《水分析化學(xué)》課程教學(xué)大綱

《水分析化學(xué)》課程教學(xué)大綱一、開課單位公共教學(xué)部化學(xué)教研室二、課程代碼與課程名稱課程代碼070514009課程名稱水分析化學(xué)三、開課對(duì)象應(yīng)用化學(xué)本科專業(yè)四、課程性質(zhì)專業(yè)核心課必修總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)；2學(xué)分。理論20學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)。五、教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握水質(zhì)分析的基本概念、基本理論和實(shí)驗(yàn)方法，掌握水質(zhì)分析技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用，為本專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本課程的基本要求包括下列幾點(diǎn)內(nèi)容：1、熟悉水質(zhì)指標(biāo)的基本概念、分類方法及用途。2、了解水樣采集與保存的基本方法與基本原則。熟悉常用的水樣預(yù)處理方法。掌握有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則及水分析結(jié)果誤差的表示方法。3、掌握化學(xué)分析中四種容量分析法（酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、沉淀滴定法和氧化還原滴定法）的基本理論和實(shí)驗(yàn)方法。4、熟悉儀器分析中的吸收光譜法、電化學(xué)分析法、色譜法、原子吸收法以及發(fā)射光譜法的基本原理及其在環(huán)境工程中的實(shí)際應(yīng)用。六、本課程與其他課程的關(guān)系與本課程相關(guān)的基礎(chǔ)課包括：普通化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等。本課程宜安排在普通化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)之后講授。為有機(jī)化學(xué)、現(xiàn)代儀器分析等化學(xué)專業(yè)課方面知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容理論部分1.教學(xué)任務(wù)與目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握水質(zhì)分析的基本概念、基本理論和實(shí)驗(yàn)方法，掌握水質(zhì)分析技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用，為本專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本課程的基本要求包括下列幾點(diǎn)內(nèi)容：1、熟悉水質(zhì)指標(biāo)的基本概念、分類方法及用途。2、了解水樣采集與保存的基本方法與基本原則。熟悉常用的水樣預(yù)處理方法。掌握有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則及水分析結(jié)果誤差的表示方法。3、掌握化學(xué)分析中四種容量分析法（酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、沉淀滴定法和氧化還原滴定法）的基本理論和實(shí)驗(yàn)方法。4、熟悉儀器分析中的吸收光譜法、電化學(xué)分析法、色譜法、原子吸收法以及發(fā)射光譜法的基本原理及其在環(huán)境工程中的實(shí)際應(yīng)用。2.教學(xué)內(nèi)容1、教學(xué)內(nèi)容第一章概論(4學(xué)時(shí)）第一節(jié)水分析化學(xué)性質(zhì)、任務(wù)及分類（一）水分析化學(xué)定義（二）水分析化學(xué)的分類第二節(jié)水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（一）重要的水質(zhì)指標(biāo)（二）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)水樣的保存和預(yù)處理（一）水樣采集的基本方法（二）水樣的保存與預(yù)處理第四節(jié)水分析結(jié)果的誤差及表示方法（一）誤差的來源（二）誤差與準(zhǔn)確度（三）偏差與精密度第五節(jié)有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則（一）有效數(shù)字的幾項(xiàng)規(guī)定（二）加減乘除法中有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則（三）報(bào)告結(jié)果時(shí)的有效數(shù)字規(guī)則教學(xué)重點(diǎn)：水質(zhì)指標(biāo)的概念、水分析結(jié)果的誤差及有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則。教學(xué)難點(diǎn)：水樣的保存與預(yù)處理技術(shù)。2、教學(xué)方法與手段利用多媒體課件。用生動(dòng)的圖像使學(xué)生可以直觀地理解教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合例題進(jìn)行講授，并且不定期的對(duì)所講授內(nèi)容進(jìn)行提問。第二章絡(luò)合滴定法(4學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)氨羧絡(luò)合劑（一）無機(jī)絡(luò)合劑（二）氨羧絡(luò)合劑——EDTA的離解平衡（三）EDTA與金屬離子絡(luò)合物第二節(jié)絡(luò)合平衡（一）絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)（二）副反應(yīng)、副反應(yīng)系數(shù)與條件穩(wěn)定常數(shù)（三）EDTA的酸效應(yīng)及酸效應(yīng)系數(shù)（即：pH值對(duì)金屬離子絡(luò)合物穩(wěn)定性的影響）第三節(jié)絡(luò)合滴定基本原理（一）絡(luò)合滴定曲線（二）影響滴定突躍的主要因素（三）金屬指示劑第四節(jié)提高絡(luò)合滴定選擇性的方法（一）用控制溶液pH值的方法進(jìn)行連續(xù)滴定（二）用掩蔽和解蔽方法進(jìn)行分別滴定第五節(jié)絡(luò)合滴定的方式和應(yīng)用（一）絡(luò)合滴定的方式（二）EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液配制第六節(jié)水的硬度（一）基本概念：水的硬度分類、硬度的單位、天然水中硬度和堿度的關(guān)系（二）水中硬度的測(cè)定和計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)：EDTA絡(luò)合滴定的基本原理及水硬度的測(cè)定。教學(xué)難點(diǎn)：EDTA絡(luò)合滴定反應(yīng)的副反應(yīng)系數(shù)。2、教學(xué)方法與手段結(jié)合例題進(jìn)行講授。不定期的對(duì)所講授內(nèi)容進(jìn)行提問。第三章氧化還原滴定法(4學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)氧化還原平衡（一）氧化還原反應(yīng)和電極電位（二）條件電極電位及其影響因素第二節(jié)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度（一）氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)（二）計(jì)量點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度第三節(jié)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的速度（一）反應(yīng)物濃度的影響（二）環(huán)境溫度的影響（三）催化劑的影響第四節(jié)氧化還原滴定曲線（一）可逆氧化還原體系的滴定曲線（二）計(jì)量點(diǎn)時(shí)的電極電位第五節(jié)氧化還原指示劑（一）自身指示劑（二）專屬指示劑（三）氧化還原指示劑第六節(jié)高錳酸鉀法（一）高錳酸鉀的特性（二）高錳酸鉀法的滴定方式（三）高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定第七節(jié)重鉻酸鉀法（一）重鉻酸鉀的特性（二）化學(xué)需氧量（COD）的測(cè)定原理與測(cè)定方法第八節(jié)碘量法（一）碘量法的化學(xué)反應(yīng)原理與分類（二）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定（三）碘量法的應(yīng)用實(shí)例舉例第九節(jié)溴酸鉀法（一）溴酸鉀法的化學(xué)反應(yīng)原理（二）溴酸鉀法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用第十節(jié)水中有機(jī)物污染綜合指標(biāo)（一）高錳酸鹽指數(shù)、COD和BOD520（二）總有機(jī)碳（TOC）（三）總需氧量（TOD）（四）活性碳氯仿萃取物（CCE）（五）污水的相對(duì)穩(wěn)定度第十一節(jié)紫外吸光度-水中有機(jī)物污染的新綜合指標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)：紫外吸光度的測(cè)量方法及在水處理中的應(yīng)用；能斯特方程。高錳酸鉀指數(shù)、COD、BOD的測(cè)定方法。教學(xué)難點(diǎn)：高錳酸鹽指數(shù)和COD測(cè)定中涉及到的化學(xué)反應(yīng)與原理。2、教學(xué)方法與手段結(jié)合例題進(jìn)行講授，精講多練，加強(qiáng)重要知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練。第四章吸收光譜法(4學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)吸收光譜（一）吸收光譜（二）朗伯-比耳定律第二節(jié)比色法和分光光度法（一）比色法（二）分光光度法第三節(jié)吸收光譜法定量的基本方法（一）顯色反應(yīng)（二）吸收光譜法常用的定量方法。第四節(jié)應(yīng)用實(shí)例介紹吸收光譜法在現(xiàn)代水分析化學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：吸收光譜法的基本原理及在水質(zhì)分析中的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：分光光度計(jì)的工作原理。2、教學(xué)方法與手段結(jié)合例題進(jìn)行講授，精講多練，加強(qiáng)重要知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練。第五章電化學(xué)分析法(2學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)電位分析法的原理（一）指示電極（二）參比電極第二節(jié)直接電位分析法（一）pH值的電位測(cè)定（二）離子活度的測(cè)定第三節(jié)電位滴定法（一）電位滴定曲線和滴定終點(diǎn)的確定（二）電位滴定法的應(yīng)用第四節(jié)電導(dǎo)分析法（一）方法原理（二）水樣測(cè)定教學(xué)重點(diǎn)：電位分析法的原理以及pH測(cè)定的基本原理。教學(xué)難點(diǎn)：離子活度的概念。2、教學(xué)方法與手段采用精講多練方法講授，加強(qiáng)重要知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練。第八章氣相色譜法和原子吸收光譜法（2學(xué)時(shí)）1、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)氣相色譜法（一）氣相色譜分離的原理（二）氣相色譜的流程、裝置及氣相色譜儀的組成（三）色譜圖與基本術(shù)語（四）氣相色譜法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用第二節(jié)原子吸收光譜法（一）原子吸收光譜法的基本原理與特點(diǎn)（二）原子吸收光譜法的定量方法（三）原子吸收光譜法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：氣相色譜法與原子吸收光譜法的基本原理及在水質(zhì)分析中的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：現(xiàn)代儀器分析方法所涉及的概念和基本原理。2、教學(xué)方法與手段采用精講多練方法講授，加強(qiáng)重要知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練。3.考核方式與成績(jī)構(gòu)成學(xué)生期末成績(jī)?cè)u(píng)定由三方面組成，平時(shí)作業(yè)成績(jī)占10%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%，考查（試）成績(jī)占70%。4.參考教學(xué)資源黃君禮主編．水分析化學(xué)（第三版）[M]．中國建筑工業(yè)出版社，1997年．武漢大學(xué)主編，分析化學(xué)（第三版）[M]．武漢大學(xué)出版社出版，2000年.國家環(huán)保局編，水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第三版）[M]．2003.[4] 學(xué)習(xí)網(wǎng)站：中國大學(xué)MOOC．網(wǎng)址：/course/HHU-1463495173?from=searchPage實(shí)驗(yàn)部分1.教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)通過本課程實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握水質(zhì)分析的基本概念、基本理論和實(shí)驗(yàn)方法，掌握水質(zhì)分析技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用，為本專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本課程的基本要求包括下列幾點(diǎn)內(nèi)容：1、掌握化學(xué)分析中四種容量分析法（酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、沉淀滴定法和氧化還原滴定法）的實(shí)驗(yàn)方法。2、熟悉儀器分析中的吸收光譜法、電化學(xué)分析法、色譜法、原子吸收法以及發(fā)射光譜法的基本原理及其在環(huán)境工程中的實(shí)際應(yīng)用。2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求1、掌握測(cè)定硬度的條件、干擾及其消除方法、分析結(jié)果的計(jì)算；2、了解化學(xué)耗氧量(COD)在水質(zhì)分析中的意義;掌握化學(xué)耗氧量(COD)測(cè)定的原理和方法；掌握721型分光光度計(jì)的操作方法。3.教學(xué)方式及實(shí)驗(yàn)考核辦法1、教學(xué)方式：理論與實(shí)驗(yàn)交叉進(jìn)行；先理論后實(shí)驗(yàn)；2、考核辦法：考核內(nèi)容為操作考試+平時(shí)表現(xiàn)+考勤；在本課程中占20%的成績(jī)。4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃水分析化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)安排一覽表1、基礎(chǔ)必修實(shí)驗(yàn)序號(hào)周次實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)主要儀器設(shè)備1配合滴定法測(cè)定水的硬度EDTA配制與標(biāo)定，水的總硬度及鈣鎂含量的測(cè)定4電子天平、燒杯、容量瓶、移液管、堿式滴定管、三角燒瓶、EDTA二鈉鹽、純鋅0.01mol/l標(biāo)準(zhǔn)EDTA溶液、pH=10NH3-NH4Cl緩沖溶液、鉻黑T指示劑、鈣指示劑、10%NaOH溶液、水樣、2化學(xué)需氧量測(cè)定了解化學(xué)耗氧量(COD)在水質(zhì)分析中的意義;掌握化學(xué)耗氧量(COD)測(cè)定的原理和方法;掌握HH-5型化學(xué)耗氧量測(cè)定儀的工作原理及操作;從水樣的來源,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和環(huán)境知識(shí)進(jìn)行分析.325.00cm、10.00cm移液管各1只，250cm錐形瓶，50cm酸式滴定管，水浴鍋(1+3)H2SO4，0.002mol·dm-3KMnO4溶液，0.01mol·dm－3Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液；c＝0.0100024KMnO4NaCO4224mol·dm－3NaCO標(biāo)準(zhǔn)溶液2243水中溶解氧的測(cè)定水樣的采集及保存;了解溶解氧測(cè)定的各種方法及原理;了解碘量法的過程;能夠利用水源及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)水體進(jìn)行分析.3溶解氧瓶(250ml)，錐形瓶(250ml)，酸式滴定管(25ml)，移液管(50m1)，吸球，硫酸錳溶液，堿性碘化鉀溶液，濃硫酸，淀粉溶液(1％)，硫代硫酸鈉溶液(0.025mol／L)

4光度法測(cè)定水樣中的磷酸根1、先做磷的標(biāo)準(zhǔn)曲線2、波長(zhǎng)=6603、25ml溶液中+2ml鉬酸銨混合溶液（磷酸、鉬酸銨、酒石酸銻鉀）+0.5ml抗壞血酸4、靜止10-15分鐘，測(cè)定。5、結(jié)果代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算。2亞硫酸鈉、酸性鉬酸銨溶液、5mL1mol/L的硫酸和150mg過硫酸銨-硫酸鈉(制備方法同GB6913.3)分解劑、抗壞血酸溶液、硫代硫酸鈉參考教學(xué)資源[1] 黃君禮主編．水分析化學(xué)（第三版）[M]．中國建筑工業(yè)出版社，1997年．[2] 武漢大學(xué)主編，分析化學(xué)（第三版）[M]．武漢大學(xué)出版社出版，2000年.[3] 國家環(huán)保局編，水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第三版）[M]．2003.[4] 學(xué)習(xí)網(wǎng)站：中國大學(xué)MOOC．網(wǎng)址：/course/HHU-1463495173?from=searchPage八、開課學(xué)期第三年第1學(xué)期九、《水分析化學(xué)》課程融入思政元素要點(diǎn)表章節(jié)思政映射與融入點(diǎn)（有機(jī)融