МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Экстракция в аналитической химии

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра техносферной безопасности и аналитической химии
Направление подготовки04.05.01. специальность Фундаментальная и прикладная химия
СпециализацияАналитическая химия; Органическая химия; Физическая химия и технологии материалов
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план04_05_01_Фундаментальная и прикладная химия_Профили-2022
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 84
самостоятельная работа 59
индивидуальные консультации 46
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 8

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (8) Итого
Недель 20,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 36 36 36 36
Практические 48 48 48 48
Сам. работа 59 59 59 59
Консультации 46 46 46 46
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 216 216 216 216

Программу составил(и):
д.х.н., доцент, Темерев С.В.

Рецензент(ы):
к.х.н., доцент, Харнутова Е.П.

Рабочая программа дисциплины
Экстракция в аналитической химии

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - специалитет по специальности 04.05.01 Фундаментальная и прикладная химия (приказ Минобрнауки России от 13.07.2017 г. № 652)

составлена на основании учебного плана:
04.05.01 Фундаментальная и прикладная химия
утвержденного учёным советом вуза от 27.04.2021 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 03.06.2022 г. № 11
Срок действия программы: 2022-2023 уч. г.

Заведующий кафедрой
Темерев С.В., доцент, д.х.н.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании кафедры

Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 03.06.2022 г. № 11
Заведующий кафедрой Темерев С.В., доцент, д.х.н.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.формирование представлений о теоретических основах экстракционных методов и решаемых аналитических задач при их использовании в профессиональной научно-исследовательской и производственной деятельности в области химической технологии синтетических биологически активных веществ и химико-фармацевтических препаратов;
закрепление, обобщение, углубление и расширение химических знаний, полученных при изучении базовых дисциплин, приобретение новых знаний и формирование умений и навыков, необходимых для изучения специальных технологических дисциплин.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-4 Способен выбирать и использовать методы исследования и технические средства для решения технологических задач химической направленности
ПК-5 Способен проводить эксперимент и наблюдения при решении исследовательских задач и оформлять результаты исследования
ПК-6 Способен проводить работы по обработке и анализу научно-технической информации и результатов исследований
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.возможности применения нескольких групп методов исследования простых физико-химических закономерностей;
теоретические способы обоснования возможности и границы применимости выбранных новейших методов, исследования сложных закономерностей состав – свойство и процессов различной природы.
3.2.Уметь:
3.2.1.анализировать и теоретически обосновывать результаты комплексного исследования физико-химических закономерностей с целью доказательства достижения поставленных профессиональных задач.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.теоретическими основами и практическими навыками работы на научном оборудовании; способен модернизировать методики экстракционного процесса согласно современным научным требованиям "Зеленой химии".

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Понятие экстракции. Классификация экстракционных процессов и систем
1.1. Методы разделения и концентрирования - составная часть аналитической химии. Лекции 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.2. Понятие экстракции. Этапы развития экстракции в РФ и за рубежом. Терминология. Лекции 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.3. Экстракционное равновесие. Скорость экстракции. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.4. Количественные экстракционных процессов. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.5. Экстракционное равновесие. Скорость экстракции. Консультации 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.6. Количественные экстракционных процессов. Консультации 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.7. Классификация экстракционных процессов и систем. Лекции 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.8. Классификация экстракционных процессов и систем. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.9. Классификация экстракционных процессов и систем. Консультации 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.10. Классификация экстракционных процессов и систем. Практические 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.11. Процессы комплексообразования и экстракции. Лекции 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.12. Принцип жестких, мягких кислот и оснований (ЖМКО) Пирсона. Сам. работа 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.13. Принцип жестких, мягких кислот и оснований (ЖМКО) Пирсона. Консультации 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.14. Экстракционные реагенты и их классификация. Практические 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.15. Экстракция соединений ковалентного характера. Лекции 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.16. Экстракция соединений ковалентного характера. Сам. работа 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.17. Экстракция соединений ковалентного характера. Консультации 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.18. Примеры экстракции координационно-сольватированных соединений. Практические 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.19. Хелатообразующие реагенты. Лекции 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.20. Основы теории действия органических хелатообразующих реагентов, природа донорных атомов и характерные атомные группировки, гипотеза аналогий. Факторы, влияющие на экстракцию хелатов. Сам. работа 8 5 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.21. Основы теории действия органических хелатообразующих реагентов, природа донорных атомов и характерные атомные группировки, гипотеза аналогий. Факторы, влияющие на экстракцию хелатов. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.22. Величина pH50 экстракции, расчет, влияющие факторы. Практические 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.23. Экстракция аминами. Лекции 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.24. Первичные, вторичные и третичные амины, их общая характеристика как экстрагентов. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.25. Первичные, вторичные и третичные амины, их общая характеристика как экстрагентов. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.26. Производные пиразолона, как экстракционные реагенты. Сам. работа 8 2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.27. Производные пиразолона, как экстракционные реагенты. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.28. Методы определения состава и строения экстрагируемых соединений. Лекции 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.29. Нетрадиционные экстракционные системы и их использование в аналитической химии. Лекции 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.30. Методы определения состава и строения экстрагируемых соединений. Сам. работа 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.31. Методы определения состава и строения экстрагируемых соединений. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.32. Расчетные задачи по экстракции. Практические 8 8 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.33. Трехфазные системы. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.34. Трехфазные системы. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.35. Экстракционные системы с единственным жидким компонентом - водой. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.36. Экстракционные системы с единственным жидким компонентом - водой. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.37. Комбинированные экстракционно-инструментальные методы анализа. Спектрометрические. Практические 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.38. Комбинированные экстракционно-инструментальные методы анализа. Атомно-абсорбционные. Вольтамперометрические. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.39. Комбинированные экстракционно-инструментальные методы анализа. Атомно-абсорбционные. Вольтамперометрические. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.40. Физическая химия экстракции. Основные положения термодинамики экстракции. Лекции 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.41. Физическая химия экстракции. Основные положения термодинамики экстракции. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.42. Физическая химия экстракции. Основные положения термодинамики экстракции. Практические 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.43. Корреляционные методы оценки экстракционной способности. Лекции 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.44. Принцип линейной зависимости и свободных энергий. Сам. работа 8 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.45. Корреляция констант экстракции с электроотрицательностью заместителей в молекуле экстракционного реагента. Оценка электроотрицательности заместителей параметрами Гаммета-Тафта, Кабачника. Сам. работа 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.46. Принцип линейной зависимости и свободных энергий. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.47. Корреляция констант экстракции с электроотрицательностью заместителей в молекуле экстракционного реагента. Оценка электроотрицательности заместителей параметрами Гаммета-Тафта, Кабачника. Консультации 8 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.48. Корреляционные методы оценки экстракционной способности. Практические 8 6 Л1.1, Л1.2, Л1.3

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1. Методы разделения и концентрирования - составная часть аналитической химии.
2. Экстракция. Экстракт. Экстрагент. Экстракционный реагент. Реэкстракт. Рафинат. Разбавитель (растворитель).
3. Экстракция. Количественные характеристики.
4. Константа распределения (Р). Примеры.
5. Коэффициент распределения (D). Примеры.
6. Степень извлечения (R). Примеры.
7. Коэффициент разделения (β). Коэффициент концентрирования или фактор разделения (S). Примеры.
8. Константа экстракции (Кex). Примеры.
9. Экстракционно-электрохимические и другие комбинированные методы. Примеры реализации на практике.
10. Экстракция как метод разделения и концентрирования веществ.
11. Сочетание экстракции с атомной спектрометрией. Примеры.
12. Физическое распределение вещества между фазами.
13. Сочетание экстракции с молекулярной спектрометрией. Примеры
14. Реакционная экстракция.
15. Экстракция как метод подготовки образцов в хроматографии.
16. Мембранная экстракция во множественной эмульсии. Мицеллярная экстракция.
17. Классификации экстракционных систем.
18. Гомогенная экстракция.
19. Жидкость – жидкостная экстракция.
20. Особенности экстракции легкоплавкими экстрагентами и гелями.
21. Экстракция из расплавов.
22. Экстрагирование (выщелачивание из твердого).
23. Газовая экстракция.
24. Трехфазная экстракция.
25. Сверхкритическая флюидная экстракция.
26. Микроэкстракция. Особенности. Применение в анализе.
27. Производные пиразолона как экстракционные реагенты.
28. Кислородсодержащие экстрагенты.
29. Серасодержащие экстрагенты. Тиопирин и его производные как экстракционные реагенты.
30. Термодинамические особенности экстракции. Правило фаз Гиббса.
31. Кинетические особенности экстракции.
32. Кислотно-основные равновесия в жидкостно-жидкостной экстракции.
33. Связь коэффициента распределения и степени извлечения.
34. Способы смещения экстракционного равновесия. pH50.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Фонд оценочных средств закреплен в приложении.
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 И.Г.Зенкевич и др. Аналитическая химия в 3-х томах. Т.1 методы идентификации и определения веществ: М., : Издательский центр "Академия", 2008
Л1.2 и.Г.Зенкевич и др. Аналитическая химия.Т.2 Методы разделения веществ и гибридные методы анализа.: М,:Издательский дом "Академия", 2008
Л1.3 И.Г. Зенкевич и др Аналитическая химия. Т.3. Химический анализ.: для студентов высших учебных заведений м.:Издательский дом 2Академия", 2008
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Петров Б.И., Москвитинова Т.Б. Теория действия и применение R-Диантипирилметанов как экстракционных реагентов. : Пермь: Изд-во ПГУ, 1987
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Экстракция в аналитической химии portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows 7 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная);
Microsoft Office 2010 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная).
Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно);
Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно);
Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно);
AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно);
ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно);
LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно);
Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно);
Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024);
Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно);
Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно);
Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно)
6.4. Перечень информационных справочных систем
СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/).
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические рекомендации для студентов закреплены в приложении.