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

Избранные главы спектроскопических методов анализа
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра органической химии
Направление подготовки18.03.01. Химическая технология
ПрофильХимическая технология синтетических биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и косметических средств
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план18_03_01_ХимТех-1-2020
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 78
самостоятельная работа 111
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 8

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 4 (8) Итого
Недель 12
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 24 24 24 24
Лабораторные 36 36 36 36
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 111 111 111 111
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 216 216 216 216

Программу составил(и):
канд. хим. наук, Доцент, Колосов П.В.

Рецензент(ы):
канд. хим. наук, Доцент, Харнутова Е.П.;канд. хим. наук, Доцент, Микушина И.В.

Рабочая программа дисциплины
Избранные главы спектроскопических методов анализа

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 18.03.01 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 11.08.2016 г. № 1005)

составлена на основании учебного плана:
18.03.01 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра органической химии

Протокол от 22.06.2020 г. № 11
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
Базарнова Н.Г., д.хим. наук, профессор

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 органической химии

Протокол от 22.06.2020 г. № 11
Заведующий кафедрой Базарнова Н.Г., д.хим. наук, профессор

1. Цели освоения дисциплины

1.1.- сформировать понимание значимости спектроскопических методов анализа для решения современных научных и прикладных задач, показать тенденций развития методов, их метрологические возможности;
- дать представление об инструментальной базе спектроскопических методов анализа;
- на примере классических спектроскопических методов познакомить с наиболее общими правилами выполнения анализа, интерпретации и представления результатов.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-18: готовностью использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- естественнонаучные законы, на которых базируются спектроскопические методы анализа;
- классификацию и основы спектроскопических методов анализа;
- области применения, метрологические характеристики, достоинства и недостатки классических спектроскопических методов анализа, тенденции их развития;
- принципы устройства приборов и инструментов, основы пробоподготовки, правила работы на приборах.
- правила идентификации, представления и оформления результатов анализа.
3.2.Уметь:
3.2.1.- применять основные естественнонаучные законы в практической работе;
- выбирать оптимальный метод анализа для выполнения конкретной работы;
- готовить образцы к исследованиям и работать на общедоступном спектральном оборудовании;
- идентифицировать, представлять и оформлять результаты анализа.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- основами применения классических спектроскопических методов анализа и идентификации, представления и оформления результатов анализа.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Общие вопросы спектроскопии.
1.1. Спектроскопия. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Спектр. Классификация спектроскопических методов. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
1.2. Единая схема спектроскопических измерений. Спектральные приборы. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
1.3. Основы спектроскипии. Спекрты веществ. Спектральный сигнал. Практические 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
1.4. Электромагнитный спектр. Уровни энегрии. Энергетические переходы. Спектроскопические методы исследования. Сам. работа 8 20 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
Раздел 2. Методы электронной спектроскопии
2.1. Основные понятии электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой области спектра. Электронный абсорбционный спектр. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.2. Электронные спектры органических и неорганических веществ. Хромофоры и ауксохромы. Применение электронной абсорбционной спектроскопии. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.3. Общие сведения о люминесценции. Спектр люминесценции. Люминесцентные методы анализа. Аппаратура. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.4. Методы электронной спектроскопии Практические 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.5. Спектрофотометрия. Решение задач. Практические 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.6. Методы спектрофотометрии. Решение задач. Практические 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.7. Фотометрическое определение марганца Лабораторные 8 4 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.8. Фотометрическое определение фосфора Лабораторные 8 4 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.9. Спектрометрическое определение аскорбиновой кислоты. Лабораторные 8 4 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.10. Люминесцентное определение РЖ Лабораторные 8 4 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
2.11. Методы электронной спектроскопии Сам. работа 8 28 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
Раздел 3. Методы колебательной спектроскопии
3.1. Основы методов колебательной спектроскопии. Классификация методов. ИК спектроскопия. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.2. Колебательные переходы. Классификация и характеристичность колебаний. ИК спектр. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.3. Идентификация органических и неорганических соединений. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.4. Подготовка проб к исследованию и аппаратура ИК спектроскопии. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.5. Методы колебательной спектроскопии. ИК спектроскопия Практические 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.6. ИК спектроскопия. Решение задач. Практические 8 4 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.7. Подготовка вещества. Регистрация и идентификация спектра. Лабораторные 8 8 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.8. Подготовка вещества. Регистрация и идентификация ИК спектра Лабораторные 8 4 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
3.9. Методы колебательной спектроскопии. Пробоподготовка. Аппаратура. Сам. работа 8 33 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
Раздел 4. Методы резонансной спектроскопии
4.1. Физические основы ядерного магнитного резонанса. Абсолютный и относительный химический сдвиг. Спин-спиновое взаимодействие. Константа спин-спинового взаимодействия, JC-H . Спектры ЯМР. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
4.2. Спин-спиновое взаимодействие. Константа спин-спинового взаимодейс¬твия, JC-H . Спектры ЯМР. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
4.3. Методы спектроскопии на ядрах 1Н (ПМР спектроскопия) и 13С (ЯМР-13С). Особенности спектроскопии ЯМР-13С. Применение спектров ЯМР. Лекции 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
4.4. Решение задач по теме ПМР спектроскопии. Простые спектры. Практические 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
4.5. Решение задач по теме ПМР спектроскопия. Спектры высокого разрешения. Практические 8 2 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
4.6. Пробоподготовка и идетификация ПМР спектра. Лабораторные 8 8 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2
4.7. Ме6тоды и инструменты ЯМР спектроскопии. Сам. работа 8 30 ПК-18 Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л1.1, Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Контрольные вопросы и задания приведены в фонде оценочных средств
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Не предусмотрены
5.3. Фонд оценочных средств
Фонд оценочных средств размещен 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 Ф.А. Халиуллин, А.Р. Валиева, В.А. Катаев Инфракрасная спектроскопия в фармацевтическом анализе: учебное пособие ГЭОТАР-Медиа, 2017 http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970436578.html
Л1.2 Е.В. Пашкова, Е. Волосова, А.Н. Шипуля и др. Спектральные методы анализа : учебное пособие: Ставропольский государственный аграрный университет, 2017 https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=485007
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 В. П. Смагин Физические методы исследования в химии: учеб. пособие Барнаул : Изд-во АлтГУ, 2014 http://elibrary.asu.ru/handle/asu/842
Л2.2 А.А. Звеков, В.А. Невоструев, А.В. Каленский Спектральные методы исследования в химии : учебное пособие Кемерово : Кемеровский государственный университет, 2015 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=437497
Л2.3 Е.А. Кириллова, В.С. Маряхина Методы спектрального анализа : учебное пособие Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2013 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=258856
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Криштафович, В.И. Физико-химические методы исследования: Учебник для бакалавров. [Электронный ресурс] / В.И. Криштафович, Д.В. Криштафович, Н.В. Еремеева. — Электрон. дан. — М. : Дашков и К, 2015. — 208 с. http://e.lanbook.com/book/61057
Э2 Кириллова, Е.А. Методы спектрального анализа : учебное пособие / Е.А. Кириллова, В.С. Маряхина ; Министерство образования и науки Российской Федерации. - Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2013. - 105 с. URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=258856
Э3 Инструментальный анализ биологически активных веществ и лекарственных средств : учебное пособие / Г.Б. Слепченко, В.И. Дерябина, Т.М. Гиндуллина, и др. ; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет», Министерство образования и науки Российской Федерации. - Томск : Издательство Томского политехнического университета, 2015. - 198 с URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=442807
Э4 Звеков, А.А. Спектральные методы исследования в химии : учебное пособие / А.А. Звеков, В.А. Невоструев, А.В. Каленский ; Министерство образования и науки РФ, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный университет». - Кемерово : Кемеровский государственный университет, 2015. - 124 с. URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=437497
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Office 10 (Office 2010 Professional, № 49464762 от 14.12.2011;
Adobe Reader https://wwwimages2.adobe.com/content/dam/acom/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf;
7-Zip https://www.7-zip.org/license.txt;
Windows 10 Pro (Майкрософт (Microsoft Corporation), 2019. Код продукта: 00330-53093-09223-ААОЕМ.
6.4. Перечень информационных справочных систем
http://www.lib.asu.ru электронные ресурсы научной библиотеки АлтГУ
http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека
http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук
http://www.gpntb.ru Государственная публичная научно-техническая библиотека
http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук
http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека
http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ
http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
013К лаборатория ИК и УФ-спектроскопии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; переносная доска; переносная мультимедиа техника; комплект для прессовки таблеток с гидравлическим прессом; спектрофотометр УФ (Agilent); ИК-спектрометр Infraium FT-801; излучатель инфракрасный, SPECORD 75 IR, SPECORD UV VIS; набор кювет; комплект кювет KBr: пресс гидравлический, программный пакет Zair 3.5, программный пакет OPUS 6.5; МФУ; Фурье-спектрометр; спектрофотометр; набор химической посуды; набор реактивов; компьютер Aquarius Std MS_SC140 C2600/D512/HDD160/DVDRW/LCD - панель BenQ 17", Вытяжной шкаф.
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, мультимедийное оборудование стационарное или переносное)
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
106аК учебная аудитория кафедры физической и неорганической химии - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 20 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 2 шт.; доска маркерная - 1 шт.; проектор: марка Optoma - 1 единица; стационарный экран; модели кристаллических структур; набор моделей атомов со стержнями для составления моделей молекул, деревянные модели кристаллов; дифрактограммы веществ; таблицы Гиллера; числовые ключи Ханаваля; алфавитный указатель; рентгеновская картотека JCPDS.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические указания к самостоятельной работе
Самостоятельная работа студентов – это индивидуальная учебная деятельность студентов, осуществляемая под руководством, но без непосредственного участия преподавателя. Самостоятельная работа студентов по дисциплине включает в себя: углубленный анализ материалов лекций; работу с литературой для изучения тем, которые не разбираются на занятиях; выполнение самостоятельных работ, направленных на формирование практических навыков. В начале семестра студенту необходимо ознакомиться с основным содержанием курса, перечнем литературы и учебно-методических материалов, графиком контроля, шкалой оценок и правилом вычисления рейтинга, возможностями повышения рейтинга. При выполнении студентом индивидуальной работы предусмотрено посещение консультаций: с целью снятия возможных затруднений; с целью демонстрации максимального готового материала для возможной корректировки.
Самостоятельная внеаудиторная работа студентов обеспечена электронными учебно-методическими ресурсами (система Moodle), возможностью общения студента с преподавателем посредством электронной почты, доступом в Internet.

Методические указания к лекционным занятиям
При подготовке к лекции рекомендуется:
1. просмотреть записи предшествующей лекции и восстановить в памяти ранее изученный материал;
2. полезно просмотреть и предстоящий материал будущей лекции;
3. если задана самостоятельная проработка отдельных фрагментов темы прошлой лекции, то ее надо выполнить не откладывая;
4. психологически настроиться на лекцию.

Методические указания к практическим (семинарским) занятиям
Цель практических занятий, проводимых по дисциплине, - углубление и закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях и в процессе самостоятельного изучения материала, а также совершенствование практических навыков по дисциплине. Необходимо ознакомиться с заданием к практическому занятию; определить примерный объем работы по подготовке к ним; выделить вопросы, упражнения и задачи, ответы на которые или выполнение и решение без предварительной подготовки не представляются возможными; ознакомиться с перечнем рекомендуемой литературы и Интернет-ресурсов. При ответах на вопросы и выполнении заданий необходимо внимательно прочитать текст и попытаться дать аргументированное объяснение с обязательной ссылкой. Порядок ответов может быть различным: либо вначале делается вывод, а затем приводятся аргументы, либо дается развернутая аргументация принятого решения, на основании которой предлагается ответ. Возможны и несколько вариантов ответов. При подготовке к занятиям обучаемые могут пользоваться техническими средствами обучения и дидактическими материалами (схемами и др.), которыми располагает учебное заведение. Эти же средства могут быть использованы и на занятиях для лучшего закрепления учебного материала или подтверждения правильности ответов на поставленные вопросы.
Готовясь к практическому занятию, студенты должны: познакомиться с рекомендованной литературой; рассмотреть различные точки зрения по рассматриваемым вопросам (заданиям); выделить проблемные области; сформулировать собственную точку зрения; познакомиться со способами решения расчетных (практических) задач по теме семинара; предусмотреть спорные моменты и сформулировать дискуссионные вопросы. Выступление студента должно соответствовать требованиям логики. Четкое вычленение излагаемой проблемы, ее точная формулировка, неукоснительная последовательность аргументации именно данной проблемы, без неоправданных отступлений от нее в процессе обоснования, безусловная доказательность, непротиворечивость и полнота аргументации, правильное и содержательное использование понятий и терминов.

Методические указания к выполнению лабораторных работ
Лабораторные занятия позволяют интегрировать теоретические знания и формировать практические умения и навыки студентов в процессе учебной деятельности. Цели лабораторных занятий:
1. закрепление теоретического материала путем систематического контроля за самостоятельной работой студентов;
2. формирование умений использования теоретических знаний в процессе выполнения лабораторных работ;
3. развитие аналитического мышления путем обобщения результатов лабораторных работ;
Структура и последовательность занятий: на первом, вводном, занятии проводится инструктаж студентов по охране труда, технике безопасности и правилам работы в лаборатории по инструкциям утвержденного образца с фиксацией результатов в журнале инструктажа. Студенты также знакомятся с основными требованиями преподавателя по выполнению учебного плана, с графиком прохождения лабораторных занятий, с графиком прохождения контрольных заданий, с основными формам отчетности по выполненным работам и заданиям.
Студентам для выполнения лабораторных работ необходима специальная лабораторная тетрадь (рабочий журнал), которая должна быть соответствующим образом подписана, простые карандаши, линейка. Для каждого занятия подготовлены методические указания по выполнению лабораторной работы.
Структура лабораторного занятия:
1. Объявление темы, цели и задач занятия.
2. Проверка теоретической подготовки студентов к лабораторному занятию.
3. Выполнение лабораторной работы.
4. Подведение итогов занятия (формулирование выводов).
5. Проверка отчетов по лабораторной работе.
В начале занятия называется его тема, цель и этапы проведения. По теме занятия проводится беседа, что необходимо для осознанного выполнения лабораторной работы. Задания в ходе лабораторной работы выполняется в соответствии с методическими указаниями. Перед уходом из лаборатории студенты должны навести порядок на своем рабочем месте.

Методические указания к экзамену
Изучение многих общепрофессиональных и специальных дисциплин завершается зачетом/экзаменом. Подготовка к зачету/экзамену способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, получаемых, в процессе обучения, а также применению их к решению практических задач. Готовясь к зачету/экзамену, студент ликвидирует имеющиеся пробелы в знаниях, углубляет, систематизирует и упорядочивает свои знания. На зачете/экзамене студент демонстрирует то, что он приобрел в процессе обучения по конкретной учебной дисциплине.
Требования к организации подготовки к зачету/экзамену те же, что и при занятиях в течение семестра, но соблюдаться они должны более строго. Вначале следует просмотреть весь материал по сдаваемой дисциплине, отметить для себя трудные вопросы. Обязательно в них разобраться. В заключение еще раз целесообразно повторить основные положения, используя при этом листы опорных сигналов.
Систематическая подготовка к занятиям в течение семестра позволит использовать время экзаменационной сессии для систематизации знаний.