Задачами изучения дисциплины являются

Скачать 0.63 Mb.

Название	Задачами изучения дисциплины являются
страница	4/4
Тип	Задача

filling-form.ru > Туризм > Задача

1 2 3 4

1. Основные сведения о радиоактивности и ионизирующих излучениях

Явление радиоактивности, его открытие и современное понимание. Радиоактивный распад и его законы. Схема распада радионуклидов. Количественные характеристики радиоактивности.

Открытие ионизирующих излучений, исследование их природы и взаимодействия с окружающей средой. Виды ионизирующих излучений, их физическая природа, физические аспекты воздействия ионизирующих излучений с веществом.

2. Основы радиоаналитических методов

Использование ионизирующих излучений при анализе вещества. Классификация радиоаналитических методов. Место радиоаналитических методов в ряду других методов элементного анализа.

Источники ионизирующих излучений, используемые в радиоаналитических методах.

Принципы детектирования ионизирующих излучений. Ионизационные, сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы, физические основы их функционирования. Элементы анализирующей аппаратуры.

3. Радиометрический анализ

Физические основы радиометрических методов. Применение радиометрических методов для измерения активности естественных и техногенных радионуклидов в объектах и пробах окружающей среды.

Важнейшие аспекты радиометрии: принципы отбора проб, способы приготовления аналитических проб, измерение активности, способы расчета удельной активности.

Радиометрические методы при разведке и анализе проб минерального сырья. Обзор методов, основанных на поглощении и (или) рассеянии ионизирующих излучений. Понятие о каротаже.

4. Спектрометрические методы в радиоаналитике

Спектрометрия ионизирующих излучений. Сравнительные характеристики сцинтилляционных и полупроводниковых спектрометров, используемых в аналитических целях.

Физические основы спектрометрического радиоизотопного анализа. Анализ спектров альфа-, бета- и гамма-излучения природных и техногенных радионуклидов, содержащихся в образцах окружающей среды с целью идентификации радионуклидов и расчета их активности.

Методы расчета активности в спектрометрии. Способы учета вариаций элементного состава и плотности проб. Обзор методов автоматической обработки спектров и проведения количественных расчетов.

5. Методы изотопного разбавления и выделения

Метод «меченых» атомов как аналитический метод определения концентрации определенного элемента в образце. Сущность радиохимических методов выделения. Радиохимия как важный этап подготовки проб к радиометрическому или радиоспектрометрическому анализу.

Физические основы метода изотопного разбавления, классический вариант метода «радиоактивной метки».

Основы субстехиометрического анализа. Условия успешной применимости субстехиометрии. Методологические характеристики субстехиометрических методов.

6. Рентгенорадиометрический метод анализа

Основные принципы флуоресцентного рентгенорадиометрического анализа. Способы возбуждения и детектирования характеристического излучения.

Методики анализа в тонких и насыщенных слоях. Способы учета влияния вещественного состава и влажности пробы на результаты анализа. Основные метрологические характеристики метода.

Понятие о методе полного внешнего отражения в рентгенорадиометрическом анализе.

7. Активационные методы анализа

Физические основы активационных методов анализа. Нейтронный активационный анализ. Источники нейтронов, применяемые в нейтронном активационном анализе.

Обзор практических методик активационного анализа объектов окружающей среды.
В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: теоретические основы методов, основанных на явлении радиоактивности и радиоактивных свойствах элементов, возможности применения этих методов анализа и исследования в аналитической химии;

уметь: реализовать возможности, заложенные в аппаратуру путем реализации описанных и разработки новых методик;

владеть: радиохимическими методами качественного и количественного определения веществ в различных объектах ( нейтронно-активационный анализ, радиометрическое титрование, изотопное разбавление).

Виды учебной работы: лекции, контрольные работы, практические занятия, реферат

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация дисциплины
Хроматографические методы анализа
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 5 зачетных единицы (180 часов).
Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: дать студентам основные представления о современных методах жидкостной хроматографии, применяемых сорбентах, способах детектирования.

Задачей изучения дисциплины является: ознакомить с теоретическими основами хроматографических методов анализа, приемами оптимизации состава подвижных фаз и экспертной оценки качества хроматографических методик анализа.
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 1 з.е., практические и лабораторные занятия 1,5 з.е., самостоятельная работа 2,5 з.е.
Основные дидактические единицы (разделы):

Общие вопросы хроматографии

История развития хроматографии. Основные принципы хроматографического метода. Задачи и возможности газовой хроматографии. Классификация методов хроматографии по признаку природы явлений в основе разделения, по агрегатному состоянию подвижной и неподвижной фаз, по методике проведения хроматографического анализа.
Основы теории хроматографического метода. Основные параметры хроматографического процесса. Концепция теоретических тарелок. Кинетическая теория.

Хроматографические приборы

Принципиальная схема газового хроматографа. Основные узлы хроматографа, их назначение и принцип действия.
Хроматографические колонки. Насадочные и капиллярные колонки. Сорбенты для газовой хроматографии. Неподвижные фазы. Полярность фаз. Селективность фаз. Методики заполнения хроматографической колонки. Подготовка (конденционирование) колонок. Методики ввода пробы в колонку. Детекторы. Принципы работы различных детекторов: ДТП, ДИП, ДЭЗ, ДПФ, ТИД, ФИД и др. Деструктивные и недеструктивные детекторы. Концентрационные и потоковые детекторы. Чувствительность детектора. Порог чувствительности. Инерционность детектора. Линейный диапазон детектора.

3. Качественный анализ

Задачи качественного анализа. Проблема идентификации хроматографических пиков. Графические методы идентификации. Индексы удерживания (абсолютные и относительные). Индексы удерживания Ковача (линейный и логарифмический). Метод стандартной добавки.

4. Количественный анализ

Задачи количественного анализа. Количественные характеристики аналитического сигнала — высота и площадь хроматографического пика. Графическое и автоматическое измерение площади пиков. Метод расчета площади пика по методу треугольника. Методы расчета площади асимметрического пика. Методы расчета площади пика примеси, находящейся на заднем фронте основного пика. Методы расчета площади срезанного пика. Методы количественного расчета: метод абсолютной калибровки, метод нормализации, нормализация с калибровочным коэффициентом, метод внутренней нормализации.
5. Анализ сложных смесей

Многокомпонентные смеси, их типы и разновидности. Особенности методики хроматографического анализа сложных смесей: выбор метода пробоподготовки, фракционирование проб, обеспечение необходимого уровня эффективности и селективности колонки, обеспечение полноты детектирования. Выбор адекватного метода количественного определения содержания компонентов в пробе. Оценка погрешностей.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные понятия и теории, виды хроматографии, назначение и принципы работы основных структурных блоков хроматографа;

уметь: выбрать оптимальный вариант хроматографии для решения конкретной исследовательской задачи, оценивать правильность, точность и надежность результатов.

владеть: основными приемы качественного и количественного хроматографического анализа.

Виды учебной работы: лекции, лабораторные работы, практические занятия, реферат

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.

Аннотация дисциплины
Методы анализа комплексных соединений
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единицы (144 часа).
Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: научить ставить и решать прямые и обратные задачи о химических равновесиях комплексообразования в растворах

Задачей изучения дисциплины является: Освоение теоретических основ экспериментальных методов изучения комплексообразования и способов расчета констант устойчивости комплексов в растворах.. Привитие навыков самостоятельного решения практических задач с использованием констант устойчивости комплексов.

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 1 з.е., практические занятия 1 з.е., самостоятельная работа 2 з.е.
Основные дидактические единицы (разделы):
Роль комплексообразования в биологических и природных процессах, технологии, экологии, медицине. Макроэлементы и микроэлементы. Металлы жизни.

Теория и практика координационной химии в супрамолекулярной химии. Комплексы с макроциклическими лигандами. Технология молекулярного распознавания (Molecular Recognition Technology). Субстрат и рецептор. Комплементарность (химическая и геометрическая). Самоорганизация.

Состояние вещества в растворах. Химические формы (species). Сольватация. Специфика гидратации. Аквакомплексы металлов. Состав и строение аквакомплексов s-, p-, d- и f-ионов металлов. Равновесия между аквакомплексами, аквагидроксокомплексами, гидроксокомплексами, оксогидроксокомплексами и оксокомплексами в водной среде.

Прямые и обратные задачи в термодинамике растворов и их решение на примере конкретных химических систем (ступенчатое протонирование и комплексообразование). Применение базы данных DATABASE STABILITY CONSTANTS и другой справочной литературы. Построение диаграмм распределения форм в случае диссоциации многоосновных кислот и ступенчатого образования комплексных соединений на основании известных констант протонирования или констант устойчивости комплексов.

«Истинные» и условные константы равновесия. Коэффициенты побочных реакций металла, лиганда и комплекса. Взаимный пересчет значений «истинных» и условных констант равновесия. Расчет условных констант устойчивости с использованием литературных данных.

Концепция Льюиса. Активность и концентрация. Среднеионный и индивидуальный коэффициент активности. Ионная среда. Концентрационная и термодинамическая константа равновесия. Стандартизация изучения равновесий комплексообразования в растворах. Метод постоянной ионной среды. Способы экстраполяции констант равновесия к нулевой ионной силе (бесконечному разбавлению).

Непостоянство коэффициентов активности (эффекты среды). Первичные и вторичные эффекты, необходимость их учета при рассмотрении химических процессов.

Эффекты среды (неидеальности) при использовании метода постоянной ионной силы. Правило Харнеда. Проблема определения равновесного состава и констант равновесия при образовании малоустойчивых комплексов.

Теория специфического взаимодействия (SIT, Specific Interaction Theory). Ее применение, достоинства и недостатки.

Вторичные концентрационные переменные (функция образования, мольная доля, функция закомплексованности). Взаимосвязь между ними и их использование для расчета констант устойчивости комплексов. Расчет констант равновесий из данных о функции образования (метод Ф.Россотти и Х.Россотти, методы с использованием ЭВМ). Метод соответственных растворов. Расчет констант устойчивости методом Ледена.

Экспериментальные методы определения констант устойчивости. Измеряемое свойство раствора. Уравнения связи измеряемого свойства раствора с равновесными концентрациями (или активностями) форм. Термодинамические методы (потенциометрия, растворимость, распределение "жидкость-жидкость", калориметрия).

Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Оборудование. Принципы выбора индикаторного и электрода сравнения. Использование металлических, металло-амальгамных, мембранных ионоселективных, окислительно-восстановительных электродов. Определение равновесной концентрации иона металла или лиганда. Способы расчета констант устойчивости комплексов. Функция закомплексованности. рН-метрия.

Физические методы определения констант устойчивости. Спектрофотометрия в ультрафиолетовой (УФ) и видимой областях. Измерение светопоглощения. Изобестические точки. Расчет числа поглощающих частиц. Определение констант устойчивости монокоординированных комплексов. Метод соответственных растворов. Применение ЯМР-, ИК-, КР, ЭПР-спектроскопии.

Химические формы протона в водном растворе. Влияние рН на химические равновесия при гидролизе центрального иона и протонировании лиганда. Зависимость значений условных констант устойчивости от кислотности раствора. Классификация реакций гидролизованной формы центрального иона с лигандами. Методики анализа влияния рН на равновесия комплексообразования путем конструирования вспомогательных функций. Специфика влияния рН на ступенчатое комплексообразование на примере фторидных комплексов металлов.

Координационная химия поверхности раздела фаз «оксигидроксид-водный раствор». Модель поверхностного комплексообразования (В.Штамм). Внутрисферные и внешнесферные, моноядерные и полиядерные поверхностные комплексы. Методики анализа влияния рН на специфическую адсорбцию катионов и анионов на поверхности оксигидроксидов.

Роль комплексообразования в поверхностных процессах.
В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные положения химии координационных соединений, состояние вещества в растворах, методы определения констант устойчивости;

уметь: определять константу устойчивости координационных соединений оптимальным для данных условий методом;

владеть: теорией и практикой химии координационных соединений.
Виды учебной работы: лекции, контрольные работы, практические занятия, реферат

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

Аннотация дисциплины
Сорбционно-спектроскопические методы анализа
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).
Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: дать студентам представление об интегрированных системах анализа, ознакомиться с наиболее важными гибридными методами от комбинации двух спектроскопических методов до сочетания метода сорбционного концентрирования и разделения с методами спектроскопического определения.

Задачей изучения дисциплины является: ознакомить с научными принципами, на которых основаны гибридные методы.
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 1 з.е., самостоятельная работа 2 з.е.
Основные дидактические единицы (разделы):
Тема 1. Интегрированные системы анализа. Комбинированные и гибридные методы.

Необходимость сочетание методов разделения и концентрирования с отбором пробы, ее предварительной подготовкой и непосредственно с определением. Уравнение Гиршфельда. Сочетание в режиме on-line. Возможные комбинации методов.

Тема 2. Сорбционные методы разделения и концентрирования.

Взаимосвязь метода концентрирования и объекта анализа. Классификация методов концентрирования. Количественное описание сорбционных процессов. Взаимодействие модификаторов с поверхностью носителей. Концентрирование соединений на химически модифицированных кремнеземах, синтетических полимерных ионитах, пенополиуретанах, целлюлозах, углях.

Тема 3. Сочетание концентрирования с атомно-эмиссионной спектрометрией.

ИСП-АЭС: концентрирование микрокомпонентов; уменьшение влияния матричных эффектов; способы введения концентрата в источник возбуждения спектра. Атомизация в графитовой печи с одновременным высокочастотным плазменным возбуждением. Применение микроволновой плазмы в анализе концентратов.

Тема 4. Сочетание концентрирования с атомно-абсорбционной спектрометрией.

ЭТА-ААC: физико-химические процессы, происходящие в графитовой печи с использованием пленочных сорбентов, химических добавок для стабилизации образцов, снижения влияния термохимических реакций. Способы учета и коррекции фонового неселективного поглощения; Многоэлементная ААС на основе диодных лазеров.

Тема 5. Сочетание концентрирования с атомно-флуоресцентной спектрометрией.

АФС с лазерным возбуждением и традиционными источниками (лампы с полым катодом, высокочастотные безэлектродные лампы). Абсолютный абсорбционный анализ в АФС. Перспективы использования ИСП-АФС на основе оптических параметрических осцилляторов с перестраиваемым излучением.

Тема 6. Сочетание концентрирования с масс-спектрометрией.

ИСП-МС: анализ объектов окружающей среды, геологических образцов, высокочистых веществ; спектральные помехи (изобарные помехи, образование «паразитных» молекулярных ионов, многозарядные ионы); прямой пробоотбор при помощи лазерной абляции. Использование микроволновой плазмы и емкостной высокочастотной плазмы в графитовой печи. Спектрометрия ионной подвижности.

Тема 7. Оптические сорбционно-молекулярно-спектроскопические методы анализа.

Теоретические вопросы оптических молекулярных спектроскопических методов исследования светорассеивающих образцов. Теория Кубелки-Мунка.

Методические вопросы количественных измерений в спектроскопии диффузного отражения. Люминесцентная спектроскопия. Твердофазная спектрофотометрия. Факторы, влияющие на формирование аналитического сигнала. Аппаратура и техника измерений.

Сорбционные аналитические системы на основе ионитов с различной проницаемостью, модифицированных кремнеземов и пенополиуретанов для выделения, концентрирования и определения ионов металлов в растворах.

Сорбционные аналитические системы на основе целлюлоз и кремнеземов для выделения, концентрирования и определения загрязнителей воздуха.

Линейно-колористические методы.

Тема 8. Сочетание концентрирования с рентгено-флуоресцентной спектрометрией.

РФС с полным отражением для анализа сорбатов. Коррекция матричных эффектов. Проблема определения легких элементов. Практическое применение при анализе материалов металлургической, строительной, топливной промышленности, объектов окружающей среды, в медицине и научно-исследовательских целях.

Тема 9. Сочетание концентрирования с ЯМР- спектроскопией.

Твердофазная спектроскопия ЯМР в изучении физико-химического состояния сорбированных веществ и природных полимеров. Проблемы интерпретации спектров ЯМР.
В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: основные понятия и принципы сочетания концентрирования со спектроскопическими методами анализа, достоинства и недостатки интегрированных методов;

уметь: сравнивать эффективность применения интегрированных методов анализа;

владеть: навыками работы со спектроскопическим оборудованием и методиками анализа с предварительным сорбционным концентрированием.

Виды учебной работы: лекции, контрольные работы, реферат

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.

Аннотация дисциплины
Химические сенсоры
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).
Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является: дать студентам основные представления о понятии и области применения сенсоров, значение которых постоянно возрастает, как в решение аналитических задач – повышения селективности определения, так и в создании устройств, равных по возможностям органам человека.
Задачей изучения дисциплины является: ознакомить с научными принципами, на которых основаны различные типы химических сенсоров и сенсорного анализа, рассмотреть некоторые области применения сенсоров.
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы): лекции 1 з.е., практические занятия 0,5 з.е., самостоятельная работа 1,5 з.е..
Основные дидактические единицы (разделы):
Тема 1. Мониторинг окружающей среды. Необходимость в сенсорах. Что такое химический сенсор? Типы химических сенсоров. Биосенсоры. Будущее сенсоров.

Тема 2. Твердофазные потенциометрические химические сенсоры. Потенциометрический метод. Ионселективные электроды. Мембраны для сенсоров. Датчики для определения концентрации растворенных газов.

Тема 3. Сенсоры с полимерными мембранами. Жидкостные мембранные ионселективные электроды. Сенсорные мембраны на основе ПВХ. Твердоконтактные электроды. Ионселективные полевые транзисторы. Сенсоры основанные на иммобилизованных в мембране ферментах.

Тема 4. Аспекты применения потенциометрических химических сенсоров . Калибровочные кривые и активность ионов. Измерение концентраций. Селективность.

Тема 5. Вольтамперометрические химические сенсоры. Метод вольтамперометрии. Кислородный датчик. Биосенсоры: глюкозный, на холестерин, основанные на паре NAD⁺/NADH, спиртовый.

Тема 6. Оптические химические сенсоры. Оптические измерения. Свойства оптических волокон и затухающее поле. Оптические методы анализа. Виды оптодов.

Тема 7. Калориметрические сенсоры. Теплота химических реакций. Термисторные сенсоры. Каталитические газовые сенсоры. Пеллистор. Сенсор по теплопроводности.

Тема 8.Твердоэлектролитные и полупроводниковые газовые сенсоры. Химические сенсоры в автомобильной промышленности. Твердоэлектролитный кислородный гальванический сенсор. Области применения газовых и полупроводниковых газовых сенсоров.

Тема 9. Масс - чувствительные сенсоры. Пьезоэлектрический эффект. Сенсоры для определения паров воды, диоксида серы, углеводородов, взрывчатых веществ. Применение пьезоэлектрических сенсоров для анализа растворов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: теоретические основы работы химических сенсоров, понимание их места в различных физико-химических методах исследования, а также взаимосвязь с методами аналитической химии в целом и с другими фундаментальными химическими дисциплинами.

уметь: реализовать возможности электрохимических сенсоров как на этапе планирования эксперимента, так и для прогнозирования поведения реальных химических систем. Уметь реализовать возможности электрохимических сенсоров путем разработки новых аналитических методик и реализации описанных. Уметь установить новый прибор, привести в рабочее состояние, устранить наиболее распространенные неисправности, оптимизировать процесс анализа.

владеть: навыками свободной эксплуатация химических сенсоров для различных методов анализа.
Виды учебной работы: лекции, контрольные работы, практические занятия, реферат

Изучение дисциплины заканчивается зачетом.