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
ПрофильОбщий
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план04_03_01_Химия-3-2020
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 86
самостоятельная работа 130
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 44 44 44 44
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 130 130 130 130
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 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 30.06.2020 протокол № 6.

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

Протокол от 31.08.2020 г. № 1
Срок действия программы: 2020-2021 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 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 31.08.2020 г. № 1
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.02.02

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

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.