 
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА БИОМЕДИЦИНЫ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Аналитическая химия
Специальность 060301.65 Фармация
Форма обучения очная
Школа биомедицины
Кафедра фармации
Курс 2, семестр 3,4
лекции - 54 час.
практические занятия - час.
лабораторные работы - 144 час.
консультации
самостоятельная работа – 198 час.
всего часов аудиторной нагрузки - 198 час.
контрольные работы (количество)
Зачет: 3 семестр
Экзамен: 4 семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ № 38 от 17.01.2011.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры продуктов питания из растительного сырья и технологии живых систем, протокол № 8 от 25.06.2012 г.
Заведующий кафедрой Приходько Ю.В.
Составитель: к.б.н., доцент Струппуль Н.Э.
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись) (И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись) (И.О. Фамилия)
Аннотация
Программа дисциплины «Аналитическая химия» ориентирована на получение и систематизацию знаний по методам определения качественного и количественного состава объектов окружающей среды, главным образом лекарственных средств и биологических объектов.
Дисциплина дает возможность студентам познакомиться с современными направлениями развития аналитической химии, помогает разобраться в особенностях инновационных подходов к анализу лекарственных средств, сырья для их получения и методов контроля качества продукции.
Данная дисциплина входит в базовую часть дисциплин математического и естественнонаучного цикла.
Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 11 зачетных единиц, 396 часов. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (54 часа), лабораторные работы (144 часа), самостоятельная работа студента (198 часа, в т.ч. 63 часа на подготовку к экзамену). Дисциплина реализуется на 2 курсе в 3 и 4 семестрах.
Цели и задачи освоения дисциплины
Целью изучения курса аналитической химии на фармацевтическом факультете является формирование системных знаний базовых закономерностей протекания химических процессов, химического строения и свойств неорганических соединений для умения решать химические проблемы лекарствоведения. Задачами дисциплины являются:
1. Сформировать у студентов понимание цели, задач и методов аналитической химии, их значение в практической деятельности провизора.
2. Сформировать у студентов системные знания закономерностей химического поведения основных классов неорганических соединений во взаимосвязи с их строением для использования этих знаний в качестве основы при изучении на молекулярном уровне процессов, протекающих в живом организме.
3. Сформировать у студентов навыки самостоятельной работы с учебной и справочной литературой по аналитической химии.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате теоретического изучения дисциплины студент должен знать:
основные законы, лежащие в основе аналитической химии;
основные положения а теории ионных равновесий применительно к реакциям кислотно-основного, окислительно- восстановительного, осадительного и комплексонометрического характера;
методы и способы выполнения качественного анализа;
методы, приемы и способы выполнения химического и физико-химического анализа для установления качественного состава и количественных определений;
методы обнаружения неорганических катионов и анионов;
методы разделения веществ (химические, хроматографические, экстракционные);
В результате практического изучения дисциплины студент должен уметь:
готовить растворы заданной концентрации и буферные растворы;
собирать простейшие установки для проведения лабораторных исследований;
пользоваться химическим оборудованием, компьютеризированными приборами;
табулировать экспериментальные данные, графически представлять их, интерполировать, экстраполировать для нахождения искомых величин;
проводить элементарную статистическую обработку экспериментальных данных в химических экспериментах;
строить кривые титрования и устанавливать на их основе объемы титранта, затрачиваемые на каждый компонент смеси;
проводить разделение катионов и анионов химическими и хроматографическими методами;
проводить лабораторные опыты, объяснять суть конкретных реакций и их аналитические эффекты, оформлять отчетную документацию по экспериментальным данным;
идентифицировать предложенные соединения на основе результатов качественных реакций, а также данных УФ- и ИК-спектроскопии;
владеть:
методами статистической обработки экспериментальных результатов химических исследований;
базовыми технологиями преобразования информации: текстовые, табличные редакторы;
техникой работы в сети Интернет для профессиональной деятельности;
методами колориметрии, поляриметрии, спектрофотометрии и рефрактометрии;
техникой химических экспериментов, проведения пробирочных реакций, навыками работы с химической посудой и простейшими приборами;
техникой экспериментального определения pH растворов при помощи индикаторов и приборов;
простейшими операциями при выполнении качественного и количественного анализа;
техникой работы на физических приборах, используемых для качественного и количественного анализа (фотоколориметр, спектрофотометр, pH-метр, кулонометр, амперметр);
важнейшими навыками по постановке и проведению качественных реакций с органическими соединениями;
навыками по проведению систематического анализа неизвестного соединения.
Освоение дисциплины способствует формированию у выпускника следующих компетенций:
Профессиональные (ПК):
способностью и готовностью определить перечень оборудования и реактивов для организации контроля качества лекарственных средств в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи и иными нормативными правовыми документами, организовывать своевременную метрологическую поверку оборудования (ПК-31);
способностью и готовностью к участию в организации функционирования аналитической лаборатории (ПК-32);
способностью и готовностью готовить реактивы для анализа лекарственных средств в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи (ПК-34);
способностью и готовностью проводить анализ лекарственных средств с помощью химических, биологических и физико-химических методов в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи (ПК-35);
способностью и готовностью оценивать качество лекарственного растительного сырья (используемые органы растения, гистологическая структура, химический состав действующих и других групп биологически активных веществ) (ПК-38);
способностью и готовностью оказать консультативную помощь медицинским работникам и потребителям лекарственных средств и других фармацевтических товаров по правилам хранения лекарственных средств и других фармацевтических товаров с учетом их физико-химических свойств (ПК-41);
СТРУКТУРА И содержание теоретической части курса
(54 часа, в т.ч. с использованием методов активного обучения – 8 часов)
МОДУЛЬ 1. Общие теоретические основы аналитической химии (16 часов)
Тема 1. Введение. Основные понятия аналитической химии (2ч.).
Аналитическая химия (аналитика) и химический анализ. Основные понятия аналитической химии (аналитики): метод анализа вещества, методика анализа, качественный химический анализ, количественный химический анализ, элементный анализ, функциональный анализ, молекулярный анализ, фазовый анализ. Основные разделы современной аналитической химии. Применение методов аналитической химии в фармации. Подготовка образца к анализу.
Аналитические признаки веществ и аналитические реакции.
Тема 2. Некоторые положения теории растворов электролитов и закона действующих масс, приме няемые в аналитической химии (2 ч.).
Некоторые положения теории растворов электролитов. Сильные и слабые электролиты. Общая концентрация и активности ионов в растворе. Ионная сила (ионная крепость) раство ра. Влияние ионной силы раствора на коэффициенты активности ионов. Характеристика рН водных растворов электролитов.
Применение закона действующих масс в аналитической химии (в аналитике). Химическое равновесие. Константа химического равновесия (истинная термодинамическая, концентраци онная). Условная константа химического равновесия.
Тема 3. Гетерогенные равновесия в системе осадок - насыщенный раствор малорастворимого электролита и их роль в аналитической химии (2 ч.)
Гетерогенные равновесия в аналитической химии. Способы выражения растворимости малорастворимых электролитов. Произведение растворимости малорастворимого сильного электролита. Условие образования осадков малорастворимых сильных электролитов. Дробное осаждение и дробное растворение осадков. Перевод одних малорастворимых элект ролитов в другие. Влияние посторонних электролитов на растворимость малорастворимых сильных электролитов (влияние добавок электролита с одноимённым ионом, влияние добавок постороннего (индифферентного) электролита). Влияние различных факторов на полноту осаждения осадков и их растворение.
Тема 4. Кислотно-основные равновесия и их роль в аналитической химии (2 ч.)
Протолитические равновесия. Константы кислотности, основности и их показатели. Гидролиз. Константа и степень гидролиза. Буферные системы (растворы).
Тема 5. Окислительно-востановительные равновесия и их роль в аналитической химии (2 ч.)
Окислительно-восстановительные системы. Окислительно-восстано-вительные потенциалы редокс-пар (редокс-потенциалы, электродные окислительно-восстановительные потенциалы). Потенциал реакции (электродвижущая сила реакции). Направление протекания окислительно-восстановительной реакции. Влияние различных факторов на значения окислительно-восстановительных потенциалов и направление протекания окислительно-восстановитель ных реакций. Глубина протекания окислительно-восстановительных реакций. Использование окислительно-восстановительных реакций в химическом анализе.
Тема 6. Равновесия комплексообразования и их роль в аналитической химии (2 ч.)
Общая характеристика комплексных (координационных) соединений металлов. Равновесия в растворах комплексных соединений. Константы устойчивости и константы нестойкости комплексных соединений. Условные константы устойчивости комплексов. Влияние различных факторов на процессы комплексообразования в растворах. Типы комплексных соединений, применяемых в аналитической химии. Применение комплексных соединений в химическом анализе.
Тема 7. Методы разделения и концентрирования веществ в аналитической химии (2 ч.)
Некоторые основные понятия (разделение, концентрирование, коэффициент (фактор) концентрирования). Классификация методов разделения и концентрирования. Осаждение и соосаждение. Применение экстракции в аналитической химии. Экстракционное равновесие. Влияние различных факторов на процессы экстракции. Классификация экстракционных систем, используемых в химическом анализе. Использование процессов экстракции в фармацевтическом анализе.
Тема 8. Некоторые хроматографические методы анализа (2 ч.)
Хроматография, сущность метода. Классификация хроматографических методов анализа. Адсорбционная хроматография. Тонкослойная хроматография (ТСХ). Распределительная хроматография. Бумажная хроматография (хроматография на бумаге). Осадочная хроматография. Понятие о ситовой (эксклюзионной) хроматографии. Гель-хроматография.
МОДУЛЬ 2. Качественный анализ (6 часов)
Тема 1. Введение. Общие понятия качественного анализа (2 ч.)
Классификация методов качественного анализа (дробный и систематический, макро-, полумикро-, микро,- ультрамикроанализ).
Аналитические реакции и реагенты, используемые в качественном анализе (специфические, селективные, групповые).
Использование качественного анализа в фармации.
Тема 2. Качественный анализ катионов и анионов (2 ч.)
Аналитическая классификация катионов. Кислотно-основная классификация катионов по группам. Систематический анализ катионов по кислотно-основному методу. Аналитические реакции катионов различных аналити ческих групп. Качественный анализ анионов. Анализ смесей катионов и анионов (качественный химический анализ вещества).
Тема 3. Применение физических и физико-химических методов в качественном анализе (проблемная лекция) (2 ч.)
Оптические методы анализа: эмиссионный спектральный анализ; пламенная фотометрия (фотометрия пламени); молекулярный абсорбционный спектральный анализ (спектрофотометрия) в ультрафиолетовой и видимой области спектра; инфракрасная спектроскопия; другие оптические методы (рефрактометрия, поляриметрия, люминесцентный метод анализа).
Хроматографические методы анализа. Электрохимические методы анализа.
МОДУЛЬ 3. Количественный анализ (14 часов)
Тема 1. Введение. Общие понятия количественного анализа (2 ч.)
Количественный анализ. Классификация методов количественного анализа.
Требования, предъявляемые к реакциям в количественном анализе. Роль и значение количественного анализа в фармации. Статистическая обработка результатов количественного анализа. Оценка допустимого расхождения результатов параллельных определений. Рекомендации по обработке результатов количественного анализа. Примеры статистической обработки результатов в фармацевтическом анализе.
Тема 2. Гравиметрический анализ (2 ч.)
Основные понятия гравиметрического анализа. Классификация методов гравиметрического анализа (метод осаждения, метод отгонки, метод выделения, термогравиметрический анализ). Метод осаждения. Основные этапы гравиметрического определения. Титриметрический анализ (титриметрия). Классификация методов титриметрического анализа. Виды (приёмы) титрования.
Тема 3. Кислотно-основное титрование (2 ч.)
Сущность метода. Основные реакции и титранты метода. Типы кислотно-основного титрования (ацидиметрия, алкалиметрия). Индикаторы метода кислотно-основного титрования. Требования, предъявляемые к индикаторам. Кривые кислотно-основного титрования. Титрование полипротонных кислот. Ошибки кислотно-основного титрования (погрешности, обусловленные физическими измерениями; индикаторные ошибки; концентрационные индикаторные ошибки; солевые ошибки), их расчёт и устранение.
Тема 4. Окислительно-восстановительное титрование (2 ч.)
Сущность метода. Классификация редокс-методов. Условия проведения окислительно-вос становительного титрования. Индикаторы окислительно-восстановительного титрования. Кривые окислительно-восстановительного титрования: расчёт, построение, анализ. Индикаторные ошибки окислительно-восстановительного титрования, их происхождение, расчёт, устранение. Цериметрическое титрование. Перманганатометрическое титрование. Дихроматометрическое титрование. Йодиметрическое титрование. Йодометрическое титрование.Хлорйодиметрическое титрование. Йодатометрическое титрование. Броматометрическое титрование. Бромометрическое титрование. Нитритометрическое титрование.
Тема 5. Комплексиметрическое титрование (2 ч.)
Сущность метода. Требования к реакциям в комплексиметрии. Классификация методов и их применение. Комплексонометрическое титрование. Понятие о комплексонатах металлов. Сущность метода комплексонометрического титрования. Кривые титрования, их расчёт и построение, анализ. Индикаторы комплексонометрии (металлохромные индикаторы), принцип их действия. Титрант метода, его приготовление, стандартизация. Меркуриметрическое титрование. Сущность метода. Титрант метода, его приготовление, стандартизация. Индикаторы метода. Применение меркуриметрии.
Тема 6. Осадительное титрование (2 ч.)
Сущность метода. Требования, предъявляемые к реакциям в методе осадительного титрования. Классификация методов по природе реагента, взаимодействующего с определяемыми веществами. Кривые осадительного титрования, их расчёт, построение, анализ. Индикаторы метода осадительного титрования. Аргентометрическое титрование. Тиоцианатометрическое титрование. Меркурометрическое титрование. Гексацианоферратометрическое титрование. Сулъфатометрическое титрование. Ошибки осадительного титрования. Их происхождение, расчёт, устранение.
Тема 7. Титрование в неводных средах (2 ч.)
Ограничение возможностей методов титрования в водных растворах. Сущность метода кислотно-основного титрования в неводных средах. Классификация растворителей, применяемых в неводном титровании (протонные, апротонные). Факторы, определяющие выбор протолитического растворителя. Применение кислотно-основного титрования в неводных средах (определение слабых кислот, слабых оснований).
МОДУЛЬ 4. Инструментальные методы анализа (18 часов)
Тема 1. Введение. Общая характеристика инструментальных методов анализа (2 ч.)
Общая характеристика инструментальных (физико-химических) методов анализа, их классификация, достоинства и недостатки.
Тема 2. Оптические методы анализа (2 ч.)
Общий принцип метода. Классификация оптических методов анализа (по изучаемым объектам, по характеру взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, по испо льзуемой области электромагнитного спектра, по природе энергетических переходов).
Тема 3. Молекулярный спектральный анализ в ультрафиолетовой и видимой области спектра (2 ч.)
Сущность метода. Цвет и спектр. Основные законы светопоглощения Бугера. Понятие о происхождении электронных спектров поглощения; особенности электронных спектров поглощения органических и неорганических соединений. Методы абсорбционного анализа. Колориметрия. Фотоколориметрия, фотоэлектроколориметрия. Количественный фотометрический анализ. Дифференциальный фотометрический анализ. Погрешности спектрофотометрического анализа, их природа, устранение. Экстракционно-фотометрический анализ. Понятие о фотометрическом титровании.
Тема 4. Люминесцентный анализ (2 ч.)
Сущность метода. Классификация различных видов люминесценции.
Флуоресцентный анализ. Природа флуоресценции. Основные характеристики и закономер ности люминесценции. Количественный флуоресцентный анализ: принципы анализа, условия проведения анализа, люминесцентные реакции. Экстракционно-флуоресцентный анализ. Титрование с применением флуоресцентных индикаторов.
Тема 5. Хроматографические методы анализа (2 ч.)
Ионообменная хроматография. Сущность метода. Иониты. Ионообменное равновесие. Методы ионообменной хроматографии. Применение ионообменной хроматографии.
Газовая (газожидкостная и газоадсорбционная) хроматография. Сущность метода. Понятие о теории метода. Параметры удерживания. Параметры разделения (степень разделения, коэффициент разделения, число теоретических тарелок). Влияние температуры на разделе ние. Особенности проведения хроматографирования. Методы количест венной обработки хроматограмм (абсолютной калибровки, внутренней нормализации, внут реннего стандарта).
Понятие о комбинированных методах: хромато-масс-спектрометрия, хроматоспектрофотометрия.
Жидкостная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография. Сущность метода. Применение ВЭЖХ в фармации.
Тема 6. Электрохимические методы анализа (2 ч.)
Общие понятия. Классификация электрохимических методов анализа. Методы без наложе ния и с наложением внешнего потенциала: прямые и косвенные электрохимические методы.
Тема 7. Кондуктометрический анализ (кондуктометрия) (2 ч.)
Принцип метода, основные понятия. Связь концентрации растворов электролитов с их электрической проводимостью. Прямая кондуктометрия. Определение концентрации анализируемого раствора по данным измерения электропроводности (расчётный метод, метод градуировочного графика).
Кондуктометрическое титрование. Сущность метода. Типы кривых кондуктометрического титрования.Понятие о высокочастотном кондуктометрическом титровании.
Тема 8. Потенциометрический анализ (2 ч.)
Принцип метода. Определение концентрации анализируемого раствора в прямой потенциометрии (метод градуировочного графика, метод стандартных добавок). Применение прямой потенциометрии.
Потенциометрическое титрование. Сущность метода. Кривые потенциометрического титрования. Применение потенциометрического титрования.
Тема 9. Полярографический анализ (полярография) (2 ч.)
Общие понятия, принцип метода. Полярографические кривые, потенциал полуволны, связь величины диффузионного тока с концентрацией. Количественный полярографический анализ; определение концентрации анализируемого раствора. Условия проведения. Применение полярографии. Амперометрическое титрование.
II. СТРУКТУРА И содержание практической части курса
Лабораторные занятия
(144 часа, в том числе с использованием методов активного обучения – 18 часов)
3 семестр (72 час.)
Лабораторная работа №1 Задачи и основные понятия аналитической химии. Реакции обнаружения катионов 1 аналитической группы (4 часа)
Лабораторная работа № 2. Задачи и основные понятия аналитической химии. Реакции обнаружения катионов 2-3 аналитической группы (4 часа).
Лабораторная работа №3. Анализ смеси катионов 1-3 аналитических групп (4 часа)
Лабораторная работа №4. Химическое равновесие в аналитической химии. Реакции обнаружения катионов 4 аналитической группы (4 часа)
Лабораторная работа №5. Протолитическое равновесие в аналитической химии. Реакции обнаружения катионов 5 аналитической группы (4 часа)
Лабораторная работа №6. Кислотно-основные буферные растворы. Реакции обнаружения катионов 5 аналитической группы (4 часа)
Лабораторная работа №7. Анализ смеси катионов 4-6 аналитических групп (4 часа)
Лабораторная работа №8. Контрольная работа №1 по теме «Анализ смеси катионов. Химическое равновесие в аналитической химии. Протолитическое равновесие» (4 часа)
Лабораторная работа № 9. Равновесия комплексообразования. Реакции обнаружения анионов 1 аналитической группы (4 часа).
Лабораторная работа №10. Равновесие «осадок-раствор». Реакции обнаружения анионов 2-3 аналитических групп (4 часа)
Лабораторная работа №11. Окислительно-восстановительные равновесия. Анализ смеси анионов (4 часа)
|
