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XuetangX

分析化学

Hubei University of Science and Technology via XuetangX

Overview

       分析化学作为化学学科的重要分支,是以实验为基础研究物质化学组成、结构和性质的科学。通过系统的教学和实验训练,使学生掌握分析化学的基本原理、方法和技术,具备从事分析化学研究和应用的能力,培养严谨的科学态度、实验技能和创新能力,提高综合素养,并且要求学生能够独立完成实验设计数据分析和报告撰写等工作。

       课程内容包括:绪论,误差与实验数据的处理,滴定分析,吸光光度法等

       绪论的讲解中最主要的是通过多种教学方法激发学生对于分析化学的学习兴趣。 绪论部分的重点教学内容:什么是分析化学,分析化学有哪些重要作用,引起学生对分析化学的兴趣和好奇心;分析化学的分类情况,分析化学可以分为定性分析、定量分析、结构分析,也可以分为化学分析法和仪器分析法,还可以从分析对象进行分类,如无机分析、有机分析、生化分析、药物分析......学生开始逐渐形成分析化学基本概念;分析化学的发展简史和未来的发展趋势,同学们通过这可以认识到分析化学的重要性;通过正确的引导带领学生把握如何学好分析化学,明白分析化学的课程体系和分析化学的广泛社会需求。

       误差与实验数据的处理重点教学内容:误差的基本概念,即准确度与误差、密度与偏差、系统误差与随机误差它们的定义、计算方法以及区分判断的方法;随机误差的正态分布,即频率分布、正态分布及其曲线的分布特点和规律,并且需要掌握计算随机误差的区间概率;有限测定数据的统计处理,即t分布曲线的计算处理、平均值的置信区间的计算处理、显著性检验的计算处理、可疑测定值的取舍的计算处理;提高分析结果准确度的方法,即需要选择合适的分析方法进行分析、减小分析过程当中的误差等;有效数字及其运算规律,即有效数字的定义,数字修约的规定、有效数字的运算规则。

       本章是学习分析化学的基础,学好本章可以为后面分析化学的学习奠定夯实的根基,所以可以充分利用多媒体、网络等现代教学手段加上小组讨论、案例分析等多种教学形式来加强学生的兴趣度和掌握程度。  

       滴定分析重点教学:酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法这四大反应类型滴定方法和直接滴定、返滴定、置换滴定,间接滴定这四大滴定方式。酸碱滴定法基于酸碱之间的质子传递,一般应用于酸、碱和两性物质;配位滴定法利用络合反应进行滴定,最终产物是络合物,一般应用于检测金属离子,比如铝、镁、锌、铅等等;氧化还原滴定法基于氧化还原反应,以电子转移平衡为依据,一般应用于具有氧化还原性质的物质;沉淀滴定法,利用沉淀反应进行滴定,滴定过程有沉淀产生,一般对于Ag+、CN-等进行测定。滴定反应速度较慢或反应物是固体的情况用返滴定法,滴定反应没有定量关系或伴有副反应而无法直接滴定的用置换滴定法;某些待测组分不能直接与滴定剂反应,但可以通过其他的化学反应,间接测其含量用间接滴定法。

       酸碱滴定法中包括酸碱质子理论、水溶液中弱酸碱各型体的分布、酸碱溶液中氢离子浓度的计算、酸碱缓冲液、酸碱指示剂、强酸(碱)和一元弱酸(碱)的滴定、多元酸碱的滴定以及酸碱滴定的应用这八个方面。 其中涉及到酸碱质子理论、分析浓度、平衡浓度等多种概念定义,这一章应该遵守由浅入深,由易到难的原则进行,引领学生正式步入分析化学的核心内容。

       配位滴定法,也叫络合滴定法,其中包括基本概念、溶液中各级络合物型体的分布、络合滴定中的副反应和条件形成常数、EDTA滴定曲线及其影响因素、络合滴定指示剂、终点误差和准确滴定的条件、提高络合滴定选择性的方法以及络合滴定的应用。其中涉及到EDTA及其二钠盐的基本性质,金属离子一EDTA络合物的特点等比较陌生的物质类型,这一章在学生已经学习酸碱滴定的基础上,可以多通过案例分析进行教学讲解,比如EDTA滴定测定水样中钙、镁等离子。

       氧化还原滴定法中包括氧化还原反应、基本原理、碘量法、高锰酸钾法以及其他氧化还原滴定法。这一章的学习主要需要注意提前进行预先氧化或还原处理,以及在选择指示剂时应该选择合适恰当的指示剂。

       沉淀滴定法中包括其基本原理及其应用。这一章在有前面三种滴定方法的学习基础上,学生们更加容易理解其原理和操作方法,所以教师可以用较少课时完成教学目的。

       吸光光度法教学重点:朗伯-比尔定律、分光光度计的五个基本部件、吸光度测量条件的选择。适当参比溶液的选择、读数范围的选择、示差光度法、摩尔比法、等摩尔连续变化法以及弱酸碱解离常数测定。朗伯-比尔定律适用条件为单色光、稀溶液且吸光质形式不变。分光光度计的基本部件分为光源、单色器、吸收池、检测器和显示器。 吸光度测量条件的选择遵循有干扰物“吸收最大,干扰最小”无干扰物取吸收最大。

       课程总体结构按照由浅入深、由易到难的原则进行讲解,符合学生的认知发展水平及规律,注重把握理论与实际的结合,以培养学生的理论知识、实验技能和动手能力。

       教学分析化学可以多多采用讲授法、讨论法、实验法以及案例分析法等教学方法,利用多媒体和网络等现代手段提高教学效果,比如:雨语课堂点名......还要多多鼓励学生参加课外学术活动和科研项目,提高实践能力和创新能力。  

       通过学习分析化学,学生将掌握分析化学的基本原理、方法和技术,具备从事分析化学研究和应用的能力。同时,本课程还将培养学生的严谨的科学态度、实验技能和创新能力,提高学生的综合素质。 随着科技的不断进步和发展,分析化学的研究领域也在不断地扩展和深化。相信未来的分析化学将会加入更多精准、快速和便捷的分析仪器,同时,也更多与人工智能、大数据等前沿技术的融合以及和其他学科进行多学科的融合。在这个充满无限可能的时代里,学好分析化学的知识和技能,学生的未来将会充满更多的挑战和机遇,让分析化学在更多领域发挥重要的作用,本课程将继续为国家、社会和人民培养优秀的分析化学人才,为中华民族复兴贡献一份微薄的力量。分析化学是我们科研人员与世界对话的另一种新方式,质谱分析等多种测试中蕴含着也表达着我们对世界的想法和情感。

Syllabus

  • 第一章 绪论
    • 1.1 分析化学发展史
  • 第二章 误差与实验数据处理
    • 2.1 误差的基本概念
    • 2.2 随机误差的正态分布
    • 2.3 有限测定数据的统计处理
    • 2.4 有效数字及其运算规则
  • 第三章 化学平衡与滴定法概论
    • 3.1 滴定分析法概论
    • 3.2 标准溶液的配置和浓度的标定
  • 第四章 酸碱滴定法
    • 4.1 酸碱质子理论
    • 4.2 水溶液中弱酸(碱)各型体的分布
    • 4.3 溶液中氢离子浓度的计算
  • 第五章 络合滴定法
    • 5.1 络合滴定概述
    • 5.2 副反应系数和条件稳定常数
    • 5.3 络合滴定指示剂
    • 5.4 准确滴定条件和酸度控制
    • 5.5 络合滴定方式和应用
  • 第六章 氧化还原滴定法
    • 6.1 氧化还原反应平衡
    • 6.2 氧化还原反应进行的程度和速率
    • 6.3 氧化还原滴定曲线、指示剂
    • 6.4 高锰酸钾法
    • 6.5 碘量法
  • 第七章 沉淀滴定分析法
    • 7.1 银量法的基本原理
  • 第八章 重量分析法
    • 8.1 重量分析法概述
    • 8.2 影响沉淀溶解度的因素
    • 8.3 影响沉淀纯度的主要因素
    • 8.4 沉淀的类型及形成过程
    • 8.5 沉淀的条件
  • 第九章 吸光光度法
    • 9.1 吸光光度法基本原理(一)
    • 9.2 吸光光度法基本原理(二)
    • 9.3 吸光光度法的仪器
    • 9.4 吸光光度法的应用(一)
    • 9.5 吸光光度法的应用(二)
  • 考试

    Taught by

    Baolei Fan, Liudi Ji, Jun Wang, and Jie Liu

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