《儀器分析》課程教學大綱全套

《儀器分析》課程教學大綱全套課程代碼53310108編寫時間2016.8課程名稱儀器分析英文名稱InstrumentalAnalysis學分數2.5總學時數54理論講授學時37實驗實踐學時17任課教師開課學院*化學與制藥工程學院課程類型□通識教育核心課□通識教育拓展課√學科基礎必修課□學科基礎選修課□專業(yè)核心課□個性化課程□實踐類課程預修課程無機化學、分析化學、有機化學1.課程教學目標儀器分析是制藥工程專業(yè)的基礎課程之一，是測定物質的化學組成、含量、狀態(tài)和進行科學研究與質量監(jiān)控的重要手段。課程內容既有成分分析又有結構分析，既有無機分析又有有機分析。它是從事化學、生物、地質、環(huán)境等學科工作人員的基礎知識。通過本課程的學習，使學生能基本掌握常用儀器分析方法，初步具有應用此類方法解決相應問題的能力。通過儀器分析課程的學習，使學生能基本掌握常用儀器分析方法，初步具有應用此類方法解決相應問題的能力。具體要求達到的課程教學目標如下：知識目標：培養(yǎng)學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造及各種儀器分析法的應用能力。能力目標：掌握儀器分析學習的基本方法，培養(yǎng)學生獨立、自主學習能力；通過教學調動其積極性、主動性，培養(yǎng)學生探求知識的思維能力和思維習慣，培養(yǎng)善于分析、歸納總結、遷移及用于求是的能力。提高學生的認知能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。素質目標：教書與育人相結合，結合教學內容進行辯證唯物主義教育、思想品德教育，使學生樹立正確的人生觀、價值觀；注重培養(yǎng)學生嚴謹認真、實事求是的科學態(tài)度以及團隊協(xié)作等職業(yè)素養(yǎng)。2.課程教學目的與任務儀器分析課程是在學生具備了一定的無機化學、分析化學理論知識基礎上開設的一門專業(yè)技術課。其任務是依據物質的物理及物理化學性質，采用精密儀器設備得到分析數據，鑒定物質體系的化學組成、測定其中有關成分的含量和確定體系中物質的結構和形態(tài)，解決物質組成及結構問題。了解常見儀器分析法在化學工業(yè)生產及藥物分析以及人們日常生活中的地位和作用，提高學生的認知能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力；了解儀器分析學科領域的新成果和發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)學生靈活運用、綜合分析和解決問題的能力，為后續(xù)其它專業(yè)課學習和今后從事藥物分析相關工作打下理論基礎。3.課程內容簡介本課程為制藥工程專業(yè)的基礎課和核心課程，學分數2.5，總學時數54，主要講授內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，學生應了解這些儀器分析法基本原理、儀器的基本構造、實驗技術、定性定量方法和在石油、化工生產等領域中的應用特點，并了解儀器分析發(fā)展的新動向，從而在解決實際問題時具有選擇適宜的研究與測試方法或手段的能力。4.理論教學基本要求（1）了解儀器分析在在生產、教學及科研中的任務及作用；（2）掌握電學分析法、光學分析法和各種色譜法的基本原理、方法和數據的處理。5.實踐教學要求實驗（上機）學時17應開實驗項目個數6序號實驗項目名稱實驗要求學時分配實驗類型備注1紫外分光光度法測定水楊酸的含量必做2綜合性2分子熒光法測定奎寧的含量必做3綜合性3火焰原子吸收光譜法靈敏度和自來水中鈣、鎂的測定選做3綜合性4自來水中氟含量的測定必做3綜合性5氣相色譜法測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.教學方式與方法教學過程堅持以教師為主導，學生為主體組織教學。通過合理調配教學內容，形成課堂學習與課外學習互補，師生學習與生生學習互動的學習氛圍。按照知識相關性將教學內容從傳統(tǒng)的章節(jié)整合為聯(lián)系比較緊密的若干教學模塊，同時按照各部分知識特點將教學內容分為精講內容（一級知識點）、導學內容（二級知識點）和研討內容（三級知識點）。多媒體輔助教學，以“教學應由傳授知識轉向傳授學習知識的方法”的教改思路，加強教學方法的啟發(fā)性、針對性、交互式和實效性，將“接受學習”和“發(fā)現(xiàn)學習”有機地結合起來，改“單向式”為“雙向式”，引導學生由“學會”過渡到“會學”和“會用”，注重培養(yǎng)學生獲取知識的能力和創(chuàng)新意識，通過基礎實驗和設計實驗的訓練達到教學目的。7.主講教師簡介和團隊成員情況主講教師簡介：，男，1987年8月出生，博士研究生學歷，講師，現(xiàn)任XX師范學院化學與制藥工程學院教師。主講分析化學相關主要課程，教學效果良好。主要從事功能納米材料的制備及其在環(huán)境、食品等領域中的應用研究，并取得了較好的研究成果，主持完成XX省教育廳重點科研項目1項，榮獲2016年XX市科技二等獎（排名第四），目前在研國家自然科學基金青年項目1項，XX省科技廳科技攻關項目1項，校級教學研究項目1項和實驗室開放項目1項。在AnalyticalChemistry、BiosensorandBioelectronics、Nanoscale、AdvancedMaterials等國內外著名雜志發(fā)表學術論文10余篇。教學團隊成員姓名性別職稱學院在教學中承擔的職責曹豐璞女高級實驗師化學與制藥工程學院儀器分析實驗教學8.課時分配表：教學模塊內容學時第一部分電學分析法5第二部分光學分析法12第三部分色譜分析法20第四部分紫外分光光度法測定水楊酸的含量2第五部分分子熒光法測定奎寧的含量3第六部分火焰原子吸收光譜法靈敏度和自來水中鈣、鎂的測定3第七部分自來水中氟含量的測定3第八部分氣相色譜法測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合計學時549.教學內容安排及要求第一部分電學分析法√理論/□實踐學時5教學要求：了解原電池及電解池的結構及原理；電化學分析法及其分類；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構和性能；陰陽離子濃度的測量方法；電位滴定法和永停滴定法的原理及確定終點的方法；掌握溶液pH的測定原理和方法；離子選擇電極的選擇性系數的意義、作用及TISAB的作用。1.一級知識點指示電極和參比電極的概念及原理；溶液pH的測定原理和方法；離子選擇電極的選擇性系數的意義、作用及TISAB的作用。2.二級知識點pH玻璃電極及離子選擇電極的結構和性能；陰陽離子濃度的測量方法；電位滴定法和永停滴定法的原理及確定終點的方法。3.三級知識點原電池及電解池的結構及原理；電化學分析法及其分類；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。第二部分光學分析法√理論/□實踐學時12教學要求：了解電磁輻射和電磁波譜；電磁輻射與物質的相互作用；光學分析法的分類；光學儀器的主要部件；紫外可見吸收光譜法的有關概念；比色法的原理及顯色條件的選擇；熒光分光光度計組成；分子振動能級和振動自由度；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-可見分光光度計組成；分子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)的各種途徑；分子結構與熒光的關系；原子吸收法測定條件的選擇及干擾及其抑制方法等。掌握波數、波長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。1.一級知識點波數、波長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法；熒光分析法基本原理；分子熒光產生過程；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；紅外吸收光譜產生的條件及分子的振動形式；原子吸收分光光度法原理；峰值吸收法滿足的必要條件。2.二級知識點電子躍遷類型、吸收帶的類型、特點及影響因素；偏離朗伯-比爾定律的因素；紫外-可見分光光度計組成；分子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)的各種途徑；分子結構與熒光的關系；影響熒光強度的因素；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用；原子吸收法測定條件的選擇及干擾及其抑制方法。3.三級知識點電磁輻射和電磁波譜；電磁輻射與物質的相互作用；光學分析法的分類；光學儀器的主要部件；紫外可見吸收光譜法的有關概念；比色法的原理及顯色條件的選擇；熒光分光光度計組成；分子振動能級和振動自由度；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/□實踐學時20教學要求：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；氣相色譜和毛細管色譜法的特點；高效液相色譜法的分類；化學鍵合相的種類和性質；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；固定相和流動相、影響組分保留行為的因素；比移值與分配系數的關系；常用固定相和流動相色選擇；薄層色譜的操作步驟；毛細管氣相色譜基本原理；氣相色譜的固定相和載氣；電子捕獲檢測器原理和特點；反相離子對色譜法和正相鍵合相色譜法及其分類條件的選擇等。掌握色譜法的有關概念和各種色譜參數的計算公式；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、熱導檢測器和氫焰離子化檢測器的原理；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分離條件選擇的指導作用；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。1.一級知識點色譜法的有關概念和各種色譜參數的計算公式；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制；薄層色譜和紙色譜的基本原理；比移值和相對比移值的關系；氣相色譜法的分類、氣相色譜儀的一般流程、熱導檢測器和氫焰離子化檢測器的原理；氣相色譜基本原理；色譜定性分析和定量分析方法；化學鍵合相色譜法；流動相對色譜分離的影響；高效液相色譜速率理論及其對分離條件選擇的指導作用；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。2.二級知識點色譜過程；固定相和流動相、影響組分保留行為的因素；比移值與分配系數的關系；常用固定相和流動相色選擇；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；電子捕獲檢測器原理和特點；反相離子對色譜法和正相鍵合相色譜法及其分類條件的選擇；紫外檢測器和熒光檢測器的檢測原理和適用范圍；液相色譜的定性和定量方法。3.三級知識點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；氣相色譜和毛細管色譜法的特點；高效液相色譜法的分類；化學鍵合相的種類和性質；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；溶劑強度；超高效液相色譜法。第四部分紫外分光光度法測定水楊酸的含量□理論/√實踐學時2教學要求：了解紫外可見分光光度計的性能、結構及其使用方法；掌握紫外-可見分光光度法定性、定量分析的基本原理和實驗技術。1.一級知識點紫外-可見分光光度計測定物質的原理和方法。2.二級知識點紫外-可見吸收曲線；最大吸收波長，紫外-可見分光光度計的使用。3.三級知識點紫外可見分光光度計組成及流程圖；標準溶液的配制方法。第五部分分子熒光法測定奎寧的含量□理論/√實踐學時3教學要求：了解熒光分光光度計的性能與結構，掌握儀器的基本操作；學會繪制熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜圖及定量測定奎寧的含量（標準曲線法）。1.一級知識點分子熒光法測定熒光物質的原理和實驗方法。2.二級知識點熒光激發(fā)光譜和熒光發(fā)射光譜；標準曲線法。3.三級知識點熒光光度計的原理、構造和使用方法；標準溶液的配制方法。第六部分火焰原子吸收光譜法靈敏度和自來水中鈣、鎂的測定□理論/√實踐學時3教學要求：了解原子吸收分光光度法的基本構造及其作用；掌握原子吸收分光光度法的基本原理及原子吸收光譜標準曲線法測定自來水中的鉻的原理和方法。1.一級知識點原子吸收分光光度法靈敏度的測定原理和方法；自來水中鈣、鎂的測定原理和方法。2.二級知識點原子吸收分光光度計的構造、原理和使用方法。3.三級知識點原子吸收分光光度法的應用。第七部分自來水中氟含量的測定□理論/√實踐學時3教學要求：了解氟離子選擇性電極的基本性能及測定方法；掌握直接電位法的測定原理及實驗方法及正確使用氟離子選擇性電極和酸度計。1.一級知識點pH-2型酸度計測定氟離子的原理及使用方法；標準曲線法測定氟含量的方法。2.二級知識點pH-2型酸度計；氟離子選擇性電極的構造。3.三級知識點離子選擇性電極。第八部分氣相色譜法測定醇類混合物的含量□理論/√實踐學時3教學要求：了解氣相色譜儀的構造；掌握氣相色譜保留值定性及歸一化法定量的方法和特點；熟悉氣相色譜儀的使用，掌握微量注射器進樣技術。1.一級知識點氣相色譜的原理和定性定量方法的優(yōu)缺點；峰面積歸一化定量方法。2.二級知識點氣相色譜儀的操作規(guī)程及使用方法。3.三級知識點氣相色譜儀的構成。第九部分高效液相色譜法分離芳香烴□理論/√實踐學時3教學要求：了解高效液相色譜法的原理；學會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。1.一級知識點高效液相色譜的分離芳香烴原理和實驗方法。2.二級知識點高效液相色譜儀的操作規(guī)程及使用方法。3.三級知識點高效液相色譜儀的構成。10.課內外討論或練習、實踐、體驗等環(huán)節(jié)設計結合儀器分析學科的發(fā)展歷程、儀器分析與生產生活聯(lián)系緊密的學科特點，教師通過價值實現(xiàn)、興趣提升、信息交流等不同視覺，引導學生將自身需求由潛在狀態(tài)轉入活動狀態(tài)，使學生產生強烈的學習愿望或意向，形成學習活動動機。按照儀器分析各部分知識特點將教學內容分為精講內容