《分析化学(工科)》课程教学大纲

分析化学AnalyticalChemistry【课程编号】BJ27303；BJ27403【课程类别】专业基础课【学分数】5【先修课程】无机化学【学时数】86(理论50＋实验36)【适用专业】化学工程与工艺、环境工程一、教学目的、任务分析化学是高等学校有关专业的基础课程之一，通过本课程的学习，使学生了解分析化学在工业生产、国防建设、医药保健、社会法制、环境保护、能源开发、生命科学等领域中的应用和发展，了解其他学科发展对分析科学的作用，了解分析科学发展的方向；向学生传授分析化学的基本原理和基本方法；分析测定中的误差来源分析、误差的表征、实验数据统计处理的原理与方法；使学生树立起准确的“量”的概念和严谨的科学作风，正确掌握化学分析的基本操作，并初步具有分析问题和解决问题的能力，为后续课程的学习和今后从事分析化学工作及科研工作打下坚实的基础。二、课程教学的基本要求本课程包括了定量分析的基本内容：四大滴定分析、重量分析、吸光光度分析、误差和实验数据统计处理等。要求学生掌握四大滴定法的基本原理及应用；掌握化学实验中各类误差及规律性，学会数据处理的基本方法并具备一定的理论分析和计算能力。对分析化学中的分离方法，要求学生初步了解沉淀分离法，溶剂萃取分离法、色谱法及一些现代分离方法的基本原理及特点。分析化学是一门实践性极强的学科，必须十分重视实验教学。在实验教学中，对化学分析的基本操作，必须严格要求，培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。三、教学内容和学时分配（理论课50学时＋实验课36学时）（一）第一章绪论1学时主要内容：分析化学的任务和作用、分析方法的分类与分析化学的进展。教学要求：（1）了解分析化学在工业生产、国防建设、医药保健、社会法制、环境保护、能源开发、生命科学等领域中的应用和发展；（2）了解其他学科发展对分析科学的作用；（3）了解分析科学发展的方向。其它教学环节：针对一些与分析化学密切相关的社会焦点问题（如环境保护、食品安全、医药质量保证、司法鉴定），布置学生收集整理研讨材料，并写出简要评论及综述。（二）第二章误差及分析数据的统计处理6学时主要内容：定量分析中的误差：误差与准确度、偏差与精密度、误差的分类及减免方法。分析结果的数据处理：可疑值的取舍、平均偏差、标准偏差、相对标准偏差、置信度与平均值的置信区间、方法准确度检查。3．有效数字及其运算规则：有效数字、修约规则、运算规则。4．标准曲线的回归分析。教学要求：（1）理解准确度与精密度的关系；（2）掌握定量分析误差的分类与减免方法；（3）掌握分析结果的数据处理方法；（4）掌握有效数字及运算规则。其它教学环节：习题讲解及答疑（三）第三章滴定分析2学时（课堂讲授2学时+研讨课1学时）主要内容：滴定分析概述。滴定分析法的分类、滴定反应的条件。标准溶液及其浓度表示法。4．滴定分析结果计算。教学要求：（1）理解滴定分析对化学反应的要求；（2）掌握滴定方式，标准溶液配制和基准物质应具备的条件；（3）掌握溶液浓度的几种表示方法和滴定分析结果的计算方法。其它教学环节：研讨课（1学时）组织学生就“分析化学与社会生活的关系”进行研讨（四）第四章酸碱滴定法8学时主要内容：酸碱平衡的理论基础：酸碱质子理论、酸碱解离平衡。不同pH溶液中酸碱存在形式的分布情况——分布曲线。酸碱溶液pH值计算：质子条件、一元弱酸（碱）溶液、两性物质溶液、缓冲溶液、多元酸（碱）溶液。酸碱滴定终点的指示方法：指示剂法、电位滴定法。酸碱滴定及应用示例：一元酸（碱）的滴定、多元酸（碱）的滴定、混合酸的滴定、应用示例。6．酸碱标准溶液的配制与标定。教学要求：（1）了解几种常见缓冲溶液的配置方法、酸碱滴定法的应用示例。（2）理解酸碱质子理论、酸度对溶液中弱酸（碱）的各种存在形式的分布的影响、影响指示剂变色范围的主要因素。（3）掌握酸碱质子理论的要点；一元、多元弱酸（碱）、两性溶液、缓冲溶液pH值计算（近似式和最简式）；酸碱滴定法的基本原理：滴定过程中氢离子浓度的变化规律、化学计量点和滴定突跃pH值的计算、能否准确滴定和分步滴定的判据、酸碱指示剂的作用原理与选择原则。其它教学环节：习题讲解及答疑（五）第五章配位滴定法8学时主要内容：1．概述。2.EDTA与金属离子的配合物及其稳定性：EDTA的性质、EDTA与金属离子的配合物。外界条件对EDTA与金属离子配合物稳定性的影响：EDTA的酸效应及酸效应系数、金属离子的副反应及副反应系数、条件稳定常数、配位滴定中适宜pH条件的控制。配位滴定基本原理：滴定曲线、影响滴定突跃大小的因素。金属指示剂确定滴定终点的方法：金属指示剂的性质及作用原理、金属指示剂应具备的条件、常用金属指示剂。混合离子的分别滴定：用控制酸度的方法进行分别滴定、用掩蔽和解蔽的方法进行分别滴定。7．配位滴定的方式及应用：直接滴定、返滴定、置换滴定、间接滴定。教学要求：（1）了解EDTA及金属离子配位的特点；（2）理解副反应、酸效应、配位效应、稳定常数及条件稳定常数等概念；（3）掌握金属离子能够准确滴定的判据，滴定金属离子时允许的最低pH和最高pH的计算；（4）理解金属离子指示剂的作用原理；（5）了解配位滴定各种方式的特点与应用；（6）掌握配位滴定结果的计算。其它教学环节：习题讲解及答疑（六）第六章氧化还原滴定法6学时主要内容：氧化还原反应平衡、条件电极电位、条件平衡常数、氧化还原反应进行的进度、影响氧化还原反应速率的主要因素。氧化还原滴定法基本原理：滴定曲线、氧化还原滴定指示剂。氧化还原滴定法中的预处理：预氧化还原处理的意义、预处理对氧化剂和还原剂的要求。几种重要的滴定方法：高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法的原理；标准溶液配制标定；应用。5．氧化还原滴定结果的计算。教学要求：（1）了解条件电极电位的意义及影响因素；（2）了解氧化还原滴定过程中电极电势和离子浓度的变化规律，理解氧化还原滴定指示剂的选择原则；（3）理解氧化还原滴定法中预处理的意义；（4）掌握高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法的原理、有关标准溶液的配置与标定及应用。其它教学环节：习题讲解及答疑（七）第七章重量分析法和沉淀滴定法6学时（课堂讲授6学时＋研讨课1学时）主要内容：重量分析概述、重量分析对沉淀形式、称量形式的要求。沉淀完全程度与影响沉淀溶解度的因素、影响沉淀纯度的因素（共沉淀、后沉淀）、获得纯净沉淀的措施。3．沉淀的形成与沉淀条件的选择：沉淀形成过程、聚集速率、定向速率、获得晶形沉淀的条件。4．重量分析结果计算与应用示例。5．沉淀滴定法：银量法滴定终点的确定（摩尔法、佛尔哈德法、法扬司法。）教学要求：（1）了解重量分析对沉淀的要求、沉淀形成过程，理解影响沉淀溶解度的因素；（2）了解影响沉淀纯度的因素及提高沉淀纯度的措施；（3）掌握晶形沉淀的形成条件；（4）掌握重量分析结果的计算。（5）掌握摩尔法、佛尔哈德法和法扬司法的原理和应用。其它教学环节：研讨课（1学时）组织学生讨论酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定这四大化学滴定分析方法之间的异同点及重要应用。（八）第九章吸光光度法6学时主要内容：1．吸光光度法基本原理：物质对光的选择吸收、郎伯一比耳定律及其偏离原因。2．光度计基本部件简介。3．显色反应及显色条件的选择。4．吸光度测定条件的选择：入射光波长的选择、参比溶液的选择、吸光度读数范围的选择。5．吸光光度法的应用：多组分分析、双波长分光光度法等。教学要求：（1）了解光吸收定律、光度分析方法及仪器；（2）掌握吸收光谱、标准曲线的绘制方法；（3）掌握入射光波长、参比溶液、吸光度读数范围等吸光度测定条件的选择。其它教学环节：习题讲解及答疑（九）第十三章分析化学中的分离与富集方法1学时（课堂讲授1学时＋研讨课1学时）主要内容：沉淀分离方法溶剂萃取分离方法色谱分离法4．现代分离技术简介。教学要求：（1）了解沉淀分离法、溶剂萃取分离法、色谱分离法的原理及特点；（2）了解固相萃取、微波萃取、液膜分离法、超临界流体萃取等新的分离技术。其它教学环节：研讨课（1学时）组织学生就“现代分离方法与技术”进行研讨。（十）第十四章定量分析的一般步骤1学时主要内容：试样的采取和制备试样的分解测定方法的选择分析结果准确度的保证和评价教学要求：了解试样的采集、制备及处理过程。其它教学环节：研讨课（２学时）（1）补充介绍实验室认可、计量认证等知识；（2）课程小结、补充习题及解答。四、教学重点、难点及教学方法教学重点与难点：灵敏度、选择性、准确度、精密度、化学计量点、滴定终点、终点误差等基本概念；分析化学中各种试样的采集、制备；定量分析方法的分类、定量分析中的误差、分析结果的数据处理、有效数字及运算规则；滴定方式；四大滴定法的测定原理及应用、准确滴定的判据、滴定条件、标准溶液、基准物质、指示剂；吸光光度法的理论基础――朗伯比尔定律、引起偏离朗伯比尔定律的原因、光度分析法测定条件选择。教学方法：1．理论课、实验课、研讨课与习题课相结合。2．课堂讲授与多媒体课件、黑板板书、例题穿插教学。3．采用启发式教学，鼓励学生自主学习，提高自学能力。五、考核方式及成绩评定方式本课程为考试科目，成绩实行百分制。考试形式：理论闭卷考试＋实验操作考查。分析化学总成绩=平时成绩×20%＋实验考查成绩×30%＋期终考试成绩×50%（注：平时成绩包括：出勤率＋课堂表现＋作业成绩＋期中段考成绩）六、教材及参考书目教材:《分析化学》（第六版），华东理工大学、四川大学编，高等教育出版社，2009参考书：1．《分析化学》（