Аналітична хімія

Мета вивчення дисципліни: формування у майбутніх екологів цілісної системи знань про теоретичні основи та практичні методи хімічного аналізу, необхідних для об’єктивної оцінки стану навколишнього середовища.
Практичне значення та використання отриманих знань: курс спрямований на опанування студентами методології якісного та кількісного аналізу речовин, розуміння фізико-хімічної сутності процесів, що лежать в основі аналітичних визначень, а також набуття навичок вибору оптимального методу дослідження для конкретних екологічних об'єктів (природних та стічних вод, атмосферного повітря, ґрунтів, біологічних субстратів). У сфері безпосереднього аналізу компетенції включають володіння методами кількісного аналізу – титриметрії (кислотно-основне, окисно-відновне, осаджувальне, комплексонометричне титрування) та гравіметрії. Знання та вміння, набуті під час вивчення аналітичної хімії, є фундаментом для професійної діяльності еколога та дозволяють вирішувати такі практичні завдання – екологічний моніторинг (проведення відбору проб та хімічного аналізу компонентів довкілля для виявлення антропогенного забруднення); контроль нормативів (визначення концентрації полютантів, такі як важкі метали, пестициди, нітрати) та порівняння отриманих даних із гранично допустимими концентраціями (ГДК); метрологічна обробка (статистична обробка результатів аналізу, оцінка похибок та достовірності отриманих даних, що є критично важливим для складання екологічних звітів та експертиз); оцінка впливу (прогнозування міграції та трансформації хімічних речовин у біосфері на основі даних про їх хімічний склад та властивості).
Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Задачі та методи аналітичної хімії. Поняття про хімічні та фізико-хімічні методи аналізу. Предмет аналітичної хімії. Якісний та кількісний аналіз. Хімічні та фізико-хімічні методи аналізу. Використання закону діючих мас в аналітичній хімії. Хімічна рівновага. Константа рівноваги. Іонна сила розчину».
Лекція 2. «Кислотно-основні реакції. Сучасні уявлення про кислотах і основах. Теорія Бренстеда. Концентрація водневих іонів води. Іонний добуток води».
Лекція 3. «Кількісний аналіз. Об’ємні (титриметричні) методи аналізу. Індикатори. Кислотно-основні реакції. Метод нейтралізації. Крива титрування сильної кислоти сильною основою».
Лекція 4. «Реакції окиснення відновлення. Окисники та відновники. Стандартний потенціал. Водневий електрод. Рівняння Нернста».
Лекція 5. «Методи окиснення-відновлення. Перманганатометрія. Броматометрія. Йодометрія. Хроматометрія. Нітритометрія».
Лекція 6. «Реакції утворення твердої фази. Реакції утворення та розчинення осадів. Класифікація. Добуток розчинності. Крива титрування. Методи осадження».
Лекція 7. «Реакції утворення комплексних сполук. Комплексні сполуки в титриметричному аналізі. Комплексонометрія. Комплексони. Фіксування точці еквівалентності. Металохромні індикатори та їх вибір».
Лекція 8. «Ваговий (гравіметричний аналіз). Основи вагового аналізу. Вимоги до осадів та гравіметричної форми. Сутність методу. Класифікація. Техніка вагового аналізу. Теоретичне обґрунтування вибору оптимальних умов для вагового визначення».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття № 1. «Правила техніки безпеки та надання першої медичної допомоги. Вступ в аналітичну хімію. Аналітичні терези, зважування. Хімічний посуд».
Мета заняття: Засвоєння правил техніки безпеки. Вивчення видів хімічного посуду та робота з ним. Вивчення правил зважування на аналітичних терезах.
Лабораторне заняття № 2. «Приготування розчину сірчаної кислоти та визначення його концентрації.».
Мета заняття: Вивчення методів визначення концентрації сильних кислот та лугів. Застосування індикаторів. Навчитися готувати розчин кислоти та встановлювати його концентрацію.
Лабораторне заняття № 3. «Визначення жорсткості води методом нейтралізації»
Мета заняття: Визначення карбонатної твердості води
Лабораторне заняття № 4. «Методи окислення-відновлення. Перманганатометрія. Приготування та визначення концентрації розчину перманганату калію. Визначення іонів Fе3+, пероксиду водню»
Мета заняття: Вивчення методів визначення окисників та відновників в реакціях окиснення-відновлення.
Лабораторне заняття № 5. Методи окислення-відновлення. Йодометрія. Приготування та визначення концентрації розчину тіосульфату натрію. Кількісне визначення міді.
Мета заняття: Вивчення особливості йодометричного методу, обумовлених окісно-відновним потенціалом йоду, оборотністю цієї реакції, і слабкою залежністю від рН розчину.
Лабораторне заняття № 6. Методи осадження. Визначення галоген-іонів методом Мора, Фаянса, Фольгарда.
Мета заняття: Визначення іонів хлору та брому. Осаджувальне титрування з адсорбційними індикаторами.
Лабораторне заняття № 7. «Комплексонометрія. Приготування розчину Трилону Б та визначення його концентрації. Визначення загальної, кальцієвої та магнієвої жорсткості води».
Мета заняття: Вивчення методів комплексонометричного титрування катіонів металів.

Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Задачі та методи аналітичної хімії. Поняття про хімічні та фізико-хімічні методи аналізу. Предмет аналітичної хімії. Якісний та кількісний аналіз. Хімічні та фізико-хімічні методи аналізу».
Лекція 2. «Кількісний аналіз. Ваговий та об’ємний (титриметричний) методи аналізу».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття № 1. «Правила техніки безпеки та надання першої медичної допомоги. Вступ в аналітичну хімію. Аналітичні терези, зважування. Хімічний посуд».
Мета заняття: Засвоєння правил техніки безпеки. Вивчення видів хімічного посуду та робота з ним. Вивчення правил зважування на аналітичних терезах.
Лабораторне заняття № 2. «Приготування розчину сірчаної кислоти та визначення його концентрації»
Мета заняття: Вивчення методів визначення концентрації сильних кислот та лугів. Застосування індикаторів. Навчитися готувати розчин кислоти та встановлювати його концентрацію.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота

Контрольна робота для здобувачів заочної форми

Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 8 теоретичних питань та 2 практичних завдання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 2 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 6-ти лабораторних робіт. Оцінка за лабораторну роботу включає дві складові: допуск до роботи (оцінювання теоретичної і практичної підготовленості до виконання лабораторної роботи) і захист роботи (оцінювання набутих умінь і навичок, які отримав здобувач в результаті виконання лабораторної роботи). Допуск до лабораторної роботи проводиться в усній формі у вигляді відповідей на контрольні запитання, які наведено у методичних вказівках і оцінюється в 3 бали. Захист роботи проводиться в усній формі за умови представлення звіту (протоколу лабораторної роботи). Захист роботи максимально оцінюється в 4 бали. Бездоганне виконання кожної лабораторної роботи становить 7 балів.
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та виконуються письмово. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 29 бали.
Підсумковий контроль – залік. Залік накопичувальний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач вищої освіти – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.

Для заочної форми здобуття освіти
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 50 балів. При її захисті здобувач може отримати до 50 балів. Для допуску до підсумкового контролю необхідно виконати дві лабораторні роботи.
Підсумковий контроль – залік. Залік накопичувальний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач вищої освіти – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.