авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ «АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

(программы спецкурсов)

Омск

2005

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ГОУ ВПО ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Ф.М. ДОСТОЕВСКОГО

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ «АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

(программы спецкурсов)

Издание Омск

ОмГУ 2005

2 УДК 543.42 Специализация «Аналитическая химия» (программы спецкурсов) / Т.В.Антонова, Вершинин В.И., Власова И.В., М.А. Воронцова, Медведовская И.И., Мухин В.А., Панфилов П.В., Реутова О.А., Струнина Н.Н. Составители:

П.В. Панфилов, В.И. Вершинин. Под ред. В.И. Вершинина. Омск, 2004. 90 с.

В учебно-методическом пособии приведены рабочие программы спец курсов, изучаемых студентами химфака ОмГУ (специальность «Химия», днев ная форма обучения) в порядке специализации по аналитической химии. При водятся планы лекций и практических занятий, списки рекомендованной лите ратуры и другие материалы методического характера, соответствующие госу дарственному стандарту 011000-Химия.

Печатается в соответствии с решением Ученого Совета химического фа культета ОмГУ.

© Омский госуниверситет, ВВЕДЕНИЕ В настоящий сборник методических материалов вошли рабочие програм мы следующих спецкурсов:

1. Планирование и обработка результатов химического эксперимента (проф. В.И. Вершинин).

2. Спектральный анализ (доц. Н.Н. Струнина).

3. Хроматографический анализ (доц. И.И. Медведовская, проф. В.И. Вер шинин, доц. М.А. Воронцова).

4. Спектрофотометрический анализ (ст. преп. Т.В. Антонова).

5. Электрохимические методы анализа (доц. В.А. Мухин, ст. преп. П.В.

Панфилов).

6. Метрология и организация лабораторного контроля (проф. В.И. Верши нин, доц. И.И. Медведовская).

7. Методы анализа и исследования нефтепродуктов (ст.преп. О.А. Реутова).

8. Анализ объектов окружающей среды (доц. И.В. Власова).

9. История и методология аналитической химии (проф. В.И. Вершинин).

10. Элементный и функциональный анализ органических соединений (доц.

М.А. Воронцова) Все программы обсуждены и утверждены на заседаниях соответствую щих кафедр в 2003 - 2005 г. г. Кроме рабочих программ, в сборник методиче ских материалов вошли указания студентам, специализирующимся на кафедре аналитической химии, о порядке прохождения производственной практики и о порядке выполнения курсовых работ. Сроки изучения спецкурсов, прохожде ния практик и выполнения курсовых работ указаны в учебном плане специа лизации, приведенном в начале пособия.

Общий объем и направленность данной специализации соответствуют тре бованиям Государственного стандарта специальности 011000 - Химия (2000 г.).

Перечень спецкурсов и соотношение их объемов соответствуют рекомендациям Научного Совета по аналитической химии РАН (2002 г.). Следует отметить, что точные названия спецкурсов, сроки изучения каждого спецкурса и объем аудиторных часов, отводимых для его изучения, ежегодно могут меняться по решению Ученого совета химфака ОмГУ. Кроме того, кафедра аналитической химии и ведущие лекторы (авторы соответствующих программ) имеют право ежегодно вносить изменения и уточнения в содержание своих спецкурсов и распределение материала между лекциями, могут менять тематику лаборатор ных работ, а также дополнять перечень рекомендуемой литературы. Поэтому программы, включенные в настоящий сборник по состоянию на 2004/ уч.год, в принципе имеют ориентировочный характер. Дальнейшие изменения учебного плана специализации или отдельных рабочих программ будут регу лярно доводиться до сведения студентов.

ОмГУ Специальность «Химия» Очная форма обучения Учебный план специализации «Аналитическая химия»

№ Сем. Название Общий объем, ауд. часы Контроль Лек. Сем. Лаб. Всего 1 6 24 - 14 38 зачет Планирование и обработка результатов хим. экспери мента (электив) 2 6 20 6 24 50 зачет Спектральный анализ 3 7 44 - 52 96 экз., зачет Хроматографический ана лиз 4 7 6 10 - 16 зачет Работа с литературой 5 8 36 - 66 102 экз., зачет Спектрофотометрический анализ 6 8 24 - 28 52 зачет Электрохимические мето ды анализа 7 8 20 12 12 44 зачет Организация и метрология аналитического контроля 8 8 20 12 24 56 зачет Методы анализа и иссле дования нефтепродуктов 9 9 26 20 20 66 экз., зачет Анализ объектов окру жающей среды 10 9 18 12 - 30 зачет История и методология аналитической химии 11 9 12 - 28 40 зачет Элементный и функцио нальный анализ органиче ских соединений (факуль татив) Итого (без учета факультативов и элек- 208 62 226 496 3 экз., тивов) 8 зачетов Ознакомительная практика – 7 с. (1 раз в неделю) Производственная практика – 8 с. (4 недели) Защита дипломной работы – 10 с.

Практика по специализации – 9 с. (1 раз в неделю) Преддипломная практика – 10 с. (11 недель), Дипломирование – 10 с. ( 10 недель) Курсовые работы – 7, 8, 9 с. Защита курсовой работы – 8 с.

ПЛАНИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 1. Введение Цель преподавания курса «Планирование и обработка результатов химиче ского эксперимента» - подготовка студента-химика к самостоятельным науч ным исследованиям (начиная с выполнения курсовых и дипломной работы);

к применению современных математических методов в его будущей практиче ской работе. От выпускника в связи с этим требуются профессионально ориен тированные умения и навыки, а именно:

• правильно спланировать совокупность предстоящих опытов (многофак торный эксперимент) для получения максимального объема полезной и дос товерной информации с минимальной затратой времени и средств;

• выполнять в ходе этих экспериментов измерения (анализы) в соответствии с требуемой надежностью и точностью, выбирая подходящую методику изме рений и число параллельных опытов;

метрологически грамотно оценивать систематические и случайные погрешности этих измерений;

• сопоставлять результаты измерений для выявления статистически достовер ных различий в свойствах разных объектов исследования;

проверять нали чие корреляций и устанавливать вид функциональной связи между составом веществ и их свойствами;

• проверять соответствие выдвигаемых научных гипотез эксперименту;

• рассчитывать математическую модель исследуемого объекта (химико технологического процесса, методики анализа и т. п.);

использовать полу ченные модели для прогнозирования и оптимизации;

• формулировать обоснованные выводы теоретического характера и делать практические рекомендации из проведенного эксперимента;

представлять результаты проведенного исследования в виде отчета, статьи и т.п.

Перечисленные выше практические задачи могут быть решены лишь на ос нове взаимосвязанных знаний, относящихся к отдельным разделам науковеде ния, метрологии, математической статистики и теории планирования экспери мента. Изучение данного курса требует предварительного изучения курсов "Высшая математика" и "Аналитическая химия". Совершенно необходимо иметь практические навыки по работе с компьютером и микрокалькулятором, уметь округлять исходные данные и результаты расчета в соответствии с по грешностью измерений, использовать справочники и таблицы.

В соответствии с учебным планом химфака ОмГУ (специальность «Химия», дневная форма обучения) курс «Планирование и обработка результатов хими ческого эксперимента» должен изучаться как элективная (обязательная) дис циплина всеми студентами 3 курса, независимо от их специализации, в объеме 24 лекционных часов и 14 часов лабораторного практикума в компьютерном классе. Необходимо выполнить индивидуальное расчетное задание. Предпола гаются семинары и индивидуальные консультации.

2. Содержание спецкурса 2.1. Введение в теорию эксперимента Цели и основные направления научных исследований. Моделирование и оптимизация. Основные способы моделирования химических процессов. Ак тивный и пассивный эксперимент. Получение математической модели и реше ние с ее помощью оптимизационных задач. Кибернетические представления об исследуемом объекте как о черном ящике. Факторы и параметры. Функция от клика и ее геометрическое представление поверхностью в n-мерном простран стве. Различные подходы к планированию экспериментов при исследовании сложных (многофакторных и многопараметрических) систем. Недостатки тра диционной схемы поочередного варьирования факторов. Уровни варьирования факторов. Кратность эксперимента. Необходимое число опытов при проведе нии эксперимента. Идея полного факторного эксперимента (ПФЭ).

2.2. Планирование эксперимента Подготовка к эксперименту. Выбор факторов: контролируемость, регули руемость, точность задания, степень значимости. Отсеивание незначимых фак торов. Факторы в типичных химических исследованиях. Параметры оптимиза ции и требования к ним. Классификация параметров и примеры в химических исследованиях. Схемы решения многопараметрических задач (ограничения главного параметра, штрафные функции, обобщенные параметры). Функции Харрингтона.

Метрологические аспекты проведения эксперимента. Способы оценки по грешности измерений в ходе планирования эксперимента. Выбор измеритель ной аппаратуры и способы ее поверки. Априорная оценка погрешности измере ния параметров по известным погрешностям измерения факторов.

Планирование ПФЭ вида 2n: сбор априорной информации, выбор области эксперимента, выбор центра плана, интервалов варьирования, уровней. Коди рование и раскодирование переменных. Построение нормированной ортого нальной матрицы для эксперимента. Рандомизация. Проблема кратности изме рений. Реплики.

2.3. Математическая обработка экспериментальных данных Результат эксперимента как случайная величина. Погрешности измере ний и погрешности пробоотбора. Первичная обработка данных: запись резуль татов измерений с учетом цены деления, стабильности работы прибора и дру гих факторов. Ранжирование. Правила приближенных вычислений. Проверка наличия дрейфа.

Варианты, их совокупности и выборки. Объем и размах совокупностей.

Проблема репрезентативности выборки, закон больших чисел. Распределение результатов измерений в генеральной совокупности и в выборке. Заселенность (частота). Построение гистограмм и полигонов. Свойства реальных гистограмм (унимодальность, асимптотичность, симметрия).

Выборочные параметры. Определение характера распределения резуль татов измерений по выборочным параметрам. Проверка экспериментальных данных на внутреннюю однородность. Функции распределения и их связь с гистограммами. Вероятностные представления. Возможные распределения случайных величин. Причины распространенности нормального распределе ния. Проверка экспериментальных данных на соответствие нормальному рас пределению по асимметрии и эксцессу. Другие способы проверки.

Математическое описание нормального распределения. Функция Гаусса.

Нормированное нормальное распределение. Вероятность попадания результата измерения в заданный интервал, ее расчет с помощью функций Лапласа.

Геометрическое истолкование функции Лапласа. Прикладные задачи, решае мые химиками с применением функций Лапласа. Понятие о доверительном ин тервале. Расчет доверительных интервалов при известной воспроизводимости метода (через функции Лапласа). Влияние числа измерений на ширину довери тельного интервала. Связь достоверности, кратности и точности измерений.

Проверка значимости систематических погрешностей, проверка совместимо сти вариант и другие приемы обработки данных при нормальном распреде лении данных и известной воспроизводимости метода. Правило трех сигм.

Распределение Стьюдента. Влияние объема выборки на параметры t распределения. Геометрическая модель. Нормированное распределение Стьюдента. Расчет интервалов варьирования. Расчет доверительных интервалов при неизвестной воспроизводимости метода. Вероятность попадания среднего арифметического в заданный интервал значений. Правила отбраковки промахов при нормальном распределении. Оценка параметров совокупности по выбо рочным параметрам.

2.4. Проверка гипотез. Дисперсионный и корреляционный анализ Понятие научной гипотезы. Понятие статистической гипотезы. Нуль гипотеза и альтернатива. Подход к выбору нуль-гипотезы в химических иссле дованиях. Общий алгоритм статистической проверки гипотез. Понятие о пара метрических и непараметрических критериях проверки гипотез. Уровни зна чимости нуль-гипотезы для ошибок первого и второго рода. Параметрические критерии сравнения одномерных выборок. Сравнение выборок по воспроизво димости. Критерии Фишера, Кохрена, Бартлета. Важнейшие случаи сравнения серий экспериментальных данных в химических исследованиях. Сравнение средних по Стьюденту. Критерий соответствия Пирсона ("хи-квадрат").

Понятие о дисперсионном анализе. Однофакторный дисперсионный ана лиз с одинаковым и неодинаковом объемом сопоставляемых выборок. Двух факторный дисперсионный анализ с применением параметрических критериев.

Примеры применения дисперсионного анализа в химических исследованиях.

Двумерные и многомерные совокупности. Независимость варьирующих признаков, их закоррелированность и функциональная связь. Примеры корре ляций в быту, технике и науке. Геометрическое представление корреляции.

Прямая и обратная корреляция. Виды корреляций. Физический смысл и расчет коэффициента линейной корреляции. Кодирование переменных. Статистиче ская проверка гипотезы о закоррелированности сопоставляемых величин.

Понятие о непараметрических критериях. Критерий знаков. Критерий Вилкоксона-Манна-Уитни. Критерий Краскела-Уоллиса. Проверка влияния фактора на характер распределения значений параметра. Непараметрические критерии выявления грубых промахов. Непараметрические аналоги дисперси онного и корреляционного анализа.

2.5. Регрессионный анализ. Построение и применение моделей Основные задачи регрессионного анализа. Важнейшие полиномы и вы бор полинома в конкретном исследовании. Линеаризация. Минимальный объем эксперимента для нахождения уравнения регрессии. Условия применимости классического алгоритма регрессионного анализа, обработка данных при невы полнении этих условий. Понятие о методе наименьших квадратов. Расчет ко эффициентов регрессии в однофакторном эксперименте. Оптимальный план однофакторного эксперимента.

Многофакторные регрессии. Расчет коэффициентов многофакторной рег рессии для ортогональных экспериментов. Проверка значимости коэффициен тов регрессии. Дисперсии воспроизводимости и адекватности. Способы про верки адекватности найденной регрессии. Возможные причины неадекватности модели и дальнейшие действия исследователя. Особенности расчета регрессии после проведения ПФЭ вида 2к. Пакеты прикладных программ для обработки экспериментальных данных. Использование модели для прикладных расчетов.

Интерпретация модели (оценка независимости факторов, возможность сравне ния факторов по значимости и т.п.).

Оптимизационные задачи. Метод Бокса-Уильсона. Понятие о движении по градиенту. Выбор величины шага по каждому из факторов. Мысленный экс перимент. Возможные причины прекращения движения по градиенту. Исследо вания в квазистационарной области. Планы высших порядков. Понятие о сим плексной оптимизации.

6. Подведение итогов эксперимента Завершенность и доказательность проведенного эксперимента. Традици онные правила подготовки отчетов, статей и т.п. Смысл и стиль литобзора.

Описание техники и логики эксперимента. Представление таблиц и графиков.

Комментарии к полученным результатам. Рекомендации по стилю изложения.

Этика заимствований, высказываний и оценок. Формулировка аннотаций и вы водов. Сопоставление полученных данных с данными других авторов. Тради ции научных дискуссий. Рекомендации для подготовки научного доклада.

3.Литература 3.1. Основная:

1. Вершинин В.И., Перцев Н.В. Планирование и математическая обработка ре зультатов химического эксперимента. - Омск: изд-во ОмГУ, 2005. 207 с.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.:Наука. 1976. 279 с.

3. Перцев Н.В. Количественные методы анализа и обработки данных. Омск :

изд-во ОмГУ. 2002. 139 с.

3.2. Дополнительная:

1. Дворкин В.И. Метрология и обеспечение качества количественного хими ческого анализа. М., Химия. 2001. 262 с.

2. Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента.

Справочное пособие. М: Наука. 1971. 195 с.

3. Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анали за. Л.: Химия, 1984. 146 с.

4. Сергеев А.К., Крохин В.В. Метрология. М.: Логос. 2001. 407 с.

5. Марьянов Б.М. Избранные главы хемометрики. Томск: изд-во ТГУ. 2004.

164 с.

6. Джонсон Н., Лион Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Ч.1. Методы обработки данных. М.:Мир. 1980. 660 с.

4. План лекций 1.Методология научного эксперимента. Цель исследования. Научные гипотезы.

Объект исследования как черный ящик. Факторы и параметры.

2. Подготовка к эксперименту. Метрологические аспекты эксперимента. Отбор факторов и требования к ним. Выбор параметров. Обобщенные параметры оп тимизации.

3. Планирование эксперимента. Традиционная схема активного эксперимента и ее недостатки. Схема полного факторного эксперимента.

4. Результат измерения как случайная величина. Совокупности и выборки. Ре презентативность выборок. Первичная обработка данных. Выборочные пара метры. Гистограммы. Функции распределения 5. Нормальное распределение. Проверка характера распределения. Происхож дение и свойства нормального распределения. Функции Лапласа. Расчеты на основе функций Лапласа.

6. Математическая обработка малых выборок. Задачи микростатистики. Рас пределение Стьюдента. Примеры использования t-распределения при обработ ке химических данных.

7. Проверка статистических гипотез. Статистические гипотезы. Общий алго ритм проверки гипотез. Параметрические критерии. Возможные ошибки при проверке гипотез.

8. Применение непараметрических критериев. Использование пакетов приклад ных программ при проверке статистических гипотез.

9. Основные идеи корреляционного и дисперсионного анализа. Понятие о кор реляции. Виды корреляций. Расчет и проверка значимости коэффициента ли нейной корреляции. Однофакторный дисперсионный анализ.

10. Регрессионный анализ. Цели и ограничения. Виды регрессий. Выбор урав нения регрессии. Оценка коэффициентов регрессии. МНК для линейной рег рессии в однофакторном эксперименте. МНК в многофакторном эксперименте.

Проверка значимости коэффициентов.

11. Интерпретация математической модели. Оптимизация. Регрессионный ана лиз в случае ПФЭ вида 2k. Проверка адекватности регрессии. Модель неадек ватна: что делать? Интерпретация модели и расчеты на ее основе. Оптимизация методом крутого восхождения. Симплексная оптимизация.

12. Формулировка выводов и оформление результатов исследования.

5. План практикума (семинары и решение задач) 1. Методология научного исследования. Планирование эксперимента.

2. Факторы и параметры. Схема ПФЭ. Рандомизация.

3. Совокупности и выборки. Выборочные параметры. Проверка характера рас пределения. Функции Лапласа и оценки вероятности ошибок. Расчет довери тельных интервалов и сравнение выборок.

4. Проверка статистических гипотез.Корреляционный и дисперсионный анализ.

5. Регрессионный анализ. МНК. Работа с пакетами прикладных программ..

6. Расчет и интерпретация адекватности математических моделей для ПФЭ.

Решение оптимизационных задач. Метод крутого восхождения.

7. Формулировка выводов и оформление результатов эксперимента.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ 1. Введение Основная задача спецкурса «Спектральный анализ» - познакомить будущих специалистов-аналитиков с теоретическими основами атомной спек троскопии и атомно-эмиссионного спектрального анализа, с вариантами этого метода, имеющими в настоящее время наибольшее значение для практики.

Спецкурс изучается в 6 семестре в объеме 50 аудиторных часов, в том числе часов отводится на лекции и 24 часа на выполнение лабораторных работ. Дан ный спецкурс базируется на материале ранее изученных студентами дисциплин «Физика» и «Аналитическая химия». В результате изучения спецкурса "Спектральный анализ» студент должен уметь пользоваться современными спектральными методами для анализа различных материалов, выбирать тот или иной метод для решения конкретной аналитической задачи, воспроизводить и разрабатывать методики спектрального анализа реальных объектов (сплавы, минералы, объекты окружающей среды и т.п.).

2. Содержание курса Основные положения атомной спектроскопии. Классификация спек троскопии по свойствам излучения и свойствам атомных систем. Кванто вые законы, характеризующие процессы излучения и поглощения света атома ми. Энергетические уровни атомов и переходы между ними. Спектры погло щения, испускания и рассеяния разных элементов. Вероятности спонтан ных и вынужденных переходов. Время жизни возбужденных состояний.

Силы осцилляторов.

Условия возникновения спектров. Спектральные линии и их характеристи ки. Ширина спектральных линий. Интенсивность спектральных линий. Связь между концентрацией определяемого элемента и относительной ин тенсивностью линии. Уравнение Шейбе — Ломакина. Факторы, влияющие на интенсивность линии: электрические параметры возбуждения, продолжи тельность возбуждения. Влияние фазовых изменений в пробе на интенсив ность линии. Источники систематических погрешностей при измерении анали тического сигнала (влияние постороннего излучения и абсорбции) на интен сивность линии: фоновое излучение, совпадение линий, излучение от посто ронних примесей, самопоглощение. Выбор внутреннего стандарта, стан дартных образцов и аналитических пар линий в ходе спектрального анализа.

Источники возбуждения спектров, общие требования к ним. Типы источ ников. Правила безопасной эксплуатации источников.

Принципиальная схема и основные характеристики щелевых спектраль ных приборов. Основные характеристики диспергирующих систем (призма, дифракционная решетка). Способы регистрации спектров. Типы фото электрических приемников излучения. Фотографическая эмульсия как прием ник излучения. Уравнение Шварцшильда. Нанесение марок почернений. Ха рактеристическая кривая и способы ее построения.

Спектральный анализ с фотографической регистрацией. Спектральные пластинки и пленки. Вид полученных спектров. Измерение длин волн. Измере ние аналитических сигналов. Качественная оценка спектров, возможность об наружения следов элементов. Качественный анализ объектов сложного состава.

Полуколичественный и количественный спектральный анализ. Практическое применение и возможности метода при изучении состава различных объектов.

Основы атомно-абсорбционного спектрального анализа. Количественное определение элементов методом атомной абсорбции при разных способах ато мизации пробы. Условия проведения количественного анализа. Точность атом но-абсорбционного анализа, источники погрешностей, способы устранения сис тематических погрешностей. Атомизаторы, источники света, типы атомно абсорбционных спектрометров. Зависимость абсорбционности от концентра ции элементов в пробе и условий атомизации. Условия проведения анализа Практическое применение метода для исследования состава разных объектов.

3. Литература 3.1. Основная:

1. Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. М.: Выс шая школа. 2001г. 894 с.

2. Зайдель И.Н. Техника и практика спектроскопии. М.:Наука, 1972. 376 с.

3. Лебедева В.В. Техника оптической спектроскопии. М.: МГУ, 1977 г.

4. Терек Т, Мика М, Гегуш Э. Эмиссионный спектральный анализ. М.:

Мир, 1982 г.

5. Практикум по спектроскопии. Под ред. Левшина.Л.В., М.:МГУ, 1976 г.

3.2. Дополнительная:

1. Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. М.:Наука, 1963г.

2. Кондиленко Н.И. Введение в атомную спектроскопию. Киев: Выс шая школа, 1979г., 315с.

3. Мандельштам С.Л. Введение в спектральный анализ. М., Гостехиздат, 1963.

4. Малышев В.И. Введение в экспериментальную спектроскопию. М.:

Наука, 1979г. 489 с.

5. Нагибина И.М., Михайловский Ю.К. Фотографические и фото электрические спектральные приборы и техника эмиссионной спектро скопии. Л. Машиностроение, 1981 г. 247с.

6. Фотографирование и изучение спектра железа. Описание лаборатор ных работ по прикладной спектроскопии плазмы. Омск, ОмГУ.

7. Построение характеристической кривой фотоэмульсии. Описа ние лабораторных работ по прикладной спектроскопии плазмы. Омск, ОмГУ.

8. Юстировка осветительной системы спектрального прибора. Описа ние лаб. работ по прикладной спектроскопии плазмы. Омск, ОмГУ.

4. План лекций 1. Атомные спектры 2. Схемы спектральных приборов.

3. Способы возбуждения атомных спектров.

4. Способы регистрации атомных спектров 5. Интенсивность спектральных линий 6. Влияние условий возбуждения на интенсивность спектральной линии 7. Источники погрешностей при измерении аналитического сигнала.

8. Спектральный анализ с фотографической регистрацией.

9. Проведение качественного и количественного спектрального анализа реальных объектов.

10. Атомно-абсорбционный спектральный анализ.

5. План практикума 5.1. Лабораторные работы 1. Юстировка осветительной системы спектрального прибора.

2. Фотографирование спектров. Изучение спектра железа 3. Определение оптимального времени экспозиции. Построение кривых ис парения элементов при различных условиях возбуждения 4. Полуколичественное определение элементов в стали.

5. Построение характеристической кривой фотоэмульсии.

6. Количественное определение элементов 5.2. Практические занятия 1. Способы построения характеристической кривой. (опрделение контраст ности фотопластинки).

2. Методы количественного анализа (метод трех эталонов;

метод постоян ной аналитической кривой;

метод переводного множителя;

метод доба вок;

метод контрольного эталона.) 3. Статистическая обработка результатов анализа.

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 1. Введение В соответствии с учебным планом химического факультета ОмГУ курс «Хроматографический анализ» должен изучаться в качестве обязательной дис циплины студентами, обучающимися по специальности «Химия» (дневная форма обучения, специализации «Аналитическая химия» и «Органическая химия») в объеме 96 аудиторных часов, в том числе 44 лекционных часов и часа лабораторного практикума. По данному спецкурсу студенты сдают экза мен и зачет (в 7 семестре).

Цель спецкурса - подготовить выпускника к применению хроматографи ческих методов анализа в промышленности и научных исследованиях, в кон троле объектов окружающей среды и медицине, а также в других сферах про фессиональной деятельности. Знания в области хроматографического анализа необходимы студенту и для эффективного усвоения других спецкурсов, а так же для выполнения дипломной работы. Содержание спецкурса определяется современным уровнем развития химической науки, химической технологии и аналитического приборостроения. С учетом требований рынка труда и соот ветствующего профиля специализации студентов наибольшее внимание в практикуме по данному спецкурсу уделено методу газожидкостной хромато графии и его применению для анализа нефтепродуктов, однако в программу входят и другие хроматографические методы.

В соответствии с требованиями Госстандарта выпускник химического факультета, прошедший специализацию по аналитической или органической химии, должен знать:

• значение, историю и перспективы развития хроматографического ана лиза. В частности, методов газовой хроматографии и высокоэффек тивной жидкостной хроматографии;

• основы теории равновесной и неравновесной хроматографии;

факторы, влияющие на эффективность хроматографического разделения;

• методы качественного хроматографического анализа, включая способы компьютерной идентификации компонентов сложных смесей и оценки надежности идентификации;

• методы количественного анализа реальных объектов анализа;

• возможности применения газовой хроматографии как метода физико химических исследований;

• хроматографическую аппаратуру и способы ее использования в про мышленности и научных исследованиях.

Полученные теоретические знания могут быть успешно реализованы, ес ли студенты научатся:

• хорошо владеть техникой эксперимента. В частности, самостоятельно подбирать, готовить и заполнять хроматографические колонки, используя широкую гамму носителей и неподвижных жидких фаз;

• выполнять качественный анализ многокомпонентых смесей и правильно применять различные методы идентификации компонентов;

• проводить количественный анализ с требуемой точностью, оценивая и снижая до минимума систематические и случайные погрешности;

• использовать хроматографические данные для структурно-группового (функционального) анализа и контроля технологических процессов;

• пользоваться известными и разрабатывать новые методики хромато графического анализа для адекватного решения аналитических задач в заданных конкретных условиях.

Изучение спецкурса требует предварительного изучения курсов «Ана литическая химия», «Физическая химия», «Коллоидная химия» (адсорбцион ные равновесия), «Органическая химия» и «Химическая технология».

Настоящая программа составлена доцентом И.И. Медведовской при уча стии профессора В.И.Вершинина и доцента М.А.Воронцовой на основании программ аналогичных спецкурсов Московского государственного уни верситета и опыта преподавания данного курса на химфаке ОмГУ.

2. Содержание курса 2.1. Общие сведения о хроматографии Сущность хроматографии, ее физико-химические основы, история ее возникновения и развития, значение для современной науки и техники. Раз новидности хроматографии. Газовая и жидкостная хроматография, их отли чительные особенности и области применения. Газовая хроматография, как один из наиболее эффективных и перспективных методов анализа и препара тивного разделения сложных смесей. Варианты газовой хроматографии. Ос новные задачи газовой хроматографии и примеры ее применения.

2.2. Теория равновесной газовой хроматографии Уравнение материального баланса в равновесной теории. Абсолютная и относительная скорости перемешивания веществ вдоль слоя сорбента в хрома тографической колонке;

коэффициент распределения и его влияние на форму задней и передней границ хроматографической полосы. Изотерма распределе ния.

Время удерживания и удерживаемый объем, зависимость этих величин от температуры колонки, теплоты адсорбции или растворения. Приведение удер живаемого объема к нулевому перепаду давления в колонке и к малой величине пробы.

2.3. Теории неравновесной хроматографии Размывание хроматографической полосы и его физические причины.

Главные направления в развитии теории неравновесной хроматографии: теория тарелок и теория эффективной диффузии. Различие между этими теориями.

Форма выходной кривой в неравновесной хроматографии при идеальной изо терме. Теория тарелок. Эффективность хроматографической колонки с точки зрения теории тарелок. Уравнение материального баланса и уравнение хрома тографической кривой в теории тарелок. Ширина хромато-графического пика на разной высоте. Высота, эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ). Спо собы определения числа теоретических тарелок.

Теория эффективной диффузии. Роль продольной и «вихревой» диффузии в кинетике распределения вещества между газом и неподвижной фазой и раз мывании хроматографической полосы. Эффективный коэффициент диффузии.

Выражение для ширины хроматографической полосы и вычисление зависимо сти эффективного коэффициента диффузии от скорости потока газа - носителя, связь этой величины с высотой, эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ).

Уравнение Ван-Деемтера, его модификации и значение.

Зависимость критерия разделения от параметров процесса разделения.

Связь этого критерия с числом теоретических тарелок.

2.4. Влияние разных факторов на хроматографическое разделение смеси веществ Газ - носитель, влияние природы, давления и скорости потока на каче ство разделения. Влияние объема пробы на эффективность разделения и ус ловия ввода в колонку. Влияние температуры на хроматографический про цесс: разделение компонентов в изотермических условиях и в режиме про граммирования температуры. Температуры испарителя, колонки, детектора.

Максимальная температура колонки для различных неподвижных жидких фаз. Влияние различных факторов на продолжительность анализа в газовой хроматографии.

2.5. Детекторы Приемы детектирования для решения различных практических задач.

Классификация детекторов, основные их типы, принципы конструкции. Де текторы потоковые и концентрационные. Важнейшие характеристики детек торов: чувствительность, порог чувствительности, стабильность, инерцион ность. Влияние природы детектируемых веществ и газа-носителя на сигнал де тектора. Выбор детектора и методика его применения.

2.6. Газожидкостная хроматография Сущность и особенности физико-химических процессов в газожидко стной хроматографии. Факторы, определяющие разделительную способность газожидкостной колонки. Неподвижная жидкая фаза в ГЖХ и основные тре бования к ней. Классификация неподвижных жидких фаз (НЖФ) по химиче скому строению, по температурному рабочему режиму и полярности. Шкала полярности НЖФ. Основные марки полярных и неполярных НЖФ и особен ности их применения. Влияние природы НЖФ и природы разделяемых ве ществ на хроматографическое разделение. Привитые НЖФ.

Носитель в газожидкостной хроматографии. Требования к твердым но сителям и их основные типы. Носители диатомитовые, полимерные, кремне земные и др. Способы модификации носителей. Влияние геометрической структуры носителя и размера пор на качество разделения.

Применение метода ГЖХ к анализу реальных объектов разного типа.

2.7. Газо-адсорбционная хроматография Сущность и особенности физико-химических процессов распределения в газо-адсорбционной хроматографии (ГАХ). Классификация молекул и ад сорбентов по их способности к специфическим и неспецифическим взаимо действиям по классификации Киселева. Непористые и пористые адсорбенты в ГАХ. Роль геометрической структуры адсорбента. Основные типы адсор бентов ГАХ - силикагели, оксид алюминия, цеолиты, пористые стекла, акти вированные угли, графитированные сажи, углеродные материалы (карбохро мы, карбопаки и др.), полимерные сорбенты. Поверхностно-слойные и по верхностно-пористые сорбенты. Вредное влияние неоднородности поверхности твердого тела и способы его ослабления. Способы улучшения разделения и достижения симметричности пика. Способы модифицирования поверхности адсорбентов для ГАХ. Выбор оптимальной геометрической структуры и хими ческих свойств поверхности для разделения смесей.

Применение ГАХ к анализу реальных объектов разного типа. Приме нение ГАХ для концентрирования микропримесей.

2.8. Капиллярная хроматография Теория капиллярной хроматографии, уравнение Ван-Деемтера-Голея.

Влияние различных факторов на эффективность разделения: радиуса капил ляра, толщины пленки НЖФ, объема пробы, длины колонки, температуры и т.д. Нанесение пленки НЖФ на стенки капиллярной колонки;

наполненные ад сорбентом капиллярные колонки. Детекторы для капиллярной хроматографии.

Области применения капиллярной хроматографии.

2.9. Качественный газохроматографический анализ Идентификация веществ по параметрам хроматографического удержи вания. Способы индивидуальной и групповой идентификации. Идентифика ция компонентов смеси неизвестного состава по относительным и абсолют ным удерживаемым объемам, по зависимости логарифма удерживаемого объема от числа углеродных атомов в молекуле, по отношению удерживае мых объемов компонента на двух НЖФ различной полярности, по зависимости удерживаемого объема от температуры, по обратной температуре, по па раметру Zф. Идентификация методом тестеров, по индексам Ковача. Исполь зование табличных справочных данных.

Идентификация веществ на основе инфракрасных и масс-спектров вы ходящих из колонки компонентов. Использование химических реакций до хроматографической колонки (метод вычитания) и после разделения с при менением различных физико-химических методов. Селективные детекторы в качественном анализе.

2.10. Надежность хроматографической идентификации и способы ее повышения. Компьютерная идентификация в хроматографии.

Ошибки хроматографической идентификации по характеристикам удер живания и их возможные источники. Относительная надежность опознания по экспериментально определенным характеристикам удерживания предполагае мых компонентов пробы, по табличным и по расчетным значениям тех же ха рактеристик. Способы количественной оценки надежности идентификации:

статистический и априорный подходы. «Информативность» хроматографиче ского анализа сложной смеси, построение идентификационных кривых, рас чет вероятности ошибок по результатам многократного анализа модельных смесей.

Модели и алгоритмы, используемые для априорной оценки вероят ностей случайных ошибок первого и второго рода. Зависимость этих вероятно стей от выбора критерия совпадения пиков. Влияние концентрации сорбата и посторонних веществ на характеристики удерживания и связанные с этим сис тематические ошибки идентификации.

Способы повышения надежности идентификации веществ по характери стикам удерживания (выбор характеристик и повышение точности их изме рения, обеспечение селективности, оптимизация критерия совпадений, по вторные измерения характеристик в одинаковых и в разных условиях). Целе сообразность проверки присутствия вещества по его "хроматографическому спектру", критическое число совпадений. Дополнительные идентификацион ные признаки: отношение сигналов двух детекторов, спектральные и масс спектральные характеристики разделяемых компонентов.

Применение систем компьютерной идентификации (СКИ) в анализе в це лом и в хроматографическом анализе в частности. Три основных подхода (ис пользование баз данных, метода искусственного интеллекта и метода рас познавания образов). Базы данных по идентификационным признакам и про блемы, связанные с их применением (неполнота, зависимость от условий из мерения и др.). Базы данных и СКИ в хроматографическом анализе. Алго ритмы работы СКИ с использованием баз данных. Расчет сигнала присутствия при использовании нескольких признаков. Способ выдачи результатов анализа при работе коммерческих СКИ (на примере анализа бензина). Недостатки ком мерческих СКИ, области их применения. Возможность применения хромато графических СКИ для анализа объектов сложного состава.

2.11. Количественный газохроматографический анализ Количественная интерпретация дифференциальных и интегральных хро матограмм. Способы измерения площади пиков. Калибровка по высотам и площадям пиков. Метод абсолютной калибровки. Метод метки (внутреннего стандарта). Метод внутренней нормализации без применения и с применением коэффициентов стандартизации. Количественная интерпретация хроматограмм в случае неполного разделения. Точность газохроматографических анализов и ее зависимость от различных факторов.

2.12. Основная аппаратура для газохроматографического анализа Принцип работы газового хроматографа. Основные детали и узлы газо вого хроматографа и их особенности: измерители скорости потока газа носителя, воздушные и жидкостные термостаты, дозаторы газовых и жидких проб, регистрирующие приборы. Типы разделительных колонок, способы за полнения хроматографических колонок, определение параметров колонки (по перечного сечения, газового пространства, средней толщины пленки НЖФ и объема колонки, занимаемого НЖФ).

Важнейшие типы лабораторных и автоматических газовых хроматогра фов отечественного и иностранного производства, их краткая характеристика и области применения. Ведущие фирмы в области хроматографии.

2.13. Некоторые методические варианты газовой хроматографии Препаративная хроматорафия как метод разделения и выделения ком понентов высокой чистоты. Периодическая препаративная газовая хромато графия: ввод пробы, детектирование, улавливание и отбор продуктов разде ления, уровень отбора.

Пиролитическая газовая хроматография как метод определения состава высокомолекулярных соединений по составу продуктов пиролиза. Основные особенности и области применения.

«Газовая экстракция» или анализ равновесного пара (АРП) - метод оп ределения летучих веществ, основанный на применении фазовых равновесий вне хроматографической колонки. Основные особенности, аппаратура и при менение для количественного определения примесей.

2.14. Газовая хроматография как метод физико-химических исследований Определение коэффициентов распределения и коэффициентов активности при растворении газа (пара) в жидкой неподвижной фазе. Определение коэф фициента диффузии. Определение удельной поверхности адсорбентов. Метод тепловой десорбции. Применение газовой хроматографии для исследования ка тализаторов и каталитических реакций. Особенности проведения реакций в хроматографическом режиме.

2.15. Высокоэффективная жидкостная хроматография Принцип метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Определяемые вещества. Аналитические характеристики современ ной ВЭЖХ. Принципиальные различия между методами газовой и жидкостной хроматографии. Схема жидкостного хроматографа. Насосы. Способы ввода пробы. Колонки для ВЭЖХ. Наиболее распространенные детекторы для ВЭЖХ (УФ-детекторы, детекторы с диодной матрицей;

флуориметрические, рефрактометрические и др.).

Нормально-фазовые и обращенно-фазовые методы жидкостной ад сорбционной хроматографии (ЖАХ). Модифицированные сорбенты для ВЭЖХ на основе силикагеля, синтез и свойства. Параметры, влияющие на эф фективность и селективность в ЖАХ. Подвижная фаза (элюент) и требования к ней. Элюирующая сила подвижной фазы, элюотропные ряды. Влияние приро ды и состава элюента на селективность разделения в ЖАХ. Градиентное элюи рование. Влияние структуры сорбатов на их удерживание.

3. Литература 3.1. Основная 1. Гольдберг К.А., Вигдергауз М.С. Введение в газовую хроматографию.

М: Химия, 1990.

2. Айвазов Б.В. Практическое руководство по газовой хроматографии. М.:

Высшая школа, 1977.

3. Вяхирев Д.В., Шушунова А. Ф. Руководство по газовой хроматографии.

М.: Высшая школа, 1987.

4. Вершинин В.И., Дерендяев Б.Г., Лебедев К.С. Компьютерная идентифи кация органических соединений. 2002. М., Академкнига. 197 с. Глава 3.

5. Столяров В.В., Савинов И.М., Виттенберг А.Г. Руководство к практиче ским работам по газовой хроматографии. М.: Химия, 2003.

6. Руденко Б.А., Руденко Г.И. Высокоэффективные хроматографические процессы. Монография в 2 томах. Т.1: Газовая хроматография. // Т.2:

Процессы с конденсированными подвижными фазами М.: Наука 2003.

3.2. Дополнительная 1. Руководство по газовой хроматографии / Под ред. Э. Лейбница, Х.Г.

Штруппе. Ч. 1-2. М: Мир, 1987.

2. Сакодынский К.И., Бражников В.И. и др. Аналитическая хроматогра фия. М.: Мир, 1993.

3. Пецев К, Коцев И. Справочник по газовой хроматографии. М.:Мир, 1987.

4. Березкин ВТ. Газововая хроматография в нефтехимии. М.: Наука, 1976.

5. Кароль А.Н. Неподвижная фаза в газо-жидкостной хроматографии. Киев:

Наукова Думка, 1985.

6. Перри Р., Адаме П. Практическое руководство по жидкостной хромато графии. М., 1974.

7. Хайвер К. Высокоэффективная жидкостная хроматография. М.: 1993.

8. Количественный анализ хроматографическими методами / Под ред.

Э.Коц, М.: 1990.

4. План лекций 1. Сущность хроматографии, ее физико-химические основы, история ее возникновения и развития, значение для науки и техники. Классификация хроматографических методов.

2. Теория равновесной газовой хроматографии. Коэффициент распределе ния и изотерма распределения в газовой хроматографии. Влияние формы изотермы на форму хроматографического пика в условиях рав новесной газовой хроматографии. Основные параметры удерживания в ГЖХ. Основное уравнение теории равновесной хроматографии.

3. Теории неравновесной хроматографии. Размывание хроматографиче ской полосы и его физические причины. Теория эффективной диффу зии, теория тарелок.

4. Роль молекулярной, вихревой и кинетической диффузии в размывании хроматографической полосы. Уравнение Ван-Деемтера, его модификации и значение. Критерии разделения, их связь с эффективностью и селек тивностью.

5. Газ - носитель, влияние природы, давления и скорости потока на каче ство разделения. Влияние температуры на эффективность.

6. Влияние объема пробы на эффективность и условия ее ввода в колонку.

Факторы, влияющие на продолжительность анализа в газовой хро матографии.

7. Детекторы для газовой хроматографии, основные характеристики. Де текторы потоковые и концентрационные. Неионоизационные детекторы:

ДТП, ДП, ДПФ.

8. Ионизационные детекторы - пламенно-ионизированный (ДИП), элек тронно-захватный (ДЭЗ), термоионный (ДТИ) и др. выбор детекторов.

9. Неподвижные фазы в газовой хроматографии, их классификация, об ласти применения. Привитые неподвижные фазы.

10. Носители в ГЖХ и их основные типы. Модификация носителей и осо бенности применения.

11. Газо-адсорбционная хроматография, специфические и неспецифические взаимодействия, минеральные и полимерные адсорбенты, области и осо бенности их использования.

12. Поверхностно-слойные сорбенты (ПСС), их приготовление и особен ности применения. Капиллярная хроматография - уравнение Голея, осо бенности, детекторы, колонки, области применения.

13. Аппаратура для ГЖХ и принципиальная схема хроматографа. Допол нительные устройства - пиролитичекие приставки, системы обратной продувки и переключателя колонок, каталитические реакторы. Основ ные приборы.

14. Качественный газохроматографический анализ - идентификация ин дивидуальная и групповая по параметрам удерживания.

15. Качественный анализ - идентификация с использованием химических ре акций и селективных детекторов.

16. Оценка надежности хроматографической идентификации и способы ее повышения.

17. Системы компьютерной идентификации, алгоритмы их работы. При менимость таких систем для хроматографического анализа реальных объектов.

18. Количественный хроматографический анализ. Методы первичной обра ботки данных, метод абсолютной калибровки, метод внутреннего стандарта.

19. Количественный хроматографический анализ. Метод внутренней нор мализации. Контроль точности анализа, метрологическая аттестация ме тодик выполнения хроматографических измерений.

20. Современные приборы в ГЖХ и их краткая характеристика, технические средства обработки хроматограмм, основные фирмы и др.

21. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Принцип метода.

Определяемые вещества. Аналитические характеристики ВЭЖХ.

22. Нормально-фазовая и обращенно-фазовая ЖАХ. Модифицированные сорбенты для ВЭЖХ на основе силикагеля, синтез и свойства. Пара метры, влияющие на эффективность и селективность в ЖАХ.

5. План лабораторных работ 1. Подготовка сорбента и заполнение насадочных колонок.

2. Подготовка хроматографа к работе и получение хроматограмм.

3. Определение основных хроматографических характеристик разделяе мых компонентов.

4. Влияние скорости газа-носителя на эффективность колонки. Выбор оп тимальной скорости газа-носителя.

5. Определение качественного состава бензина по индексам Ковача.

6. Определение количественного состава смеси методом внутренней норма лизации.

7. Определение содержания компонента методом абсолютной калибровки.

8. Количественный хроматографический анализ с применением мето да внутреннего стандарта.

9. Определение содержания воды в органических растворителях.

10. Определение состава сухого газа.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 1. Введение Введение спецкурса «Спектрофотометрический анализ» в учебный план ОмГУ вызвано широким распространением спектрофотометрического метода в практике работы аналитических лабораторий любого профиля, применением его в научных исследованиях, наличием довольно стройной и глубокой теории этого метода, отраженной в научной и учебной литературе. Изучение спецкурса "Спектрофотометрический анализ" в ОмГУ имеет следующие цели:

- познакомить студентов с важнейшими приборами, реакциями и реаген тами, применяемыми в этом методе, перспективами дальнейшего развития его аппаратуры и теории;

- выработать у будущего специалиста-аналитика систему знаний и прак тических навыков, позволяющих ему, в частности, проводить по готовой мето дике спектрофотометрическое и люминесцентное определение малых коли честв неорганических или органических веществ в растворе по светопоглоще нию в видимой и УФ-области;

отыскивать соответствующие методики в на учной литературе;

сравнивать, критически оценивать и оптимизировать мето дики;

самостоятельно разрабатывать методику спектрофотометрического анализа сложных природных и технических объектов, в том числе в нефтехи мической промышленности и при определении вредных веществ в окружающей среде.

Спецкурс "Спектрофотометрический анализ" основывается на материале общих курсов неорганической, органической, физической химии. Особенно тесно связан данный курс с курсами аналитической химии (раздел "Оптиче ские методы ", общей физики (раздел "Оптика"). При этом сведения в области спектрофотометрического анализа, которые студент получил при изучении курса аналитической химии, не повторяются вновь на лекциях по спецкурсу, но входят в его программу. Соответствующие знания должны быть значительно углублены и расширены за счет самостоятельной (внеаудиторной) работы сту дента. В данном спецкурсе используется также материал, изучавшийся студен тами в курсах строения вещества, теоретической физики и квантовой химии, а также в некоторых разделах высшей математики (дифференциальные уравне ния, теория вероятностей, решение линейных алгебраических уравнений со многими неизвестными). Естественно, при изучении спецкурса желательно са мостоятельно повторить соответствующие разделы этих учебных дисциплин.


2. Содержание спецкурса 2.1. История и возможности метода Возникновение и развитие метода. Место СФ-анализа в современной сис теме аналитического контроля. Определяемые вещества, области применения.

Сравнение СФ-анализа с другими физико-химическими методами анализа по аналитическим возможностям (точность, чувствительность, селективность, трудоемкость, стоимость аппаратуры и т.п.). Перспективы развития метода.

2.2.Электронно-колебательно-вращательные спектры поглощения моле кул Происхождение молекулярных спектров поглощения в оптическом диа пазоне. Феноменологическое описание спектра поглощения. Связь вероятности поглощения кванта с молярным коэффициентом. Сравнение спектров для раз ных типов поглощающих веществ: аква- и ацидокомплексов, органических ве ществ с хромофорными группами;

их комплексов с металлами, комплексов пе реноса заряда и др. Возможности определения веществ на основе спектров ка ждого типа.

Происхождение спектров поглощения аква - и ацидокомплексов d- и f элементов. Теория кристаллического поля. Вырождение d-орбиталей и снятие вырождения в поле лигандов. Величина энергии кристаллического поля (ЭКП).

Влияние различных факторов на величину ЭКП. Вероятность d-d и f-f пе реходов, причины нарушения запрета Лапорта. Возможность других переходов.

Поглощение света органическими молекулами в УФ- и видимой областях спек тра. Важнейшие внутримолекулярные электронные переходы, вероятность р-р и п-р переходов. Хромофорные системы. Ауксохромы. Влияние длины цепи сопряжения и вида ауксохрома (корреляционные уравнения). Влияние иониза ции молекулы. Батохромный и гипсохромный сдвиги при протонизации реа гентов разного типа. Эффект комплексообразования, его влияние на положение и высоту спектрального максимума. Спектрохимический ряд металлов. Ком плексы переноса заряда и их спектры. Влияние ред-окс-характеристик лиганда и центрального иона. Особенности комплексов с хелатоэффектом и обратной координацией. Важнейшие комплексы с переносом заряда и их использование в СФ-анализе.

2.3. Измерение светопоглощения Количественные характеристики светопоглощения. Связь различных ха рактеристик между собой, их зависимость от концентрации раствора. Принци пы работы и основные узлы прибора, измеряющего светопоглощение. Необхо димость раствора сравнения и его возможный состав. Источники света, их спектральная характеристика, мощность, стабильность. Селекторные устройст ва, необходимость их применения. Характеристики светофильтров, возмож ность их применения. Преимущества спектрофотометрии по сравнению с фо тометрией.

Устройство монохроматоров и их дисперсия. Влияние качества монохро матизации на чувствительность и специфичность СФ-метода. Отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бера, связанные с немонохроматичностью света.

Приемники излучения. Законы фотоэффекта. Темновой ток. Способы на стройки прибора. Измерение интенсивности светопоглощения на приборах с однолучевой схемой, источники ошибок. Преимущества и недостатки двулу чевой схемы. Самопишущие спектрофотометры. Дополнительные возможности СФМ-аппаратуры с применением микропроцессоров и компьютеров.

2.4. Воспроизводимость СФ-анализа и пути ее повышения Влияние различных факторов на коэффициент вариации для спектрофо тометрического определения в целом. Виды ошибок (инструментальная, фоно вая, кюветная, реакционная), реальный вклад каждой в общую погрешность и минимизация общей погрешности. Связь инструментальной ошибки с опти ческой плотностью раствора и "качеством прибора" (кривая Шмидта). Выбор оптимальной величины оптической плотности. Пути повышения "качества прибора".

Особо точные спектрофотометрические методы. Принципы дифференци альной спектрофотометрии. Основные варианты метода. Причины выигрыша в точности. Инструментальная ошибка при дифференциальных способах измере ния оптической плотности. Выбор раствора сравнения в методах Хиски - Бас тиана, Рейли-Кроуфорда и др. Принципы спектрофотометрического титрова ния. Типы кривых титрования. Титрование по наклону и ступеням. Логарифми ческие искажения. Самоиндицирующие и индикаторные системы. Автоматиза ция фотометрического титрования.

2.5. Фотометрические реакции Основные требования к фотометрической реакции. Важнейшие реак ции, применяемые в СФ-анализе. Использование комплексов с неорганически ми лигандами. Трудности, связанные со ступенчатым характером комплексооб разования в роданидных и аналогичных им системах. Преимущества таких сис тем.

Теоретические основы методик анализа с применением фотометри ческих реакций. Теория ступенчатого комплексообразования по Бьерруму.

Расчет равновесия при комплексообразовании. Работы А.К. Бабко. Выяснение принципиальной возможности фотометрической реакции при использовании данного лиганда. Расчет концентрации лиганда, оптимальной для выхода за данного комплекса. Расчет степени образования данного комплекса в оптималь ных условиях, правило "четырех единиц". Реакции образования ионных ассо циатов.

Значение концентрации ионов водорода при проведении фотометри ческой реакции. Факторы равновесия, связанные с влиянием рН (протониро вание лиганда, гидролиз центрального иона, изменение свойств комплекса, эф фект параллельного комплексообразования в конкурирующей системе, индика торный эффект свободного лиганда, влияние рН на скорость образования и раз рушения комплексов).

Фотометрические реакции при определении органических веществ.

Особенности использования реакций органического синтеза в спектрофотомет рическом анализе, важнейшие реакции. Синтез азокрасителей.

2.6. Обзор органических фотометрических реагентов.

Критерии сравнения реагентов. Классификация органических реагентов по типу связи с центральным ионом. Реагенты, координирующиеся через два атома кислорода (слабопоглощающие реагенты, гидроксилсодержащие краси тели), их достоинства и недостатки. Реагенты, координирующиеся через кисло род и азот одновременно (оксиазосоединения, аминооксисоединения, нитрозо соединения и оксимы). Реагенты, координирующиеся через два атома азота.

Реагенты, координирующиеся через два атома серы или через атомы серы и азота одновременно. Карбаминаты. Дитизон как важнейший представитель это го класса реагентов. Варианты применения дитизона.

2.7. Гетерополикомплексы в анализе Состав и строение ГПК. Реакции образования ГПК, разрушение их ки слотами и комплексантами. Восстановление ГПК. Спектры поглощения восста новленных и не восстановленных форм. Различные варианты определения не металлов по реакциям образования ГПК, их преимущества и недостатки 2.8. Спектрофотометрия в анализе однокомпонентных систем Расчет предела обнаружения. Реальные значения нижней границы опре деляемых концентраций. Расчет результатов анализа по методу сравнения. Ме тод градуировочного графика. Расчет его уравнения по методу наименьших квадратов. Метод добавок, его преимущества. Другие методы (стандартной шкалы и т.п.). Выход окрашенного соединения как фактор, влияющий на результат определения. Способы стабилизации и оптимизации выхода. Пути повышения чувствительности СФМА (совершенствование техни ки и методики измерения, концентрирование, использование гибридных мето дов).

Методы особой чувствительности. Экстракционно-фотометрический ана лиз. Важнейшие экстракционные реагенты при определении тяжелых металлов.

Экстракция ионных ассоциатов ГПК и другие варианты определения неметал лов. Использование микрогетерогенных систем (мицеллярные среды), иммо билизованных реагентов. Термолинзовая спектрометрия и ее возможности. Ки нетические методы анализа с фотометрическим контролем скорости индика торной реакции. Каталитические и некаталитические методы, их преимущества и недостатки. Важнейшие индикаторные реакции. Способы построения градуи ровочных графиков в КМА. Возможности кинетических методов при практиче ском определении микропримесей. Ферментативные и иммунохимические ме тоды анализа со спектрофотометрическим контролем.

Устранение влияния посторонних веществ на результат фотометрическо го анализа (выбор реагента, длины волны, избытка реагента, рН и др.). Маски рование в фотометрическом анализе (на примере дитизонатного определения тяжелых металлов).

2.9. СФ-анализ многокомпонентных систем Метод Фирордта при полном наложении спектров. Решение системы уравнений и условия получения точных результатов. Двухволновая спектрофо тометрия. Раздельные определения на одной длине волны по результатам изме рений при разных значениях температуры, рН и т.п. Анализ в условиях не полного наложения спектров. Исследование многокомпонентных систем в от сутствие эталонов. Многомерный статистический анализ в обработке спек тральных данных. Производная спектроскопия.

2.10. Спектрофотометрия при изучении комплексообразования Физико-химический анализ окрашенных растворов по Курнакову. Диа граммы "состав-свойство", их разрезы и особые точки. СФ-метод в физико химическом анализе комплексных соединений в растворе, условия его приме нимости. Метод изомолярных серий. Метод насыщения в вариантах Гарвея Меннинга, Бента-Френча, Асмуса и других. Определение истинного молярного коэффициента и константы нестойкости единственного комплекса, ограниче ния применимости таких методов. Исследование ступенчатого комплексообра зования. Кривые образования (по Бьерруму) и нахождение ступенчатых кон стант по кривым образования. Основные этапы исследования новой фотомет рической реакции.


2.11. Люминесцентный анализ Явление люминесценции. Виды люминесценции. Люминофоры неорганиче ские и органические. Кристаллофосфоры. Люминесцентные реагенты. Химиче ские реакции, приводящие к образованию люминесцирующих соединений.

Механизм возникновения фотолюминесценции у люминофоров разного типа:

свечение дискретных центров, рекомбинационное свечение. Спектры возбуж дения и спектры люминесценции, природа их возникновения. Правило Стокса.

Закон Вавилова. Интенсивность люминесценции. Факторы, влияющие на ин тенсивность люминесценции. Влияние растворителя на характер спектров.

Фосфоресценция в мицеллярных средах.

Люминесцентный анализ. Качественный и количественный люминесцент ный анализ. Метрологические характеристики анализа. Аппаратура для люми несцентного анализа. Источники возбуждения люминесценции, требования к ним. Синхронные спектры люминесценции. Низкотемпературная люминесцен ция. Люминесцентный анализ однокомпонентных и многокомпонентных сме сей. Люминесцентный анализ органических и неорганических соединений. Ис пользование люминесценции в анализе различных объектов (объекты окру жающей среды, биологические объекты, медицинские препараты, нефтепро дукты, и пр.) 3. Литература 3.1. Основная 1. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколори метрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Л.: Химия, 1986.

2. Бабко А.К., Пилипенко А.Т. Фотометрический анализ. Т.1. Общие сведе ния и аппаратура. М.: Химия, 1968.

3. Пешкова В.М., Громова М.И. Методы абсорбционной спектроскопии в аналитической химии. М.: Высшая школа,1976.

4. Вершинин В.И. Теория фотометрических реакций. Омск, 1985.

5. Паркер С. Фотолюминесценция растворов. М.: Мир, 1972, 510 с.

6. Головина А.П., Левшин Л.В. Химический люминесцентный анализ неор ганических веществ. М.: Химия, 1978.

3.2. Дополнительная 1. Марченко З. Фотометрическое определение элементов. М.: Мир, 1971.

2. Бабко А.К., Пилипенко А.Т. Фотометрический анализ. Т.2. Методы опре деления неметаллов. М.: Химия, 1974.

3. Коренман И.М. Фотометрический анализ. Методы определения органиче ских соединений. М.: Химия, 1975.

4. Бургер К. Органические реагенты в неорганическом анализе. М.: Мир, 1975.

5. Барковский В.Ф., Ганопольский В.И. Дифференциальный спектрофото метрический анализ. М.: Химия, 1969.

6. Берштейн И.Я., Каминский Ю.Л. Фотометрический анализ в органи ческой химии. М.: Химия, 1990.

7. Пери-Бендидо Д., Сильва М. Кинетические методы в аналитической хи мии. М.: Мир, 1991.

8. Егоров А.М. и др. Теория и практика иммуноферментного анализа. М.:

Высшая школа, 1991.

9. Штерн Э., Тиммонс К. Электронная абсорбционная спектроскопия в ор ганической химии. М.: Мир,1974.

10. Левшин Л.В., Салецкий А.М. Люминесценция и ее измерение: Молекуляр ная люминесценция. М.: МГУ, 1989, 279с.

11. Алексеева Т.А., Теплицкая Т.А. Спектрофлуориметрические методы ана лиза ароматических углеводородов в природных и техногенных средах.

Л.: Гидрометеоиздат, 1981, 215с.

Кроме того, рекомендуется пользоваться циклом методических пособий по курсу "Спектрофотометрический анализ", изданных в ОмГУ и включающих описания лабораторных работ, методические указания по их выполнению, краткую характеристику используемых оптических приборов и вопросы для самостоятельной проработки материала.

4. План лекций 1. История и современное состояние спектрофотометрического анализа.

Важнейшая литература по СФ-анализу.

2. Количественные характеристики поглощения света растворами. Основ ной закон поглощения света растворами. Объективные и кажущиеся от клонения от него. СФМ-аппаратура.

3. Факторы, влияющие на воспроизводимость СФ-анализа. Оценка общей погрешности СФ-анализа. Дифференциальная фотометрия.

4. Происхождение и описание электронных спектров акво-, ацидо- и других комплексов. Теория кристаллического поля. Аналитические возможности метода при использовании комплексов с неорганическими лигандами.

5. Происхождение и описание спектров поглощения органических молекул и комплексных соединений с органическими лигандами..

6. Типы фотометрических реакций. Требования к ним. Особенности реак ций органического синтеза.

7. Применение теории ступенчатого комплексообразования в фотометриче ском анализе для выбора оптимальных условий.

8. Влияние рН на состав и устойчивость продуктов фотометрической реак ции. Выбор оптимальной величины рН.

9. Обзор важнейших фотометрических реагентов. Критерии оценки реаген тов. Реагенты, координирующиеся через атомы кислорода.

10. Реагенты, координирующиеся через атомы азота и серы. Варианты при менения дитизона.

11. Гетерополисоединения и их использование в анализе.

12. Спектрофотометрические методы определения микропримесей в отсутст вие посторонних веществ (пределы обнаружения, экстракционно фотометрический анализ, кинетические методы анализа).

13. Спектрофотометрический анализ многокомпонентных систем. Метод Фирордта.

14. Использование спектрофотометрического метода при изучении комплек сообразования в растворах. Способы определения количественных харак теристик состава и прочности единственного комплекса.

15. Исследование ступенчатого комплексообразования в растворах.

16. Полное исследование фотометрической реакции.

17. Происхождение и основные закономерности люминесценции.

18. Аналитическое применение люминесценции.

5. План практикума Практикум по спектрофотометрическому анализу выполняется в течение 14 учебных недель (одно пятичасовое занятие в неделю). Студент обязан вы полнить не менее 10 лабораторных работ, разделенных на три цикла. В том числе выполняется 5 работ 1 цикла, 3 работы 2 цикла и 2 работы 3 цикла.

По каждой работе дается индивидуальное задание и проводится предва рительное собеседование (допуск к работе, проверка отчета по предыдущей ра боте). Каждый цикл выполняется студентами по маршрутной схеме и включает семинары по соответствующим разделам программы.

5.1. План лабораторных работ Цикл 1. Изучение спектрофотометрической аппаратуры 1. Исследование возможностей нерегистрирующих спектрофотометров.

2. Сравнение возможностей различных фотоэлектроколориметров.

3. Изучение спектров поглощения в УФ-области.

4. Фотометрическое определение единственного компонента.

5. Фотометрическое титрование.

Цикл 2. Практическое применение СФ-анализа.

6. Дифференциальная фотометрия.

7. Спектрофотометрическое определение компонентов при совместном присут ствии.

8. Определение фосфора по реакции образования ГПК.

Цикл 3. Исследование фотометрической реакции 9. Изучение комплексообразования в системе свинец - ЭДТА по поглощению в УФ-области.

10. Определение состава доминирующего комплекса с использованием методов насыщения.

11. Изучение устойчивости комплекса в растворе при разбавлении и при введе нии посторонних веществ.

12. Исследование влияния рН раствора на возможность фотометрического оп ределения компонента.

13. Исследование селективности методики фотометрического определения од ного компонента (при введении различных посторонних веществ).

5.2. План семинарских занятий 1. Спектрофотометрическая аппаратура.

2. Практическое применение СФ-анализа.

3. Исследование фотометрических реакций.

4. Люминесцентный анализ.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА 1. Введение Введение спецкурса «Электрохимические методы анализа» в учебный план вызвано широким распространением электрохимических методов в прак тике работы аналитических лабораторий, применением их в научных исследо ваниях, наличием стройной и глубокой теории этих методов, отраженной в на учной и учебной литературе. Цели изучения спецкурса:

• познакомить студентов с основными методами электроанализа, аппарату рой, применяемой в этих методах, перспективами дальнейшего развития аппаратуры и теории;

• выработать у будущего специалиста-аналитика систему знаний и практи ческих навыков, позволяющих ему проводить по готовой методике опре деление малых количеств веществ в растворе с использованием потен циометрического, вольтамперометрического, амперометрического, кон дуктометрического и кулонометрического методов;

• научить будущего специалиста отыскивать соответствующие методики анализа в научной литературе;

сравнивать, критически оценивать и опти мизировать методики;

самостоятельно разрабатывать методики электро анализа сложных природных и техногенных объектов, в том числе при определении вредных веществ в окружающей среде.

Спецкурс «Электрохимические методы анализа» основывается на мате риале общих курсов аналитической, органической, физической химии (разделы «Электрохимия» и «Кинетика электродных процессов»). Особенно тесно связан данный курс с курсами аналитической химии и общей физики. При этом све дения в области электрохимических методов анализа, которые студент получил при изучении аналитической химии, не повторяются вновь на лекциях по спец курсу, но входят в его программу. Соответствующие знания должны быть зна чительно углублены и расширены за счет самостоятельной (внеаудиторной) ра боты студента.

2. Содержание спецкурса 2.1. Общие теоретические вопросы Общие сведения о методах электрохимического анализа. История элек троаналитической химии. Значение электроанализа в науке и технике. Основ ные понятия электрохимии: электроды, электролиты, потенциалы, электродный потенциал, двойной электрический слой. Электрохимические процессы на гра нице раздела проводников 1 и 2 рода. Потенциал нулевого заряда. Емкость двойного электрического слоя и влияние на него ПАВ.

Равновесные потенциалы. Уравнение Нернста. Поляризация и ее виды.

Перенапряжение при выделении водорода, его причины и влияние различных факторов на его величину. Теории перенапряжения водорода – Тафеля, Кобозе ва, Эрдея – Груза и Фольмера, Фрумкина. Перенапряжение при выделении ки слорода.

2.2. Потенциометрический метод История возникновения метода. Теоретические основы потенциометриче ского анализа. Влияние различных факторов на потенциалы. Обратимые и не обратимые системы. Понятие о смешанном и предельном потенциале. Стан дартные потенциалы. Классификация электродов по процессам, протекающим на их поверхности (электроды I, II, III, рода). Примеры.

Окислительно – восстановительные электроды. Классификация электро дов по назначению – рабочие (индикаторные) и электроды сравнения.

Индикаторные электроды: сурьмяный, хингидронный, стеклянный и тре бования к ним.

Электроды сравнения: водородный, хлорсеребрянный, каломельный, ртутно-сульфатный, ртутно-окидный, ртутно-иодидный, и требования к ним.

Ионоселективные электроды (ИСЭ): гомогенные (стеклянные, солевые, жидкие) и гетерогенные. Мембранное равновесие. Основные характеристики ИСЭ, их применение.

Прямая потенциометрия и ее применение. Способы точного измерения потенциала электрода. Потенциометрическое титрование. Преимущества и не достатки метода. Способы нахождения точки эквивалентности. Неводное по тенциометрическое титрование. Работы А.П. Крешкова. Дифференциальное титрование. Аппаратура для потенциометрического титрования. Автоматизация потенциометрического титрования. Использование автотитраторов и титрова ние до определенного значения потенциала. Хронопотенциометрия.

2.2. Вольтамперометрические методы анализа История возникновения и развития полярографии. Теоретические основы метода. Классическая полярография: чувствительность, разрешающая и разде ляющая способность. Токи в полярографии – предельный диффузионный, оста точный, емкостный. Вывод уравнения предельного диффузионного тока в ста ционарных условиях. Способы устранения миграционного тока, фон. Уравне ние Ильковича. Кинетические, адсорбционные и каталитические токи. Теория конвективной диффузии. Выражение для предельных токов в условиях движу щейся жидкости вдоль твердого электрода и в условиях вращающегося диско вого электрода. Мгновенный, максимальный и средние токи. Уравнение поля рографической волны Гейровского-Ильковича. Потенциал полуволны и спосо бы его определения. Ступенчатое восстановление многовалентных ионов.

Влияние растворенного кислорода. Полярографические максимумы. Максиму мы I и II рода, положительные и отрицательные. Подавление максимумов. Ис пользование максимумов для определения ПАВ.

Электроды в полярографии (ртутные, твердые) и границы их примени мости. Методы количественного полярографического анализа – расчетный, по градуировочным графикам, стандарта, добавок. Правила безопасности при ра боте со ртутью.

Новые направления в полярографии. Инверсионная вольтамперометрия.

Уравнение Шевчика. Выбор длительности электролиза. Особенности метода инверсионной вольтамперометрии (ИВА). ИВА малорасторимых соединений.

ИВА с ультрамикроэлектродами. Применение ИВА при определении неоргани ческих и органических соединений (тяжелые металлы, фенолы, пероксиды, ге тероциклы и т.д.).

Пленочная полярография с накоплением. Переменнотоковая полярогра фия. Разностная полярография. Дифференциальная полярография. Аппаратура вольтамперометрического анализа.

Осциллографическая полярография. Определение обратимости электрод ных процессов. Уравнение Рэндлса-Шевчика. Ячейки и электроды в осцилло графической полярографии. Влияние растворенного кислорода.

2.3. Амперометрия и амперометрическое титрование Теоретические основы амперометрии. Амперометрическое титрование с одним электродом. Выбор потенциала индикаторного электрода и нахождение точки эквивалентности. Формы кривых амперометрического титрования. Ис пользование реакций осаждения, окисления – восстановления и комплексооб разования в амперометрическом титровании. Понятие об электрометрических индикаторах. Схема и аппаратура амперометрического титрования.

2.4. Кулонометрический и электрогравиметрический методы анализа История возникновения кулонометрии. Классификация кулонометриче ских методов анализа – гальваностатические (прямая кулонометрия, инверси онная и кулонометрическое титрование) и потенциостатические. Теоретические основы метода.

Прямая кулонометрия – гальвано и потенциостатическая. Определение количества электричества. Косвенная кулонометрия – гальваностатическое тит рование с внутренней и внешней генерацией титранта. Методы установления конечной точки. Особенности метода, преимущества и недостатки. Техника и схемы в кулонометрических определениях. Примеры кулонометрических опре делений органических и неорганических соединений.

2.5. Высокочастотная кондуктометрия (осциллометрия) Принципы и применение кондуктометрического метода. История разви тия метода. Особенности ВЧ-кондуктометрии. Теоретические основы метода.

Ячейки емкостного и индуктивного типа, их характеристические кривые и чув ствительность. Диаграммы соответствия. Аппаратура и правила работы с ВЧ приборами.

2.6. Прикладные аспекты Использование ЭВМ и микропроцессорной техники для автоматизации вольтамперометрических измерений. Измерения аналитического сигнала в ста ционарных условиях и в потоке. Принципы электрохимического детектирова ния вещества и условия его осуществления. Электрохимические датчики, де текторы и устройства. Сенсоры. Возможности электрохимических методов ана лиза для определения различных групп веществ (тяжелые металлы, органиче ские вещества, растворенный кислород, неметаллы и др). Понятие о капилляр ном электрофорезе. Использование электрохимических детекторов в хромато графии.

3. Литература 3.1. Основная 1. Будников Г.К., Майстренко В.Н., Вяселев М.Р. Основы современного элек трохимического анализа. – М.: Мир, Бином. Лаборатория знаний. 2003.

2. Агасян П.К., Николаева Е.Р. Основы электрохимических методов анализа. – М.: Изд-во МГУ, 1986.

3. Будников Г.К., Улахович Н.А., Медянцева Э.П. Основы электроаналитиче ской химии. – Казань: Изд-во КГУ, 1986.

4. Плэмбек Дж. Электрохимические методы анализа. Основы теории и приме нение. М.: Мир, 1985.

5. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. – М.: Высшая школа 1975.

6. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. – М.: Высшая школа, 1979.

3.2. Дополнительная 1. Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионоселективные электроды. – Л.: Хи мия, 1980.

2. Корыта И., Штулик К. Ионоселективные электроды. – М.: Мир, 1989.

3. Ионоселективные электроды/ Под ред. Дарста Р. – М.: Мир, 1972.

4. Бейтс Р. Определение рН. Теория и практика. – Л.: Химия, 1968.

5. Морф В. Принципы работы ионоселективных электродов и мембранный транспорт. – М.: Мир, 1985.

6. Мигдли Д., Торренс К. Потенциометрический анализ воды. – М.: Мир, 1980.

7. Бонд А.М. Полярографические методы в аналитической химии. – М.: Хи мия, 1983.

8. Гейровский Я., Кута Я. Основы полярографии. – М.: Мир, 1965.

9. Выдра Ф., Штулик К., Юлакова Э. Инверсионная вольтамперометрия. – М.: Мир, 1980.

10. Сонгина О.А., Захаров В.А. Амперометрическое титрование. – М.: Химия, 1979.

11. Агасян П.К., Хамракулов Т.К. Кулонометрический метод анализа. – М.:

Химия, 1984.

12. Худякова Т.А., Крешков А.П. Кондуктометрический метод анализа – М.:

Высшая школа 1975.

13. Худякова Т.А., Крешков А.П. Теория и практика кондуктометрического и хронокондуктометрического анализа. – М.: Химия 1976.

4. План лекций 1. Общие сведения о методах электрохимического анализа. Основные понятия электрохимических методов анализа. Электрохимические процессы на границе раздела 1 и 2 рода.

2. Потенциометрический метод анализа. Теоретические основы потенциомет рического анализа. Влияние различных факторов на потенциалы. Обратимые и необратимые системы. Основные типы электродов, используемых в потенцио метрии.

3. Прямая потенциометрия и ее применение. Приемы точного измерения по тенциала электрода. Потенциометрическое титрование. Преимущества и не достатки метода. Способы нахождения точки эквивалентности. Хронопотен циометрия.

4. Ионоселективные электроды. Мембранное равновесие. Основные характери стики И.С.Э., их применение.

5. История возникновения и развития полярографии. Теоретические основы ме тода. Классическая полярография. Токи в полярографии – предельный диффу зионный, остаточный емкостной. Вывод уравнения предельного диффузионно го тока в стационарных условиях.

6. Способы устранения миграционного тока, фон. Уравнение Ильковича. Мгно венный, максимальный и средние токи. Уравнение полярографической волны Гейровского-Ильковича. Потенциал полуволны и способы его определения.

Электроды в полярографии (ртутные, твердые) и границы их применимости.

Методы количественного полярографического анализа – расчетный калибро вочных кривых, стандарта, добавок.

7.Амальгамная полярография с накоплением. Инверсионная вольтамперомет рия. Уравнение Шевчика. Выбор длительности электролиза. Применение ИВА.

8.Пленочная полярография с накоплением. Переменнотоковая полярография.

Разностная полярография. Дифференциальная полярография. Аппаратура в по лярографии. Осциллографическая полярография. Уравнение Рэнделса Шевчика. Ячейки и электроды. Влияние растворенного кислорода.

9. Теоретические основы амперометрии. Особенности амперометрического титрования. Формы кривых титрования. Понятие об электрометрических инди каторах. Схема и аппаратура амперометрического титрования.

10. Кулонометрия. Классификация кулонометрических методов анализа. Теоре тические основы метода.Прямая кулонометрия. Определение количества элек тричества. Особенности метода, преимущества и недостатки. Техника и схемы в кулонометрических определениях.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.