Учебно-методические комплексы

Подробнее

✓ У 2: Готовить растворы заданной концентрации.
✓ У 3: Проводить количественный и качественный анализ с соблюдением правил техники безопасности.
✓ У 4: Контролировать и оценивать протекание химических процессов.
✓ У 5: Производить расчёты по результатам анализа и оценивать достоверность результатов.
2.2. Знания (З):
✓ З 1: Агрегатные состояния вещества.
✓ З 2: Аппаратура и техника выполнения анализа.
✓ З 3: Значение химического анализа, методы качественного и количественного анализа.
✓ З 4: Техника выполнения анализов.
✓ З 5: Типы ошибок в анализе.
✓ З 6: Устройство основного лабораторного оборудования и правила его эксплуатации.
2.3. Общие компетенции (ОК): ОК 1–10 (понимание социальной значимости профессии, организация деятельности, принятие решений, поиск информации, работа в коллективе, саморазвитие и др.).
3. Формы и методы контроля
✓ Текущий контроль: проверочные работы, тестирование, лабораторные работы, практические задания, самостоятельные работы.
✓ Рубежный контроль: контрольные работы по разделам (№ 1, 2, 3).
✓ Промежуточная аттестация: экзамен.
4. Типовые задания для оценки освоения дисциплины
4.1. Проверочные работы по качественному анализу
✓ Тема «Реакции ионного обмена»:
Написание уравнений диссоциации электролитов (H₂CO₃, MgOHCl, NaHSO₃).
Составление молекулярных и ионно-молекулярных уравнений реакций (например, Pb(NO₃)₂ + KI).
Определение среды растворов солей (CuSO₄, Na₂S, K₂SO₄) и написание уравнений гидролиза.
Расчёт количества грамм-ионов при диссоциации (например, Na₃PO₄).
✓ Тема «Концентрация растворов»:
Расчёт массовой, молярной и нормальной концентрации.
Приготовление растворов заданной концентрации.
Расчёт титра растворов.
Задачи на определение нормальной концентрации по результатам титрования.
✓ Тема «Комплексные соединения»:
Определение степени окисления комплексообразователя и координационного числа.
Название комплексных соединений (например, K[Au(CN)₄], [Cu(NH₃)₄]SO₄).
Написание формул комплексных соединений (например, дицианоаргентат натрия).
Написание диссоциации комплексных соединений.
✓ Тема «Гравиметрический анализ»:
Сущность метода, осаждаемая и весовая формы осадка.
Расчёт массовой доли элемента по результатам анализа (например, свинца в сплаве по массе PbMoO₄).
Расчёт абсолютной и относительной ошибки анализа.
✓ Тема «Титриметрический анализ»:
Расчёт объёмов растворов для приготовления заданной концентрации.
Расчёт титра растворов.
Расчёт молярной концентрации эквивалента (Сн) по результатам титрования.
Задачи на определение массы анализируемого вещества по результатам титрования.
✓ Тема «Оксидиметрия (перманганатометрия)»:
Сущность метода, реакции KMnO₄ в различных средах (кислой, нейтральной, щелочной).
Расчёт объёма KMnO₄ для титрования нитрита натрия, сульфита натрия, железа (II).
Расчёт массы анализируемого вещества по результатам титрования.
✓ Тема «Комплексонометрия»:
Строение комплексных соединений (комплексообразователь, лиганды, координационное число).
Устойчивость комплексных соединений. Константа нестойкости.
Комплексоны. Трилон «Б».
Задачи на осаждение ионов из комплексных соединений.
4.2. Самостоятельная работа «Ионное произведение воды. Водородный показатель среды – рН»
✓ Расчёт рН растворов сильных кислот и оснований.
✓ Определение концентрации ионов [H⁺] и [OH⁻] по известному значению рН.
✓ Расчёт рН и рОН растворов.
4.3. Контрольные работы
Контрольная работа по теме «Качественный анализ»:
✓ Знание аналитических групп катионов (I–IV группы).
✓ Уравнения реакций действия групповых реактивов (H₂S, (NH₄)₂S, NH₄OH, Na₂HPO₄).
✓ Реакции открытия катионов (Pb²⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Ag⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺).
✓ Реакции открытия анионов (SO₄²⁻, PO₄³⁻, Cl⁻).
Контрольная работа по теме «Титриметрический анализ» (тест, 5 вариантов):
✓ Рабочие вещества и индикаторы методов: нейтрализации, перманганатометрии, иодометрии, комплексонометрии, аргентометрии.
✓ Установочные вещества для стандартизации растворов.
✓ Расчёт эквивалентов окислителей и восстановителей.
✓ Приготовление растворов заданной нормальности.
✓ Расчёт титра растворов.
Контрольная работа по теме «Физико-химические методы анализа»:
✓ Потенциометрический метод. Уравнение Нернста.
✓ Ионно-обменная хроматография. Регенерация катионита.
✓ Фотоколориметрия. Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера).
✓ Расчёт концентрации по оптической плотности (метод добавок и метод градуировочного графика).
✓ Поляриметрический метод. Расчёт концентрации по углу вращения плоскости поляризации.
✓ Потенциометрическое титрование. Построение кривой титрования.
5. Практические работы
Практическая работа № 1: Решение задач с использованием закона действия масс
✓ Расчёт степени диссоциации слабых электролитов.
✓ Расчёт концентрации ионов [OH⁻] в растворе NH₄OH.
✓ Расчёт константы диссоциации по известной степени диссоциации.
Практическая работа № 2: Проведение расчётов в гравиметрическом анализе
✓ Расчёт навески для анализа (зольность угля, содержание железа в руде).
✓ Расчёт объёма осадителя.
✓ Расчёт процентного содержания элемента по массе полученного осадка.
✓ Расчёт зольности образца.
Практическая работа № 3: Проведение расчётов в титриметрическом анализе
✓ Расчёт нормальной концентрации и титра растворов.
✓ Расчёт массы вещества в растворе по результатам титрования.
✓ Расчёт массовой доли вещества (MnO₂, Fe, Na₂SO₃) в образце.
✓ Расчёт процентного содержания вещества в растворе (сероводородная вода, кислота).
Практическая работа № 4: Проведение расчётов pH растворов, по результатам анализа
✓ Расчёт рН и [H⁺] растворов сильных кислот и оснований.
✓ Расчёт объёма концентрированной кислоты для приготовления раствора заданной нормальности.
✓ Расчёт нормальности раствора по результатам титрования (установка титра).
✓ Расчёт процентного содержания вещества в образце по результатам титрования.
6. Итоговая аттестация (экзамен)
6.1. Форма проведения: устный экзамен с практическим заданием (20 билетов).
✓ В билете содержится два теоретических вопроса и один практический.
✓ Время подготовки — 1 час.
6.2. Перечень теоретических вопросов (50 вопросов):
✓ Предмет и задачи аналитической химии, методы анализа.
✓ Растворы, способы выражения концентраций.
✓ Окислительно-восстановительные реакции.
✓ Скорость химических реакций. Закон действия масс.
✓ Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье.
✓ Теория электролитической диссоциации.
✓ Ионное произведение воды. Водородный показатель. Индикаторы.
✓ Буферные растворы.
✓ Гидролиз солей.
✓ Комплексные соединения.
✓ Общие правила работы в химической лаборатории.
✓ Химическая посуда. Первая помощь при порезах и ожогах.
✓ Правила пожарной безопасности.
✓ Качественные реакции катионов и анионов.
✓ Сущность гравиметрического анализа.
✓ Осаждаемая и весовая формы осадка.
✓ Средняя проба вещества.
✓ Устройство техно-химических и аналитических весов. Правила взвешивания.
✓ Погрешности в количественном анализе.
✓ Сущность титриметрического анализа. Методы титриметрического анализа.
✓ Приготовление стандартных растворов.
✓ Метод нейтрализации. Кислотно-основные индикаторы.
✓ Метод перманганатометрии.
✓ Метод иодометрии.
✓ Метод комплексонометрии.
✓ Метод аргентометрии.
✓ Метод фотоколориметрии. Основной закон светопоглощения.
✓ Поляриметрический метод анализа.
✓ Потенциометрия. Уравнение Нернста.
✓ pH-метрия. Электроды сравнения и индикаторные электроды.
✓ Потенциометрическое титрование.
✓ Хроматография. Методы хроматографии.
6.3. Практические задания для экзамена:
✓ Определение катионов и анионов в растворе качественными реакциями.
✓ Расчёты в гравиметрическом анализе.
✓ Приготовление растворов заданной концентрации.
✓ Взятие навески вещества на аналитических весах.
✓ Определение молярной массы эквивалента вещества.
✓ Титрование растворов.
✓ Расчёты в титриметрическом анализе.
✓ Работа на приборах (фотоколориметр, поляриметр, pH-метр).
6.4. Критерии оценки:
✓ «5» — полное раскрытие содержания материала, грамотное изложение, правильное использование химической терминологии и символики, правильное выполнение расчётов и реакций.
✓ «4» — ответ полный, но допущены неточности в формулировках или расчётах, устраняемые после дополнительных вопросов.
✓ «3» — ответ неполный, допущены ошибки в теоретическом материале или расчётах.
✓ «2» — ответ отсутствует или содержит грубые ошибки.
7. Ключи к тестовым заданиям
В документе приведены эталоны ответов к заданиям (выбор правильного варианта), что позволяет осуществлять объективную проверку и оценку знаний обучающихся.

Подробнее

✓ Включает изучение групповых реактивов, частных реакций на ионы (K⁺, Na⁺, NH₄⁺, Pb²⁺, Ag⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺).
✓ Рассматривается анализ анионов (SO₄²⁻, PO₄³⁻, CO₃²⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻, NO₃⁻, NO₂⁻, CH₃COO⁻) с использованием классификации на три аналитические группы.
✓ Предусмотрены работы по систематическому анализу смеси ионов и качественному анализу неизвестного вещества.
Раздел 2: Гравиметрический анализ (Работы №10–11)
✓ Практические работы по определению содержания кристаллизационной воды в кристаллогидратах (BaCl₂·2H₂O).
✓ Определение массы бария путем осаждения в виде сульфата бария (BaSO₄) с расчетом аналитического фактора и ошибок опыта.
Раздел 3: Титриметрический анализ (Работы №12–21)
✓ Приготовление стандартных растворов (кислот, щелочей, трилона Б) и их стандартизация.
✓ Метод кислотно-основного титрования: определение содержания щелочей и карбонатов с использованием двух индикаторов (фенолфталеин и метилоранж).
✓ Метод осадительного титрования (аргентометрия): определение хлоридов по методу Мора с использованием K₂CrO₄.
✓ Иодометрическое титрование: установка концентрации тиосульфата натрия по дихромату калия.
3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ (ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ) МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Документ включает работы по современным физико-химическим методам (Работы №23–28):
✓ Фотометрический метод: Определение концентрации меди (Cu²⁺) по реакции с аммиаком с использованием фотометра КФК-3 и построением калибровочного графика.
✓ Потенциометрический метод: Измерение pH раствора на иономере, настройка прибора по буферным растворам, потенциометрическое титрование смеси кислот (HCl и CH₃COOH).
✓ Метод комплексонометрии (трилонометрии): Приготовление рабочего раствора трилона Б (ЭДТА), установка его нормальности по стандартному раствору MgSO₄ с индикатором эриохром черный Т.
✓ Ионно-обменная хроматография: Определение концентрации сульфата меди с использованием катионита КУ-2, основанное на обмене ионов Cu²⁺ на H⁺ с последующим титрованием выделившейся кислоты.
4. МЕТРОЛОГИЯ И РАСЧЕТЫ В АНАЛИЗЕ
✓ Рассматриваются этапы количественного химического анализа, правила представления результатов (значащие цифры).
✓ Приведены формулы для расчета нормальности (Сн), титра (Т), процентного содержания вещества.
✓ В каждой работе описан расчет абсолютной и относительной ошибки определения, сравнение с теоретическим содержанием.
5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТ
✓ В документе четко прописаны правила техники безопасности при работе в химической лаборатории (индивидуальные средства защиты, правила нагревания, определение запахов).
✓ Структура каждой лабораторной работы унифицирована: цель, оборудование, реактивы, подробный ход работы, контрольные вопросы, задание, вывод.
✓ Обучающиеся обязаны составлять логические схемы анализа и писать отчеты по результатам экспериментов.
6. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ
Приведена шкала оценивания для преподавателя:
"5" (отлично): Полное усвоение материала, правильные расчеты, устойчивые навыки работы с методикой.
"4" (хорошо): Незначительные недочеты, умение работать с инструкцией.
"3" (удовлетворительно): Общее понимание темы, но недостаток самостоятельности при выполнении сложных заданий.
"2" (неудовлетворительно): Отсутствие знаний и сформированных умений.

Подробнее

✓ Практические задачи по расчету нормальной концентрации и титра растворов, массовой доли веществ в образцах руды, проволоки и пиролюзита.
Практическая работа №2: Проведение расчётов pH растворов потенциометрическим методом
✓ Расчет водородного показателя (pH) для различных типов растворов:
• Слабые кислоты: [H⁺] = √(Ka · Ck)
• Слабые основания: [OH⁻] = √(Ko · Co)
• Буферные растворы: присутствие слабой кислоты с солью или слабого основания с солью.
• Соли слабых кислот и сильных оснований: гидролиз по аниону.
• Соли слабых оснований и сильных кислот: гидролиз по катиону.
✓ Расчеты, связанные с приготовлением рабочих растворов:
• Вычисление титра (T) и нормальной концентрации (Cн) по плотности и массовой доле:
• Определение объема концентрированного раствора для разбавления по закону эквивалентов.
3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ (ПО ВАРИАНТАМ)
Каждая практическая работа содержит два варианта заданий, охватывающих следующие типы расчетов:
✓ Расчет концентраций: Определение нормальности (Cн) и титра (T) по навеске установочного вещества (щавелевая кислота, бура).
✓ Расчет массы вещества: Вычисление массы кислоты или соли в растворе по результатам титрования.
✓ Определение массовой доли: Расчет процентного содержания компонента в твердом образце (MnO₂ в руде, Fe в проволоке, HNO₃ в образце).
✓ Расчет pH: Вычисление pH и концентрации ионов водорода для растворов слабых электролитов и солей.
✓ Разбавление концентрированных растворов: Расчет объема исходной кислоты или щелочи с заданной плотностью для приготовления раствора требуемой нормальности.
4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
✓ Рассматриваются понятия стандартных (титрованных) растворов, установочных веществ.
✓ Разбирается алгоритм вычисления титра рабочего раствора по определяемому веществу.
✓ Приведены формулы для пересчета концентраций и результатов анализа с использованием закона эквивалентов.
✓ Уделено внимание расчету погрешностей при обратном титровании.
5. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
✓ Для каждой практической работы предусмотрено оформление письменного отчета, содержащего выводы и решения задач.
✓ Работы выполняются с использованием Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, справочной литературы и калькулятора.
6. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ
Приведена единая шкала оценивания для всех видов работ:
✓ "5" (отлично): Правильные расчеты и уравнения реакций, самостоятельное выполнение.
✓ "4" (хорошо): Допускаются 1-2 недочета, исправленные по замечанию.
✓ "3" (удовлетворительно): Общее понимание при значительной помощи преподавателя.
✓ "2" (неудовлетворительно): Отсутствие понимания расчетных алгоритмов.