一、分析化学课程的作用
分析化学是研究物质化学成分的分析方法及有关理论的一门学科,是化学学科的重要分支,是高等理工农林医药院校的一门重要基础课程。是我校园林、园艺、应化、生物工程、生物技术、食科、中药、动科、动医、环科、食质等十几个专业开设的一门必修课程。
分析化学的地位和作用主要体现在,它是学生文化素质教育中不可缺少的重要组成部分,是为学生打好化学基础进而为后续课程服务,同时其教学过程也是全面培养和提高学生的认知、思维推理和创造能力的过程。经过本课程的学习,使学生能掌握分析化学的基本原理、基本知识和基本操作技能。掌握各类分析方法的特点、应用范围及局限性。培养严谨的科学态度。正确处理分析数据与信息,达到能应用所学知识分析问题,并根据实际问题选择合适的化学分析方法,具有初步分析问题和解决问题的能力。
分析化学是研究物质化学组成的表征和测量的科学。是一门工具科学,在科学研究上可以帮助人们扩大和加深对于自然界的认识,起着“眼睛”和“参谋”的作用,几乎与国民经济的一切部门有着密切联系。
二、分析化学课程与其他课程的关系
分析化学的先修课程为普通化学和高等数学。在掌握了物质的结构、性质和应用等知识的基础上来研究物质的组成。主要涉及普通化学的内容有:化学平衡原理及平衡常数的计算、影响反应速率的因素、溶液的浓度及计算、酸碱溶液中酸碱度的计算、缓冲溶液知识、溶度积原理、电极电势的影响因素及计算、配位平衡等,还有普通化学的基本操作技术内容,如溶液配制、称量、溶解、加热、定容、液体的取用及常用化学仪器的使用等;主要涉及的高等数学知识有:微积分概念、数理统计基础等。先修课程主要涉及分析化学的如下内容:误差与数据处理、标准溶液的浓度计算与配制、酸碱滴定法、沉淀滴定法、氧化还原滴定法、配位滴定法等。
分析化学是研究物质及其变化的重要方法之一,是一门实践性很强的学科。分析化学的理论和实验技术是学生学习后续课程的基础,如生物学、生物化学、生理学等。实验操作是分析化学课程的重要环节。在学习过程中必须注意理论与实践相结合,加强基本操作和技能的训练,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力,为将来的学习和工作打下良好的基础。
为更好地发挥本课程的作用,经教授委员会扩大会议研究,决定将各层次分析化学课程教学大纲做如下执行说明。
三、《分析化学课程教学大纲》执行说明
1、误差与数据处理
(1)基本内容
在理解误差的来源和特点的基础上,掌握各类误差的减免方法;掌握误差的两个表征:准确度和精密度的概念及表示方法;理解提高分析结果准确度的方法;掌握简单的数据处理方法:可疑值的取舍;掌握平均值的置信区间的表示;理解有效数字的概念和应用规则。
(2)专业侧重
本部分学时少,内容对各专业学生都很陌生,所以对各专业学生要求程度相同。重要的是建立用有限次实验数据表示无限次测定结果的理念。教学重点是误差及产生的原因;有限次实验数据的统计处理方法;误差与偏差的表示;可疑值的取舍;有效数字的概念等。教学难点是有限次实验数据的处理方法和可疑数据的取舍。
(3)能力培养
本知识单元教学中,通过学生对误差的分类和产生原因的理解,在已知误差绝对存在的认识基础上,理解误差的大小是相对的。就是误差是可调可控的,在不能消灭误差的前提下,可以使误差降到允许范围内。本单元的教学重点是培养学生建立用有限次实验数据表示无限次测定结果的理念,掌握物质定量分析步骤,对物质的定量分析过程整体把握的能力。具体就是:首先,根据分析任务和样品特点,选用正确的分析方法,在测定前要保证误差在允许范围内,即做对照试验、空白试验和校准仪器,并设计平行操作3-5次的实验方案;其次,根据所用仪器正确记录实验数据并对得到的实验数据进行取舍判断,最后,用有限的实验数据表示一定置信度下无限次的分析结果,同时对实验结果进行准确度和精密度的评价。
(4)针对性练习
实验数据的准确度和精密度计算,计算一定置信度下的置信区间,可疑数据的取舍计算等有关练习。
2、滴定分析概论及四大滴定法(酸碱滴定、沉淀滴定、配位滴定和氧化还原滴定)
(1)基本内容
在理解滴定法的有关概念和滴定方式的基础上,掌握标准溶液浓度的表示方法、配制及标定方法;掌握各类滴定法的滴定条件、原理、分类和滴定过程的有关计算;掌握各类滴定法的指示剂变色原理、范围及应用;掌握各类滴定法的特殊性;了解各滴定曲线的形状并掌握影响突跃范围因素等。
(2)专业侧重
应化、动医(前一学期开设普通化学课程)等专业:教学中密切联系普通化学知识,将普化知识的引申运用就是本知识单元的主体框架。就是在普通化学四大平衡知识的基础上,进一步理解利用四大平衡进行化学定量分析的原理和过程。具体为:在酸碱质子理论、缓冲溶液、溶度积原理、配位平衡稳定常数及电极电势知识的基础上,能够计算出各类滴定过程中被滴物的浓度变化,从而理解滴定曲线的形状、特点和突跃范围等,推出各类指示剂的变色原理、变色范围及应用。
园艺、生物(前一学期没开设普通化学课程)等专业:教学中强调本知识单元的实用性,即知其然不用知其所以然。教学中不能运用推理法引出新知识,强调分析化学作为工具科学的特点,将很多知识点作为手册内容贮存备用。
(3)能力培养
本知识单元占分析化学课程内容的75%,是本课程内容的重中之重。教学中注重将四大滴定法作为整体知识讲解,使学生能够综合理解运用,做到举一反三。重点培养学生综合分析问题和解决问题的能力,具体表现在对常量样品能够进行完整的定量化学分析。包括方法选择、滴定剂配制与浓度确定、选择合适的指示剂、滴定终点判断、结果计算与表示等。
(4)针对性练习
标准溶液的配制与标定计算、化学计量点计算及待测组分含量计算等。
3、仪器分析法(吸光光度法)
(1)基本内容
理解有色物质的颜色和对光的选择吸收的关系;熟练掌握朗伯-比耳定律及应用;了解目视比色法、光电比色法和分光光度法的原理与不同。
(2)专业侧重
由于本教学单元所涉及的物质对光的吸收特性、光吸收定律等具有普适性,所以,不再针对各专业进行教学侧重。
(3)能力培养
本知识单元学时少,独立性强,是本课程微量分析的唯一方法,也是仪器分析的唯一方法。通过本知识单元的学习,使学生掌握仪器分析的特点和微量组分样品的定量分析法,学会使用分光光度计。让学生理解被测物相同但含量不同的样品测定方法的不同,提高实际分析问题与解决问题的能力。
(4)针对性练习
围绕着光吸收定律的有关练习。
康立娟
2017.9.28