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 подготовки04.03.01. Химия
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план04_03_01_Химия-3-2019
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 110
самостоятельная работа 106
Виды контроля по семестрам
зачеты: 7

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (7) Итого
Недель 16
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 24 24 24 24
Лабораторные 62 62 62 62
Практические 24 24 24 24
Сам. работа 106 106 106 106
Итого 216 216 216 216

Программу составил(и):

Рецензент(ы):

Рабочая программа дисциплины
Экстракция в аналитической химии

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 04.03.01 ХИМИЯ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 12.03.2015г. №210)

составлена на основании учебного плана:
04.03.01 Химия
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

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

Протокол от 31.08.2018 г. № 1
Срок действия программы: 2018-2019 уч. г.

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


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 31.08.2018 г. № 1
Заведующий кафедрой Темерев С.В., профессор, 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.01.02

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2 владением навыками проведения химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций
ПК-2 владением базовыми навыками использования современной аппаратуры при проведении научных 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 7 4 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.2. Понятие экстракции. Этапы развития экстракции в РФ и за рубежом. Терминология. Лекции 7 2
1.3. Экстракционное равновесие. Скорость экстракции. Сам. работа 7 8
1.4. Количественные экстракционных процессов. Практические 7 2
1.5. Классификация экстракционных процессов и систем. Лекции 7 2
1.6. Классификация экстракционных процессов и систем. Сам. работа 7 8 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.7. Классификация экстракционных процессов и систем. Практические 7 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.8. Процессы комплексообразования и экстракции. Лекции 7 2 Л1.1, Л1.2
1.9. Принцип жестких, мягких кислот и оснований (ЖМКО) Пирсона. Сам. работа 7 8 Л1.1
1.10. Экстракционные реагенты и их классификация. Практические 7 4 Л1.2
1.11. Экстракция соединений ковалентного характера. Лекции 7 2 Л1.2
1.12. Экстракция соединений ковалентного характера. Сам. работа 7 8
1.13. Примеры экстракции координационно-сольватированных соединений. Практические 7 2
1.14. Хелатообразующие реагенты. Лекции 7 2
1.15. Основы теории действия органических хелатообразующих реагентов, природа донорных атомов и характерные атомные группировки, гипотеза аналогий. Факторы, влияющие на экстракцию хелатов. Сам. работа 7 8 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.16. Величина pH50 экстракции, расчет, влияющие факторы. Практические 7 2
1.17. Экстракция аминами. Лекции 7 2
1.18. Первичные, вторичные и третичные амины, их общая характеристика как экстрагентов. Сам. работа 7 8
1.19. Производные пиразолона, как экстракционные реагенты. Практические 7 2 Л2.1, Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.20. Методы определения состава и строения экстрагируемых соединений. Лекции 7 2
1.21. Разделение и определение железа, меди, кобальта и никеля. Лабораторные 7 6 Л2.1
1.22. Нетрадиционные экстракционные системы и их использование в аналитической химии. Лекции 7 2 Л1.1, Л1.2
1.23. Методы определения состава и строения экстрагируемых соединений. Сам. работа 7 10 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.24. Расчетные задачи по экстракции. Практические 7 2
1.25. Трехфазные системы. Сам. работа 7 8
1.26. Экстракционные системы с единственным жидким компонентом - водой. Сам. работа 7 10 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.27. Комбинированные экстракционно-инструментальные методы анализа. Спектрометрические. Практические 7 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.28. Комбинированные экстракционно-инструментальные методы анализа. Атомно-абсорбционные. Вольтамперометрические. Практические 7 2
1.29. Физическая химия экстракции. Основные положения термодинамики экстракции. Лекции 7 2
1.30. Физическая химия экстракции. Основные положения термодинамики экстракции. Сам. работа 7 10
1.31. Физическая химия экстракции. Основные положения термодинамики экстракции. Практические 7 2
1.32. Корреляционные методы оценки экстракционной способности. Лекции 7 2 Л1.1, Л1.2, Л1.3
1.33. Принцип линейной зависимости и свободных энергий. Сам. работа 7 10 Л1.1
1.34. Корреляция констант экстракции с электроотрицательностью заместителей в молекуле экстракционного реагента. Оценка электроотрицательности заместителей параметрами Гаммета-Тафта, Кабачника. Сам. работа 7 10 Л1.1, Л1.2
1.35. Корреляционные методы оценки экстракционной способности. Практические 7 2 Л1.1
1.36. Техника безопасности. Ознакомление с процессом экстракции. Лабораторные 7 4 Л2.1, Л1.1
1.37. Определение реагентов методом двухфазного алкалиметрического титрования. Лабораторные 7 6 Л2.1
1.38. Определение форм реагентов в экстракте методом сдвига при изменении кислотности в водной фазе. Лабораторные 7 6 Л2.1
1.39. Определение состава извлекающихся соединений. Лабораторные 7 6 Л2.1
1.40. Расчет константы межфазного анионного обмена в системе LH[FeCl4] - NaClO4. Лабораторные 7 6 Л2.1, Л1.1
1.41. Разделение и последовательное определение кадмия и магния. Лабораторные 7 6 Л2.1, Л1.3
1.42. Экстракционно-фотометрическое определение железа(III). Лабораторные 7 4 Л2.1
1.43. Экстракционно-комплексонометрическое определение молибдена с использованием изо-бутилдиантипирилметана. Лабораторные 7 6 Л2.1
1.44. Экстракционно-фотометрическое определение титана в сталях при помощи диантипирилметана и хлорида олова. Лабораторные 7 6 Л2.1
1.45. Высокоизбирательное экстракционно-комплексонометрическое определение ионов циркония. Лабораторные 7 6 Л2.1, Л1.1

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.

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"
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).
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
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)
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.