Программа по аналитической химии «УТВЕРЖДАЮ» СОДЕРЖАНИЕ 1. ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 2. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 3.
Министерство образования Московской области
ГБОУ СПО МО «Щелковский политехнический техникум»
рабочая ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
аналитическая Химия
2012г.
Рабочая программа учебной дисциплины АНАЛИТИЧЕСКАЯ Химия разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по профессиям СПО, входящим в состав укрупненной группы профессий 240000 «Химическая и биотехнология»
Обучающиеся в Щелковском политехническом техникуме по специальности 240113 «Химическая технология органических веществ» изучают аналитическую химию в объеме 102 часа.
Составитель:
Иванова Татьяна Викторовна, преподаватель высшей квалификационной категории
Рассмотрена на заседании предметной комиссии дисциплин химического цикла
Протокол №____________ от «____»__________20__ г.
«УТВЕРЖДАЮ»
Зам. директора по УР
_______________ Козлова Н.В.
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
1. ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4
2. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ6
3. условия реализации учебной дисциплины14
4. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины16
1. паспорт рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
________________________ХИМИЯ___________________________
название дисциплины
1.1. Область применения программы:
Программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальностям СПО естественнонаучного профиля.
В Щелковском политехническом техникуме данную программу осваивают обучающиеся по специальности 240113 «Химическая технология органических веществ» (группа 21).
1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина входит в общепрофессиональный цикл.
1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
- обосновывать выбор хода анализа, реактивов и химической аппаратуры по конкретному заданию;
- описывать уравнениями химических реакций ход анализа;
- владеть техникой обычных аналитических операций;
- анализировать вещество с соблюдением правил техники безопасности;
- грамотно оформлять и обрабатывать полученные результаты;
- работать с мерной посудой; на аналитических весах;
- готовить рабочие растворы, устанавливать их титр, поправочный коэффициент и молярную концентрацию эквивалента;
- применять методы количественного анализа при контроле веществ;
- наблюдать, обобщать, сравнивать, математически обрабатывать экспериментальные данные;
- производить расчеты результатов анализа;
- пользоваться справочной литературой;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
- теоретические основы аналитической химии;
- аналитическую классификацию катионов;
- методы качественного анализа;
- качественные реакции катионов и анионов;
- методы количественного анализа;
- требования к реакциям в титриметрии, установочным веществам, титрованным растворам;
- вычисления в титриметрическом анализе;
- приемы безопасной работы в лаборатории.
1.4. Количество часов на освоение программы учебной дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося - 153 часа, в том числе:
- обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося - 102 часа (теоретических – 12 ч; лабораторно-практических – 90 ч)
- самостоятельной работы обучающегося - 51 час.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Таблица 1
Вид учебной работы
Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)
153
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
102
в том числе:
лабораторные работы и практические занятия
90
контрольные работы
-
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
51
Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета
2.2. Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины « Аналитическая химия»
Таблица 2
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся
Объем часов
Уровень освоения
1
2
3
4
Раздел I. Оценка достоверности аналитических данных
ВВЕДЕНИЕ
Тема 1.1
Предмет и задачи аналитической химии. Оценка достоверности аналитических данных
Предмет «Аналитической химии», и ее задачи. Значение аналитической химии в производственной и научно-исследовательской деятельности человека. Связь аналитической химии с другими дисциплинами. Объекты аналитического анализа.
Методы анализа (химические, физические и физико-химические). Требования, предъявляемые к анализу веществ. Современные достижения аналитической химии как науки.
Правила безопасной работы в лаборатории
Типы ошибок в анализе: систематические и случайные. Основные понятия математической обработки результатов анализа: среднее значение, правильность, точность, доверительная вероятность, доверительный интервал, сходимость, воспроизводимость.
Расчет стандартного отклонения, доверительного интервала.
6
1
3
2
Самостоятельная работа к разделу I
История развития аналитической химии, вклад русских ученых в развитие науки (реферат)
Аттестация (валидация) аналитических методик (доклад с использованием основных терминов)
«Правила правильного производства (GMP)» в аналитической лаборатории фармацевтического предприятия (реферат)
16
Раздел II. Качественный анализ
Тема 2.1 Катионы
Характеристика катионов I группы.
Аналитическая классификация катионов.
Реакции, используемые в качественном анализе (разделения и обнаружения). Селективность, чувствительность, специфичность аналитических реакций. Требования к реактивам. Дробный и систематический анализ.
Равновесие в гомогенной среде. Константа диссоциации (Кд), степень диссоциации (α), закон разведения Оствальда. Сильные и слабые электролиты.
Характеристика катионов I группы.
Практическое занятие №1
Расчет Кд по α и наоборот. Решение задач на способы выражения концентрации растворов. Лабораторная работа №1
Качественные реакции катионов I группы. Анализ смеси
6
2
3
Продолжение таблицы 2
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся
Объем часов
Уровень освоения
1
2
3
4
Характеристика катионов II группы. Групповой реактив. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков.
Характеристика катионов II группы. Групповой реактив. Гидролиз и способы его смещения.
Равновесие в гетерогенной среде. Произведение растворимости и его значение.
Условия образования и растворения осадков.
Практическое занятие №2
Вычисление R (растворимости) по ПР (произведению растворимости) и наоборот
Лабораторная работа №2
Качественные реакции катионов II группы. Анализ смеси
6
2
3
Самостоятельная работа
История развития аналитической химии, вклад русских ученых в развитие науки (реферат)
Аттестация (валидация) аналитических методик (доклад с использованием основных терминов)
«Правила правильного производства» (GMP) в аналитической лаборатории фармацевтического предприятия (реферат)
16
Характеристика катионов III группы
Характеристика катионов III группы. Групповой реактив. Амфотерность, окислительно-восстановительные реакции (метод электронно-ионного баланса)
Ионное произведение воды. Буферные растворы.
Практическое занятие №3
Вычисление водородного показателя, концентрации ионов водорода и гидроксидионов.
Лабораторная работа №3
Качественные реакции катионов III группы. Анализ смеси
6
2
3
Характеристика катионов IV группы
Характеристика катионов IV группы. Комплексные ионы.
Лабораторная работа №4
Качественные реакции катионов IV группы. Анализ смеси
6
2
3
Продолжение таблицы 2
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся
Объем часов
Уровень освоения
1
2
3
4
Тема 2.2 Анионы
Аналитическая классификация анионов, общая характеристика.
Общая характеристика анионов и их классификации. Анионы окислители, восстановители, индифферентные. Предварительные испытания на присутствие анионов-окислителей и восстановителей. Групповые реактивы на анионы и условия их применения: хлорид бария, нитрат серебра.
Лабораторная работа №5
Качественные реакции анионов. Анализ смеси
6
2
3
Характеристика катионов III группы
Характеристика катионов III группы. Групповой реактив. Амфотерность, окислительно-восстановительные реакции (метод электронно-ионного баланса)
Ионное произведение воды. Буферные растворы.
Практическое занятие №3
Вычисление водородного показателя, концентрации ионов водорода и гидроксидионов.
Лабораторная работа №3
Качественные реакции катионов III группы. Анализ смеси
6
2
3
Характеристика катионов IV группы
Характеристика катионов IV группы. Комплексные ионы.
Лабораторная работа №4
Качественные реакции катионов IV группы. Анализ смеси
6
2
3
Продолжение таблицы 2
1
2
3
4
Тема 2.3 Анализ солей
Предварительные испытания и подготовка вещества к анализу. Перевод вещества в раствор. Анализ соли неизвестного состава.
Лабораторная работа №6
Анализ соли, растворимой в воде.
Самостоятельная работа по разделу II «Качественный анализ»
6
1
3
Самостоятельная работа к разделу II
Роль катионов и анионов в различных сферах жизнедеятельности (процессах обмена в организме человека, медицине) (реферат)
Витамины и минералы (катионный состав) (реферат, презентация)
Минеральные удобрения (катионный и анионный состав) (доклад)
Катионы и анионы в быту (доклад)
16
Раздел III. Количественный анализ
Тема 3.1 Гравиметрический анализ
Гравиметрический анализ (гравиметрия). Механизм образования осадка и условия осаждения. Основные операции гравиметрического анализа. Расчеты в гравиметрическом анализе.
Практическое занятие №4
Расчеты навески, осадителя, результатов, весовых определений.
Лабораторная работа №7
Определение массы иона бария. Осаждение, промывание, высушивание, озоление. прокаливание осадка. Расчет результатов анализа
2
3
6
1
3
3
Тема 3.2
3.2.1 Метод кислотно-основного титрования
Титриметрический анализ (титриметрия). Общие понятия и положения, классификация методов. Требования к реакциям, используемым в титриметрии.
Метод кислотно-основного титрования. Рабочие растворы и установочные вещества. Кривые титрования. Индикаторы, основные типы, интервалы перехода окраски. Выбор индикатора. Фиксирование точки эквивалентности.
Приготовление разбавленных растворов кислот из концентрированных. Стандартизация рабочих растворов кислот, щелочей.
Лабораторная работа №8
Приготовление растворов HCl, NaOH, буры, установление концентрации HCl по буре
6
1
3
Продолжение таблицы 2
1
2
3
4
Титрование с двумя индикаторами
Определение гидроксида и карбоната натрия при совместном присутствии (титрование с двумя индикаторами)
Практическое занятие №5
Расчеты в титриметрии
Лабораторная работа №9
Определение содержания гидроксида натрия и карбоната натрия при совместном присутствии
6
1
3
Вычисление рH и рOH в растворах сильных и слабых электролитов
Стандартизация растворов щелочей, определение массы сильной кислоты методом прямого титрования
Вычисление концентрации ионов гидроксония и гидроксида, водородного и гидроксильного показателей (рH и рOH) в растворах сильных и слабых электролитов
Практическое занятие №6
Вычисление рH и рOH в растворах сильных и слабых электролитов
Лабораторная работа №10
Стандартизация NaOH по кислоте. Определение массы сильной кислоты
6
1
3
3.2.2 Методы окисления-восстановления
Перманганатометрия
Перманганатометрия. Окислительно-восстановительный потенциал. Направление, скорость, особенности ОВР.
Рабочие растворы и установочные вещества метода. Окислительные свойства раствора
КMnO4 в различных средах.
Лабораторная работа №11
Приготовление рабочего раствора КMnO4 и его стандартизация методом отдельных навесок.
6
1
3
Продолжение таблицы 2
1
2
3
4
Расчеты в перманганатометрии.
Определение восстановителей методом перманганатометрии
Практическое занятие №7
Расчеты в перманганатометрии
Лабораторная работа №12
Определение восстановителей (нитрита натрия или соли Мора) методом перманганатометрии
6
1
3
Йодометрия. Определение окислителей и восстановителей. Индикатор.
Йодометрия. Окислительно-восстановительный потенциал йода. Рабочие растворы и установочные вещества метода. Индикатор.
Определение окислителей и восстановителей.
Лабораторная работа №13
Приготовление раствора тиосульфата натрия и его стандартизация по дихромату калия (метод замещения).
6
1
3
Обратное титрование
(йодометрия)
Сущность метода обратного титрования. Определение восстановителей методом йодометрии
Лабораторная работа №14
Определение восстановителей (сульфита натрия) методом обратного титрования
6
1
3
3.2.3 Методы осаждения и комплексонометрии
Методы осаждения. Классификация по рабочему раствору.
Методы осаждения. Классификация по рабочему раствору. Способы фиксирования точки эквивалентности.
Лабораторная работа №15
Приготовление и стандартизация рабочего раствора нитрата ртути (II). Определение хлорид-ионов меркуриметрическим методом.
6
1
3
Комплексоно-метрическое титрование. Механизм действия металл-
Комплексонометрическое титрование, способы. Металл-индикаторы, механизм действия. Применение метода.
Лабораторная работа №16
Определение содержания иона никеля трилонометрическим методом
Дифференцированный зачет
6
1
3
Продолжение таблицы 2
1
2
3
4
Самостоятельная работа к разделу III
Практическое применение гравиметрии (определение влажности образца методом отгонки, определение сухого остатка и т.д.)
Практическое применение титриметрических методов: в медицине, на производстве (доклад)
Научные достижения в области аналитической химии (реферат)
15
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. - продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности¸ решение проблемных задач)
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия учебного лаборатории аналитической химии.
Оборудование учебной лаборатории:
- весовая комната
- посадочные места по количеству обучающихся;
- рабочее место преподавателя;
- лабораторные столы;
- вытяжной шкаф;
- стол для титрования;
- сушильная доска
Учебно-наглядные пособия и лабораторное оборудование:
периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, стенды (кривая титрования, таблица растворимости, окислительно-восстановительные потенциалы, техника безопасности при работе в лаборатории), плакаты по качественному и количественному анализу, химическая посуда (простая и мерная), химические реактивы и индикаторы, весы технические и аналитические, электроплитки, центрифуга, водяные и песчаные бани, муфельная печь, сушильный шкаф, дистиллятор, наборы ареометров, термометры, микроскоп лабораторный
Технические средства обучения:
- компьютер с лицензионным программным обеспечением и мультимедиапроектор
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
Основные источники:
1 Ищенко А.А. Аналитическая химия. Издательский центр «Академия», 2007.
2. Ольшанова К.М., Пискарева С.К., Барашков К.М. Аналитическая химия. Учебное пособие для техникумов. М.: Химия, 1980.
3. Ярославцев А.А. Сборник задач и упражнений по аналитической химии. Учебное пособие для учащихся техникумов. М.: Высшая школа, 1979.
Дополнительные источники:
1. Основы аналитической химии в 2-х книгах. Под ред. Золотова Ю.А. М.: Высшая школа, 2000.
2. Барсукова З.С. «Аналитическая химия». М.: Высшая школа, 1990.
3. Основы аналитической химии в 3-х книгах. Крешков А.П. М.: Химия, 1965.
4 КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения теоретических и практических занятий, тестирования, выполнения индивидуальных заданий, внеаудиторной самостоятельной работы. Итоговое занятие в виде дифференцированного зачета
Таблица 3
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания)
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
1
2
Умения:
уметь составлять уравнения реакций в молекулярной и сокращенной ионной форме, владеть техникой обычных аналитических операций
письменный, тестовый, индивидуальный опрос
уметь по химическим свойствам веществ, подбирать методы качественного и количественного анализа
индивидуальный опрос
уметь выполнять операции гравиметрического анализа
лабораторная работа
работать с мерной посудой; на аналитических весах
лабораторная работа
готовить титрованные растворы, устанавливать титр и эквивалентную концентрацию раствора
лабораторная работа
применять методы количественного анализа при контроле различных исследуемых веществ
лабораторная работа
грамотно оформлять и обрабатывать полученные результаты
лабораторная работа, практические занятия
Знания:
теоретические основы аналитической химии
индивидуальный опрос
методы качественного и количественного анализа
письменный, тестовый, индивидуальный опрос
расчет степени диссоциации, константы диссоциации, рН и рОН растворов сильных и слабых электролитов
самостоятельная работа (аудиторная)
последовательность операций в гравиметрическом анализе, расчет результатов весовых определений
практические занятия
титриметрические методы анализа, расчеты в титриметрии
практические занятия
способы установления точки эквивалентности
способы приготовления рабочих растворов, расчет их концентраций
лабораторная работа, практические занятия
установочные вещества и требования к ним
лабораторная работа
прямое и обратное титрование, титрование методом замещения
лабораторная работа
история становления аналитической химии как науки
самостоятельная внеаудиторная работа
роль аналитической химии в жизни человека
самостоятельная внеаудиторная работа
Составитель: ГБОУ СПО МО ШПТ преподаватель Т.В. Иванова
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Автор: Иванова Татьяна Викторовна