Программа дисциплины сд. 16 Инструментальные методы химического анализа для студентов специальности 140404 «Атомные электростанции и установки» направления

Вид материала

Программа дисциплины

Содержание Программа дисциплины 140400 «Техническая физика» 1. Цели и задачи дисциплины. 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины. 3. Содержание дисциплины 1.2. Атомная спектроскопия 3. Хроматография (4 часа) 3.2. Практические и семинарские занятия 3.3. Лабораторный практикум 3.4. Курсовые проекты (работы) 3.6. Самостоятельная работа 4.1. Рекомендуемая литература 4.1.2. Дополнительная литература 4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

Подобный материал:

• Программа дисциплины опд. «Математические методы моделирования физических процессов», 126.94kb.
• Программа дисциплины опд. Ф. 07 Математические методы моделирования физических процессов, 147.72kb.
• Программа дисциплины дс теплогидравлический расчет ядерных реакторов для студентов, 199.75kb.
• Программа дисциплины гсэ. 1 Методология и история ядерной энергетики для студентов, 89.06kb.
• Программа дисциплины гсэ. 1 Методология и история ядерной энергетики для студентов, 91.07kb.
• Программа дисциплины фтд. 2 Химводоподготовка, спецводоочистка на аэс для студентов, 134.15kb.
• Программа дисциплины опд. В «Теория механизмов и машин» для студентов специальности, 89.93kb.
• Программа дисциплины дс физико-механические свойства конструкционных материалов для, 78.7kb.
• Программа дисциплины опд. Р «Химические процессы и аппараты на аэс» для студентов специальности, 88.01kb.
• Программа дисциплины сд. Ф тепломассообмен в энергетическом оборудовании для студентов, 326.63kb.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)

	УТВЕРЖДАЮ
	Проректор по учебной работе ___________________ С.Б. Бурухин
	“______”____________ 200__ г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


СД.16 Инструментальные методы химического анализа


для студентов специальности 140404 «Атомные электростанции и установки»

направления 140400 «Техническая физика»


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
		7	8
Общая трудоемкость дисциплины	186
Аудиторные занятия	136	68	68
Лекции	34	17	17
Практические занятия и семинары	34	17	17
Лабораторные работы	68	34	34
Курсовой проект (работа)	-	-	-
Самостоятельная работа	50	25	25
Расчетно-графические работы	-	-	-
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)		Зачет	Экзамен

Обнинск 2008

Программа составлена с соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 140401 «Атомные электростанции и установки», по направлению подготовки 140400 «Техническая физика»


Программу составила:


___________________ Ю.Д. Соколова, доцент, кандидат химических наук, доцент кафедры общей и специальной химии


Программа рассмотрена на заседании кафедры общей и специальной химии (протокол № _________________________


Заведующий кафедрой

Общей и специальной химии, профессор


___________________ В.К. Милинчук


“____”_____________ 2008 г.


СОГЛАСОВАНО:

Начальник Учебно-методического управления ___________________ Ю.Д.Соколова “____”_____________ 2008 г.

Декан Факультета естественных наук, доцент ___________________ Н.Б.Эпштейн “____”_____________ 2008 г.

1. Цели и задачи дисциплины.


Целью курса является освоение теоретических основ физико-химических процессов, лежащих в основе инструментальных методов, изучение аналитических методов, используя инструментальное обеспечение и получение навыков работы в аналитической лаборатории.


2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: основы физико-химических процессов, используемых в аналитической химии, основные методы спектрального, электрохимического и хроматографического анализа, инструментальное обеспечение методов используемых в аналитике;

уметь: подготовить анализируемый материал к анализу, провести калибровку приборов, используемых в аналитической лаборатории, самостоятельно провести анализ, а также обработку экспериментальных данных;

иметь навыки: работы в аналитической лаборатории используя инструментальные методы аналитической химии.


3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции

1. Оптические методы
   
   1. Молекулярная спектроскопия (вводная) (0,5 часов)
      
      1. Теоретические основы фотометрических методов анализа
         

(3 часа)


Фотоколориметрия и спектрофотометрия. Спектры поглощения. Выбор оптимальных условий для измерений. Метрологические характеристики: чувствительность, точность, воспроизводимость результатов. Отклонение от основного закона светопоглощения. Аппаратура. Методы определения концентрации одного вещества в растворе: метод градуировочного графика, метод сравнения, метод молярного коэффициента поглощения, метод добавок, дифференциальный метод, экстракционно-фотометрический метод. Анализ многокомпонентных систем.

2. Нефелометрический и турбидиметрический методы анализа
   

(1 час)

Теоретические основы. Особенности коллоидных растворов. Аппаратура. Особенности измерения концентраций. Турбидиметрическое титрование.

3. ИК- спектроскопия (3 часа)
   

Колебательные уровни энергии. ИК- спектр поглощения. Валентные и деформационные колебания. Характеристичность частот. Особенности приборов для ИК-спектропии: оптика, источники излучения, детекторы. Сканирующие и диспергирующие (Фурье-спектрометры) ИК-спектрометры. Анализ ИК-спектров. Идентификация и структурно-групповой анализ.

4. Люминесцентный метод анализа (2,5 часа)
   

Классификация. Механизм возникновения флуоресценции и фосфоресценции. Теоретические основы. Квантовый и энергетический выходы. Спектр люминесценции. Правило Каша, Правило зеркальной симметрии. Закон Стокса. Интенсивность люминесценции. Тушение люминесценции. Закон затухания люминесценции. Аппаратура. Методы люминесцентного анализа: качественный анализ, количественный анализ.


1.2. Атомная спектроскопия

5. Основы метода атомной спектроскопии – обзор (0,5 часа)
   

6. Атомно-эмиссионный метод анализа (2 часа)
   

Основы метода. Атомизаторы. Спектральные помехи. Приборы для пламенной фотометрии. Качественный и количественный анализ.

7. Атомно-абсорбционный метод анализа (2 часа)
   

Основы метода. Атомизаторы. Источники излучения. Спектральные помехи. Физико-химические помехи. Аппаратура.

8. Атомно - флуоресцентный метод анализа (0.5 часа)
   

Основы метода. Аппаратура

3. Рефрактометрический метод анализа (2 часа)
   

Основы метода. Показатель преломления. Зависимость показателя преломления от различных факторов. Поляризация и рефракция. Молекулярная рефракция. Аппаратура для рефрактометрических измерений. Рефрактометр Пульфриха. Практическое применение метода.

2. Электрохимия
   

2.1. Потенциометрический метод анализа (3 часа)

Теоретические основы. Прямая и косвенная потенциометрия. Классификация электродов: электроды первого, второго и третьего рода. Электроды сравнения. Индикаторные электроды. Ионометрия. Определения электродных функций ионоселективных электродов. Ионоселективные электроды. Кривые титрования. Аппаратура.

2. Кондуктометрический метод анализа (2 часа)
   

Электропроводность. Теоретические основы. Прямая и косвенная кондуктометрия. Ячейка Уитстона. Кондуктометрическое титрование. Типы химических реакций используемых в кондуктометрическом титровании (нейтрализации, осаждения, комплексообразования, окислительно-восстановительные) и кривые титрования. Аппаратура.

3. Кулонометрический метод анализа (4 часа)
   

Законы Фарадея. Выход по току. Порядок разрядки ионов на электродах в электролизе. Поляризация. Перенапряжение. Потенциалы разряда. Аппаратура и условия проведения прямых и косвенных кулонометрических измерений. Потенциостатическая кулонометрия. Кулонометры. Детектирование в потенциометрической кулонометрии. Гальваностатическая кулонометрия.

3. Полярографический метод анализа (3 часа)
   

Теоретические основы. Прямая полярография. Ртутный капающий электрод. Приготовление растворов для полярографирования. Анализ полярограммы. Полярограмма и уравнение Нернста. Количественные определения в полярографии. Амперометрическое титрование.


2.5. Вольтамперометрия.(1 час)

Полярограмма для различных электродов. Электролитическая ячейка для вольтамперометрии. Амперометрическое титрование. Инверсионная вольтамперометрия.

3. Хроматография (4 часа)

3.1. Хроматографический метод анализа

Введение в хроматографию. Классификация хроматографических методов анализа. Основные параметры хроматографического анализа. Основное уравнение равновесной хроматографии. Теория тарелок. Дифференциальная хроматограмма. Основные характеристики качества распределения.

2. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЖК).
   

Особенности высокоэффективной жидкостной хроматографии. Теория разделения компонентов в высокоэффективной жидкостной хроматографии. Аппаратура. Сорбенты. Колонки для ВЖК. Детекторы. Методические аспекты: подготовка растворителей, подготовка колонок, подготовка проб. Качественный анализ. Количественный анализ.

2. Газовая хроматография.
   

Принцип газовой хроматографии. Аппаратура. Сорбенты и колонки для газовой хроматографии. Ввод пробы. Детекторы: по теплопроводности, пламенно-ионизационный. Методы подготовки проб для хроматографического анализа. Качественный анализ. Определение примесей. Количественный анализ.


3.2. Практические и семинарские занятия

Раздел(ы)	Тема практического или семинарского занятия	Литература	Число часов
1.1	Фотоколориметрия. Спектрофотометрия. Методы определения концентрации.		2
	Спектры поглощения. Многокомпонентные системы.		2
	Обработка экспериментальных данных		2
	ИК-спектры. Фурье спектрометр.		2
	Люминесценция. Закон Стокса. Правило зеркальной симметрии.		2
1.2	Атомно-абсорбционный спектрометр. Знакомство с приборами.		2
	Подготовка проб для атомно-абсорбционной спектроскопии.		2
1.3	Рефрактометрия. Методика работы на рефрактометре Аббе.		1
	Идентификация веществ спектральными методами.		2
2.	Электрохимические методы. Гальванические элементы. Электролиз.		2
	Кондуктометрия. Методика работы. Кривые титрования подвижности ионов.		1
	Потенциометрия. Кривые титрования.		2
	Потенциометрия. Расчет кривых титрования.		2
	Ионометрия. Электродные характеристики.		2
	Поляризационные кривые.		2
	Вольт-амперометрия. Обработка данных.		2
	Инверсионная вольт-амперометрия.		2
3.	Газовая хроматография. Знакомство с прибором хроматографом.		2

3.3. Лабораторный практикум

Раздел(ы)	Наименование лабораторных работ	Число часов
1.2	Фотоколориметрическое определение меди	6
	Спектрофотометрическое определение ионов CrO42- и MnO4- при их совместном присутствии	4
	Определение эффективности дробной экстракции фотометрическим методом	4
	Люминесцентный метод анализа	4
	Цементация	6
1.3	Турбидиметрическое определение сульфат-ионов.	4
1.7	Определения содержания ионов Na+ и К+ пламенно-фотометрическим методом	4
1.10	Рефрактометрия (идентификация вещества по показателю преломления, плотности и молекулярной рефракции. Определение концентрации методом градуировочного графика).	6
2.1	Потенциометрическое титрование (метод нейтрализации, метод окислительно-восстановительный).	6
	Ионометрия.	4
2.2	Кондуктометрическое титрование (метод нейтрализации, осаждения, комплексообразования)	4
2.3	Кулонометрическое титрование	4
2.4	Вольт-амперометрия	6
3.1	Газовая хроматография	6

3.4. Курсовые проекты (работы)


Не предусмотрены.

3.5. Формы текущего контроля

Раздел(ы)	Форма контроля	Неделя
Молекулярная спектроскопия	Контрольная работа	5
Атомная спектроскопия	Контрольная работа	12
Рефрактометрия	Домашнее задание	16
Кондуктометрия	Контрольная работа	3
Потенциометрия (8 семестр)	Контрольная работа
Потенциометрия (8 семестр)	Домашнее задание	10

3.6. Самостоятельная работа

1. Современные оптические методы исследования [ периодика чит.зал] –реферат;

Кривые титрования (повторение курса Химические методы аналитической химии) [5], [1]-т.1 – использование в Домашнем задании по теме Потенциометрия.

2. Современные методы вольт-амперометрии [доп. 1,2, периодика чит.зал] – реферат.


4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Харитонов Аналитическая химия/т.2 – Физико-химические методы анализа,

М., Высшая школа, 2001, 558 с., 35 экз.

2. Васильев В.П. Аналитическая химия/т.2 – Физико-химические методы анализа,

М. Дрофа, 2003, 40 экз.

3. Васильев В.П., Морозова Р.П., Кочергина Л.А. Аналитическая химия,

Лабораторный практикум, М., Дрофа, 2004, 415 с., 40 экз.

4.Цитович И.К. Курс аналитической химии/ С.-П. Лань. 2004 -20 экз..

5. Основы аналитической химии под ред. Золотова Ю.А. т.2. – М.:

Высшая школа,1999, 494 с.,-50 экз.

6. Основы аналитической химии под ред. Золотова Ю.А. Практическое

руководство. М.: Высшая школа, 2001 -30 экз.

.


4.1.2. Дополнительная литература

1. Отто М.Современные методы аналитической химии/ М.2003, Техносфера, 2 т.
   
2. Тикунова И.В., Шаповалов Н.А., Артеменко А.И. Практикум по аналитической химии и физико-химическим методам анализа/ М.Высшая школа, 2006;
   
3. Кельнер Р., Мерме Ж-М. Мерме, Отто М. Виндер Г.М. Аналитическая химия / М., Мир АСТ, 2004;
   
4. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа. М., Мир. 1989;
   

5. Мухина Е.А. Физико-химические методы анализа/ Химия. М.1995.

6. Барковский В.Ф., Горелик С.М., Городенцева Т.Б. Физико-химические методы

анализа. Высшая школа. М.1972.

7. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Высшая школа. М. 1976


4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Не предусмотрены.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Для выполнения данного практикума используется спектрофотометр СФ-46, и СФ-56; фотоколориметры ФЭК-56М, КФК, КФО; рефрактометр ИФР-456; пламенный фотометр «Флафо-4»; ИК-Фурье-спектрометр, спектрофлюориметр «Панорама», рН-метр с установкой для титрования; набор электродов; мост переменного тока с электролитической ячейкой; потенциометр с электролитической ячейкой; установка для кулонометрического титрования; газовый хроматограф ЛХМ.