《儀器分析》課程教學(xué)大綱全套

《儀器分析》課程教學(xué)大綱全套課程代碼53310108編寫時(shí)間2016.8課程名稱儀器分析英文名稱InstrumentalAnalysis學(xué)分?jǐn)?shù)2.5總學(xué)時(shí)數(shù)54理論講授學(xué)時(shí)37實(shí)驗(yàn)實(shí)踐學(xué)時(shí)17任課教師開課學(xué)院*化學(xué)與制藥工程學(xué)院課程類型□通識(shí)教育核心課□通識(shí)教育拓展課√學(xué)科基礎(chǔ)必修課□學(xué)科基礎(chǔ)選修課□專業(yè)核心課□個(gè)性化課程□實(shí)踐類課程預(yù)修課程無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)1.課程教學(xué)目標(biāo)儀器分析是制藥工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，是測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)組成、含量、狀態(tài)和進(jìn)行科學(xué)研究與質(zhì)量監(jiān)控的重要手段。課程內(nèi)容既有成分分析又有結(jié)構(gòu)分析，既有無機(jī)分析又有有機(jī)分析。它是從事化學(xué)、生物、地質(zhì)、環(huán)境等學(xué)科工作人員的基礎(chǔ)知識(shí)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能基本掌握常用儀器分析方法，初步具有應(yīng)用此類方法解決相應(yīng)問題的能力。通過儀器分析課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能基本掌握常用儀器分析方法，初步具有應(yīng)用此類方法解決相應(yīng)問題的能力。具體要求達(dá)到的課程教學(xué)目標(biāo)如下：知識(shí)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生掌握各種儀器分析法的基本原理和定性、定量分析方法了解各種分析儀器基本構(gòu)造及各種儀器分析法的應(yīng)用能力。能力目標(biāo)：掌握儀器分析學(xué)習(xí)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立、自主學(xué)習(xí)能力；通過教學(xué)調(diào)動(dòng)其積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生探求知識(shí)的思維能力和思維習(xí)慣，培養(yǎng)善于分析、歸納總結(jié)、遷移及用于求是的能力。提高學(xué)生的認(rèn)知能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。素質(zhì)目標(biāo)：教書與育人相結(jié)合，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行辯證唯物主義教育、思想品德教育，使學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀；注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等職業(yè)素養(yǎng)。2.課程教學(xué)目的與任務(wù)儀器分析課程是在學(xué)生具備了一定的無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)理論知識(shí)基礎(chǔ)上開設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)課。其任務(wù)是依據(jù)物質(zhì)的物理及物理化學(xué)性質(zhì)，采用精密儀器設(shè)備得到分析數(shù)據(jù)，鑒定物質(zhì)體系的化學(xué)組成、測(cè)定其中有關(guān)成分的含量和確定體系中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，解決物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)問題。了解常見儀器分析法在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)及藥物分析以及人們?nèi)粘Ｉ钪械牡匚缓妥饔?，提高學(xué)生的認(rèn)知能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力；了解儀器分析學(xué)科領(lǐng)域的新成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用、綜合分析和解決問題的能力，為后續(xù)其它專業(yè)課學(xué)習(xí)和今后從事藥物分析相關(guān)工作打下理論基礎(chǔ)。3.課程內(nèi)容簡(jiǎn)介本課程為制藥工程專業(yè)的基礎(chǔ)課和核心課程，學(xué)分?jǐn)?shù)2.5，總學(xué)時(shí)數(shù)54，主要講授內(nèi)容是電位滴定法和永停滴定法、原子吸收光譜法、紫外可見分光光度法、紅外吸收光譜法、分子熒光分析法法、高效液相色譜法、氣相色譜法，平面色譜法等，學(xué)生應(yīng)了解這些儀器分析法基本原理、儀器的基本構(gòu)造、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、定性定量方法和在石油、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域中的應(yīng)用特點(diǎn)，并了解儀器分析發(fā)展的新動(dòng)向，從而在解決實(shí)際問題時(shí)具有選擇適宜的研究與測(cè)試方法或手段的能力。4.理論教學(xué)基本要求（1）了解儀器分析在在生產(chǎn)、教學(xué)及科研中的任務(wù)及作用；（2）掌握電學(xué)分析法、光學(xué)分析法和各種色譜法的基本原理、方法和數(shù)據(jù)的處理。5.實(shí)踐教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時(shí)17應(yīng)開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目個(gè)數(shù)6序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)要求學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)類型備注1紫外分光光度法測(cè)定水楊酸的含量必做2綜合性2分子熒光法測(cè)定奎寧的含量必做3綜合性3火焰原子吸收光譜法靈敏度和自來水中鈣、鎂的測(cè)定選做3綜合性4自來水中氟含量的測(cè)定必做3綜合性5氣相色譜法測(cè)定醇類混合物的含量必做3綜合性6高效液相色譜法分離芳香烴必做3綜合性6.教學(xué)方式與方法教學(xué)過程堅(jiān)持以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體組織教學(xué)。通過合理調(diào)配教學(xué)內(nèi)容，形成課堂學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)互補(bǔ)，師生學(xué)習(xí)與生生學(xué)習(xí)互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍。按照知識(shí)相關(guān)性將教學(xué)內(nèi)容從傳統(tǒng)的章節(jié)整合為聯(lián)系比較緊密的若干教學(xué)模塊，同時(shí)按照各部分知識(shí)特點(diǎn)將教學(xué)內(nèi)容分為精講內(nèi)容（一級(jí)知識(shí)點(diǎn)）、導(dǎo)學(xué)內(nèi)容（二級(jí)知識(shí)點(diǎn)）和研討內(nèi)容（三級(jí)知識(shí)點(diǎn)）。多媒體輔助教學(xué)，以“教學(xué)應(yīng)由傳授知識(shí)轉(zhuǎn)向傳授學(xué)習(xí)知識(shí)的方法”的教改思路，加強(qiáng)教學(xué)方法的啟發(fā)性、針對(duì)性、交互式和實(shí)效性，將“接受學(xué)習(xí)”和“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”有機(jī)地結(jié)合起來，改“單向式”為“雙向式”，引導(dǎo)學(xué)生由“學(xué)會(huì)”過渡到“會(huì)學(xué)”和“會(huì)用”，注重培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力和創(chuàng)新意識(shí)，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練達(dá)到教學(xué)目的。7.主講教師簡(jiǎn)介和團(tuán)隊(duì)成員情況主講教師簡(jiǎn)介：，男，1987年8月出生，博士研究生學(xué)歷，講師，現(xiàn)任XX師范學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院教師。主講分析化學(xué)相關(guān)主要課程，教學(xué)效果良好。主要從事功能納米材料的制備及其在環(huán)境、食品等領(lǐng)域中的應(yīng)用研究，并取得了較好的研究成果，主持完成XX省教育廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目1項(xiàng)，榮獲2016年XX市科技二等獎(jiǎng)（排名第四），目前在研國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目1項(xiàng)，XX省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目1項(xiàng)，校級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目1項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目1項(xiàng)。在AnalyticalChemistry、BiosensorandBioelectronics、Nanoscale、AdvancedMaterials等國(guó)內(nèi)外著名雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇。教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員姓名性別職稱學(xué)院在教學(xué)中承擔(dān)的職責(zé)曹豐璞女高級(jí)實(shí)驗(yàn)師化學(xué)與制藥工程學(xué)院儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)8.課時(shí)分配表：教學(xué)模塊內(nèi)容學(xué)時(shí)第一部分電學(xué)分析法5第二部分光學(xué)分析法12第三部分色譜分析法20第四部分紫外分光光度法測(cè)定水楊酸的含量2第五部分分子熒光法測(cè)定奎寧的含量3第六部分火焰原子吸收光譜法靈敏度和自來水中鈣、鎂的測(cè)定3第七部分自來水中氟含量的測(cè)定3第八部分氣相色譜法測(cè)定醇類混合物的含量3第九部分高效液相色譜法分離芳香烴3合計(jì)學(xué)時(shí)549.教學(xué)內(nèi)容安排及要求第一部分電學(xué)分析法√理論/□實(shí)踐學(xué)時(shí)5教學(xué)要求：了解原電池及電解池的結(jié)構(gòu)及原理；電化學(xué)分析法及其分類；指示電極、參比電極及離子選擇電極的分類等；初步掌握pH玻璃電極及離子選擇電極的結(jié)構(gòu)和性能；陰陽離子濃度的測(cè)量方法；電位滴定法和永停滴定法的原理及確定終點(diǎn)的方法；掌握溶液pH的測(cè)定原理和方法；離子選擇電極的選擇性系數(shù)的意義、作用及TISAB的作用。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)指示電極和參比電極的概念及原理；溶液pH的測(cè)定原理和方法；離子選擇電極的選擇性系數(shù)的意義、作用及TISAB的作用。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)pH玻璃電極及離子選擇電極的結(jié)構(gòu)和性能；陰陽離子濃度的測(cè)量方法；電位滴定法和永停滴定法的原理及確定終點(diǎn)的方法。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)原電池及電解池的結(jié)構(gòu)及原理；電化學(xué)分析法及其分類；相界電位、金屬電極電位、液接電位、膜電位、不對(duì)稱電位；指示電極、參比電極及離子選擇電極的分類。第二部分光學(xué)分析法√理論/□實(shí)踐學(xué)時(shí)12教學(xué)要求：了解電磁輻射和電磁波譜；電磁輻射與物質(zhì)的相互作用；光學(xué)分析法的分類；光學(xué)儀器的主要部件；紫外可見吸收光譜法的有關(guān)概念；比色法的原理及顯色條件的選擇；熒光分光光度計(jì)組成；分子振動(dòng)能級(jí)和振動(dòng)自由度；特征區(qū)與指紋區(qū)；原子吸收分光光度法與紫外-可見吸收光譜法的差別；積分吸收法；原子吸收分光光度計(jì)的主要部件及特征；原子吸收法的定量分析方法等；初步掌握電子躍遷類型、吸收帶的類型、特點(diǎn)及影響因素；偏離朗伯-比爾定律的因素；紫外-可見分光光度計(jì)組成；分子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)的各種途徑；分子結(jié)構(gòu)與熒光的關(guān)系；原子吸收法測(cè)定條件的選擇及干擾及其抑制方法等。掌握波數(shù)、波長(zhǎng)和光子能量間的換算；朗伯-比爾定律及其物理意義、適用條件；紫外-可見分光光度法用于單組分定量方法；多組分定量的線性方程組法及雙波長(zhǎng)法；熒光分析法基本原理；原子吸收分光光度法原理；峰值吸收法滿足的必要條件等。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)波數(shù)、波長(zhǎng)和光子能量間的換算；朗伯-比爾定律及其物理意義、適用條件；紫外-可見分光光度法用于單組分定量方法；多組分定量的線性方程組法及雙波長(zhǎng)法；熒光分析法基本原理；分子熒光產(chǎn)生過程；激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；熒光光譜的特征；熒光定量分析法；紅外吸收光譜法基本原理；紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件及分子的振動(dòng)形式；原子吸收分光光度法原理；峰值吸收法滿足的必要條件。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)電子躍遷類型、吸收帶的類型、特點(diǎn)及影響因素；偏離朗伯-比爾定律的因素；紫外-可見分光光度計(jì)組成；分子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)的各種途徑；分子結(jié)構(gòu)與熒光的關(guān)系；影響熒光強(qiáng)度的因素；紅外吸收光譜法基本原理；常用化合物的基頻峰的位置、分布；固體樣品的制備方法；紅外吸收光譜圖的分析及應(yīng)用；原子吸收法測(cè)定條件的選擇及干擾及其抑制方法。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)電磁輻射和電磁波譜；電磁輻射與物質(zhì)的相互作用；光學(xué)分析法的分類；光學(xué)儀器的主要部件；紫外可見吸收光譜法的有關(guān)概念；比色法的原理及顯色條件的選擇；熒光分光光度計(jì)組成；分子振動(dòng)能級(jí)和振動(dòng)自由度；特征區(qū)與指紋區(qū)；原子吸收分光光度法與紫外-可見吸收光譜法的差別；積分吸收法；原子吸收分光光度計(jì)的主要部件及特征；原子吸收法的定量分析方法。第三部分色譜分析法√理論/□實(shí)踐學(xué)時(shí)20教學(xué)要求：了解色譜法的分類及色譜法的發(fā)展及操作方法、薄層色譜法、高效薄層色譜法；氣相色譜和毛細(xì)管色譜法的特點(diǎn)；高效液相色譜法的分類；化學(xué)鍵合相的種類和性質(zhì)；高效液相色譜的一般流程和部件；離子色譜法、手性色譜法和親和色譜法及其常用固定相等。初步掌握色譜過程；固定相和流動(dòng)相、影響組分保留行為的因素；比移值與分配系數(shù)的關(guān)系；常用固定相和流動(dòng)相色選擇；薄層色譜的操作步驟；毛細(xì)管氣相色譜基本原理；氣相色譜的固定相和載氣；電子捕獲檢測(cè)器原理和特點(diǎn)；反相離子對(duì)色譜法和正相鍵合相色譜法及其分類條件的選擇等。掌握色譜法的有關(guān)概念和各種色譜參數(shù)的計(jì)算公式；色譜基本理論：塔板理論和速率理論；薄層色譜和紙色譜的基本原理；氣相色譜儀的一般流程、熱導(dǎo)檢測(cè)器和氫焰離子化檢測(cè)器的原理；氣相色譜基本原理；色譜定性分析和定量分析方法；高效液相色譜速率理論及其對(duì)分離條件選擇的指導(dǎo)作用；反相鍵合相色譜法的保留行為的主要影響因素和分離條件的選擇等。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)色譜法的有關(guān)概念和各種色譜參數(shù)的計(jì)算公式；色譜基本理論：塔板理論和速率理論；分配色譜法、吸附色譜法、離子交換色譜法和分子排阻色譜法的分離機(jī)制；薄層色譜和紙色譜的基本原理；比移值和相對(duì)比移值的關(guān)系；氣相色譜法的分類、氣相色譜儀的一般流程、熱導(dǎo)檢測(cè)器和氫焰離子化檢測(cè)器的原理；氣相色譜基本原理；色譜定性分析和定量分析方法；化學(xué)鍵合相色譜法；流動(dòng)相對(duì)色譜分離的影響；高效液相色譜速率理論及其對(duì)分離條件選擇的指導(dǎo)作用；反相鍵合相色譜法的保留行為的主要影響因素和分離條件的選擇。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)色譜過程；固定相和流動(dòng)相、影響組分保留行為的因素；比移值與分配系數(shù)的關(guān)系；常用固定相和流動(dòng)相色選擇；薄層色譜的操作步驟、顯色方法、定性、定量方法；毛細(xì)管氣相色譜基本原理；氣相色譜的固定相和載氣；分離條件選擇方法；電子捕獲檢測(cè)器原理和特點(diǎn)；反相離子對(duì)色譜法和正相鍵合相色譜法及其分類條件的選擇；紫外檢測(cè)器和熒光檢測(cè)器的檢測(cè)原理和適用范圍；液相色譜的定性和定量方法。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)色譜法的分類及色譜法的發(fā)展；色譜的操作方法、薄層色譜法、高效薄層色譜法；氣相色譜和毛細(xì)管色譜法的特點(diǎn)；高效液相色譜法的分類；化學(xué)鍵合相的種類和性質(zhì)；高效液相色譜的一般流程和部件；離子色譜法、手性色譜法和親和色譜法及其常用固定相；溶劑強(qiáng)度；超高效液相色譜法。第四部分紫外分光光度法測(cè)定水楊酸的含量□理論/√實(shí)踐學(xué)時(shí)2教學(xué)要求：了解紫外可見分光光度計(jì)的性能、結(jié)構(gòu)及其使用方法；掌握紫外-可見分光光度法定性、定量分析的基本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)定物質(zhì)的原理和方法。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)紫外-可見吸收曲線；最大吸收波長(zhǎng)，紫外-可見分光光度計(jì)的使用。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)紫外可見分光光度計(jì)組成及流程圖；標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法。第五部分分子熒光法測(cè)定奎寧的含量□理論/√實(shí)踐學(xué)時(shí)3教學(xué)要求：了解熒光分光光度計(jì)的性能與結(jié)構(gòu)，掌握儀器的基本操作；學(xué)會(huì)繪制熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜圖及定量測(cè)定奎寧的含量（標(biāo)準(zhǔn)曲線法）。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)分子熒光法測(cè)定熒光物質(zhì)的原理和實(shí)驗(yàn)方法。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)熒光激發(fā)光譜和熒光發(fā)射光譜；標(biāo)準(zhǔn)曲線法。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)熒光光度計(jì)的原理、構(gòu)造和使用方法；標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法。第六部分火焰原子吸收光譜法靈敏度和自來水中鈣、鎂的測(cè)定□理論/√實(shí)踐學(xué)時(shí)3教學(xué)要求：了解原子吸收分光光度法的基本構(gòu)造及其作用；掌握原子吸收分光光度法的基本原理及原子吸收光譜標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定自來水中的鉻的原理和方法。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)原子吸收分光光度法靈敏度的測(cè)定原理和方法；自來水中鈣、鎂的測(cè)定原理和方法。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)原子吸收分光光度計(jì)的構(gòu)造、原理和使用方法。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)原子吸收分光光度法的應(yīng)用。第七部分自來水中氟含量的測(cè)定□理論/√實(shí)踐學(xué)時(shí)3教學(xué)要求：了解氟離子選擇性電極的基本性能及測(cè)定方法；掌握直接電位法的測(cè)定原理及實(shí)驗(yàn)方法及正確使用氟離子選擇性電極和酸度計(jì)。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)pH-2型酸度計(jì)測(cè)定氟離子的原理及使用方法；標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定氟含量的方法。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)pH-2型酸度計(jì)；氟離子選擇性電極的構(gòu)造。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)離子選擇性電極。第八部分氣相色譜法測(cè)定醇類混合物的含量□理論/√實(shí)踐學(xué)時(shí)3教學(xué)要求：了解氣相色譜儀的構(gòu)造；掌握氣相色譜保留值定性及歸一化法定量的方法和特點(diǎn)；熟悉氣相色譜儀的使用，掌握微量注射器進(jìn)樣技術(shù)。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)氣相色譜的原理和定性定量方法的優(yōu)缺點(diǎn)；峰面積歸一化定量方法。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)氣相色譜儀的操作規(guī)程及使用方法。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)氣相色譜儀的構(gòu)成。第九部分高效液相色譜法分離芳香烴□理論/√實(shí)踐學(xué)時(shí)3教學(xué)要求：了解高效液相色譜法的原理；學(xué)會(huì)高效液相色譜的操作方法；掌握高效液相色譜法分離芳香烴的一般步驟及過程。1.一級(jí)知識(shí)點(diǎn)高效液相色譜的分離芳香烴原理和實(shí)驗(yàn)方法。2.二級(jí)知識(shí)點(diǎn)高效液相色譜儀的操作規(guī)程及使用方法。3.三級(jí)知識(shí)點(diǎn)高效液相色譜儀的構(gòu)成。10.課內(nèi)外討論或練習(xí)、實(shí)踐、體驗(yàn)等環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)結(jié)合儀器分析學(xué)科的發(fā)展歷程、儀器分析與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密的學(xué)科特點(diǎn)，教師通過價(jià)值實(shí)現(xiàn)、興趣提升、信息交流等不同視覺，引導(dǎo)學(xué)生將自身需求由潛在狀態(tài)轉(zhuǎn)入活動(dòng)狀態(tài)，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)愿望或意向，形成學(xué)習(xí)活動(dòng)動(dòng)機(jī)。按照儀器分析各部分知識(shí)特點(diǎn)將教學(xué)內(nèi)容分為精講內(nèi)容