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

Теоретические основы экстракционного разделения и концентрирования веществ

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра техносферной безопасности и аналитической химии
Направление подготовки04.04.01. Химия
ПрофильАналитическая химия
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план04_04_01_АХ-2-2019
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 62
самостоятельная работа 127
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 2

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (2) Итого
Недель 22,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 20 20 20 20
Практические 24 24 24 24
Сам. работа 127 127 127 127
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 216 216 216 216

Программу составил(и):
д.х.н., профессор, Темерев Сергей Васильевич

Рецензент(ы):
к.х.н., доцент, Харнутова Елена Павловна

Рабочая программа дисциплины
Теоретические основы экстракционного разделения и концентрирования веществ

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 04.04.01 Химия (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 23.09.2015г. №1042)

составлена на основании учебного плана:
04.04.01 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 Сергей Васильевич, д.х.н., профессор


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 Сергей Васильевич, д.х.н., профессор


1. Цели освоения дисциплины

1.1.усвоение основных закономерностей экстракционного концентрирования и разделения веществ при подготовке образцов к анализу.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 способностью использовать и развивать теоретические основы традиционных и новых разделов химии при решении профессиональных задач
ПК-2 владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- терминологию, количественные характеристики метода;
- принцип жестких, мягких кислот и оснований, основные экстракционные реагенты, их совместимость с разбавителями, основные классы извлекающихся соединений, особенности распределения хелатов, минеральных и комплексных металлокислот, способы увеличения избирательности экстракции, виды коэффициентов активности, способы оценки влияния разбавителя и строения реагента на экстракцию;
- приемы и способы выполнения экстракционного эксперимента, последовательность выполнения операций при его осуществлении;
- правила техники безопасности при работе с органическими растворителями и экстракционными реагентами.
3.2.Уметь:
3.2.1.- применять:
• приемы и способы экстракции для разделения и концентрирования веществ;
• полученные теоретические знания для выбора экстракционной системы, экстракционного реагента и разбавителя в соответствии с поставленной задачей.
- решать расчетные задачи по теме спецкурса;
- самостоятельно проводить экстракционный эксперимент;
- составлять алгоритм осуществления разделения, либо концентрирования и последующего проведения определения;
- производить расчет на любой стадии эксперимента, включая приготовление растворов, статистическую обработку результатов эксперимента.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.экстракционного концентрирования веществ и навыки практического окончания процедуры анализа инструментальными методами.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. История метода. Терминология, количественные характеристики, приложение основных законов химии к экстракции.
1.1. Место экстракции в структуре методов разделения. Экстракция как эффективный метод разделения и концентрирования. Возможности, достоинства и недостатки метода. Основные термины и определения. Количественные характеристики экстракционных процессов. Степень извлечения, коэффициент распределения, коэффициент разделения, коэффициент концентрирования. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
1.2. Различные классификации экстракционных процессов и систем. Процессы комплексообразования в экстракции. Теория обобщенных кислот и оснований Льюиса. Принцип мягких и жестких кислот и оснований Пирсона. Ряды устойчивости комплексов жестких и мягких катионов. Жесткость-мягкость донорных атомов экстракционных реагентов. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
1.3. Разделение и последовательное определение ионов кадмия, цинка, магния. Лабораторные 2 6 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
1.4. Разделение и определение ионов железа, меди, кобальта и никеля. Лабораторные 2 6 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
1.5. Новые экстракционные методы разделения и концентрирования веществ. Сам. работа 2 20 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
1.6. Экстракция веществ расплавами. Сам. работа 2 20 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
1.7. Особенности газовой экстракции. Сам. работа 2 20 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 2. Физическая химия экстракции.
2.1. Основные типы экстракционных реагентов. Нейтральные; Кислые; Основные. Физическая химия экстракции. Основные термодинамические функции. Образование растворов. Активность неэлектролитов и электролитов, коэффициент активности. Средне ионный коэффициент активности и коэффициент активности иона. Влияние ионной силы на коэффициент активности. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.2. Основные типы экстракционных реагентов. Нейтральные; Кислые; Основные. Физическая химия экстракции. Основные термодинамические функции. Образование растворов. Активность неэлектролитов и электролитов, коэффициент активности. Средне ионный коэффициент активности и коэффициент активности иона. Влияние ионной силы на коэффициент активности. Сам. работа 2 20 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.3. Виды коэффициентов активности и их связь между собой. Экстракционные равновесия в системах неэлектролит-неэлектролит, электролит-электролит. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.4. Виды коэффициентов активности и их связь между собой. Экстракционные равновесия в системах неэлектролит-неэлектролит, электролит-электролит. Сам. работа 2 10 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.5. Равновесие в системе электролит в водной фазе–неэлектролит в органической фазе. Зависимость константы диссоциации электролита от диэлектрической проницаемости растворителя. Виды изотерм экстракции. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
2.6. Расчет константы межфазного анионного обмена в системе LH[FeCl4]- NaClO4. Практические 2 8 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 3. Химия экстракции. Экстракция соединений ковалентного характера.
3.1. Распределение реагента при экстракции хелатов. Экстракция хелатов. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.2. Величина и её регулирование. Ряды констант экстракции хелатов и их использование для увеличения селективности экстракции. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.3. Расчет форм существования диантипирилалканов в экстракте в зависимости от кислотности водной фазы Практические 2 8 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.4. Расчет констант экстракции перхлоратов металлов диантипирилметаном Практические 2 8 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.5. Определение константы распределения диантипирилалкана между водной и органической фазами. Лабораторные 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.6. Определение состава извлекающихся соединений методами изомолярных серий, сдвига равновесия, анализа экстракта и построения изотермы экстракции. Лабораторные 2 6 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.7. Особенности трехфазной экстракции. Сам. работа 2 10 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.8. Особенности гомогенной экстракции. Сам. работа 2 10 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.9. Аналитическое применение сверхкритической флюидной экстракции Сам. работа 2 6 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.10. Расслаивание и структурная теория жидкостей. Сам. работа 2 6 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
3.11. Применение трехфазных экстракционных систем в аналитичес5кой химии и технологии. Сам. работа 2 5 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 4. Различия в экстракции простых и комплексных кислот. Условия образования комплексных анионов.
4.1. Экстракция сильных кислот и комплексных металлокислот. Соэкстракция и подавление экстракции микрокомпонента извлекающимся макрокомпонентом Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1
Раздел 5. Корреляционные методы оценки экстракционной способности.
5.1. Влияние разбавителя на экстракцию. Экстракционная способность и строение реагентов. Лекции 2 2 ОПК-1, ПК-2 Л2.1, Л2.2, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Вопросы к зачёту по дисциплине «Теоретические основы экстракционного разделения и концентрирования веществ» представлены в фонде оценочных средств.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
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 Исмаилова Р. Н., Ермолаева Е. А., Михайлов О. В. Общая и аналитическая химия: Учебная литература для ВУЗов КНИТУ, 2011 biblioclub.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Апарнев А.И. Аналитическая химия: учебное пособие Издательство НГТУ, 2011 www.studentlibrary.ru
Л2.2 Александрова Т.П. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: учебное пособие Издательство НГТУ, 2016 www.studentlibrary.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека
Э2 http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук
Э3 http://www.gpntb.ru ГПНТБ Государственная публичная научно-техническая библиотека
Э4 http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук
Э5 http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека
Э6 http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ
Э7 http://www.chem.msu.su Электронная библиотека на сервере химфака МГУ
Э8 http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ
Э9 http://www.kge.msu.ru Библиотеки химической литературы
Э10 http://www.lib.asu.ru Электронная библиотека зарубежных изданий
Э11 http://www.chem.asu.ru Электронная библиотека/неорганич. химия
Э12 http://www.chem.port.ru/
Э13 http://www.ars.org/portalchemistry/
Э14 http://www.pstlib.nsc.ru/
6.3. Перечень программного обеспечения
MS Power Point
Microsoft Windows
Microsoft Office
7-Zip
AcrobatReader
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

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические рекомендации для студентов закреплены в приложении.