление растворов: 500 мл 0,1 н HCI и 100 мл 0,1 н Na2B4O7 . 10 Н2О.

Написать методику стандартизации раствора HCI по Na2B4O7. 10 Н2О.

Решить задачи: [1, с. 256 №№ 34,37, 39,42].

Приготовление растворов первичных и вторичных стандартов.

Выдача задания по РГР №1.




5.

Кислотно-основное титрование.

Стандартизация раствора HCI по

Na2B4O7. 10 Н2О.

Написать методику определения содержания Na2CO3. 10 Н2О в растворе.

Решить задачи: [1, с. 256, №№ 43,44,45, с.257, № 47]

Техника титрования.

Сдача и защита РГР № 1.

6.

Кислотно-основное титрование.

Определение содержания

Na2CO3. 10 Н2О в растворе.

(Контрольная практическая задача

№ 3).

Написать методику приготовления стандартных растворов ЭДТА (вторичный) и ZnSO4 (первичный).

Решить задачи: [1, с. 256 №№ 48, 52, 54, 56].

Подготовка к контрольной работе (аналитические возможности метода кислотно-основного титрования).





7.

Комплексонометрическое титрование.


Приготовление растворов: 500 мл

0,025 М ЭДТА и 100 мл 0,025 М ZnSO4 (из ZnO).

Написать методику стандартизации раствора ЭДТА по соли Zn2+.

Решить задачи: [1, с. 380 №№ 11,21, стр.381 №№ 28, 33, 34].




Контрольная работа «Методы кислотно-основного титрования

8.

Комплексонометрическое титрование.

Стандартизация раствора ЭДТА по раствору ZnSO4.

Написать методику определения содержания в растворе соли металла (по заданию преподавателя). Рассчитать оптимальное значение Δ рН титрования.

Решить задачи: [1, с. 381 №№ 30, 31, стр. 382 №№ 35, 36]


Подготовка к контрольной работе (аналитические возможности комплексонометрического титрования). Выдача задания по РГР № 2.




9.

Комплексонометрическое титрование.

Определение содержания соли металла в растворе.

(Практическая контрольная задача №4).

Написать методику приготовления стандартных растворов KMnO4 (вторичный) и (NH4)2C2O4.Н2О (первичный).

Решить задачи: [1, с. 323 №№ 14, 17, стр. 324 №№ 25, 33]




Контроль

ная работа «Методы комплексонометрического титрования Защита РГР № 2.

10.

Перманганатометрическое титрование.

Приготовление растворов: 500 мл

0,05 н KMnO4, 100 мл 0,05 н (NH4)2C2O4. Н2О

Написать методику стандартизации раствора KMnO4 по (NH4)2C2O4.

Решить задачи: [1, с. 325 №№42, 44, 45, 46].

Особенности приготовления раствора KMnO4, техника перманганатометрического титрования.




11.

Перманганатометрическое титрование.

Стандартизация раствора KMnO4 по

(NH4)2C2O4.

Написать методику определения содержания FeSO4 в рвстворе.

Решить задачи: [1, с. 325 №№46, 47, 53, с. 326 № 55]

Подготовка к контрольной работе (аналитические возможности методов окислительно-восстановительного титрования).




12.

Перманганатометрическое титроавние.

Определение содержания FeSO4 в растворе.

(Контрольная практическая задача №5).

Написать методику выполнения итоговой контрольной практической задачи.

Определение содержания Са2+ в растворе перманганатометрическим методом (2 способа).

Определение содержания Си2+ в растворе иодометрическим методом (по указанию преподавателя).




Контроль

ная работа «Окислительно-восстановительные методы титроавния

13.

Итоговая контрольная практическая задача.

Определение содержания Са2+ в растворе перманганатометрическим методом (2 способа)

Или

Определение содержания Си2+ в растворе иодометрическим методом.

Решить задачи: [1, с. 175 №№13, 15, 18, 20]







14.

Продолжение выполнения итоговой контрольной практической задачи.

Решить задачи: [1, с. 176 №№ 27. 28, 29,30].

Подготовка к итоговой контрольной работе (зачетной).




15.

Продолжение выполнения итоговой контрольной практической задачи.







Итоговая (зачетная) контрольная работа.

16.

Подготовка к сдаче зачета.










17.

Дифференцированный зачет.












ЛЕКЦИИ




  1. Введение в химические методы анализа. Качественный анализ.

Предмет аналитической химии. Задачи химического анализа. Аналитическая химическая реакция. Аналитический сигнал. Предел обнаружения. Маскирование.

Общие групповые специфические и селективные реагенты.

Систематический и дробный анализ на примере смеси катионов. Качественный анализ неизвестного вещества.

Органические аналитические реагенты (ОргАр). Комплексообразующие ОргАр и строение молекул: функционально-аналитическая группировка и аналитико-активная группировка.

Константа равновесия. Активность, коэффициент активности. Понятие о термодинамической и концентрационной константах равновесия.

Равновесия аналитических реакций кислотно-основного и окислительно-восстановительного взаимодействия, комплексообразования осаждения. Расчет рН растворов сильных и слабых кислот и оснований. Буферные растворы, их состав и свойства, расчет рН, буферная емкость, область буферирования.
  1. Количественный анализ. Гравиметрический и титриметрический анализ.

Титрование и его этапы. Точка эквивалентности и конечная точка титрования. Типы реакций и требования, предъявляемые к ним. Классификация титриметрические методы анализа. Способы титрования: прямое, обратное и заместителя. Расчет результатов определения через количество молей эквивалентов по титру и нормальности титранта.
  1. Кислотно-основное титрование.

Метод кислотно-основного титрования. Рабочие растворы, первичные и вторичные стандарты. Кривые кислотно-основного титрования. Расчеты и построение теоретических кривых титрования сильных и слабых кислот и оснований. Кислотно-основные индикаторы, механизм изменения окраски. Интервал перехода окраски индикатора. Правила выбора индикатора. Индикаторы метиловый оранжевый и фенолфталеин.

Титрование полипротоновых кислот и смеси кислот: (Н3РО4 , Н2SO4 , Н2СО3 ,

HCI + CH3COOH , HCI + H3PO4 , H3PO4 + NaH2PO4), полиосновных оснований и их смесей (Na2CO3 , Na2CO + NaOH , Na2CO3 + NaHCO3), малорастворимых в воде карбонатов и оксидов (СаСО3, СаО), солей аммония (способ отгонки, обратного титрования и формальдегидный).
  1. Окислительно-восстановительное титрование.

ЭДС гальванического элемента и редокс- потенциалы окислительно- восстановительной пары. Стандартные, формальные, реальные потенциалы. Уравнение Нернста. Константа равновесия окислительно-восстановительной реакции. Факторы, влияющие на величину редокс- потенциала. Направление и полнота протекания окислительно-восстановительных реакций.

Кривые окислительно-восстановительного титрования. Индикация конечной точки титрования. Индикаторы: дифениламин, ферроин, крахмал.

Классификация методов окислительно-восстановительного титрования. Особенности, аналитические возможности перманганатометрического и йодометрического методов. Приготовление и стандартизация растворов перманганата калия и тиосульфата натрия. Вещества, определяемые перменганатометрическим методом: Fe2+, Fe3+, Cr2O72-, MnO2, Ca2+. Вещества, определяемые иодометрическим методом: Cu2+, Cr2O72-, S2-, SO22-, NO2-, NO3-, сильные кислоты. Достоинства и недостатки перманганатометрического и йодометрического методов.
  1. Комплексонометрия.

Комплексоны, их строение и свойства. Состав растворов ЭДТА в зависимости от рН раствора. Концентрационная и условная константы устойчивости комплексонатов в зависимости от состава раствора. Влияние рН раствора и посторонних конкурирующих лигандов. Коэффициенты побочных реакций протонирования анионов ЭДТА и комплексообразования с конкурирующим лигандом.

Комплексонометрическое титрование. Условия количественного протекания реакции комплексонометрического титрования. Кривая титрования. Влияние различных факторов на величину скачка титрования. Индикаторы, применяемые в комплексонометрии – металлиндикаторы, предъявляемые к ним требования. Механизм действия металлиндикаторов. Эриохром черный Т, мурексид.

Способы комплексонометрического титрования: прямое, обратное, заместителя. Пути повышения селективности комплексонометрического титрования.

6. Представление результатов количественного химического анализа в соответствии с рекомендациями ИЮПАК.


ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


Учебные занятия по курсу органической химии состоят из лекций и семинарских занятий. На лекциях излагается основной материал курса. Студентам рекомендуется систематически прорабатывать учебный материал по учебникам и конспектам лекций (2 ч в неделю). При подготовке к семинарам студент должен повторить соответствующие разделы курса и выполнить все задания, указанные в плане семинарских занятий (З ч подготовки к 2-часовому семинару).