spContent=大连理工大学的分析化学是首批国家级精品课程和首批国家级资源共享课,在虚拟仿真和数字化资源建设方面独树一帜。分析化学习题库、分析化学虚拟实验和课程动画等丰富的数字化资源会让分析化学的学习变得更容易、更多样、更生动、更有趣!愿与你携手一起领略分析化学的魅力!
大连理工大学的分析化学是首批国家级精品课程和首批国家级资源共享课,在虚拟仿真和数字化资源建设方面独树一帜。分析化学习题库、分析化学虚拟实验和课程动画等丰富的数字化资源会让分析化学的学习变得更容易、更多样、更生动、更有趣!愿与你携手一起领略分析化学的魅力!
—— 课程团队
课程概述
分析化学是研究获取物质的化学组成、形态、分子结构等化学信息及相关理论的科学。该课程是化学、化工、环境、生命、材料等专业的基础课程。
课程共32学时,每周开放2学时,主要介绍:误差与数据处理的方法以及各类分析方法(包括:滴定分析法、电化学分析法、紫外可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、核磁共振吸收光谱法和质谱分析法)的基本原理、仪器组成和分析应用。
学习本课程,您不仅可以加深对分析方法基本原理和仪器结构基础知识的理解,还能够根据分析任务的要求选择或设计分析方法、评价分析结果、提高创新意识。这些知识和能力,对于以后从事化学化工、环境生态、材料科学、生物医学等多个学科领域的科学研究和生产实践工作都有很好的帮助。
本课程采取线上方式授课。
学员需要完成规定章节视频的学习和所有单元测试、讨论、作业、线上期末考试等环节。通过在线上和资源的互动和教师的互动环节,您不仅可以掌握分析化学的基本知识,而且可以更好地锻炼自学能力、思辨能力和解决问题的能力。
让我们一起开启神奇的分析化学MOOC学习之旅吧!
授课目标
(1)可以解释不同分析方法的基本原理,区分不同分析化学方法的适用范围和仪器组成;
(2)可以根据分析样品的含量和属性,选择合适的分析化学方法,设计实验方案,正确表达分析结果,并对分析结果的可靠性进行评价;
(3)可以对有机化合物结构进行解析,分析化合物结构组成,并对解析过程进行解释。
(4)可以推测分析化学的研究趋势和发展方向。
课程大纲
第一章 绪论
课时目标:第一章学习目标:1. 能够理解分析化学在各学科和社会生活中的作用;2. 能够对分析方法进行分类,并归纳总结化学分析和仪器分析法各自的特点和适用范围;3. 能够理解分析方法选取的基本原则,并概括分析过程的一般步骤。
1.1 分析化学的性质、任务和作用
1.2 分析化学中的分类方法
1.3 分析化学的变革与发展
1.4 分析基本过程与分析方法选择
第二章 定量分析中的误差与数据处理1-4讲
课时目标:第二章(1-4讲)学习目标:1. 能够区分精密度与准确度,并正确表达误差;2. 能够辨别系统误差、偶然误差与过失误差,判断误差来源。
2.1 误差与准确度
2.2 偏差与精密度
2.3 准确度与精密度的关系
2.4 误差的分类及特点
第二章 定量分析中的误差与数据处理5-12讲
课时目标:第二章(5-12讲)学习目标:1. 能够使用置信区间和置信度表达分析结果;2. 能够判断数据是否存在可疑值和系统误差,并选择合适的方法减免误差;3. 能够运用有效数字运算规则处理实验数据,正确表达分析结果,并对分析结果进行评价。
2.5 偶然误差分布的数理统计规律
2.6 平均值的标准偏差
2.7 置信度和置信区间
2.8 可疑值的取舍和显著性检验
2.9 误差的传递
2.10 分析方法的选择和提高测定准确度的方法
2.11 有效数字
2.12 有效数字的修约及运算规则
第三章 滴定分析法1-3讲
课时目标:第三章(1-3讲)学习目标:1. 能够说明滴定分析方法的特点、用途,辨别适用于滴定分析的化学反应类型,并区分不同标准溶液的配置方法;2. 深入理解酸碱滴定分析的理论基础,基于酸碱平衡和质子条件式计算水溶液的pH值,并判断酸碱物质在不同pH值时的主要存在形式。
3.1 滴定分析法概述
3.2 酸碱平衡及弱酸的分布曲线
3.3 溶液中的其它平衡及pH的计算
第三章 滴定分析法4-9讲
课时目标:第三章(4-9讲)学习目标:1. 能够阐释配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定的基本原理,能够运用条件平衡常数绘制滴定曲线,理解滴定突跃的影响因素,并判断直接滴定的条件。
3.4 配位平衡和条件稳定常数
3.5 氧化还原平衡和条件电极电位
3.6 沉淀的溶解平衡
3.7 酸碱滴定曲线
3.8 氧化还原滴定曲线
3.9 配位滴定和沉淀滴定曲线
第三章 滴定分析法10-13讲
课时目标:第三章(10-13讲)学习目标:1. 能够理解各类指示剂的变色原理,适用范围,并根据滴定反应选择指示剂;2. 理解终点误差的来源,并应用终点误差公式判断直接滴定的前提条件。
3.10 酸碱指示剂
3.11 金属指示剂
3.12 氧化还原指示剂
3.13 终点误差公式及其应用
第三章 滴定分析法14-17讲
课时目标:第三章(14-17讲)学习目标:能够运用并设计酸碱滴定分析法、配位滴定法、氧化还原滴定分析法和沉淀滴定分析法进行实际样品分析,并准确计算结果。
3.14 酸碱滴定分析法的应用
3.15 配位滴定分析法的应用
3.16 氧化还原滴定分析法的应用
3.17 沉淀滴定分析法的应用
第四章 电分析化学1-4讲
课时目标:第四章(1-4-讲)学习目标:1. 能够说明电化学分析方法的特点并解释电位分析法的基本原理;2.能够说明三种离子选择性电极,玻璃膜电极、晶体膜电极和液膜电极的工作原理、特性和使用条件。
4.1 电化学分析概述
4.2 电位分析法基本原理
4.3 参比电极
4.4 离子选择性电极
第四章 电分析化学5-6讲
课时目标:第四章(5-6讲)学习目标:1. 能够用科学术语评价离子选择性电极的性能;2. 能够区分比较法、标准曲线法、标准加入法的异同,并根据样品特性选择定量方法。
4.5 离子选择性电极的特性
4.6 电位分析法的应用
第五章 色谱分析法1-2讲
课时目标:第五章(1-2-讲)学习目标:1. 说明色谱分析法的用途、分类;2. 能够解释色谱能够分离混合物的原因,并结合塔板理论和速率理论说明可以提高柱效和分离度的有效途径。
第五章 色谱分析法3-6讲
课时目标:第五章(3-6-讲)学习目标:1. 能够描述气相色谱仪的仪器组成、评价色谱柱和检测器的性能,并根据分析样品性质选择色谱柱和检测器;2. 能够区分不同定量方法的异同,并根据分离混合物的属性选择合适的定量方法。
5.3 气相色谱法
5.4 毛细管气相色谱法
5.5 高效液相色谱法
5.6 色谱定性和定量分析方法
第六章 紫外可见吸收光谱法1-3讲
课时目标:第六章(1-3讲)学习目标:1. 能够解释光的选择性吸收现象和吸收光谱的产生原因;2. 能够熟练运用朗伯-比尔定律进行含量分析和化合物分子量确定。
6.1 光分析法概述
6.2 吸收光谱的产生
6.3 朗伯-比尔定律
第六章 紫外可见吸收光谱法4-6讲
课时目标:第六章(4-6讲)学习目标:1. 说明紫外可见吸收光谱仪的结构流程和每一部分元件的功能;2. 能够为显色反应选择合适的仪器参数、参比溶液和显色条件,并选择合适的定量方法进行含量分析。
6.4 紫外-可见分光光度计
6.5 显色反应及显色反应条件的选择
6.6 定量分析方法
第七章 原子吸收分析法
课时目标:第七章学习目标:1. 理解原子吸收光谱法的基本原理;2. 解释空心阴极灯和常见原子化器的工作原理;3. 分析原子吸收光谱法常见的误差来源,并找到排除干扰的途径;4. 能够根据样品属性选择合适的定量方法。
7.1 原子吸收分析法概述
7.2 原子吸收基本原理
7.3 原子吸收光谱仪
7.4 测定条件的选择、干扰及其抑制
7.5 定量分析方法
第八章 波谱分析法1-4讲
课时目标:第八章(1-4讲)学习目标:1. 能够解释红外吸收光谱法的基本原理;2. 能够根据红外吸收光谱图判断官能团信息,并配合1H核磁共振波谱图推测化合物的结构。
8.1 红外吸收光谱法概述
8.2 红外吸收光谱法基本原理
8.3 红外光谱仪及制样方法
8.4 有机化合物的基团特征吸收峰
第八章 波谱分析法5-9讲
课时目标:第八章(5-9讲)学习目标:1. 能够理解1H核磁共振波谱法的基本原理;2. 能够解析1H核磁共振波谱的一级谱图,说明解析过程,并推断出有机化合物的分子结构。
8.5 核磁共振吸收光谱法基本原理
8.6 弛豫及核磁共振波谱仪
8.7 化学位移
8.8 自旋-自旋偶合
8.9 1H NMR谱图解析与化合物结构确定
第八章 波谱分析法10-14讲
课时目标:第八章(10-14讲)学习目标:1. 能够根据样品性质选择合适的离子源和质量分析器;2. 能够根据离子峰信息推测有机化合物的裂解过程,推断有机化合物的结构和分子式。
8.10 质谱仪与质谱法的基本原理
8.11 质谱中离子的主要类型
8.12 有机分子的裂解类型
8.13 各类有机化合物的质谱
8.14 质谱结构解析
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预备知识
亲爱的学员,为了更好地学习该课程,您需要具备以下几方面的基础知识:
(1)微分、积分的数学处理和意义;
(2)化学平衡的概念和主要影响因素;
(3)原子轨道理论和分子轨道理论;
(4)化学键的基本性质和极性、电负性等概念;
(5)分子间相互作用的形式;
(6)光、电、磁等物理现象和基本规律。
具备以上知识,您需要完成高等数学、大学物理、无机化学或普通化学、和有机化学等课程的学习。
参考资料
本课程的配套教材:
《分析化学》,主编 刘志广,高等教育出版社,普通高等教育“十一五”国家规划教材,ISBN:978-7-04-022670-6;
本教材对应课程学习目标1-5,教材内容可实现对课程知识点的全覆盖,请同学们学习完视频之后,一定要详细阅读教材中的对应部分。
配套的习题指导:
《分析化学学习指导》,主编 刘志广,大连理工大学出版社,ISBN:7-5611-2089-3。
本学习指导对应课程学习目标1-5,每一章节均提供了大量习题和习题详解,同学们学习完视频之后,可以辅助该学习指导进行练习。
本课程的参考教材:
1. 《分析化学》第六版,武汉大学主编,高等教育出版社,ISBN:9787040500745。该教材对应课程学习目标1-5,但面向对象为理科化学专业学生及分析化学从业者,教材对各类分析方法的介绍更为全面和深入,并且介绍了分析化学领域近十年的最新进展,建议学有余力的学员深入学习;
2.《分析化学——定量分析简明教程》第三版,北京大学出版社,ISBN:978-7-301-14927-0。该教材可满足本课程前三章教学目标,主要介绍滴定分析和紫外可见吸收光谱法的定量分析部分,但对该部分的介绍更为深入,学员可配合该部分内容进行拓展阅读。
3.《Fundamentals of Analytical Chemistry》第九版,作者 Douglas A. Skoog等, Thomson Brooks/Cools 出版社。该教材对应课程学习目标1-4,教材对不断发展的分析化学知识进行了全面和系统的阐述,实用性和时代感强。教材的习题编排不仅类型丰富多样,而且更多地以解决科学及生活方面的具体问题为目标,极具趣味性、启发性和时代性。学员可配合该部分内容进行拓展阅读。
常见问题
1、如何开始本课程学习
(1)同学们需要准备一台计算机,一部能够上网的手机,并在手机安装中国大学MOOC客户端“慕课堂”APP;
(2)注册中国大学MOOC的账号,通过课程查询找到本课程,加入课程学习;
(3)在“自我介绍区”板块进行自我介绍,便于师生之间,同学和同学之间彼此熟悉;
(4)根据教学大纲和教学计划安排课程学习,按时完成习题测试、讨论、考试等教学任务。
2、学习要求:
(1)同学们须在平台要求的时段完成学习任务,包括视频、单元测试,并参与讨论;
(2)按时完成作业和作业互评;
(3)全程参与线下教学环节;
(4)线上测试要求学员秉承诚信原则,独立完成。若发现不诚信行为,成绩按零分处理。
3、学习支持
(1)在学习过程中,如遇到网站或“慕课堂APP”难以登录、无法显示课程资源、无法答题或答案无法提交等问题,请通过QQ群与教师取得联系,由教师联系中国大学MOOC平台方,为大家解决问题。
(2)进行MOOC学习的同学,在线下翻转课堂推荐使用“慕课堂”手机端APP,同学们可通过微信现场扫描教师展示的二维码,即可进入“慕课堂”软件,通过该软件进行学习及互动。
(3)每一章的资源,均包括知识点授课视频、知识点授课视频对应的ppt课件、单元讨论题、单元测试题、拓展阅读文本等。
4、答疑反馈
如果您在学习过程中遇到什么问题,欢迎您在答疑区留言,我们会定期对您的问题进行现场反馈。