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分析化学

省级一流课程线下课程2019

课程主讲人:

傅昕

开课对象:

化学及化工类学生

课程分类:

学科基础课程

所属学科大类/专业类:

理学/工学

课程地址:

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  • 教学大纲
  • 教学团队
  • 教学成果
  • 教学资源
课程的性质和作用
分析化学是是一门关于研究物质的化学组成和结构信息的科学,是高等院校化学及相关专业的必修的四大专业基础课之一,是化学学科的一个重要分支,也是化学、化工、生物、医学、环境等生产、研究必需的重要技术之一。分析化学与化学专业其他基础课程有着密切的联系,分析化学基础理论是化学专业基础理论的重要组成部分。分析化学主要包括理论和实验两部分内容。分析化学实验是与分析化学配套、紧密结合,独立设课的专业基础课程。
  
分析化学有很强的实用性,同时又有严密、系统的理论。它的主要任务是向学生传授定量分析的基本化学原理和基本分析方法;分析测定中的误差来源分析、误差的表征、实验数据的统计处理的原理与方法,分析测试过程中的质量保证与有效测量系统;定量分析中的试样准备与常用的分离和富集方法的原理及应用;分光光度分析的物理与化学原理、技术与应用等知识;初步学会常用分析化学文献的查阅方法;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。在知识的传授过程中使学生建立起严格的“量”的概念和严谨的科学作风,掌握分析化学处理问题的方法,培养学生运用分析化学的知识解决分析化学问题的能力,培养学生进一步获取知识的能力和创新思维的习惯。
课程目标
贯彻国家“立德树人” 的教育方针,结合学校“高素质应用型人才培养”的办学定位,秉承以学生为中心的OBE教育理念,课程目标设立如下:
知识传授:使学生建立“量”的概念并能对分析数据进行科学处理和评价;掌握四大滴定分析及吸光光度法的基本原理、特点及应用范围,拓展学生的科学知识视野。
能力提升:培养学生运用分析化学理论知识解决实际问题的能力;以科学研究问题导向,培养学生科学思维方法;培养能从事产品品质理化检测分析的应用型人才。
价值引领:培养学生科学严谨的工作态度、实事求是的工作作风和职业素质。将课程思政融入教学,唤醒学生追求卓越、勤于思考、勇于创新、科学报国的精神。
《分析化学A》教学大纲
第一章:绪论
介绍分析化学的任务和作用,分析化学的分类与进展。
第二章:定量分析的误差与数据处理
1.误差及其来源
   
系统误差、随机误差的来源和减免方法。
   
2.准确度和精密度
误差与准确度、偏差与精密度、准确度与精密度的关系、提高分析结果准确度的方法。
   
3.可疑值的取舍
  
4.有效数字及运算和修约规则
   
5. 随机误差的正态分布
  
6.有限测定数据的统计处理
要求学生:掌握系统误差与偶然误差的区别和减免,准确度与精密度的区别、联系与表示方法。了解提高分析结果准确度的方法。掌握数据处理和有效数字的保留、修约及运算规则。
第三章: 滴定分析
1.滴定分析的实质和方法
滴定分析的特点、滴定分析对化学反应的要求、滴定分析的方法和方式。
   
2.滴定分析过程
被测溶液、标准溶液、滴定指示剂、化学计量点、滴定终点、滴定误差的概念。
   
3.标准溶液的配制和标定
物质的量浓度、滴定度、基准物质、浓度的标定及计算。
4.滴定分析中的计算
标准溶液浓度表示方法及计算,滴定剂与被滴物质之间的计量关系、待测组分含量的计算。
要求学生:掌握有关滴定分析的基本概念 , 滴定分析对化学反应的要求,标准溶液的配制、标定和浓度表示,并能熟练地运用滴定分析中基本的定量计算公式进行有关计算,为后续章节的学习打好基础。
第四章:酸碱滴定法
1.酸碱平衡中各型体的分布
分析浓度与平衡浓度、酸的浓度与酸度、酸度对各型体分布的影响。
2.酸碱平衡中pH的计算
物料平衡、电荷平衡、质子条件(可以酸碱反应得失质子总数相等,直接写出质子条件);强酸碱溶液pH值的计算,一元弱酸(碱)溶液的计算;多元弱酸(碱)溶液pH的计算;两性物质溶液的计算。
   
3.缓冲溶液
缓冲溶液pH的计算、缓冲容量与缓冲范围、缓冲溶液的选择与配制。
   
4.酸碱指示剂
     
指示剂的变色原理、变色范围。
5.酸碱滴定法基本原理
强酸强碱滴定:滴定曲线、滴定突跃、指示剂的选择、强碱滴定一元弱酸、强碱滴定一元弱碱、多元酸和多元碱的滴定、酸碱滴定中二氧化碳的影响。
6.滴定终点误差的计算
7.酸碱滴定法的应用及计算实例
要求学生:掌握质子条件式的写法及根据质子条件式计算水溶液酸碱度的方法;理解各类酸 ( 碱 ) 溶液中[H+] 的计算及其滴定可能性的判据;能计算化学计量点 pH 和突跃范围 pH 值,明白影响突跃范围的因素及指示剂的选择原则;熟悉酸碱滴定法的应用。
第五章:配位滴定法
1.EDTA的分析特性
EDTA的离解平衡、分布图,EDTA和金属离子的配合物的特点。
  
2.配位平衡
配合物的稳定常数、配位反应中副反应(酸效应及配位效应)、配合物的条件稳定常数的概念与计算。
   
3.金属指示剂的作用原理、条件与选择
  
4.配位滴定法的基本原理
   
滴定曲线的绘制、配位滴定终点误差的计算及配位滴定中酸度的控制。
5.提高配位滴定选择性的方法
   
控制酸度、掩蔽法、选用其他滴定剂。
   
6.配位滴定的滴定方式及计算
要求学生:掌握金属离子能够准确滴定的判别式。根据酸效应曲线能计算滴定金属离子最高允许酸度。 能正确选用金属指示剂。 了解配位滴定各种方式的特点与应用。
第六章:氧化还原滴定法
1.氧化还原反应
能斯特方程的应用,标准电位、条件电位的概念,影响条件电位的因素及其计算,平衡常数的计算及反应完全程度的判断,氧化还原反应速度的各种因素、催化反应与诱导反应。
2.氧化还原滴定的基本原理
指示剂的变色原理、变色点及其选择,氧化还原滴定曲线的意义及绘制方法,终点误差的计算。
3.氧化还原滴定的预处理
常用预处理用氧化剂、还原剂的使用条件及出去方法。
4.常用的氧化还原滴定法
高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法的原理、条件和应用及有关溶液的配制,其他氧化还原滴定法。
5.氧化还原滴定结果的计算
要求学生:能利用能斯特方程计算氧化还原平衡体系中有关电对电极电位,并据此判定反方向及进行程度,平衡常数的计算,滴定过程中电极电位的计算(特别是化学计量点、突跃范围的计算),能正确选择指示剂。掌握高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法的原理及其应用。
第七章:沉淀滴定法
1.方法特点
2.银量滴定确定终点的方法
     
摩尔法、佛尔哈德法、法扬斯法的原理、条件及应用。
   
要求学生:掌握莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法的原理(包括标准溶液,确定终点的方法)、滴定条件和应用范围。
第八章:分光光度法
1.物质对光的选择性吸收和光吸收的基本定律
电磁波的分类及吸收光谱产生原理,光吸收基本定律,理解摩尔吸光系数与桑德尔灵敏度的意义,比色法和吸光光度法的的测定方法、特点及其仪器,偏离Lambert -Beer定律的原因。
2.分光光度计基本组成部分
3.分光光度法实验条件的选择
      
显色反应及显色条件的选择,测定波长的选择,参比溶液的选择,吸光度范围的选择。
4.分光光度法的应用
单组分、多组分含量的测定,弱酸弱碱离解常数的测定方法、络合物组成的测定方法及光度滴定法。
要求学生:掌握朗伯-比尔定律的应用,ε与S的物理意义及其转化,能正确选择显色条件、测定波长与参比溶液来进行实验,能控制适宜的吸光度读数范围,能正确绘制吸收曲线与工作曲线。
第九章:分析化学中分离与富集的方法
1.概述
分析化学中进行分离和富集的必要性,回收率的概念。
2.气态分离法
挥发和蒸馏分离法的原理及应用。
  
3.沉淀与过滤分离
常用的沉淀剂与共沉淀剂及其应用,沉淀分离法的原理。
4.萃取分离法
液液萃取分离法的实质,分配系数、分配比、萃取百分率的概念及计算,萃取条件的选择及萃取分离技术。
5.离子交换分离法
离子交换分离法的原理,离子交换剂的性质和种类,交联度与交换容量的概念及其与树脂交换性能的关系,离子交换分离操作及其应用。
6.色谱分离法
纸色谱、薄层色谱、反相分配色谱的原理及其应用,比移值的计算。
要求学生:了解沉淀分离法、液液萃取法、离子交换法、色谱法和其他新型分离技术并能灵活运用。
第十章:定量分析步骤和复杂体系的定量分析法
1.固体试样、液体试样、气体试样、生物试样的采集方法,固体试样的制备过程和试样的分解方法,试样的预处理应考虑的因素。
2.选择分析方法的一般原则
3.试样分析的实例
要求学生:掌握试样的采取、制备与分解方法,能正确选择分析方法。

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傅昕/课程负责人

 

[学校]湖南工程学院

[职称]副教授

[简介]湖南工程学院副教授、工学博士、硕士生导师、湖南省教育系统芙蓉百岗明星,湖南省普通高校教学能手,湖南省青年骨干教师培养对象。长期从事分析化学方向教学与科研工作。主持的《分析化学》认定为湖南省一流课程、主持湖南工程学院《分析化学》在线精品课程。2018年获得“湖南省普通高校课堂教学竞赛”一等奖。主持或参与国家自然科学基金、省自然科学基金、省教育厅优秀青年基金、省普通高校教学研究与改革项目、教育部产学研协同育人项目等项目多项,在《Biosensors and Bioelectronics》、《Analytical Biochemistry》等期刊上发表论文20余篇。



张何/学术总策划


[学校]湖南工程学院

[职称]教授

[简介]湖南工程学院教授、理学博士、硕士生导师,材料与化工学院副院长,湖南省高校青年骨干教师,湖南省化学化工学会理事,中国生物工程学会生物资源专业委员会委员,中国微米纳米技术学会高级会员,“环境催化与废弃物再生化”湖南省重点实验室学术带头人,“材料与化工”专业硕士学位点负责人。主要从事生物医学分析技术创新研究及教学工作,主持及参与国家、省部级等各类科研项目近20余项;申请国家发明专利20项,授权13项;在《Biosensors and bioelectronics》、《Sensors & Actuators B: Chemical》、《Microchimica Acta》、《Analytica Chimica Acta》、《分析化学》等发表SCI论文30余篇,主编专著1部。


刘新玲/团队教师


[学校]湖南工程学院

[职称]副教授

[简介]湖南工程学院副教授,湖南工程学院材料与化工学院分析化学教研室教师。研究方向:分析测试技术及其应用。主讲课程《分析化学》、《波谱分析》、《食品分析》等,编写教材1部。


陈立新/团队教师


[学校]湖南工程学院

[职称]副教授

[简介]湖南工程学院副教授,湖南工程学院材料与化工学院分析化学教研室主任。湘潭市科技创新智库专家。研究方向:化学传感器、药物分析等。主讲课程《分析化学》、《色谱分析》、《电化学分析》等,编写教材1部,主持和参与科研项目多项。

 


 

谭正德/团队教师


[学校] 湖南工程学院

[职称] 教 授

[简介] 湖南工程学院教授,湖南工程学院材料与化工学院分析化学教研室教师。研究方向:光催化降解与水性石墨烯功能涂料等。主讲课程《分析化学》、《工业分析化学》、《分析化学实验》等,编写教材3部,主持科研课题十余项和省级教研教改课题4项,发表SCI学术论文20余篇,核心教研教改论文5篇。



廖淑珍/团队教师


[学校] 湖南工程学院

[职称] 副教授

[简介] 理学博士,湖南工程学院材料与化工学院应用化学教研室专职教师。研究方向:酶生物传感新技术的研究与应用以及无机发光材料的研究与应用等方面的科研工作。主讲课程《分析化学》、《药物分析》、《学科前沿讲座》等。近年来主持国家自科基金1项,省自科基金1项,省教改课题1项,其他科研项目3项。以第一作者或通讯作者发表SCI学术论文9篇,其中SCI一区学术论文7篇,影响影子大于8.0的共4篇。

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