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《无机与分析》课程教学大纲
一、课程基本信息课程代码13120121课程名称无机分析课程英文名称Inorganic andAnalytical Chemistry课程所属单位化学与环境工程系化学教研室课程面向专业化学工程、生物、制药、环境、食品工程、食品卫生、食品安全检测、动物营养、水产养殖等课程类型必修课先修课程无学分4学分总学时64学时
二、课程性质与目的无机及分析化学是我校化工、生物、制药、环境、食品、动物营养、水产等专业的第一门化学方面的重要基础课是将原来分属于无机化学,分析化学两门课程的教学内容融为一体,组成一个新的教学体系,其任务是运用化学原理和物质结构知识来探讨元素及化合物的基本性质,鉴定物质的化学成分及测定各成分的含量本课程的教学目的,一是承担在中学与大学的化学学习上起的桥梁作用,帮助学生适应新的环境和掌握学习化学的科学方法;二是通过分析化学基本原理和测定方法的学习,使学生准确树立量的概念,培养学生严谨的科学态度,正确掌握有关的科学实验技能,提高分析问题和解决问题的能力,为后续课程的学习打下坚实的基础
三、课程教学内容与要求第一章溶液和胶体
1、教学内容与要求教学内容
(1)分散系
(2)溶液的浓度
(3)稀溶液的依数性
(4)胶体溶液
(5)乳状液要求
(1)了解分散系的概念和分散系的分类,初步了解表面活性剂的基本性质、分类、乳状液及制备原理,了解强电解质溶液的表观电离度和活度等概念
(2)理解稀溶液依数性的涵义、适用范围和应用及有关计算
(3)掌握溶液浓度的表示方法和计算,胶体溶液一一溶胶的性质、胶团结构,影响溶胶稳定性因素和加速聚沉或保护胶体的方法
2、教学重点
(1)溶液浓度的表示方法及计算
(2)稀溶液定律的适用范围及应用
(3)溶胶的结构、性质,溶胶的稳定性和聚沉作用
3、教学难点
(1)稀溶液定律的适用范围及应用
(2)溶胶的结构、性质,溶胶的稳定性和聚沉作用第二章化学反应的能量和方向
1、教学内容与要求教学内容
(1)热力学基础知识
(2)化学反应过程中的热效应
(3)热化学定律
(4)化学反应的方向要求
(1)了解状态函数、热、功、内能的概念,了解化学反应的焙变在一般条件下的定义,了解Qv与反应中的内能变化关系,了解化学反应中的燃变及吉布斯自由能在一般条件下的定义
(2)理解定压热效应(Qp)与反应中的烙变关系
(3)熟悉盖斯定律
(4)掌握化学反应的标准摩尔燧变(△rHm)的各种计算方法,初步掌握化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变(ArGm)的近似计算能应用(ArGm)或(4rGm)判断反应进行的方向
2、教学重点
(1)状态函数的定义及特征
(2)焰或焰变的区别,定压反应热与反应熔变的关系
(3)盖斯定律
(4)理解△,Hm、△5m、△rGm所表示的含义以及它们之间的关系,会用△rGm判断化学反应进行的方向,并会进行有关计算
3、教学难点
(1)盖斯定律
(2)理解ArHm、A「Sm、A『Gm所表示的含义以及它们之间的关系,会用△rGm判断化学反应进行的方向,并会进行有关计算第三章化学反应的速率和限度
1、教学内容与要求教学内容
(1)化学反应速率
(2)影响化学反应速率的因素
(3)化学反应的限度--化学平衡要求
(1)了解反应速率、基元反应和反应级数的概念,了解浓度、温度与反应速率的关系,了解化学反应速率理论,能用活化能和活化分子的概念说明浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响
(2)理解标准平衡常数(K)的意义及其与A£m的关系,理解浓度、压力和温度对化学平衡的影响
(3)掌握质量作用定律和化学反应的速率方程式;能用阿仑尼乌斯公式进行有关计算,掌握有关化学平衡的计算,掌握化学平衡的特征,掌握不同反应类型的标准平衡常数的表达式
2、教学重点
(1)活化能和活化分子的概念解释浓度、温度、催化剂对反应速率的影响
(2)质量作用定律和化学反应的速率方程式
(3)化学平衡的原理,熟练掌握其有关计算
3、教学难点
(1)质量作用定律和化学反应的速率方程式
(2)化学平衡移动的原理第四章物质结构简介
1、教学内容与要求教学内容
(1)氢原子光谱和波尔理论
(2)原子的量子力学模型
(3)原子核外电子结构
(4)元素基本性质的周期性变化
(5)离子键
(6)共价键
(7)分子间力和氢键
(8)晶体知识简介要求
(1)联系原子核外电子运动的特征(量子化、波粒二象性、统计性),了解波函数、电子云的基本概念,了解分子偶极矩的概念及其应用于区分极性分子与非极性分子,能联系杂化轨道理论(S-P)型说明一些典型分子的空间构型,在明确化学键、分子间力(以及氢键)的本质及其特征的基础上,了解晶体结构及其对物质性质的影响
(2)理解四个量子数的物理意义及四个量子数对核外电子运动状态的描述,理解s、p、d波函数和电子云的角度分布示意图
(3)掌握周期表元素的原子核外电子分布的一般规律及其与长式周期表的关系,明确原子(及离子)的外层电子分布和元素按s、p、d、ds、f分区的情况,能用原子结构的理论解释元素一些性质的周期性变化规律,掌握离子键和共价键的本质特征
2、教学重点
(1)微观粒子的波粒二象性、波函数和原子轨道、电子云和量子数的意义以及对核外电子运动状态的描述
(2)核外电子排布规律,能用屏蔽效应或钻穿效应解释能级交错并掌握其对原子能级的影响掌握元素性质周期性变化的规律
(3)共价键的形成、类型及特征,杂化轨道理论,键的极性与分子的极性,分子间力和氢犍对物质性质的影响
3、教学难点
(1)核外电子排布规律,用屏蔽效应或钻穿效应解释能级交错及其对原子能级的影响
(2)共价键的形成、类型及特征,杂化轨道理论第五章重要生命元素化学
1、教学内容与要求教学内容
(1)概述
(2)s区元素
(3)p区金素元素
(4)p区非金素元素
(5)d区元素和ds区元素
(6)f区元素要求
(1)了解生物体内元素和生命元索的分类,联系物质结构基础知识,了解宏量元素和微量元素的生物功能
(2)理解生命元素单质和化合物性质的一般规律和典型实例
(3)掌握人体必需微量元素在周期表中的分布和结构上的特点
2、教学重点
(1)重要生命元素单质和化合物的氧化还原性、热稳定性、酸碱性及与水作用等化学性质的一般规律或特征
(2)根据元素单质和化合物的性质,熟悉常见的阴离子、阳岗子的鉴定
3、教学难点
(1)重要生命元素单质和化合物的热稳定性的一般规律或特征
(2)常见的阴离子、阳离子的鉴定第六章分析化学概论
1、教学内容与要求教学内容
(1)分析化学的任务、方法及发展趋势
(2)定量分析的一般程序
(3)定量分析的误差
(4)有限数据的统计处理
(5)滴定分析要求
(1)了解分析化学的任务、方法及一般程序,了解定审分析误差的产生和它的各种表示方法,了解提高分析结果准确度的方法,了解滴定分析法的基本知识
(2)理解有效数字的意义
(3)掌握试样的采集、制备与预处理方法,掌握有效数字的运算规则,掌握分析结果有限数据的处理方法,掌握标准溶液的配制方法及浓度的表示方法,掌握滴定分析的计算
2、教学重点
(1)系统误差和随机误差的来源与消除和减少的方法,误差的表示方法
(2)有效数字及运算规则,有限数据的统计处理
(3)标准溶液的配制及浓度的表示方法,滴定分析的计算
3、教学难点
(1)有限数据的统计处理
(2)滴定分析的基本概论第七章酸碱平衡与酸碱滴定法
1、教学内容与要求教学内容
(1)酸碱质子理论
(2)影响酸碱平衡的因素
(3)酸碱水溶液酸度的计算
(4)酸碱指示剂
(5)酸碱溶液曲线和指示剂的选择
(6)酸碱滴定法的应用要求
(1)了解缓冲溶液的作用原理,缓冲范围的概念,了解指示剂的变色范围,了解化学计量点、滴定突跃、滴定终点的含义
(2)理解酸碱质子理论的基本内容及其应用,理解酸碱平衡体系中各型体的分布系数的计算和用质子理论即PBE方程式处理酸碱平衡的基本方法
(3)掌握酸碱平衡中溶液酸碱度的计算方法,掌握其pH值和缓冲熔液PH的计算,掌握几种常用的缓冲溶液的配制和应用,掌握选择指示剂的原则,掌握儿种常用指示剂的变色范围及终点变化情况,掌握酸碱滴定过程中氢离子浓度的变化规律,要根据滴定曲线会选择恰当的指示剂,掌握弱酸碱能否被准确滴定的条件,掌握酸碱滴定分析结果的有关计算,多元酸碱能否分步滴定的判据,能应用所学知识解决在酸碱平衡和酸碱滴定中所遇到的一般问题
2、教学重点
(1)缓冲溶液的作用原理和计算、缓冲溶液的配制和应用
(2)掌握利用分布系数和PBE方程式处理酸碱平衡的基本方法,掌握各种类型酸碱溶液[H+]的计算
(3)酸碱滴定过程中[H+]的计算,滴定曲线的绘制及常用指示剂的选择
(4)酸碱准确滴定的条件,多元酸碱分步滴定的判据以及酸碱滴定分析结果的计算
3、教学难点
(1)利用分布系数和PBE方程式处理酸碱平衡的基本方法,各种类型酸碱溶液[H,]的计算
(2)酸碱滴定过程中[H+]的计算,滴定曲线的绘制及常用指示剂的选择
(3)弱酸碱准确滴定的条件,多元酸碱分步滴定的判据以及酸碱滴定分析结果的计算第八章沉淀溶解平衡与沉淀测定法
1、教学内容与要求教学内容
(1)难溶电解质的溶解平衡
(2)沉淀的生成与溶解
(3)沉淀滴定法
(4)重量分析法
(5)应用实例要求
(1)了解重量分析法的基本原理和主要步骤,了解沉淀形成的理论和不同类型的沉淀条件的选择
(2)理解溶度积的概念及溶度积规则,溶度积和溶解度的关系
(3)掌握沉淀的生成、溶解或转化的条件及有关计算,掌握莫尔法、佛尔哈得法和法扬司法的基本原理,滴定条件和沉淀滴定法的应用和计算,掌握重量分析结果计算方法
2、教学重点
(1)K0sp的定义、溶度积与溶解度的关系,根据溶度积规则,掌握沉淀的生成、溶解或转化的条件及计算
(2)沉淀滴定法的基本原理,滴定条件以及应用与计算
(3)沉淀的形成理论和不同类型沉淀条件的选择,重量分析结果的计算方法
3、教学难点
(1)溶度积与溶解度的关系
(2)沉淀的形成理论和不同类型沉淀条件的选择第九章配位化合物与配位滴定法
1、教学内容与要求教学内容
(1)配位化合物的组成与命名
(2)配位化合物的价键理论
(3)配位平衡
(4)EDTA的性质及配位滴定
(5)配位滴定曲线
(6)金属指不剂
(7)提高滴定选择性的方法
(8)应用实例要求
(1)了解影响滴定突跃大小的因素,正确判断能否准确滴定,了解金属指示剂的作用原理和选择金属指示剂的依据,了解提高配位滴定选择性的方法
(2)理解配位化合物价犍理论,并能用以解释一些实例,理解配位离解平衡的意义及有关计算
(3)掌握配位化合物的组成、定义、命名原则和结构特点、掌握配位平衡中有关各型体的分布系数及各型体平衡浓度的计算方法,掌握配位平衡中各种副反应及副反应系数的计算,熟练掌握配合物条件稳定常数的定义及计算方法,掌握配位滴定法的基本原理和化学计量点时金属离子浓度的计算,掌握配位滴定的方式及其应用和结果计算
2、教学重点
(1)配合物价键理论要点及应用
(2)配合物的稳定常数,配位平衡移动
(3)副反应系数和条件稳定常数
(4)配位滴定法基本原理,包括影响配位滴定突跃的因素,金属指示剂的变色点,能否准确滴定的判断及滴定酸度控制,提高配位选择性
(5)配位滴定的方法、应用和计算
3、教学难点
(1)副反应系数和条件稳定常数
(2)配位滴定法基本原理,包括影响配位滴定突跃的因素,金属指示剂的变色点,能否准确滴定的判断及滴定酸度控制,提高配位选择性第十章氧化还原反应与氧化还原滴定法
1、教学内容与要求教学内容
(1)氧化还原反应
(2)原电池与电极电位
(3)氧化还原滴定法要求
(1)了解原电池电动势与吉布斯自由能变的关系,了解正确选择指示剂的依据
(2)理解电极电位的概念,理解标准电极电位及条件电极电位的定义和它们的区别,能用能斯特公式进行有关计算
(3)掌握氧化还原反应的基本概念,能配平氧化还原方程式掌握电极物质浓度对电极电位的影响,以及电极电位的应用掌握元素电位图及其应用掌握氧化还原滴定过程中电极电位和离子浓度的变化规律及其计算方法,并熟悉和掌握KMnO4法、GCrzCh法及碘量法的滴定原理和操作方法学会用物质的量浓度计算氧化还原滴定分析结果的方法
2、教学重点
(1)利用能斯特方程式计算氧化还原平衡体系中有关电对的电极电位,并据此判断反应的方向、反应进行的程度及反应条件对进行程度的影响
(2)滴定过程中电极电位的计算,特别是化学计量点,滴定突跃范围的计算及指示剂的选择
3、教学难点
(1)对条件电极电位概念的理解及其计算,氧化还原滴定分析结果的计算第十一章吸光光度分析法
1、教学内容与要求教学内容
(1)基本原理
(2)显色反应
(3)吸光光度分析的方法和仪器
(4)应用实例要求
(1)了解光的基本性质,了解分光光度计的构造原理
(2)理解吸光分析的基本定律,理解光度测量的误差产生的原因
(3)掌握显色反应和测量条件的选择,掌握吸光分析法的应用
2、教学重点
(1)吸光分析的基本定律,光度测量的误差产生的原因
(2)显色反应和测量条件的选择,吸光分析法的应用
3、教学难点
(1)光度测量的误差产生的原因
(2)吸光分析法的应用
四、学时分配表学时分配表学时教学内容(按章填写)序号课堂讲授实验课习题课讨论课其它1第一章溶液和胶体42第二章化学反应的能量和方向53第三章化学反应的速度和限度54第四章物质结构简介85第五章重要生命元素化学46第六章分析化学概论47第七章酸碱平衡与酸碱滴定法88第八章沉淀溶解平衡与沉淀滴定法69第九章配位化合物与配位滴定法810第十章氧化还原反应与氧化还原滴定法811笫十一章吸光光度法4合计64
五、教学环节与教学要求
1、教学环节分为5个环节,即预习、讲授、批改作业、课后辅导和答疑、复习考试
2、教学要求无机及分析化学是我校化工、生物、制药、环境、食品、动物营养、水产等专业的第一门化学方面的重要基础课是将原来分属于无机化学,分析化学两门课程的教学内容融为•体,组成•新的教学体系要求教师对基本概念,基本理论讲授的基础上,培养学生严谗、求实科学的学习方法和科学态度通过分析化学基本原理和测定方法的学习,使学生准确树立量的概念,正确掌握有关的科学实验技能,提高分析问题和解决问题的能力,为后续课程的学习打卜.坚实的基础
六、课程考核办法
1.案例作业10%
2.课堂参与10%
3.考试(闭卷)80%
七、教材与主要参考书教材呼世斌、黄蔷蕾主编,《无机及分析化学》北京高等教育出版社,2001年7月第一版为21世纪教材主要参考书
1.南京大学无机及分析化学编写组,《无机及分析化学》,第三版北京高等教育出版社,
1998.
2.赵中
一、郭荆平、艾军主编,《无机及分析化学题解》武汉华中科技大学出版社,
2001.
3.贺志强、、金春华主编,《无机化学与普通化学题解》,第二版武汉华中科技大学出版社,
2003.
4.周光明主编,《分析化学习题精解》北京科学出版社,
2001.。