Задачи изучения дисциплины: развитие коммуникативных и социокультурных способностей и качеств; овладение умениями и навыками самосовершенствования. Структура дисциплины
| Вид материала | Документы |
- Задачи изучения дисциплины: развитие коммуникативных и социокультурных способностей, 4301.16kb.
- Задачи дисциплины овладение теоретическими знаниями в области технологии передачи, 122.14kb.
- Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 9 з е. (324 часа), 1000.46kb.
- «Профконсультирование» Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет: Цель дисциплины, 15.44kb.
- Аннотация примерной программы учебной дисциплины Экономика и социология труда Цели, 48.2kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины «Психолого-педагогический практикум» вузовского, 877.91kb.
- Программа дисциплины гсэ. Ф. 02 «Физическая культура» Цели и задачи дисциплины. Целью, 480.86kb.
- Примерная программа дисциплины учебно-исследовательская работа направление подготовки, 183.34kb.
- Задачи дисциплины, 36.83kb.
- Программа учебной дисциплины «Анализ финансовой отчетности банка», 183.77kb.
Тема 4. Средства измерений универсального назначенияи (2 ч). Флуориметры, хроматографы, детекторы для хроматографии, атомно-абсорбционные и эмиссионные спектрометры, приборы на основе электрохимических методов анализа.
Тема 5. Показатели качества воды и их определение (4 ч). Органолептические показатели. Водородный показатель. Щелочность и кислотность. Минеральный состав. Современные обобщенные показатели при мониторинге природных и сточных вод. Растворенный кислород. Биохимическое потребление кислорода (БПК). Окисляемость или химическое потребление кислорода (ХПК). Активный хлор. Биогенные элементы: нитраты, нитриты, аммоний, фосфаты и общий фосфор. Железо общее, сумма тяжелых металлов. Интегральная и комплексная оценка качества воды.
Тема 6. Почва как компонент природно-антропогенного комплекса (2 ч). Характеристика взаимодействий почвы и загрязняющих химических веществ. Классификация химических веществ для контроля загрязнения. Оценка степени опасности загрязнения почвы химическими веществами.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать классификацию, описание и анализ наиболее распространенных загрязнителей окружающей среды, а также мер, ограничивающих их воздействие; принципы выбора наиболее оптимального метода анализа; особенности анализа микроколичеств вещества, методы экстракции, разделения, концентрирования;
уметь: проводить анализ различных объектов окружающей среды с использованием оптимальных методов анализа; проводить отбор проб и их подготовку;
владеть: методами анализа компонентов объектов окружающей среды: атмосферы, гидросферы, педосферы, а также загрязняющих веществ - антропогенов..
Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы, контрольные работы, реферат
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.
Аннотация дисциплины
Метрологические основы химического анализа
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).
Цели и задачи дисциплины
Целью изучения дисциплины является: сформировать представление об особенностях метрологии химического анализа ее принципах и методах;
Задачей изучения дисциплины является: дать студентам основные понятия и методы планирования метрологии химического анализа, ознакомить с теоретическими, нормативными, методическими и организационными основами метрологии химического анализа, дать представление об организации и методологии метрологического обеспечения деятельности аналитической службы предприятия.
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 1 з.е., практические занятия 0,5 з.е., самостоятельная работа 1,5 з.е..
Основные дидактические единицы (разделы):
- Введение. Метрология – наука об измерениях. История науки. Основные этапы развития метрологии. Значение метрологии для научно-технического прогресса и ее роль в хозяйстве страны. Метрология и стандартизация. Актуальные проблемы современной метрологии.
- Физические величины и их единицы. Виды физических величин. Терминология и определения. Комплекс правил разбиения величин на группы. Количественное представление величин. Размер и значение физической величины. Единица физической величины. Система единиц физических величин. Основные и производные единицы. Механизм образования производных единиц. Понятие о размерностях. Международная система единиц физических величин (СИ).
- Средства измерений. Виды средств измерений: меры, измерительные приборы и преобразователи, измерительные установки и системы. Вспомогательные измерительные принадлежности. Метрологические характеристики средств измерений. Погрешности средств измерений. Основные и дополнительные погрешности. Статические и динамические погрешности. Способы выражения пределов допускаемых погрешностей. Классы точности средств измерений. Классификация средств измерений.
- Погрешности измерений. Виды и типы погрешностей измерений. Точности и достоверность результата измерений. Правильность, сходимость и восприимчивость результатов измерений. Классификация систематических погрешностей измерений. Способы обнаружения систематических погрешностей и промахов измерений. Методы исключения систематических погрешностей. Случайные погрешности. Источники и особенности проявления. Случайная величина как математическая модель случайной погрешности. Статистическая устойчивость. Понятие вероятности. Распределение случайной величины. Моменты распределения. Статистическая выборка. Основы математической обработки данных, отягощенных случайными погрешностями. Среднее значение, медиана, мода. Дисперсия. Доверительный интервал и доверительная вероятность. Формы представления результатов математической обработки экспериментальных данных.
- Методы измерений. Преобразование измеряемой величины в процессе измерений. Критерии выбора метода измерений. Классификация измерений по точности. Виды методов измерений. Метод непосредственной оценки, дифференциальный метод, нулевой метод, метод совпадений.
- Система обеспечения единицы измерений. Эталоны физических величин. Общее понятие об эталонах и их классификация. Эталоны основных единиц Международной системы единиц. Эталоны дополнительных единиц и производных единиц электрических и магнитных величин.
Государственная система обеспечения единства измерений. Испытания и поверка средств измерений. Государственная служба стандартных и справочных данных (ГСССД). Государственная служба стандартных образцов (ГССО).
- Правовые проблемы метрологии и стандартизации.
Государственные научные метрологические учреждения РФ. Международные метрологические организации.
- Метрологическое обеспечение количественного химического анализа. Терминология. Основные этапы разработки МКХА. Оценка характеристик погрешности МКХА – сходимости, воспроизводимости, повторяемости и правильности. Подготовка материала к метрологической экспертизе.
- Основные положения и определения ГОСТ 5725 – 2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений». Изменения, введенные новым ГОСТом. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений в соответствии с ГОСТ 5725-2-2002. Нахождение пределов повторяемости и воспроизводимости по ГОСТ 5725 - 6 - 2002.
- Методы контроля стабильности результатов измерений в пределах лаборатории ГОСТ 5725 - 6 - 2002. Составление контрольных карт Шухарта. Контрольные карты кумулятивных сумм
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: знать основные понятия, представления и теории метрологии, принципы и способы обеспечения достоверности результатов измерений, метрологические характеристики методов анализа (правильность, сходимость, воспроизводимость, предел обнаружения, нижняя и верхняя границы определяемых содержаний);
уметь: рассчитывать относительную погрешность метода (методики) анализа и погрешность отдельной стадии анализа; использовать методы математической статистики (дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализ) для решения конкретных проблем анализа;
владеть: методологией выбора оптимального метода анализа конкретного объекта, навыками составления схемы анализа и плана факторного химико-аналитического эксперимента .
Виды учебной работы: лекции, контрольные работы, семинарские занятия, реферат
Изучение дисциплины заканчивается зачетом.
Аннотация дисциплины
Оптические методы анализа
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единиц (108 часов).
Цели и задачи дисциплины
Целью изучения дисциплины является: фундаментальная подготовка бакалавров по аналитической химии в области оптических методов химического анализа, ознакомление студентов с теоретическими основами методов атомной и молекулярной спектроскопии и привитие практических навыков для проведения анализов объектов различной природы данными методами, а также исследование структуры, кислотно-основных свойств реагентов, состава и устойчивости комплексных соединений, формирование общих основ и представлений о направлениях развития и современных оптических методах анализа на базе знаний по основам аналитической химии и физико-химическим методам анализа, сформированных общим курсом «Аналитическая химия».
Задачами изучения дисциплины являются: теоретическое и практическое освоение на базе дисциплин циклов ЕН (математика, физика (раздел оптика)) и ОПД (общая, неорганическая и органическая химия, аналитическая химия) основных понятий и закономерностей оптических методов определения качественного и количественного состава различных объектов.
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы):
| Вид учебной работы | Всего зачетных единиц (часов) | Семестр | |
| VII | |||
| Общая трудоемкость дисциплины | 3 (108) | 3 (108) | |
| Аудиторные занятия: | 1,5 (54) | 1,5 (54) | |
| лекции | 1 (36) | 1 (36) | |
| лабораторные работы (ЛР) | 0,5(54) | 0,5(54) | |
| Самостоятельная работа: | 1,5 (54) | 1,5 (54) | |
| изучение теоретического курса (ТО) | 0,75(27) | 0,75(27) | |
| реферат | 0,5(18) | 0,5(18) | |
| задачи | 0,25(9) | 0,25(9) | |
| Вид промежуточного контроля | Зачёт | Зачёт | |
Основные дидактические единицы (разделы):
Модуль I. Введение в оптические методы анализа
Тема 1. «Предмет спецкурса «Оптические методы анализа», его структура».
Оптические методы анализа их значение и место в системе химико-аналитического контроля. Области применения Характерные особенности и возможности. Классификация оптических методов анализа.
Тема 2. «Виды взаимодействия электромагнитного излучения с веще-ством».
Понятие оптического спектра. Природа электромагнитного излучения. Основные характеристики излучения (длина волны, частота, волновое число). Понятие спектральной линии и ее характеристики (положение, интенсивность, ширина). Электромагнитный спектр. Общая характеристика спектральных методов и аппаратуры.
Модуль II. Спектрофотометрический анализ
Тема 1. «Введение в спектрофотометрический анализ» (2 часа)
Характеристика спектрофотометрического метода и его место в системе химико-аналитического контроля. История развития спектрофотометричес-кого метода. Основные термины. Поглощение света веществами. Электронные спектры поглощения, коэффициент молярного поглощения. Основные законы светопоглощения: светопоглощение, светопропускание, объединенный закон Бугера-Ламберта-Бера, закон аддитивности. Причины отклонения от основного закона светопоглощения. Растворы сравнения. Аппаратурное оформление метода. Характеристика основных узлов спектральных приборов. Источники электромагнитного излучения различных участков спектра. Диспергирующие системы: светофильтры, призмы, дифракционные решетки.
Тема 2. «Способы разбавления окрашенных растворов. Методы количественного фотометрического анализа». (2 часа).
Разбавление при отсутствии избытка реагента. Разбавление при некотором избытке реагента. Разбавление при постоянной концентрации реагента. Методы количественного фотометрического анализа: градуировочного графика, сравнения, добавок, экстраполяции, по среднему значению молярного коэффициента погашения, по первой производной,дифференциальный, фотометрического титрования. Анализ многокомпонентных систем.
Тема 3. «Метрологические характеристики фотометрического анализа».(2 часа).
Источники погрешностей в фотометрии. Оптимальный диапазон измеряемых величин в обычной фотометрии и в дифференциальной фотометрии. Чувствительность фотометрических определений. Определяемый минимум. Диапазон определяемых содержаний.
Тема 4. «Исследование фотометрических реакций и выбор оптимальных условий её выполнения» .(2 часа).
Изучение ионного состояния элемента. Исследование свойств органического реагента,выбор реагента, требования к реагенту. Поиск оптимальных условий образования окрашенного икомплекса металла с органическим реагентом.
Тема 5. «Применение фотометрических методов для изучения равновесий в растворах». (6 часов).
Исследование кислотно-основных равновесий. Исследование реакций комплексообразования.
Модуль III. Люминесцентный метод анализа
Тема 1. «Люминесцентный метод анализа».
История создания метода, работы отечественных и зарубежных ученых. Классификация явлений люминесценции по способу возбуждения, по механизму свечения, по длительности свечения. Теория молекулярной люминесценции. Возбуждение молекул. Дезактивация возбужденных молекул. Флуоресценция и фосфоресценция. Квантовый выход флуоресценции и фосфоресценции. Замедленная флуоресценция. Величины, характеризующие люминесценцию: спектр люминесценции, энергетический выход, квантовый выход. Закон Вавилова.
Тема 2. «Основные закономерности люминесценции»
Независимость спектра люминесценции от длины волны возбуждающего света, правило Стокса-Ломмеля, пра-вило зеркальной симметрии Левшина.Интенсивность люминесценции и зависимость ее от концентрации люминофора. Статическое и динамическое тушение люминесценции.
Основы люминесцентного анализа. Аппаратурное оформление метода. Способы компановки узлов прибора. Достоинства, недостатки и области применения метода.
Модуль IV. Рефрактометрический метод анализа
Тема 1. «Рефрактометрический метод анализа».
Краткая историческая справка. Достоинства и области применения. Общая характеристика метода. Рефрактометрические констанnы и влияющие на них факторы: показатель преломления (природа вещества, плотность вещества и внешнее давление, длина волны света, удельная и молекулярная рефракция. Формула Лорентца-Лоренца. Угол полного внутреннего отражения. Метод рефрактометрии для установления структуры органических молекул. Аддитивность электронных эффектов в органических молекулах. Молекулярная рефракция. Инкремент и экзальтация. Рефракции атомов и связей. Методы расчета теоретических значений рефракции. Применение рефрактометрии для структурного анализа органических молекул. Рефрактометрический анализ двойных и тройных смесей. Аппаратурное оформление метода.Закономерности рефракции связей. Оптическая экзальтация. Поляризуемость ионов.
Модуль V. Абсорбционная ИК-спектроскопия и спектроскопия КР
Тема 1. «Абсорбционная ИК-спектроскопия и спектроскопия КР». История методов. Правила отбора и интенсивность ИК-спектров. Влияние симметрии молекул на интенсивность полос ИК-спектров. Валентные и деформационные колебания. Использование характеристических полос поглощения для структурного анализа молекул химических соединений. Эмпирические приемы расшифровки ИК-спектров. Блок-схема ИК-спектрометра. Источники инфракрасного излучения. Особенности оптической системы. Аналитическое использование метода ИК-спектроскопии.
Тема 2. «Инфракрасная спектрофотометрия, ее теоретические и методические основы».
Скелетные и характеристические колебания в анализе органических веществ. Улучшение аналитических характеристик за счет Фурье-преобразования. Условия технической реализации Фурье-спектрометрии, области применения.Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР). Рассеяние излучения. Стоксовы и антистоксовы линии. Сравнение метрологических характеристик метода при двух способах возбуждения спектров (ламповое, лазерное). Примеры спользования.
Модуль VI. Атомно-абсорбционный анализ
Тема 1. «Атомно-абсорбционный анализ».
Атомно- абсорбционная спектроскопия (ААС). История метода. Классификация методов ААС по способу атомизации. Пламенная ААС. Атомизаторы (пламена). Электротермическая ААС. Атомизаторы (графитовая кювета Львова, графитовые печи Кинга и Массмана). Источники света в ААС (лампы с полым катодом, безэлектродные разрядные лампы, источники сплошного спектра). Схема атомно-абсорбционного спектрофотометра. Количественный анализ в ААС. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Помехи в ААС.Спектральные помехи. Спектроскопические буферы.
Модуль VII. Атомно-эмиссионная спектроскопия
Тема 1. «Атомно-эмиссионная спектроскопия (АЭС)»
Классификация методов АЭС по способу атомизации. Эмиссионная фотометрия пламени (ЭФП). Схема спектрометра для ЭФП. Источники атомизации и возбуждения в ЭФП (пламена). АЭС с электротермической атомизацией. Понятие эмиссионно-спектрального анализа (ЭСА). Схема спектрометра для ЭСА. Источники атомизации и возбуждения в ЭСА (дуговой разряд, искровой разряд, высокочастотный разряд, лазерное излучение). АЭС с индуктивно-связанной плазмой. АЭС с лазерным микрозондом. Качественный ЭСА. Таблицы и обозначения спектральных линий. Количественный ЭСА. Уравнение Ломакина-Шейбе. Самопоглощение и самообращение спектральных линий. Физико-химические процессы на поверхности электродов. Понятие аналитической спектральной линии. Гомологичность спектральных линий. Основное уравнение количественного ЭСА. Помехи в АЭС.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: теоретические основы методов атомной и молекулярной спектроскопии, метрологические характеристики каждого из изученных оптических методов анализа, их применимость к анализу объектов различной сложности и различного происхождения (руды, технологические растворы, лекарственное сырьё и т.д.), принципы пробоподготовки, основные схемы и аппаратурное обеспечение современных спектроскопических методов анализа; иметь представление о назначении и принципах работы основных структурных блоков физических приборов для исследования вещества, изучить основы важнейших оптических методов исследования, области их рационального применения, трудности и ограничения использования различных методов, системный подход и комплексное использование изученных методов;
уметь: реферировать научный текст, рассчитывать метрологические характеристики, сравнивать методы анализа по точности, селективности, чувствительности и минимально определяемому содержанию вещества; отбирать минимальную и представительную пробу, выбирать оптимальные условия и режим для проведения анализа, применять на практике основные законы количественного химического анализа с использованием физических приборов, по спектрограммам определять основные функциональные группы атомов, входящих в состав молекулы, производить количественные расчеты, анализировать конкретные объекты наиболее оптимальными методами. уметь правильно выбрать оптимальный метод исследования для решения конкретной исследовательской задачи, на основе структурной формулы соединения уметь прогнозировать вид спектра в различных областях электромагнитного диапазона;