Кирничная Влада Константиновна, к.х.н., доцент

Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: программа дисциплины. – М.: МГУ ТУ, 2011.

 

Программа дисциплины «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» профессионального цикла базовой общепрофессиональной части составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для бакалавров по направлениям 260100 «Продукты питания из растительного сырья», 260200 «Продукты питания животного происхождения», профили: технология хранения и переработки зерна; технология хлеба, кондитерских изделий; технология сахаристых продуктов; технология бродильных производств и виноделия; технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов; технология консервов и пищеконцентратов; технология рыбы и рыбных продуктов.

Предназначена для дневной формы обучения.

 

ã Московский государственный университет

технологий и управления, 2011

109004, Москва, Земляной вал, 73.

ã Орлова В.А., Касьяненко Г.Р., Кирничная В.К.

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель и задачи дисциплины

2. Общие требования к содержанию и уровню освоения дисциплины (знания, умения, владения и компетенция обучающихся, сформированных в результате освоения дисциплины (модуля)

3. Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы

4. Содержание дисциплины

4.1 Учебно-образовательные модули дисциплины, их трудоемкость

и виды учебной работы

4.2 Дидактический минимум учебно-образовательных модулей дисциплины

4.3 Содержание учебно-образовательных модулей

4.4Соответствие содержания дисциплины требуемым результатам обучения

4.5 Лабораторные работы или практические занятия

5. Самостоятельная работа

6.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

7. Материально–техническое обеспечение дисциплины

8. Контроль и оценка результатов обучений

8.1. Контроль знаний по дисциплине

8.2 Рейтинговая оценка по дисциплине

9. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

10. Глоссарий основных терминов и определений

 

1. Цели и задачи дисциплины

Учебная дисциплина «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» - обязательная базовая дисциплина профессионального цикла базовой общепрофессиональной части государственного образовательного стандарта по направлениям подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья»; 260200 «Продукты питания животного происхождения», квалификация (степень) - бакалавр.

Основной целью учебной дисциплины «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» является подготовка специалистов, владеющих теоретическими основами и практическими приемами основных химических и инструментальных методов анализа, умеющих проводить обработку результатов аналитических определений.

2. Общие требования к содержанию и уровню освоения дисциплины (знания, умения, владения и компетенция обучающихся, сформированных в результате освоения дисциплины (модуля)

Дисциплина относится к базовой части математического и естественно – научного цикла Б.2.1. Для изучения дисциплины необходимы знания вопросов предшествующих изучаемых дисциплин – математики, физики, неорганической химии. Дисциплина является предшествующей для изучения следующих дисциплин – методы исследования свойств сырья и готовой продукции; микробиология; методы обработки экспериментальных данных; метрология, стандартизация, сертификация; пищевая химия; физиология питания; методы исследования свойств сырья и готовой продукции; технохимический контроль и учет на мукомольных заводах; технохимический контроль и учет на предприятиях отрасли хлебопродуктов; технохимический контроль и учет на масложировых предприятиях; технохимический контроль и учет на парфюмерно-косметических предприятиях; технохимический контроль виноделия; технохимический контроль и учет на консервных и пищеконцентратных предприятиях; технохимический контроль и учет в крахмалопаточном производстве; технохимический контроль и учет на хлебопекарных предприятиях; технохимический контроль и учет на кондитерских предприятиях; технохимический контроль, сертификация и управление качеством; новые методы контроля качества продуктов; химия вина; упаковочные материалы и оборудование; биохимия и товароведение масличного сырья и продуктов переработки; химия солода и пива; экспертиза алкогольных и безалкогольных напитков; химия спирта и ликероводочных изделий; методы исследования рыбы и рыбных продуктов; учебно-исследовательская работа.

 

 

По направлению подготовки 260200 Продукты питания животного происхождения:

- владеет основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК - 12);

 

- способен изучать научно-техническую информацию отечественного и зарубежного опыта по тематике исследования (ПК - 3);

- способен применять метрологические принципы инструментальных измерений, характерных для конкретной предметной области (ПК - 4);

 

- способен проводить эксперименты по заданной методике и анализировать результаты (ПК - 18);

 

- способен измерять, наблюдать и составлять описания проводимых исследований; обобщать данные для составления обзоров, отчетов и научных публикаций; участвовать во внедрении результатов исследований и разработок (ПК – 19).

 

По направлению подготовки 260100 Продукты питания из растительного сырья:

- имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-2);

 

- способен изучать и анализировать научно-техническую информацию,
отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-13);

 

- готов проводить измерения и наблюдения, составлять описания
проводимых исследований, анализировать результаты исследований и
использовать при написании отчетов и научных публикаций (ПК-14).

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

- основы качественного анализа (макро-, полумикро-, микро-, ультрамикрометоды);

- условия выполнения качественных реакций;

- законы: закон действия масс, закон эквивалентности, основной закон светопоглощения;

- уравнение Ильковича, уравнение Нернста;

- сущность буферного действия;

- формулы для расчета рН различных растворов;

- основы теории электрической диссоциации сильных и слабых электролитов;

- способы выражения концентраций растворов и их взаимные перерасчеты;

- основные химические и физико-химические методы анализа веществ, их сущность, теоретические основы и области применения;

- метрологические характеристики методов анализа.

Уметь:

- анализировать смеси катионов и анионов;

- готовить стандартные растворы;

- планировать и осуществлять химический эксперимент, анализировать и интерпретировать полученные результаты, формулировать выводы.

Владеть:

- способами пробоподготовки анализируемого объекта (растворение, химическая обработка, сплавление, окисление-восстановление и т.п.);

- основными химическими и физико-химическими методами анализа (титриметрический, гравиметрический, метод молекулярной абсорбционной спектроскопии, люминесценция, вольтамперометрия, хроматография);

- навыками работы на приборах для инструментального анализа.

3. Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц. 1 зачетная единица равна ориентировочно 36 академическим часам. Рекомендуемое распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы представлено в табл. 1.

Рекомендуемое распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы*

Таблица 1

Вид учебной работы	Зачетных единиц	Академических часов
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия (всего)	3,33
В том числе:
Лекции	1,39
Лабораторные работы (ЛР)	1,95
Самостоятельная работа (всего)	4,67
В том числе:
Самостоятельное изучение отдельных тем модулей	0,83
Подготовка к лабораторным работам	0,33
Изучение тем лекций	1,39
Подготовка к рубежному контролю	0,56
Подготовка к промежуточной аттестации (экзамену)	0,73
Подготовка к тренингу	0,83
Контроль (всего)	0,17
В том числе:
Входной, текущий, рубежный	0,14
Промежуточная аттестация (экзамен)**	0,03

* В зависимости от технологии обучения вуз самостоятельно устанавливает распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы в соответствии с рекомендациями примерной программы

** Систему контроля степени освоения дисциплины и оценки приобретенных компетенций, знаний, умений и навыков, регламентированных Федеральным государственным образовательным стандартом и примерной программой дисциплины, используя рекомендованную примерной программы систему диагностики.

4. Содержание дисциплины

4.1 Учебно-образовательные модули дисциплины, их трудоемкость

И виды учебной работы

Рабочая программа дисциплины должна быть построена по модульно-блочному принципу.

Модуль – совокупность частей учебной дисциплины (курса), имеющая определенную логическую завершенность по отношению к установленным целям и результатам воспитания, обучения. Каждый модуль состоит из двух частей:

- инвариантный блок – включает минимум (ядро) знаний, законов, принципов, понятий, обладающих значительной временной стабильностью (трудоемкость блока не менее 50% общей трудоемкости дисциплины);

- вариативный (профильный) блок – под которым следует понимать укрупненную группу знаний по направлению. Дает возможность расширения и углубления знаний, умений, навыков и компетенций, определяемых содержанием базовой части, необходимых для успешной профессиональной деятельности.

Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы*

Таблица 2

№ п/п	Наименование модуля и темы	Зачетные единицы/ академические часы
Всего	Лекции	Лабора-торные работы	Самостоя-тельная работа	Контроль (входной текущий, рубежный)
1.	Модуль I. Основные положения.	0,88/32	0,11/4	-	0,77/28	0,014/0,5
2.	Тема 1. Ход аналитического процесса.	0,39/14	0,05/2	-	0,33/12	0,007/0,25
3.	Тема 2. Растворы.	0,5/18	0,05/2	-	0,44/16	0,007/0,25
4.	Модуль II. Химический качественный анализ.	1,78/64	0,22/8	0,5/18	1,06/38	0,03/1
5.	Тема 3. Дробный и систематический качественный анализ.	1,23/42	0,28/10	0,33/12	0,62/22	0,015/0,5
6.	Тема 4. Класификация реакций, применяемых для идентификации ионов.	0,72/26	0,11/4	0,17/6	0,44/16	0,015/0,5
7.	Модуль III. Гравиметрические и титриметрические методы анализа.	2,22/80	0,33/12	0,67/24	1,22/44	0,03/1
8.	Тема 5. Гравиметрия и осадительное титрование.	0,39/14	0,05/2	0,17/6	0,17/6	0,007/0,25
9.	Тема 6. Кислотно-основное титрование.	0,56/20	0,05/2	0,17/6	0,33/12	0,007/0,25
10.	Тема 7. Окислительно-восстановительное титрование (Редоксиметрия).	0,62/22	0,11/4	0,17/6	0,33/12	0,007/0,25
11.	Тема 8. Комплексонометрическое титрование.	0,67/24	0,11/4	0,17/6	0,39/14	0,007/0,25
12.	Модуль IV. Физико-химические и физические методы анализа.	2,69/86	0,51/18	0,77/28	1,11/40	0,03/1
13.	Тема 9. Электрохимические методы анализа.	0,72/26	0,17/6	0,22/8	0,33/12	0,008/0,3
14.	Тема 10. Оптические методы анализа.	0,78/28	0,17/6	0,22/8	0,39/14	0,008/0,3
15.	Тема 11. Хроматографичес-кие методы анализа.	0,89/32	0,17/6	0,33/12	0,39/14	0,011/0,4
16.	Модуль V. Аналитико-химическая метрология.	0,62/22	0,11/4	-	0,5/18	0,014/0,5
17.	Тема 12. Математическая обработка результатов анализа.	0,62/22	0,11/4	-	0,5/18	0,014/0,5
18.	Промежуточная аттестация (зачет, экзамен)					0,05/2
19.	Всего на дисциплину «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа»	8/288	1,27/50	1,88/70	4,67/168	0,17/6

*Примечание: в знаменателе приведена трудоемкость в часах

4.2 Дидактический минимум учебно-образовательных модулей дисциплины

Обязательный дидактический минимум содержания дисциплины и ее учебно-образовательных модулей

Таблица 3

№ п/п	Наименование модуля и темы	Дидактический минимум
1.	Модуль I. Основные положения.
2.	Тема 1. Ход аналитического процесса.	Определения общей и аналитической химии. Краткие сведения из истории аналитической химии. Ход аналитического процесса. Химические микрочастицы и ассоциаты.
3.	Тема 2. Растворы.	Вода, растворение вещества и химическое равновесие. Структура жидкой воды. Взаимодействие между растворенным веществом и водой. Методы выражения концентраций растворенных веществ. Активности и коэффициенты активностей. Кинетическая и термодинамическая концепция химического равновесия. Понятие химического эквивалента.
4.	Модуль II. Химический качественный анализ.
5.	Тема 3. Дробный и систематический качественный анализ.	Химический качественный анализ. Групповые, селективные и специфические реакции. Систематический и дробный методы анализа.
6.	Тема 4. Класификация реакций, применяемых для идентификации ионов.	Периодический закон – основа для изучения химико-аналитических свойств элементов, ионов и соединений. Классификация реакций, применяемых для обнаружения ионов.
7.	Модуль III. Гравиметрические и титриметрические методы анализа.
8.	Тема 5. Гравиметрия и осадительное титрование.	Образование и растворение осадков. Центр кристаллизации и рост кристаллов. Гидрофобные и гидрофильные осадки. Растворимость и произведение растворимости. Эффект общего иона. Гравиметрия и осадительное титрование.
9.	Тема 6. Кислотно-основное титрование.	Кислотно-основные реакции в воде. Протолитическая теория кислот и оснований, гидролизующихся солей. Буферные растворы. Кислотно-основная титриметрия. Кислотно-основные индикаторы. Кривые титрования.
10.	Тема 7. Окислительно-восстановительное титрование (Редоксиметрия).	Принципы и теория окислительно-восстановительных методов. Стандартные потенциалы и полуреакции. Уравнение Нернста. Редокс-титрование и редокс-индикаторы.
11.	Тема 8. Комплексонометрическое титрование.	Комплексы в аналитической химии и комплекснометрическое титрование. Полидентатные лиганды. Комплексонометрия и титрование ЭДТА.
12.	Модуль IV. Физико-химические и физические методы анализа.
13.	Тема 9. Электрохимические методы анализа.	Физико-химические и физические методы анализа. Потенциометрия и потенциометрическое титрование. Ионометрия. Электроосаждение и кулонометрия. Полярография. Кондуктометрия и высокочастотное титрование.
14.	Тема 10. Оптические методы анализа.	Оптические методы анализа. Абсорбция, отражение, преломление и эмиссия света. Атомная абсорбция. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Колориметрия. Рефрактометрия и поляриметрия. Атомно-эмиссионная спектрометрия. Молекулярная спектрометрия. Флуориметрия.
15.	Тема 11. Хроматографические методы анализа.	Хроматографические методы. Газовая хроматография. Жидкостная хроматография. Тонкослойная и бумажная хроматография. Гель-проникающая хроматография.
16.	Модуль V. Аналитико-химическая метрология.
17.	Тема 12. Математическая обработка результатов анализа.	Аналитико-химическая метрология. Виды погрешностей. Точность и правильность анализа. Стандартные образцы состава. Малые выборки и коэффициент Стьюдента.

 

 

4.3 Содержание учебно-образовательных модулей

МОДУЛЬ I. Основные положения.