Утверждаю
| Вид материала | Рабочая программа |
- Утверждаю утверждаю, 21.26kb.
- «утверждаю» «утверждаю», 262.03kb.
- Утверждаю утверждаю, 393.06kb.
- «Утверждаю» «Утверждаю» Председатель Совета доу заведующий мдоу №25, 113.74kb.
- Кикбоксинг против наркомании и детской преступности «Утверждаю» «Утверждаю», 78.29kb.
- Утверждаю: утверждаю, 156.74kb.
- «утверждаю» «утверждаю» Председатель республиканского Директор маоудод «цдтт №5» совета, 42.86kb.
- Утверждаю» «Утверждаю», 163.81kb.
- «Динамо», 49.89kb.
- Утверждаю: утверждаю: Председатель Глава администрация оо «Гомельский рыболовный клуб», 78.23kb.
Приложение 3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО Томский государственный университет
Химический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Декан ХФ
________________Ю. Г. Слижов
"_____"__________________2011 г.
АННОТИРОВАННАЯ
Рабочая программа дисциплины
Физические и физико-химические методы исследования объектов окружающей среды
Направление подготовки
020100- Химия
Профиль подготовки
Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Томск 2011
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Физические и физико-химические методы исследования объектов окружающей среды» является освоение студентами теоретических основ различных физических и физико-химических методов анализа и формирование практических навыков, позволяющих им самостоятельно проводить анализы различных объектов, предварительно выбрав схему анализа, осуществив пробоподготовку и оптимизировав условия проведения анализа.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Физические и физико-химические методы исследования объектов окружающей среды» является компонентом вариативной части профиля «Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность» компонента Б.3 учебного плана подготовки бакалавра по направлению 020100- Химия.
Она направлена на изучение методов, широко используемых в анализе природных объектов. Для успешного усвоения курса студенты предварительно проходят подготовку по дисциплинам математического и естественнонаучного цикла «Физика», «Математика», и др., где приобретают необходимые профессиональные компетенции по сущности явлений, физических и химических процессов, лежащих в основе атомной эмиссионной спектроскопии, масс-спектрометрии, молекулярной абсорбционной спектроскопии, электрохимических методов анализа.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Физические и физико-химические методы исследования объектов окружающей среды»
В результате освоения дисциплины студент должен:
- знать природу, количественные характеристики электромагнитного излучения, типы взаимодействия его с веществом; основы теории атомных и молекулярных спектров;
- основы теории электрохимических методов;
- знать метрологические характеристики и возможности атомной и молекулярной спектроскопии, масс-спектрометрии, электрохимических методов в решении экологических и криминалистических задач.
- уметь решать аналитические задачи с использованием физических и физико-химических методов; выбрать оптимальный вариант для выполнения конкретной задачи при анализе природного объекта.
- владеть навыками, позволяющими осуществлять обработку полученных результатов методами математической статистики с использованием компьютерных программ.
Изучая дисциплину «Физические и физико-химические методы исследования объектов окружающей среды», студент приобретает (или закрепляет) следующие компетенции:
- владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером, как средством управления информацией (ОК-9);
- способен работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-10);
- владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2);
-владеет навыками химического эксперимента, основными методами синтеза и анализа веществ, исследования химических веществ и реакций (ПК-4);
- имеет опыт работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях (ПК-7)
- владеет методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов (ПК 8);
- владеет методами безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, студент способен проводить оценку возможных рисков (ПК-9);
- владеет методами отбора материала для теоретических занятий и лабораторных работ (ПК- 11);
В процессе обучения студент овладевает навыками работы с аппаратурой изучаемых методов.
4. Структура и содержание дисциплины « Физические и физико-химические методы исследования объектов окружающей среды»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5,2 зачетных единицы, _189___ часов.
| № п/п | Раздел Дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)* | |||
| | | | | лекции | практика | семинары | СРС | |
| 1 | Общая характеристика спектроскопических методов и этапы их развития. | 8 | 1 | 2 | | | 1 | текущий контроль знаний, экзамен (8-й семестр) Итоговая оценка складывается из результатов сдачи модулей |
| 2 | Атомная эмиссионная спектроскопия. Источники возбуждения спектров. | 8 | 2 | 2 | | | 1 | |
| 3 | Типы спектральных приборов. Способы регистрации спектра. | 8 | 3 | 2 | | | 2 | |
| 4 | Влияние химических процессов пропекающих в электродах и в зоне разряда на интенсивность спектральных линий. Основные принципы химико-спектрального анализа. | 8 | 4 | 2 | | | 2 | |
| 5 | Атомно-эмиссионная спектроскопия с многоканальным анализатором эмиссионных спектров. | 8 | 5 | 2 | 8 | 4 | 6 | |
| 6 | Эмиссионная фотометрия пламени. Атомно-абсорбционные методы анализа. | 8 | 6 | 2 | 8 | | 4 | |
| 7 | Атомно-флуоресцентный спектральный анализ. Рентгенофлуоресцентный анализ | 8 | 7 | 2 | | | 1 | |
| 8 | Атомно-эмиссионная спектроскопия с индукционно-связанной плазмой. Масс-спектрометрия с индукционно-связанной плазмой. | 8 | 8 | 2 | | | 1 | |
| 9 | Молекулярная абсорбционная спектроскопия в видимой и УФ областях. | 8 | 1-6 | 12 | 12 | | 12 | |
| 10 | Колебательная спектроскопия | 8 | 1-8 | 8 | 2 | | 5 | |
| 11 | Масс - спектрометрия | 8 | 1-6 | 12 | 8 | | 10 | |
| 12 | Электрохимические методы анализа | 8 | 1-8 | 12 | 24 | | 18 | |
| 13 | ВСЕГО | | | 60 | 62 | 4 | 63 | |
-
Вид учебной работы
Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины
189
Аудиторные занятия
126
Лекции
60
Семинары
4
Лабораторные работы
62
Самостоятельная работа
63
Подготовка к семинарским занятиям
Выполнение индивидуальных заданий
6
57
Контроль знаний студентов (в числах)
Виды промежуточного контроля:
теоретические индивидуальные задания
1
1
Виды итогового контроля:
Экзамены
1
4.1. Программа дисциплины «Физические и физико-химические методы исследования объектов окружающей среды»
Модуль 1.Методы атомной спектроскопии
Общая характеристика спектроскопических методов и этапы их развития. История развития методов атомной спектроскопии. Классификация методов. Области применения. Электромагнитное излучение.
Атомная эмиссионная спектроскопия.
Строение электронных оболочек атомов и их влияние на характер спектра. Механизм возникновения спектров. Краткие сведения об оптических спектрах атомов, ионов и молекул. Природа молекулярных полос и сплошного спектра. Ширина и форма спектральных линий. Интенсивность атомных спектральных линий. Зависимость интенсивности атомных спектральных линий от температуры (самопоглощение, самообращение). Зависимость интенсивности спектральных линий от концентрации и энергии возбуждения. Связь между строением спектра и положением элемента в периодической системе Д.И. Менделеева. Уравнение Больцмана. Способы оценки температуры плазмы, концентрации электронов, степени ионизации, времени пребывания атомов в зоне разряда и коэффициента использования пара. Влияние ионизации атомов на интенсивность спектральных линий Основы количественного атомно-эмиссионного спектрального анализа. Метод трех эталонов. Метод постоянного графика Метод добавок. Механизм возникновения и поддержания электрических разрядов, характеристика источников возбуждения (дуговой разряд: дуга постоянного тока, дуга переменного тока, плазмотрон; искровой разряд: конденсированная и управляемая искра). Способы стабилизации дугового и искрового разрядов. Полый катод, лазер - схемы и принцип действия. Индукционно-связанная плазма.
Типы спектральных приборов. Способы регистрации спектра.
Приборы, используемые для регистрации эмиссионного спектра (кварцевые и с дифракционной решеткой). Основные характеристики спектральных приборов (дисперсия, разрешающая способность, светосила). Способы освещения щели. Визуальное наблюдение спектра. Фотографические методы. Фотоэлектрические. Характеристическая кривая. Фотоэлектрические приемники: типы приемников, основные свойства фотоэлементов. Фотоумножители.
Влияние химических процессов, пропекающих в электродах и в зоне разряда на интенсивность спектральных линий. Основные принципы химико-спектрального анализа.
Ряды летучести металлов и их соединений. Влияние скорости парообразования на интенсивность атомных линий в спектре (роль химических процессов протекающих в электрических разрядах и электродах). Направленные химические реакции, используемые для увеличения скорости, испарения компонентов пробы. Термодинамическое моделирование (ТДМ) высокотемпературных процессов протекающих в электродах и электрических разрядах. Программа ТДМ «Астра». Особенности разделения и концентрирования подготовка концентрата - коллектора к спектральному анализу. Особенности анализа веществ особой частоты и объектов сложного состава.
Атомно-эмиссионная спектроскопия с многоканальным анализатором эмиссионных спектров (МАЭС).
Источники возбуждения спектров «Везувий» и «Шаровая молния» используемые в спектральном комплексе «Гранд» с МАЭС. Принцип работы фотодиодной линейки на кремниевых кристаллах. Полихроматор «Роуланд». Программный комплекс «Атом». Проведение качественного спектрального анализа. Построение калибровочных графиков. Проведение количественного спектрального анализа. Оптимизация условий проведения спектрального анализа с помощью программного комплекса «Атом».
Эмиссионная фотометрия пламени. Атомно-абсорбционные методы анализа.
Основные теоретические положения, источники возбуждения и приборы для метода, пламенном фотометрии. Интенсивность спектральных линий и влияние на интенсивность температуры пламени, степени ионизации атомов, диссоциации молекул. Процессы, протекающие в плазменной зоне. Методы количественного анализа. Теоретические основы атомно-абсорбционного метода. Условия образования поглощающего слоя, поглощение световой энергии атомами, формирование аналитического сигнал. Связь оптической плотности с концентрацией элемента в пламени. Помехи, влияние состава раствора на результаты измерения. Основные узлы атомно-абсорбционной установки. Источники излучения, атомизация, спектральные приборы. Методы количественного анализа. Чувствительность атомно-абсорбционного метода.
Атомно-флуоресцентный спектральный анализ. Рентгенофлуоресцентный анализ
Основные закономерности флуоресценции. Источники атомизации и возбуждения. Спектр атомной флуоресценции. Лазерный атомно-флуоресцентный спектральный анализ Зависимость интенсивности флуоресценции от интенсивности возбуждающего источника света. Неселективные помехи. Аппаратура для проведения анализа.
Атомно-эмиссионная спектроскопия с индукционно-связанной плазмой. Масс-спектрометрия с индукционно-связанной плазмой.
Высокочастотный плазмотрон. Индукционно-связанная плазма.(ИСП).Основные температурные зоны ИСП. Теоретические основы метода масс-спектрометрии с индукционно-связанной плазмой.
Теоретические основы метода атомно-эмиссионной спектроскопии с индукционно-связанной плазмой. Аппаратура для проведения анализов.