《分析化学》教学大纲

《分析化学》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1061129020课程名称（中/英文）：分析化学/AnalyticalChemistry课程类别：学科专业基础课程开课学期：第2学期学分：3.0总学时：48理论学时：48适用专业：应用化学适用对象：本科先修课程：无机化学、高等数学开课学院：环境工程与化学学院二、课程简介分析化学是应用化学专业的专业基础课，通过本课程学习，使学生掌握滴定分析法、重量分析法和吸光光度法等基本化学原理和基本分析方法，结合数理统计的知识使学生建立起严格的“量”的概念，掌握定量分析的一般步骤以及影响分析结果的主要因素和关键环节，学会设计可行的实验方案，培养学生解决实际问题的能力和严谨认真、实事求是的科学精神，具备良好的专业素养，增强学生的创新与探索意识。三、课程目标1.课程对毕业要求的支撑指标点3.1掌握化学元素及化合物分类、性质，分析与结构鉴定，熟悉典型化学反应与机理，具备专业基础实验技能，并能应用于分析检测与化学合成。2.课程目标（1）掌握化学分析的基本知识，滴定分析的基本理论及滴定分析的化学反应及计算，将其灵活运用于四种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识和基本原理，能够将其用于选择合适的方法测定实际样品。运用数据处理的方法对测定数据进行分析，得到规范的分析结果，了解分析化学实验室质量管理的相关知识。3.主要教学内容与课程目标之间的对应关系课程目标教学内容教学方法目标1： 掌握化学分析的基本知识，滴定分析的基本理论及滴定分析的化学反应及计算，将其灵活运用于四种滴定分析方法和重量分析法。滴定分析法术语，滴定分析计算，分析数据的处理与评价。1.讲授法2.启发式教学3.案例分享课4.翻转课堂目标2：掌握滴定分析法、重量分析法和吸光光度法的基本知识和基本原理，能够将其用于选择合适的方法测定实际样品。运用数据处理的方法对测定数据进行分析，得到规范的分析结果，了解分析化学实验室质量管理的相关知识。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样品分析应用，分析化学中试样采集、分解及分离富集方法，分析化学的质量保证及质量控制。1.讲授课2.社会热点问题导出分析化学相关的问题3.案例分享课4.混合式教学4.课程思政元素根据课程性质和教学内容，本课程的思政元素有：严谨认真、实事求是及坚持不懈科学精神和安全环保理念。四、教学内容及重难点第一章概论（2课时）1.教学内容分析化学的概念、任务和作用；分析化学的发展；分析化学的内容；分析化学过程。2.教学重点分析化学的任务、作用与分类。3.教学难点分析化学的分类。4.思政元素分析化学的作用第二章误差和数据处理(6课时)1.教学内容准确度与精密度，误差和偏差，系统误差与随机误差；随机误差的分布；提高分析结果准确度的方法；有限数据的统计处理－平均值、中位数、极差、平均偏差、样本标准偏差、置信区间、置信度；可疑数据取舍；显著性检验－检验法、F检验法；有效数字及运算规则。2.教学重点实验数据的统计计算，显著性检验，可疑值的取舍方法；有效数字及其运算；平均值置信区间的计算，t检验法、F检验法的方法与作用。3.教学难点实验数据的正态分布及少量实验数据的t分布曲线。4.思政元素实验数据处理习题P491、3、4、5、7、8、9、13第三章滴定分析基础(4课时)1.教学内容分析化学中的一些基本概念和定义；分析结果的表达；标准溶液和基准物质；计量单位。2.教学重点标准溶液的配制；浓度与定量分析结果表示及换算。3.教学难点滴定分析计算。4.讨论标准溶液的配制方法5.习题P691、4、5、9。第四章酸碱滴定法(8课时)1.教学内容酸碱反应实质；活度与浓度、酸的浓度与酸度；物料平衡、电荷平衡和质子平衡及酸碱平衡中各组分分布的计算；各种平衡体系下一元弱酸碱、多元酸碱和两性物质、混合酸碱及共轭体系中[H+]的计算；缓冲溶液及其配制；酸碱滴定法原理；酸碱指示剂；酸碱滴定方式和滴定终点误差；应用酸碱滴定法的实际应用；非水体系滴定。2.教学重点质子平衡；各种平衡体系下的[H+]计算；缓冲溶液及其配制；酸碱滴定法原理；酸碱指示剂；酸碱滴定方式。3.教学难点弱酸溶液及缓冲溶液pH值的计算，多元弱酸碱的滴定，酸碱指示剂的选择。4.案例教学结合2008年三聚氰胺事件，分析讨论用酸碱滴定法测定氮元素含量的局限性。5.思政元素通过波义尔从偶尔发现紫罗兰花沾盐酸变红这一现象，通过大量实验发现了石蕊作为双指示剂的过程，说明科学研究必备的细致的观察、严谨的态度和缜密的思维。6.习题P1461-8，9，12、18。第五章配位滴定法(8课时)1.教学内容配位化合物在溶液中的解离平衡和各级配合物的分布；配位剂的副反应系数、金属离子的副反应系数和条件稳定常数；配位滴定法基本原理和金属指示剂，配位滴定中酸度的控制；单元离子准确滴定判别式和滴定误差；混合离子选择性滴定——控制酸度分步滴定、使用掩蔽剂进行选择性滴定及使用其他滴定剂配位滴定选择性和配位滴定方式及应用。2.教学重点配位剂的副反应系数、金属离子的副反应系数和条件稳定常数；配位滴定法基本原理和金属指示剂；准确滴定判别式；配位滴定选择性。3.教学难点副反应系数及条件稳定常数的计算；单一离子准确滴定条件的判断；混合离子的选择性滴定。4.案例教学2014年8月米粉铅超标事件铅的测定，2012年4月毒胶囊事件镉的测定都可以用EDTA滴定法测定。5.习题P1881、2、4-7、10、13、14。第六章氧化还原滴定法(6课时)1.教学内容氧化还原平衡——条件电位及其影响因素、氧化还原反应进行的程度；氧化还原反应速率及影响因素；氧化还原滴定前的预处理；氧化还原滴定原理和氧化还原指示剂；氧化还原滴定结果计算和滴定终点误差；几种常用的氧化还原滴定法（KMnO4法、K2Cr2O7法、碘量法、硫酸铈法、溴酸钾法）。2.教学重点氧化还原平衡体系中有关电对电极电位的计算，并据此判断反应方向及进行的程度，条件电极电位；常用氧化还原滴定法的原理、特点；氧化还原指示剂；氧化还原滴定结果计算。3.教学难点条件电极电位的计算；条件平衡常数的计算；氧化还原滴定反应中滴定剂与被测定定物质的化学计量关系。4.案例及课程思政环境治理中需要监测水中耗氧量，可以用KMnO4法、K2Cr2O7法，通过环保部门和企业的共同努力，减少污水的排放，重现青山绿水美景。5.翻转课堂氧化还原滴定法的应用。6.习题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课时)1.教学内容沉淀重量法的分析过程和对沉淀的要求；沉淀溶解度及其影响因素；沉淀剂及其种类、沉淀条件和影响沉淀纯度的因素；重量分析的应用及结果计算；沉淀滴定法。2.教学重点沉淀溶解度及其影响因素；三种沉淀滴定法。3.教学难点副反应存在时沉淀溶解度的计算。4.思政元素通过介绍沉淀滴定法的发展历史体会科学历史发展的艰苦探索，前辈科学家经过大量实验不断完善，经过近90年，使沉淀滴定法成为测定卤离子和银离子的方法体现了坚持不懈、坚忍不拔的科学精神5.习题P2711、2、4、7、8、12、13、19第八章吸光光度法(4课时)1.教学内容吸收光谱和分子光谱分析法；吸光光度法的理论基础――朗伯－比尔定律；吸光光度法灵敏度表示方法(摩尔吸光系数、桑德尔灵敏度及其关系)；引起朗伯比尔定律失效的因素和光度分析法测量误差与测量条件选择；分光光度计的构成及其作用；吸光光度法的建立及条件优化；吸光光度法应用。2.教学重点朗伯－比耳定律的应用；摩尔吸光系数与桑德尔灵敏度及其换算；吸收曲线与工作曲线的绘制、作用，测定波长与参比溶液的选择，吸光度读数范围的控制。3.教学难点显色条件的选择。4.习题：P3481、2、3、5第九章分析试样的采集制备及常用分离方法(2课时)1.教学内容分析化学中各种试样的采集、制备及分解方法；分析测定前试样的预处理；沉淀分离法，液液萃取分离法，离子交换分离法，经典色谱分离法-纸色谱、薄层色谱与萃取色谱及其它分离法。2.教学重点试样的采集、制备、分解和测定前的预处理；回收率、分配系数、分配比、萃取百分率及计算；常量组分的沉淀分离；微量组分的沉淀富集分离；离子交换树脂的性质、分类；影响树脂交换性能的因素；3.教学难点试样的缩分；分配系数、分配比、萃取率及比移值的计算；常量组分的沉淀分离、阴离子、阳离子交换数树脂的种类、使用条件、洗脱顺序。4.习题P3791、2、4、5。第十章分析检测的质量保证与控制(2课时)1.教学内容分析全过程的质量保证与质量控制；标准方法与标准物质；不确定度和溯源性；计量认证及审查认可。2.教学重点分析过程的质量保证与质量控制；标准方法与标准物质；实验室认可。3.教学难点质控图的绘制及理解；标准物质、标准溶液、标准试样的区别和联系；不确定度和溯源性。4.习题P415思考题：1-4、6、8五、教学安排序号教学内容学时对应课程目标对应毕业要求指标点1第一章概论213.12第二章误差和数据处理61、23.23第三章滴定分析基础413.14第四章酸碱滴定法81、23.1、3.25第五章配位滴定法81、23.1、3.26第六章氧化还原滴定法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第九章分析试样的采集制备及常用分离方法21、23.1、3.210第十章分析检测的质量保证与控制21、23.1、3.2合计48六、课程考核方式与评分标准1.课程考核方式本课程成总成绩包括形成性评价（平时成绩）和结果性评价（期末成绩），形成性评价（平时成绩）占40%，结果性评价（期末考试成绩）占60%。形成性评价主要包括学习习惯和课堂表现（15%）、作业（15%）和小测(10%)。期末考试采用闭卷方式，满分100分，折算60%计入总成绩。2.课程目标的考核方式序号课程目标考核内容考核方式1掌握化学分析的基本知识，滴定分析的基本理论及滴定分析的化学反应及计算，将其灵活运用于四种滴定方法和重量分析法。分析化学的基本概念，定量分析的基本过程，滴定分析法、重量分析法等方法的基础知识、基本原理和基本计算，作业、课堂提问、小测验、期末考试2掌握滴定分析法、重量分析法和吸光光度法的基本知识和基本原理，能够将其用于选择合适的方法测定实际样品。运用数据处理的方法对测定数据进行分析，得到规范的分析结果，了解分析化学实验室质量管理的相关知识。误差和数据处理方法，酸碱滴定配位、氧化还原及沉淀滴定法，重量分析法、吸光光度法，常用的分离富集方法。作业、课堂提问、小测验、期末考试3.成绩评定标准平时成绩评定办法考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀(90~100分)良好(80~89分)中等(70~79分)及格(60~69分)不及格(<60分)学习习惯和课堂表现（15%）全勤，上课认真听讲，课堂提问回答完全正确，积极参加课堂讨论且课堂讨论观点完全合理，并有自己独到的见解缺勤1次或请假2次以上，课堂提问回答正确，能够主动参加课堂且观点合理缺勤2次，课堂提问回答基本正确能够主动参加课堂讨论且观点基本合理缺勤3次以上，课堂提问回答基本；能够参加课堂讨论但观点中存在部分概念错误缺勤4次以上；课堂提问回答错误，不能有效参加课堂讨论作业（15%）作业能够独立完成，完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论作业能够独立完成，完成质量基本符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论作业基本能够独立完成，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求作业不能独立完成，存在抄作业现象或者没有完成作业小测（10%）学期中间开展2次课堂测试，评分标准为参考答案学期中间开展2次课堂测试，评分标准为参考答案学期中间开展2次课堂测试，评分标准为参考答案学期中间开展2次课堂测试，评分标准为参考答案学期中间开展2次课堂测试，评分标准为参考答案结果性评价（60%）：期末考试试卷题型共分为五大类型，包括：填空题、选择题、简答题、计算题和设计题。考试内容覆盖面广，涉及各章节内容，包括绪论、误差及数据处理、滴定分析基础、酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、重量分析法及沉淀滴定法、吸光光度分析法、分析试样的采集制备与常用分离方法和分析检测的质量保证与控制。既有基本概念、基础理论，突出应用性内容和综合性问题，以检验学生的基本知识基本理论的运用能力。考试内容符合教学大纲要求。根据实际卷面分数的60%计入总成绩。七、教材、参考书目以及课程网络资源教材：《分析化学》，张少文编，中国环境科学出版社，2016主要参考书：《分析化学》(第六版)，上册，武汉大学编，高等教育出版社，2016《分析化学》(第三版)，彭崇慧编，北京大学出版社，2014《分析化学》(第四版)，上册，华中师范大学等编，高等教育出版社，2011《分析化学》(第六版)，华东理工