《仪器分析》课程教学大纲全套

《仪器分析》课程教学大纲全套课程代码53310108编写时间2016.8课程名称仪器分析英文名称InstrumentalAnalysis学分数2.5总学时数54理论讲授学时37实验实践学时17任课教师开课学院*化学与制药工程学院课程类型□通识教育核心课□通识教育拓展课√学科基础必修课□学科基础选修课□专业核心课□个性化课程□实践类课程预修课程无机化学、分析化学、有机化学1.课程教学目标仪器分析是制药工程专业的基础课程之一，是测定物质的化学组成、含量、状态和进行科学研究与质量监控的重要手段。课程内容既有成分分析又有结构分析，既有无机分析又有有机分析。它是从事化学、生物、地质、环境等学科工作人员的基础知识。通过本课程的学习，使学生能基本掌握常用仪器分析方法，初步具有应用此类方法解决相应问题的能力。通过仪器分析课程的学习，使学生能基本掌握常用仪器分析方法，初步具有应用此类方法解决相应问题的能力。具体要求达到的课程教学目标如下：知识目标：培养学生掌握各种仪器分析法的基本原理和定性、定量分析方法了解各种分析仪器基本构造及各种仪器分析法的应用能力。能力目标：掌握仪器分析学习的基本方法，培养学生独立、自主学习能力；通过教学调动其积极性、主动性，培养学生探求知识的思维能力和思维习惯，培养善于分析、归纳总结、迁移及用于求是的能力。提高学生的认知能力，培养学生的创新能力。素质目标：教书与育人相结合，结合教学内容进行辩证唯物主义教育、思想品德教育，使学生树立正确的人生观、价值观；注重培养学生严谨认真、实事求是的科学态度以及团队协作等职业素养。2.课程教学目的与任务仪器分析课程是在学生具备了一定的无机化学、分析化学理论知识基础上开设的一门专业技术课。其任务是依据物质的物理及物理化学性质，采用精密仪器设备得到分析数据，鉴定物质体系的化学组成、测定其中有关成分的含量和确定体系中物质的结构和形态，解决物质组成及结构问题。了解常见仪器分析法在化学工业生产及药物分析以及人们日常生活中的地位和作用，提高学生的认知能力，培养学生的创新能力；了解仪器分析学科领域的新成果和发展动态，培养学生灵活运用、综合分析和解决问题的能力，为后续其它专业课学习和今后从事药物分析相关工作打下理论基础。3.课程内容简介本课程为制药工程专业的基础课和核心课程，学分数2.5，总学时数54，主要讲授内容是电位滴定法和永停滴定法、原子吸收光谱法、紫外可见分光光度法、红外吸收光谱法、分子荧光分析法法、高效液相色谱法、气相色谱法，平面色谱法等，学生应了解这些仪器分析法基本原理、仪器的基本构造、实验技术、定性定量方法和在石油、化工生产等领域中的应用特点，并了解仪器分析发展的新动向，从而在解决实际问题时具有选择适宜的研究与测试方法或手段的能力。4.理论教学基本要求（1）了解仪器分析在在生产、教学及科研中的任务及作用；（2）掌握电学分析法、光学分析法和各种色谱法的基本原理、方法和数据的处理。5.实践教学要求实验（上机）学时17应开实验项目个数6序号实验项目名称实验要求学时分配实验类型备注1紫外分光光度法测定水杨酸的含量必做2综合性2分子荧光法测定奎宁的含量必做3综合性3火焰原子吸收光谱法灵敏度和自来水中钙、镁的测定选做3综合性4自来水中氟含量的测定必做3综合性5气相色谱法测定醇类混合物的含量必做3综合性6高效液相色谱法分离芳香烃必做3综合性6.教学方式与方法教学过程坚持以教师为主导，学生为主体组织教学。通过合理调配教学内容，形成课堂学习与课外学习互补，师生学习与生生学习互动的学习氛围。按照知识相关性将教学内容从传统的章节整合为联系比较紧密的若干教学模块，同时按照各部分知识特点将教学内容分为精讲内容（一级知识点）、导学内容（二级知识点）和研讨内容（三级知识点）。多媒体辅助教学，以“教学应由传授知识转向传授学习知识的方法”的教改思路，加强教学方法的启发性、针对性、交互式和实效性，将“接受学习”和“发现学习”有机地结合起来，改“单向式”为“双向式”，引导学生由“学会”过渡到“会学”和“会用”，注重培养学生获取知识的能力和创新意识，通过基础实验和设计实验的训练达到教学目的。7.主讲教师简介和团队成员情况主讲教师简介：，男，1987年8月出生，博士研究生学历，讲师，现任XX师范学院化学与制药工程学院教师。主讲分析化学相关主要课程，教学效果良好。主要从事功能纳米材料的制备及其在环境、食品等领域中的应用研究，并取得了较好的研究成果，主持完成XX省教育厅重点科研项目1项，荣获2016年XX市科技二等奖（排名第四），目前在研国家自然科学基金青年项目1项，XX省科技厅科技攻关项目1项，校级教学研究项目1项和实验室开放项目1项。在AnalyticalChemistry、BiosensorandBioelectronics、Nanoscale、AdvancedMaterials等国内外著名杂志发表学术论文10余篇。教学团队成员姓名性别职称学院在教学中承担的职责曹丰璞女高级实验师化学与制药工程学院仪器分析实验教学8.课时分配表：教学模块内容学时第一部分电学分析法5第二部分光学分析法12第三部分色谱分析法20第四部分紫外分光光度法测定水杨酸的含量2第五部分分子荧光法测定奎宁的含量3第六部分火焰原子吸收光谱法灵敏度和自来水中钙、镁的测定3第七部分自来水中氟含量的测定3第八部分气相色谱法测定醇类混合物的含量3第九部分高效液相色谱法分离芳香烃3合计学时549.教学内容安排及要求第一部分电学分析法√理论/□实践学时5教学要求：了解原电池及电解池的结构及原理；电化学分析法及其分类；指示电极、参比电极及离子选择电极的分类等；初步掌握pH玻璃电极及离子选择电极的结构和性能；阴阳离子浓度的测量方法；电位滴定法和永停滴定法的原理及确定终点的方法；掌握溶液pH的测定原理和方法；离子选择电极的选择性系数的意义、作用及TISAB的作用。1.一级知识点指示电极和参比电极的概念及原理；溶液pH的测定原理和方法；离子选择电极的选择性系数的意义、作用及TISAB的作用。2.二级知识点pH玻璃电极及离子选择电极的结构和性能；阴阳离子浓度的测量方法；电位滴定法和永停滴定法的原理及确定终点的方法。3.三级知识点原电池及电解池的结构及原理；电化学分析法及其分类；相界电位、金属电极电位、液接电位、膜电位、不对称电位；指示电极、参比电极及离子选择电极的分类。第二部分光学分析法√理论/□实践学时12教学要求：了解电磁辐射和电磁波谱；电磁辐射与物质的相互作用；光学分析法的分类；光学仪器的主要部件；紫外可见吸收光谱法的有关概念；比色法的原理及显色条件的选择；荧光分光光度计组成；分子振动能级和振动自由度；特征区与指纹区；原子吸收分光光度法与紫外-可见吸收光谱法的差别；积分吸收法；原子吸收分光光度计的主要部件及特征；原子吸收法的定量分析方法等；初步掌握电子跃迁类型、吸收带的类型、特点及影响因素；偏离朗伯-比尔定律的因素；紫外-可见分光光度计组成；分子从激发态返回基态的各种途径；分子结构与荧光的关系；原子吸收法测定条件的选择及干扰及其抑制方法等。掌握波数、波长和光子能量间的换算；朗伯-比尔定律及其物理意义、适用条件；紫外-可见分光光度法用于单组分定量方法；多组分定量的线性方程组法及双波长法；荧光分析法基本原理；原子吸收分光光度法原理；峰值吸收法满足的必要条件等。1.一级知识点波数、波长和光子能量间的换算；朗伯-比尔定律及其物理意义、适用条件；紫外-可见分光光度法用于单组分定量方法；多组分定量的线性方程组法及双波长法；荧光分析法基本原理；分子荧光产生过程；激发光谱和发射光谱；荧光光谱的特征；荧光定量分析法；红外吸收光谱法基本原理；红外吸收光谱产生的条件及分子的振动形式；原子吸收分光光度法原理；峰值吸收法满足的必要条件。2.二级知识点电子跃迁类型、吸收带的类型、特点及影响因素；偏离朗伯-比尔定律的因素；紫外-可见分光光度计组成；分子从激发态返回基态的各种途径；分子结构与荧光的关系；影响荧光强度的因素；红外吸收光谱法基本原理；常用化合物的基频峰的位置、分布；固体样品的制备方法；红外吸收光谱图的分析及应用；原子吸收法测定条件的选择及干扰及其抑制方法。3.三级知识点电磁辐射和电磁波谱；电磁辐射与物质的相互作用；光学分析法的分类；光学仪器的主要部件；紫外可见吸收光谱法的有关概念；比色法的原理及显色条件的选择；荧光分光光度计组成；分子振动能级和振动自由度；特征区与指纹区；原子吸收分光光度法与紫外-可见吸收光谱法的差别；积分吸收法；原子吸收分光光度计的主要部件及特征；原子吸收法的定量分析方法。第三部分色谱分析法√理论/□实践学时20教学要求：了解色谱法的分类及色谱法的发展及操作方法、薄层色谱法、高效薄层色谱法；气相色谱和毛细管色谱法的特点；高效液相色谱法的分类；化学键合相的种类和性质；高效液相色谱的一般流程和部件；离子色谱法、手性色谱法和亲和色谱法及其常用固定相等。初步掌握色谱过程；固定相和流动相、影响组分保留行为的因素；比移值与分配系数的关系；常用固定相和流动相色选择；薄层色谱的操作步骤；毛细管气相色谱基本原理；气相色谱的固定相和载气；电子捕获检测器原理和特点；反相离子对色谱法和正相键合相色谱法及其分类条件的选择等。掌握色谱法的有关概念和各种色谱参数的计算公式；色谱基本理论：塔板理论和速率理论；薄层色谱和纸色谱的基本原理；气相色谱仪的一般流程、热导检测器和氢焰离子化检测器的原理；气相色谱基本原理；色谱定性分析和定量分析方法；高效液相色谱速率理论及其对分离条件选择的指导作用；反相键合相色谱法的保留行为的主要影响因素和分离条件的选择等。1.一级知识点色谱法的有关概念和各种色谱参数的计算公式；色谱基本理论：塔板理论和速率理论；分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法和分子排阻色谱法的分离机制；薄层色谱和纸色谱的基本原理；比移值和相对比移值的关系；气相色谱法的分类、气相色谱仪的一般流程、热导检测器和氢焰离子化检测器的原理；气相色谱基本原理；色谱定性分析和定量分析方法；化学键合相色谱法；流动相对色谱分离的影响；高效液相色谱速率理论及其对分离条件选择的指导作用；反相键合相色谱法的保留行为的主要影响因素和分离条件的选择。2.二级知识点色谱过程；固定相和流动相、影响组分保留行为的因素；比移值与分配系数的关系；常用固定相和流动相色选择；薄层色谱的操作步骤、显色方法、定性、定量方法；毛细管气相色谱基本原理；气相色谱的固定相和载气；分离条件选择方法；电子捕获检测器原理和特点；反相离子对色谱法和正相键合相色谱法及其分类条件的选择；紫外检测器和荧光检测器的检测原理和适用范围；液相色谱的定性和定量方法。3.三级知识点色谱法的分类及色谱法的发展；色谱的操作方法、薄层色谱法、高效薄层色谱法；气相色谱和毛细管色谱法的特点；高效液相色谱法的分类；化学键合相的种类和性质；高效液相色谱的一般流程和部件；离子色谱法、手性色谱法和亲和色谱法及其常用固定相；溶剂强度；超高效液相色谱法。第四部分紫外分光光度法测定水杨酸的含量□理论/√实践学时2教学要求：了解紫外可见分光光度计的性能、结构及其使用方法；掌握紫外-可见分光光度法定性、定量分析的基本原理和实验技术。1.一级知识点紫外-可见分光光度计测定物质的原理和方法。2.二级知识点紫外-可见吸收曲线；最大吸收波长，紫外-可见分光光度计的使用。3.三级知识点紫外可见分光光度计组成及流程图；标准溶液的配制方法。第五部分分子荧光法测定奎宁的含量□理论/√实践学时3教学要求：了解荧光分光光度计的性能与结构，掌握仪器的基本操作；学会绘制荧光激发光谱和发射光谱图及定量测定奎宁的含量（标准曲线法）。1.一级知识点分子荧光法测定荧光物质的原理和实验方法。2.二级知识点荧光激发光谱和荧光发射光谱；标准曲线法。3.三级知识点荧光光度计的原理、构造和使用方法；标准溶液的配制方法。第六部分火焰原子吸收光谱法灵敏度和自来水中钙、镁的测定□理论/√实践学时3教学要求：了解原子吸收分光光度法的基本构造及其作用；掌握原子吸收分光光度法的基本原理及原子吸收光谱标准曲线法测定自来水中的铬的原理和方法。1.一级知识点原子吸收分光光度法灵敏度的测定原理和方法；自来水中钙、镁的测定原理和方法。2.二级知识点原子吸收分光光度计的构造、原理和使用方法。3.三级知识点原子吸收分光光度法的应用。第七部分自来水中氟含量的测定□理论/√实践学时3教学要求：了解氟离子选择性电极的基本性能及测定方法；掌握直接电位法的测定原理及实验方法及正确使用氟离子选择性电极和酸度计。1.一级知识点pH-2型酸度计测定氟离子的原理及使用方法；标准曲线法测定氟含量的方法。2.二级知识点pH-2型酸度计；氟离子选择性电极的构造。3.三级知识点离子选择性电极。第八部分气相色谱法测定醇类混合物的含量□理论/√实践学时3教学要求：了解气相色谱仪的构造；掌握气相色谱保留值定性及归一化法定量的方法和特点；熟悉气相色谱仪的使用，掌握微量注射器进样技术。1.一级知识点气相色谱的原理和定性定量方法的优缺点；峰面积归一化定量方法。2.二级知识点气相色谱仪的操作规程及使用方法。3.三级知识点气相色谱仪的构成。第九部分高效液相色谱法分离芳香烃□理论/√实践学时3教学要求：了解高效液相色谱法的原理；学会高效液相色谱的操作方法；掌握高效液相色谱法分离芳香烃的一般步骤及过程。1.一级知识点高效液相色谱的分离芳香烃原理和实验方法。2.二级知识点高效液相色谱仪的操作规程及使用方法。3.三级知识点高效液相色谱仪的构成。10.课内外讨论或练习、实践、体验等环节设计结合仪器分析学科的发展历程、仪器分析与生产生活联系紧密的学科特点，教师通过价值实现、兴趣提升、信息交流等不同视觉，引导学生将自身需求由潜在状态转入活动状态，使学生产生强烈的学习愿望或意向，形成学习活动动机。按照仪器分析各部分知识特点将教学内容分为精讲内容