《分析化學》教學大綱

《分析化學》課程教學大綱一、課程基本情況課程代碼：1061129020課程名稱（中/英文）：分析化學/AnalyticalChemistry課程類別：學科專業(yè)基礎課程開課學期：第2學期學分：3.0總學時：48理論學時：48適用專業(yè)：應用化學適用對象：本科先修課程：無機化學、高等數(shù)學開課學院：環(huán)境工程與化學學院二、課程簡介分析化學是應用化學專業(yè)的專業(yè)基礎課，通過本課程學習，使學生掌握滴定分析法、重量分析法和吸光光度法等基本化學原理和基本分析方法，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計的知識使學生建立起嚴格的“量”的概念，掌握定量分析的一般步驟以及影響分析結(jié)果的主要因素和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，學會設計可行的實驗方案，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力和嚴謹認真、實事求是的科學精神，具備良好的專業(yè)素養(yǎng)，增強學生的創(chuàng)新與探索意識。三、課程目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐指標點3.1掌握化學元素及化合物分類、性質(zhì)，分析與結(jié)構(gòu)鑒定，熟悉典型化學反應與機理，具備專業(yè)基礎實驗技能，并能應用于分析檢測與化學合成。2.課程目標（1）掌握化學分析的基本知識，滴定分析的基本理論及滴定分析的化學反應及計算，將其靈活運用于四種滴定分析方法和重量分析法。（2）掌握滴定分析法、重量分析法和吸光光度法的基本知識和基本原理，能夠?qū)⑵溆糜谶x擇合適的方法測定實際樣品。運用數(shù)據(jù)處理的方法對測定數(shù)據(jù)進行分析，得到規(guī)范的分析結(jié)果，了解分析化學實驗室質(zhì)量管理的相關(guān)知識。3.主要教學內(nèi)容與課程目標之間的對應關(guān)系課程目標教學內(nèi)容教學方法目標1： 掌握化學分析的基本知識，滴定分析的基本理論及滴定分析的化學反應及計算，將其靈活運用于四種滴定分析方法和重量分析法。滴定分析法術(shù)語，滴定分析計算，分析數(shù)據(jù)的處理與評價。1.講授法2.啟發(fā)式教學3.案例分享課4.翻轉(zhuǎn)課堂目標2：掌握滴定分析法、重量分析法和吸光光度法的基本知識和基本原理，能夠?qū)⑵溆糜谶x擇合適的方法測定實際樣品。運用數(shù)據(jù)處理的方法對測定數(shù)據(jù)進行分析，得到規(guī)范的分析結(jié)果，了解分析化學實驗室質(zhì)量管理的相關(guān)知識。滴定分析法、重量分析法和吸光光度法等分析方法的基本原理及其在樣品分析應用，分析化學中試樣采集、分解及分離富集方法，分析化學的質(zhì)量保證及質(zhì)量控制。1.講授課2.社會熱點問題導出分析化學相關(guān)的問題3.案例分享課4.混合式教學4.課程思政元素根據(jù)課程性質(zhì)和教學內(nèi)容，本課程的思政元素有：嚴謹認真、實事求是及堅持不懈科學精神和安全環(huán)保理念。四、教學內(nèi)容及重難點第一章概論（2課時）1.教學內(nèi)容分析化學的概念、任務和作用；分析化學的發(fā)展；分析化學的內(nèi)容；分析化學過程。2.教學重點分析化學的任務、作用與分類。3.教學難點分析化學的分類。4.思政元素分析化學的作用第二章誤差和數(shù)據(jù)處理(6課時)1.教學內(nèi)容準確度與精密度，誤差和偏差，系統(tǒng)誤差與隨機誤差；隨機誤差的分布；提高分析結(jié)果準確度的方法；有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理－平均值、中位數(shù)、極差、平均偏差、樣本標準偏差、置信區(qū)間、置信度；可疑數(shù)據(jù)取舍；顯著性檢驗－檢驗法、F檢驗法；有效數(shù)字及運算規(guī)則。2.教學重點實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算，顯著性檢驗，可疑值的取舍方法；有效數(shù)字及其運算；平均值置信區(qū)間的計算，t檢驗法、F檢驗法的方法與作用。3.教學難點實驗數(shù)據(jù)的正態(tài)分布及少量實驗數(shù)據(jù)的t分布曲線。4.思政元素實驗數(shù)據(jù)處理習題P491、3、4、5、7、8、9、13第三章滴定分析基礎(4課時)1.教學內(nèi)容分析化學中的一些基本概念和定義；分析結(jié)果的表達；標準溶液和基準物質(zhì)；計量單位。2.教學重點標準溶液的配制；濃度與定量分析結(jié)果表示及換算。3.教學難點滴定分析計算。4.討論標準溶液的配制方法5.習題P691、4、5、9。第四章酸堿滴定法(8課時)1.教學內(nèi)容酸堿反應實質(zhì)；活度與濃度、酸的濃度與酸度；物料平衡、電荷平衡和質(zhì)子平衡及酸堿平衡中各組分分布的計算；各種平衡體系下一元弱酸堿、多元酸堿和兩性物質(zhì)、混合酸堿及共軛體系中[H+]的計算；緩沖溶液及其配制；酸堿滴定法原理；酸堿指示劑；酸堿滴定方式和滴定終點誤差；應用酸堿滴定法的實際應用；非水體系滴定。2.教學重點質(zhì)子平衡；各種平衡體系下的[H+]計算；緩沖溶液及其配制；酸堿滴定法原理；酸堿指示劑；酸堿滴定方式。3.教學難點弱酸溶液及緩沖溶液pH值的計算，多元弱酸堿的滴定，酸堿指示劑的選擇。4.案例教學結(jié)合2008年三聚氰胺事件，分析討論用酸堿滴定法測定氮元素含量的局限性。5.思政元素通過波義爾從偶爾發(fā)現(xiàn)紫羅蘭花沾鹽酸變紅這一現(xiàn)象，通過大量實驗發(fā)現(xiàn)了石蕊作為雙指示劑的過程，說明科學研究必備的細致的觀察、嚴謹?shù)膽B(tài)度和縝密的思維。6.習題P1461-8，9，12、18。第五章配位滴定法(8課時)1.教學內(nèi)容配位化合物在溶液中的解離平衡和各級配合物的分布；配位劑的副反應系數(shù)、金屬離子的副反應系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)；配位滴定法基本原理和金屬指示劑，配位滴定中酸度的控制；單元離子準確滴定判別式和滴定誤差；混合離子選擇性滴定——控制酸度分步滴定、使用掩蔽劑進行選擇性滴定及使用其他滴定劑配位滴定選擇性和配位滴定方式及應用。2.教學重點配位劑的副反應系數(shù)、金屬離子的副反應系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)；配位滴定法基本原理和金屬指示劑；準確滴定判別式；配位滴定選擇性。3.教學難點副反應系數(shù)及條件穩(wěn)定常數(shù)的計算；單一離子準確滴定條件的判斷；混合離子的選擇性滴定。4.案例教學2014年8月米粉鉛超標事件鉛的測定，2012年4月毒膠囊事件鎘的測定都可以用EDTA滴定法測定。5.習題P1881、2、4-7、10、13、14。第六章氧化還原滴定法(6課時)1.教學內(nèi)容氧化還原平衡——條件電位及其影響因素、氧化還原反應進行的程度；氧化還原反應速率及影響因素；氧化還原滴定前的預處理；氧化還原滴定原理和氧化還原指示劑；氧化還原滴定結(jié)果計算和滴定終點誤差；幾種常用的氧化還原滴定法（KMnO4法、K2Cr2O7法、碘量法、硫酸鈰法、溴酸鉀法）。2.教學重點氧化還原平衡體系中有關(guān)電對電極電位的計算，并據(jù)此判斷反應方向及進行的程度，條件電極電位；常用氧化還原滴定法的原理、特點；氧化還原指示劑；氧化還原滴定結(jié)果計算。3.教學難點條件電極電位的計算；條件平衡常數(shù)的計算；氧化還原滴定反應中滴定劑與被測定定物質(zhì)的化學計量關(guān)系。4.案例及課程思政環(huán)境治理中需要監(jiān)測水中耗氧量，可以用KMnO4法、K2Cr2O7法，通過環(huán)保部門和企業(yè)的共同努力，減少污水的排放，重現(xiàn)青山綠水美景。5.翻轉(zhuǎn)課堂氧化還原滴定法的應用。6.習題P2291、2、4、5、6、10、13、14、16、17第七章重量分析法及沉淀滴定法(6課時)1.教學內(nèi)容沉淀重量法的分析過程和對沉淀的要求；沉淀溶解度及其影響因素；沉淀劑及其種類、沉淀條件和影響沉淀純度的因素；重量分析的應用及結(jié)果計算；沉淀滴定法。2.教學重點沉淀溶解度及其影響因素；三種沉淀滴定法。3.教學難點副反應存在時沉淀溶解度的計算。4.思政元素通過介紹沉淀滴定法的發(fā)展歷史體會科學歷史發(fā)展的艱苦探索，前輩科學家經(jīng)過大量實驗不斷完善，經(jīng)過近90年，使沉淀滴定法成為測定鹵離子和銀離子的方法體現(xiàn)了堅持不懈、堅忍不拔的科學精神5.習題P2711、2、4、7、8、12、13、19第八章吸光光度法(4課時)1.教學內(nèi)容吸收光譜和分子光譜分析法；吸光光度法的理論基礎――朗伯－比爾定律；吸光光度法靈敏度表示方法(摩爾吸光系數(shù)、桑德爾靈敏度及其關(guān)系)；引起朗伯比爾定律失效的因素和光度分析法測量誤差與測量條件選擇；分光光度計的構(gòu)成及其作用；吸光光度法的建立及條件優(yōu)化；吸光光度法應用。2.教學重點朗伯－比耳定律的應用；摩爾吸光系數(shù)與桑德爾靈敏度及其換算；吸收曲線與工作曲線的繪制、作用，測定波長與參比溶液的選擇，吸光度讀數(shù)范圍的控制。3.教學難點顯色條件的選擇。4.習題：P3481、2、3、5第九章分析試樣的采集制備及常用分離方法(2課時)1.教學內(nèi)容分析化學中各種試樣的采集、制備及分解方法；分析測定前試樣的預處理；沉淀分離法，液液萃取分離法，離子交換分離法，經(jīng)典色譜分離法-紙色譜、薄層色譜與萃取色譜及其它分離法。2.教學重點試樣的采集、制備、分解和測定前的預處理；回收率、分配系數(shù)、分配比、萃取百分率及計算；常量組分的沉淀分離；微量組分的沉淀富集分離；離子交換樹脂的性質(zhì)、分類；影響樹脂交換性能的因素；3.教學難點試樣的縮分；分配系數(shù)、分配比、萃取率及比移值的計算；常量組分的沉淀分離、陰離子、陽離子交換數(shù)樹脂的種類、使用條件、洗脫順序。4.習題P3791、2、4、5。第十章分析檢測的質(zhì)量保證與控制(2課時)1.教學內(nèi)容分析全過程的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制；標準方法與標準物質(zhì)；不確定度和溯源性；計量認證及審查認可。2.教學重點分析過程的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制；標準方法與標準物質(zhì)；實驗室認可。3.教學難點質(zhì)控圖的繪制及理解；標準物質(zhì)、標準溶液、標準試樣的區(qū)別和聯(lián)系；不確定度和溯源性。4.習題P415思考題：1-4、6、8五、教學安排序號教學內(nèi)容學時對應課程目標對應畢業(yè)要求指標點1第一章概論213.12第二章誤差和數(shù)據(jù)處理61、23.23第三章滴定分析基礎413.14第四章酸堿滴定法81、23.1、3.25第五章配位滴定法81、23.1、3.26第六章氧化還原滴定法61、23.1、3.27第七章重量分析法及沉淀滴定法61、23.1、3.28第八章吸光光度分析法41、23.1、3.29第九章分析試樣的采集制備及常用分離方法21、23.1、3.210第十章分析檢測的質(zhì)量保證與控制21、23.1、3.2合計48六、課程考核方式與評分標準1.課程考核方式本課程成總成績包括形成性評價（平時成績）和結(jié)果性評價（期末成績），形成性評價（平時成績）占40%，結(jié)果性評價（期末考試成績）占60%。形成性評價主要包括學習習慣和課堂表現(xiàn)（15%）、作業(yè)（15%）和小測(10%)。期末考試采用閉卷方式，滿分100分，折算60%計入總成績。2.課程目標的考核方式序號課程目標考核內(nèi)容考核方式1掌握化學分析的基本知識，滴定分析的基本理論及滴定分析的化學反應及計算，將其靈活運用于四種滴定方法和重量分析法。分析化學的基本概念，定量分析的基本過程，滴定分析法、重量分析法等方法的基礎知識、基本原理和基本計算，作業(yè)、課堂提問、小測驗、期末考試2掌握滴定分析法、重量分析法和吸光光度法的基本知識和基本原理，能夠?qū)⑵溆糜谶x擇合適的方法測定實際樣品。運用數(shù)據(jù)處理的方法對測定數(shù)據(jù)進行分析，得到規(guī)范的分析結(jié)果，了解分析化學實驗室質(zhì)量管理的相關(guān)知識。誤差和數(shù)據(jù)處理方法，酸堿滴定配位、氧化還原及沉淀滴定法，重量分析法、吸光光度法，常用的分離富集方法。作業(yè)、課堂提問、小測驗、期末考試3.成績評定標準平時成績評定辦法考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀(90~100分)良好(80~89分)中等(70~79分)及格(60~69分)不及格(<60分)學習習慣和課堂表現(xiàn)（15%）全勤，上課認真聽講，課堂提問回答完全正確，積極參加課堂討論且課堂討論觀點完全合理，并有自己獨到的見解缺勤1次或請假2次以上，課堂提問回答正確，能夠主動參加課堂且觀點合理缺勤2次，課堂提問回答基本正確能夠主動參加課堂討論且觀點基本合理缺勤3次以上，課堂提問回答基本；能夠參加課堂討論但觀點中存在部分概念錯誤缺勤4次以上；課堂提問回答錯誤，不能有效參加課堂討論作業(yè)（15%）作業(yè)能夠獨立完成，完成質(zhì)量優(yōu)秀，能夠靈活運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論作業(yè)能夠獨立完成，完成質(zhì)量較高，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論作業(yè)能夠獨立完成，完成質(zhì)量基本符合要求，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論作業(yè)基本能夠獨立完成，運用所學知識和理論解決問題的能力基本符合要求作業(yè)不能獨立完成，存在抄作業(yè)現(xiàn)象或者沒有完成作業(yè)小測（10%）學期中間開展2次課堂測試，評分標準為參考答案學期中間開展2次課堂測試，評分標準為參考答案學期中間開展2次課堂測試，評分標準為參考答案學期中間開展2次課堂測試，評分標準為參考答案學期中間開展2次課堂測試，評分標準為參考答案結(jié)果性評價（60%）：期末考試試卷題型共分為五大類型，包括：填空題、選擇題、簡答題、計算題和設計題?？荚噧?nèi)容覆蓋面廣，涉及各章節(jié)內(nèi)容，包括緒論、誤差及數(shù)據(jù)處理、滴定分析基礎、酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、重量分析法及沉淀滴定法、吸光光度分析法、分析試樣的采集制備與常用分離方法和分析檢測的質(zhì)量保證與控制。既有基本概念、基礎理論，突出應用性內(nèi)容和綜合性問題，以檢驗學生的基本知識基本理論的運用能力?？荚噧?nèi)容符合教學大綱要求。根據(jù)實際卷面分數(shù)的60%計入總成績。七、教材、參考書目以及課程網(wǎng)絡資源教材：《分析化學》，張少文編，中國環(huán)境科學出版社，2016主要參考書：《分析化學》(第六版)，上冊，武漢大學編，高等教育出版社，2016《分析化學》(第三版)，彭崇慧編，北京大學出版社，2014《分析化學》(第四版)，上冊，華中師范大學等編，高等教育出版社，2011《分析化學》(第六版)，華東理工