Р03-110900-Физико-химические методы анализа

1.Цели и задачи дисциплины
Цель дисциплины: формирование знаний по принципам и возможностям
физико-химических методов анализа, навыков работы с соответствующими
приборами, способности критически анализировать полученные результаты и
использовать их для решения конкретных практических задач, связанных с
вопросами охраны окружающей среды.
Задачи дисциплины:
-
изучение
закономерностей
физических
и
физико-химических
процессов миграции и трансформации химических соединений природного и
антропогенного происхождения в атмосфере, литосфере и гидросфере;
- изучение характеристик важнейших спектральных, электрохимических
и
хроматографических
методов,
используемых
для
анализа
сельскохозяйственных объектов и контроля качества окружающей среды;
- изучение основных методов пробоотбора и подготовки проб к анализу;
- изучение принципов действия приборов, используемых в физикохимическом анализе;
- изучение приемов работы с наиболее распространенными приборами;
- изучение методов выбора аналитических приборов, исходя из состава и
свойств анализируемого объекта, возможностей метода и конкретного прибора,
а также материального уровня лаборатории.
2.Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Физико-химические методы анализа» включена в базовую
часть профессионального цикла дисциплин. Требования к предшествующим
знаниям представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Требования к пререквизитам дисциплины
Дисциплина
1
Химия неорганическая
аналитическая,
органическая
Модуль
2
Знать, уметь, владеть
3
Модуль 1.
Знать теоретические основы
строения и классификации
неорганических и органических
веществ и их превращений, уметь
составлять уравнения
молекулярных, ионных,
окислительно-восстановительных
Классификация и объекты
исследований физических и
физико-химических методов.
Оптические методы анализов.
Химические аспекты экологии
гидросферы.
Модуль 2.
Электрохимические методы
анализа. Химические аспекты
экологии атмосферы.
Модуль 3.
реакций, владеть химической
терминологией, методами
количественного и качественного
анализа.
Хроматографические методы
анализа. Химические аспекты
педосферы
Кафедра химии
Физика
Зав. кафедрой
Модуль 1.
Никулин В.Н.
Знать основы термодинамики,
Классификация и объекты
газовые законы, приборы для
исследований физических и
определения содержания ионов в
физико-химических методов.
растворе, владеть методами
Оптические методы анализов.
определения физических
Химические аспекты экологии
параметров, уметь определить
гидросферы.
содержание ионов физикоМодуль 2.
химическими
методами на
Электрохимические методы
соответствующих
приборах.
анализа. Химические аспекты
экологии атмосферы.
Модуль 3.
Кафедра физики
Экология
Хроматографические методы
анализа. Химические аспекты
педосферы
Зав. кафедрой Комарова Н.К.
Модуль 1.
Классификация и объекты
исследований физических и
физико-химических методов.
Оптические методы анализов.
Химические аспекты экологии
гидросферы.
Модуль 2.
Электрохимические методы
анализа. Химические аспекты
экологии атмосферы.
Модуль 3.
Знать техногенные изменения
природной среды на всех уровнях
(от локального до глобального),
степень устойчивости природных
ландшафтов по отношению к
воздействию человека, оценивать
их способность к
саморегулированию и
восстановлению и
прогнозировать дальнейшие
изменения.
Хроматографические методы
анализа. Химические аспекты
педосферы
Кафедра агрохимии, почвоведения и экологии И.о. зав. кафедрой
Агрохимия
Модуль 2.
Знать основные агрохимические
показатели почв и их изменение в
процессе сельскохозяйственного
использования, влияние
Модуль 3.
удобрений на экологическое
Хроматографические методы состояние почв и растений,
анализа. Химические аспекты владеть приемам, снижающими
педосферы
негативное воздействие
органических и минеральных
удобрений на агроэкосистемы.
Электрохимические методы
анализа. Химические аспекты
экологии атмосферы.
Кафедра агрохимии, почвоведения и экологии И.о. зав. кафедрой
Почвоведение
Кравченко В.Н.
Кравченко В.Н.
Знать почвообразовательные
процессы,
структуру, свойства и
Хроматографические методы
функции
почвы,
химический
анализа. Химические аспекты
состав и содержание гумуса и
педосферы
органического вещества.
Модуль 3.
Кафедра агрохимии, почвоведения и экологии И.о. зав. кафедрой
Кравченко В.Н.
- работать на оптических, электрических и хроматографических
приборах;
- расшифровывать аналитические сигналы, полученные при проведении
физико-химического анализа и обработке полученной информации;
- решать задачи, связанные с физико-химическими процессами,
протекающими с участием абиотических факторов в различных геосферах.
Владеть:
- практическими навыками для проведения экспериментальных научноисследовательских работ
4. Организационно-методические данные дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины «Физико-химические методы анализа»
составляет 3 ЗЕ (108 часов), их распределение по видам работ и по семестрам
представлено в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Распределение трудоемкости дисциплины по видам работ и
по семестрам
Трудоемкость
Вид учебной работы
Общая трудоемкость
Аудиторная работа (АР)
в т.ч. лекции (Л)
лабораторные работы (ЛР)
практические занятия (ПЗ)
семинары (С)
Самостоятельная работа (CP)
в т.ч. курсовые проекты (КП)
рефераты (Р)
эссе (Э)
индивидуальные домашние задания
(ИДЗ)
самостоятельное изучение
отдельных вопросов (СИВ)
подготовка к занятиям (ПкЗ)
Промежуточная аттестация
в т.ч. экзамен (Эк)
дифференцированный зачет (ДЗ)
зачет (3)
ЗЕ
час.
3
1,44
0,50
0,94
1,56
0,17
III семестр
108
52
18
34
56
6
ЗЕ
3
1,44
0,50
0,94
1,56
0,17
час.
108
52
18
34
56
6
1,11
40
1,11
40
0,28
10
0,28
10
-
-
-
-
0,08
3
0,08
3
5. Структура и содержание дисциплины
Дисциплина «Физико-химические методы анализа» осваивается в течение
одного семестра и состоит из 3 модулей. Структура дисциплины представлена в
таблице 5.1.
Таблица 5.1. Структура дисциплины
лабораторная
работа
практические
занятия
семинары
самостоятельн
ая работа
подготовка к
занятиям
другие виды
работ
Коды формируемых
компетенций
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
3
1,22
44
22
6
16
х
х
22
х
2
16
4
х
ОК-11
3
0,28
10
6
4
2
х
х
4
х
х
4
х
х
ПК-22
3
0,94
34
16
2
14
х
х
18
х
2
12
4
х
3
0,75
27
14
6
8
х
х
13
х
2
8
3
х
ОК-11
3
0,31
11
6
2
4
х
х
5
х
х
4
1
х
ПК-22
курсовые
работы (проекты)
индивидуальные
домашние
задания
самостоятельное
изучение
вопросов
лекции
2
аудиторная
работа
1
общая
трудоемкость
Наименования модулей и
модульных единиц
Трудоемкость,
ЗЕ
№
п/п
Семестр
Трудоемкость по видам учебной работы, час.
Модуль 1
1.
1.1.
1.2.
2.
Классификация и объекты
исследований физических и
физико-химических методов.
Оптические методы анализов.
Химические аспекты экологии
гидросферы.
Модульная единица 1
Введение.
Общая
характеристика
физических и физикохимических
методов
анализа.
Объекты
изучения.
Модульная единица 2
Физические и физикохимические
методы
анализа.
Модуль 2
Электрохимические
методы
анализа. Химические аспекты
экологии атмосферы.
Модульная единица 3
2.1.
Атмосфера
как
объект
физических
и
физикохимических методов анализа.
3.2.
3.3
5.
6.
7.
8.
Модульная единица 6.
Антропогенное
загрязнение почв.
Модульная система 7
Хроматографические
методы анализа.
Реферат
Эссе
Промежуточная
аттестация (Эк)
Всего в семестре
3
0,42
15
4
2
2
х
х
11
3
0,19
7
6
2
4
х
х
1
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
3
0,08
3
х
х
х
х
х
х
3
108
52
18
34
х
х
56
5.2. Содержание модулей дисциплины
5.2.1. Модуль 1. «Классификация и объекты исследований физических и
физико-химических методов. Оптические методы анализов. Химические аспекты
экологии гидросферы»
5.2.1.1. Темы и перечень вопросов лекций
Лекция 1 (Л-1) - 4 часа.
Тема: «Введение. Общая характеристика физических и физико-химических
методов анализа. Объекты изучения».
1. Основные задачи физических физико-химических методов анализа, объекты
исследований и основные их характеристики (гидросфера, атмосфера, литосфера).
2. Значение физических и физико-химических методов в анализе объектов
окружающей среды.
3. Классификация физических и физико-химических методов анализа.
4. Классификация оптических методов анализа: молекулярно-абсорбционная
спектроскопия, атомно-абсорбционная спектроскопия.
Лекция 2 (Л-2).
Тема: «Физические и физико-химические методы анализа» - 2 часа.
1. Способы расчета концентраций: метод сравнения, метод калибровочного
графика, метод добавок.
2. Классификация оптических методов анализа: молекулярно-абсорбционная
спектроскопия, атомно-абсорбционная спектроскопия, эмиссионный спектральный
анализ.
3. Задачи аналитического контроля воды. Способы взятия и подготовки пробы
воды (питьевой, морской, подземной) и использование физических и физикохимических методов для ее анализа и оценки качества воды по предельно-допустимым
концентрациям (ПДК).
5.2.1.2. Темы лабораторных работ
Лабораторная работа 1 (ЛР-1) – 2 часа.
Тема: «Инструктаж по технике безопасности при работе в аналитической
лаборатории, задачи химического анализа воды, почвы, сельскохозяйственной
продукции».
Лабораторная работа 2 (ЛР-2) – 4 часа.
Тема:
«Определение
кислотности
и
щелочности
воды
методом
потенциометрического титрования».
Лабораторная работа 3 (ЛР-3) – 2 часа.
Тема: «Определение содержания кислот в растворе методом нейтрализации».
Лабораторная работа 4 (ЛР-4) – 4 часа.
Тема: «Изучение физических приборов для определения нитратов: иономеры
ЭВ-74, МИН-100, НМ, портативный экспресс-анализатор ОП-2, ОК-2 «Морион».
Определение нитратов ионоселективным методом в питьевой воде».
Лабораторная работа 5 (ЛР-5) – 4 часа.
Тема: «Определение выноса биогенных элементов с сельскохозяйственных
угодий в водные объекты»
5.2.1.3.
Темы
и
перечень
вопросов
практических
занятий
-
не
предусмотрены учебным планом.
5.2.1.4. Темы и перечень вопросов семинаров не предусмотрены учебным
планом.
5.2.1.5. Темы и перечень вопросов для самостоятельного изучения
Наименование
модульных
единиц
№
п/п
1.
Количество
часов
Классификация
и
объекты
исследования
физических и
физикохимических
методов
анализа.
Химические
аспекты
экологии
гидросферы
Перечень вопросов
1. Биогеохимические циклы элементов и веществ
(углерод, азот, фосфор) и их количественные
характеристики.
2. Антропогенное воздействие на окружающую
среду (типы и объекты воздействия; физическое и
химическое загрязнение).
3. Характеристики основных классов загрязняющих
веществ: тяжелые металлы, нефтяные и
хлорированные углеводороды, радиоактивные
вещества. Понятие о ксенобиотиках, их
происхождении и существовании в окружающей
среде.
Основные источники поступления загрязняющих
веществ в водную среду.
Основные процессы трансформации загрязняющих
веществ в природных водах.
4
Номер
источника
основной
литературы,
страницы
29, с. 67-120
11, с. 28-60
4
8
11, с. 77-99
5.2.1.6. Темы индивидуальных домашних заданий
ИДЗ-1. Тема: «Воздействие загрязняющих веществ на водные организмы» - 2
часа.
5.2.2. Модуль 2. «Электрохимические методы анализа. Химические аспекты
экологии атмосферы».
5.2.2.1. Темы и перечень вопросов лекций.
Лекция 3 (Л-3) – 2 часа.
Тема: «Атмосфера как объект физических и физико-химических методов
анализа»
1. Состав и структура атмосферы.
2. Основные классы веществ, загрязняющих атмосферу.
3. Естественные и антропогенные источники загрязняющих атмосферу веществ,
соотношение между их выбросами.
4. Классификация загрязнителей атмосферного воздуха (по линейному размеру и
длительности воздействия).
5. Проблема трансграничного переноса загрязняющих веществ.
Лекция 4 (Л-4) – 4 часа.
Тема: «Электрохимические методы анализа».
1. Общая характеристика электрохимических методов анализа: прямые и
косвенные методы, электрохимическая ячейка, индикаторный электрод и электрод
сравнения.
2. Классификация электрохимических методов по измеряемому параметру
электрохимической ячейки: электрогравиметрия, кулонометрия, потенциометрия,
вольтамперометрия (амперометрическое титрование).
3. Задачи аналитического контроля воздуха, организация контроля и его цели.
Способы отбора проб воздуха (атмосферного, рабочей зоны) и использование
физических и физико-химических методов для его анализа. Оценка качества воздуха
по предельно-допустимым концентрациям.
5.2.2.2. Темы лабораторных работ
Лабораторная работа 6 (ЛР-6) – 4 часа.
Тема: «Молекулярно-абсорбционная спектроскопия».
Лабораторная работа 7 (ЛР-7) – 2 часа.
Тема: «Эмиссионный спектральный анализ».
Лабораторная работа 8 (ЛР-8) – 2 часа.
Тема: «Электрохимический анализ».
5.2.2.3.
Темы
и
перечень
предусмотрены учебным планом.
вопросов
практических
занятий
–
не
5.2.2.4. Темы и перечень вопросов семинаров – не предусмотрены учебным
планом.
5.2.2.5. Темы и перечень вопросов для самостоятельного изучения
№
п/п
2.
Количество
часов
Наименование
модульных
единиц
Электрохимические
методы
анализа.
Химические
аспекты экологии
атмосферы.
2
2
Номер
источника
основной
литературы,
страницы
2, с. 450-452
2, с. 453-455
2
2
2, с. 455-462
2, с. 463-467
Перечень вопросов
1. Структура и состав атмосферы.
2.
Источники
и
состав
загрязнения
атмосферного воздуха.
3. Физические и экологические последствия
загрязнения атмосферы.
4. Меры по предотвращению загрязнений
атмосферного воздуха.
5.2.2.6. Темы индивидуальных домашних заданий
1. ИДЗ-2. Тема: «Воздействие загрязняющих веществ на атмосферный воздух
конкретного района» - 2 часа.
5.2.3. Модуль 3. «Хроматографические методы анализа. Химические аспекты
педосферы».
5.2.3.1. Темы и перечень вопросов лекций.
Лекция 5 (Л-5) - 2 часа.
Тема: «Почва как объект физических и физико-химических методов анализа».
1. Образование почвенного слоя, его структура, свойства и функции.
2. Основные типы почв, их мехсостав и агрохимическая характеристика.
3. Химический состав почв, содержание органического вещества и гумуса в
почве, состав и свойства гумусовых веществ.
Лекция 6 (Л-6) – 2 часа.
Тема: «Антропогенное загрязнение почв».
1. Основные виды негативных воздействий на ПБК.
2. Загрязнение тяжелыми металлами.
3. Загрязнение почв диоксинами и микотоксинами.
Лекция 7 (Л-7) – 2 часа.
Тема: «Хроматографические методы анализа».
1. Понятие хроматографии, методы разделения и концентрирования.
2. Классификация хроматографических методов анализа.
3.
Принципиальная
схема
газового
хроматографа.
Хроматографические
параметры.
4. Задачи аналитического контроля почвы, организация контроля и его цели.
Способы отбора проб почвы, донных отложений и использование физических и
физико-химических методов для их анализа. Оценка качества почвы по предельнодопустимым концентрациям.
5.2.3.2. Темы лабораторных работ.
Лабораторная работа 9 (ЛР-9) – 4 часа.
Тема: «Определение кислотности и содержания азота нитратов и подвижного
фосфора в почве».
Лабораторная работа 10 (ЛР-10) – 2 часа.
Тема: «Оценка экологического состояния почв и прогнозирования их изменения
при антропогенезе в агроценозах».
Лабораторная работа 11 (ЛР-11) – 4 часа.
Тема: «Мониторинг загрязнения почв тяжелыми металлами».
5.2.3.3.
Темы
и
перечень
вопросов
практических
занятий
–
не
предусмотрены учебным планом.
5.2.3.4. Темы и перечень вопросов семинаров – не предусмотрены учебным
планом.
5.2.3.5. Темы и перечень вопросов для самостоятельного изучения.
№
п/п
3.
Наименование
модульных
единиц
Модуль 3.
Химические
аспекты
педосферы
Количество
часов
4
Номер
источника
основной
литературы,
страницы
1, с. 168-174
4
1, с. 174-181
2
1, с. 181-184
2
2
1, с. 184-190
1, с. 190-196
2
1, с. 196-201
Перечень вопросов
1. Почвенно-биотический комплекс –
целостная
материально-энергетическая
подсистема био(агро)ценозов.
2.
Биогеоценотическая
деятельность
микробного комплекса.
3. Функциональная роль почвы в
экосистемах.
4. Антропогенное загрязнение почв.
5. Нормирование содержания химических
элементов в почве.
6. Экологические основы сохранения и
воспроизводства плодородия почв, защита
от загрязнения тяжелыми металлами.
5.2.3.6. Темы индивидуальных домашних заданий.
1. ИДЗ-3. Тема: «Расчет энергетического потенциала почв агроценоза по
основным составляющим в конкретном хозяйстве» - 2 часа.
5.3. Темы курсовых проектов – не предусмотрены учебным планом.
5.4. Темы рефератов – не предусмотрены учебным планом.
5.5. Темы эссе – не предусмотрены учебным планом.
6.
Оценочные
средства
для
текущего
контроля
успеваемости
и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
6.1. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости.
6.1.1. Модуль 1. «Классификация и объекты исследований физических и
физико-химических методов. Оптические методы анализов. Химические аспекты
экологии гидросферы».
6.1.1.1. Контрольные вопросы
1. Перечислите известные Вам физические и физико-химические методы
анализа.
2. В каких случаях целесообразно использовать метод сравнения, метод
калибровочного графика и метод добавок?
3. Что представляют собой стандартные образцы и как они используются для
калибровки аналитической аппаратуры?
4.
Классификация
оптических
методов
анализа,
основные
принципы
классификации.
5. На чем основано применение спектров в качественном и количественном
анализах?
6. Перечислите основные характеристики спектральных приборов. Нарисуйте
блок-схемы молекулярно-абсорбционных, атомно-абсорбционных и эмиссионных
спектрометров.
7. Чем отличаются многоканальные спектрометры от одноканальных?
8. Сформулируйте основной закон светопоглощения.
9. Перечислите причины отклонений от основного закона светопоглощения.
10. Каковы основные требования, предъявляемые к фотометрическим реагентам?
11. Какие источники излучения используются в спектрофотометрии при работе в
ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра?
12. Что такое атомизатор? В каких методах анализа используются атомизаторы?
13. Чем отличается роль атомизатора в атомно-абсорбционном и атомноэмиссионном методах анализа?
14. Какие основные типы источников излучения используются в атомноабсорбционной спектроскопии?
15.
В
чем
заключается
преимущество
электротермического
источника
атомизации по сравнению с пламенным в атомно-абсорбционной спектроскопии?
16. Какой источник атомизации целесообразно использовать для атомноэмиссионного определения кальция в природной воде?
17. Запишите уравнение Ломакина-Шайбе, характеризующее зависимость
интенсивности атомно-эмиссионной линии от концентрации, и объясните смысл
входящих в него параметров.
18. Понятия о биосфере (Геккель, Зюсс, Вернадский) и ноосфере (Вернадский).
19. Биогеохимические циклы элементов и веществ (на примере основных
биогенных элементов: углерод, азот, фосфор) и их количественные характеристики.
20. Антропогенное воздействие на окружающую среду (типы и объекты
воздействия; физическое и химическое загрязнение).
21. Загрязняющее вещество, источник загрязнения, сток загрязняющего
вещества.
22. Описание биогеохимических циклов загрязняющих веществ.
23. Изучение антропогенного воздействия на естественные биогеохимические
циклы.
24. Химический состав природных вод: растворенные газы, главные ионы,
биогенные элементы, микроэлементы, растворенное органическое вещество.
25. Основные виды природных вод и особенности их состава.
26. Кислотно-основные равновесия в природных водах.
27. Понятие о рН и щелочности природных вод.
28.
Окислительно-восстановительные
Концепция рЕ.
процессы
в
природных
водоемах.
29.
Основные
потенциалопередающие
редокс-пары
природных
вод.
Эвтрофикация водоемов.
30. Тяжелые металлы, нефтяные и хлорированные углеводороды, радиоактивные
вещества как загрязнители воды.
31. Понятие о ксенобиотиках, их происхождении и существовании в
окружающей среде.
32. Основные источники поступления загрязняющих веществ в водную
среду: сточные воды, промышленные стоки, атмосферные выпадения. Особенности
источников поступления для различных классов.
33. Основные процессы трансформации загрязняющих веществ в природных
водах. Тяжелые
металлы: гидролиз, комплексообразование
с
органическими
и
неорганическими лигандами, преципитация. Органические загрязняющие вещества:
фотолиз, микробный метаболизм, связывание с растворенным и взвешенным
органическим веществом. Формы существования загрязняющих веществ в водных
средах.
34. Воздействие загрязняющих веществ на водные организмы. Биоаккумуляция
загрязняющих веществ и миграция по пищевым цепям. Токсическое воздействие.
35. Приведите примеры основных компонентов, нормируемых при оценке
качества природных и сточных вод.
36. Почему необходимо определять не только валовое содержание веществ в
природных и сточных водах, но также проводить и их вещественный анализ?
37. Каковы два основных направления определения содержания органических
веществ в водах?
6.1.1.2. Задания для проведения текущего контроля успеваемости.
Контрольные тесты, содержащие четыре ответа, из которых один правильный.
Химические загрязнители пресной воды:
а) + аммиак, сероводород, фенол, ртуть
б) плодородная почва, ртуть
в) бактерии, вирусы, простейшие
г) растения, животные почвы
6.1.2. Модуль 2. «Электрохимические методы анализа. Химические аспекты
экологии атмосферы».
6.1.2.1. Контрольные вопросы
1. Какая величина измеряется в потенциометрическом методе анализа?
Приведите уравнение Нернста.
2. Какие требования предъявляются к индикаторному электроду и электроду
сравнения?
3. Каковы общие свойства мембран, используемых для изготовления ионоселективных электродов?
4. Как оценивается коэффициент селективности ионоселективного электрода?
5. Перечислите основные источники погрешностей и причины их возникновения
при измерении рН стеклянным электродом.
6. Что представляет собой ячейка в вольтамперометрии?
7. При каких условиях предельный ток является диффузионным?
8. Почему в кулонометрических методиках добиваются 100%-ного выхода по
току?
9. Сформулируйте законы Фарадея.
10. Состав и структура атмосферы.
11. Эволюция атмосферы, ее биогенное происхождение.
12. Воздействие солнечной радиации на атмосферу. Понятие о фотохимических
реакциях Ионы и радикалы в атмосфере.
13. Основные классы веществ, загрязняющих атмосферу.
14.
Естественные
и
антропогенные
источники
загрязнения
атмосферы,
соотношение между их выбросами: оценка приоритетности источников по их доле в
суммарном антропогенном выбросе.
15. Основные реакционно-способные частицы ионосферы и стратосферы.
16. Химия стратосферного озона (кислородный, водородный, хлорный и азотный
циклы озона).
17. Истощение озонового слоя в результате антропогенного воздействия на
атмосферу как глобальная экологическая проблема.
18. Тропосфера как глобальный окислительный резервуар.
19. Основные реакционно-способные частицы в тропосфере: гидроксильный
радикал, оксиды азота и серы и их превращения.
20. Окисление органических соединений. Образование пероксиацетонитрилов.
«Фотохимический смог».
21. Окисление двуокиси серы, адсорбированной на твердых частицах дыма.
22. «Классический смог».
23. Окисление низших оксидов азота и серы, абсорбированных капельками
воды.
24. «Кислотные дожди».
25. Классификация загрязнителей атмосферы (по линейному размеру и
длительности воздействия), роль атмосферных явлений (турбулентность, инверсия) и
типа загрязнителя для пространственного распределения загрязняющих веществ в
атмосфере.
26. Проблемы трансграничного переноса.
27. Перечислите основные возможные загрязняющие компоненты воздуха.
28. Для определения каких газов в составе воздуха могут быть использованы
автоматические газоанализаторы?
29. Какого разновидности поглотителей могут использоваться для отбора проб
воздуха?
30. В каких случаях необходимо проводить концентрирование анализируемых
веществ из больших объемов воздуха и какие пути разрабатываются для
осуществления этих целей?
6.1.2.2. Задания для проведения текущего контроля успеваемости.
Контрольные тесты, содержащие четыре ответа, из которых один правильный.
Назовите загрязняющее вещество, преобладающее в атмосфере г. Оренбурга, г.
Медногорска, г. Орска и г. Новотроицка.:
а) + сернистый ангидрид
б) оксид углерода
в) оксид азота
г) оксид хлора
6.1.3. Модуль 3. «Хроматографические методы анализа. Химические аспекты
педосферы».
6.1.3.1. Контрольные вопросы.
1. Как м0жно классифицировать основные хроматографические методы анализа?
2. По каким хроматографическим параметрам производится идентификация
компонентов анализируемой смеси?
3. Каковы возможности и ограничения разных количественных хроматографических методов?
4. Перечислите основные узлы газового хроматографа.
5. Как классифицируются элементы по абсолютному содержанию их в почве?
6. Образование почвенного слоя, его структура, уникальные свойства и
функции.
7. Основные типы почв.
8. Понятие о географической зональности.
9. Механический состав почв.
10. Химический состав почв.
11. Органическое вещество почв.
12. Состав и свойства гумусовых веществ.
13. Ионообменные и кислотно-основные свойства почв.
14. Понятие о емкости катионного обмена (ЕКО) и кислотности почв.
15. Буферность почв.
16. Редокс-процессы в почвенной среде.
17. Окислительно-восстановительные режимы основных типов почв.
18. Питательные элементы (N,P,K) почв: формы их существования, потенциалы
содержания и балансовое соотношение.
19. Применение удобрений и известкование почв как основные агротехнические
приемы поддержания плодородия почв.
20. Основные типы минеральных и органических удобрений.
21. Специфика применения осадков сточных вод в качестве органического
удобрения.
22.
Отрицательные
экологические
последствия
применения
удобрений:
накопление нитратов в растениях, подкисление, загрязнение почв тяжелыми
металлами и др.
23. Классификация пестицидов по объектам воздействия и типу химических
соединений.
24. Отрицательные экологические последствия использования пестицидов в
сельском хозяйстве: загрязнение продукции и накопление пестицидных остатков в
почвенной среде.
25. Почва как геохимическая среда. Общая характеристика, сходство и различие
с природными водами.
26. Понятие геохимического барьера, типы геохимических барьеров в
почвенных средах: их роль в миграции и трансформации загрязняющих веществ в
почвенном слое.
27. Основные классы веществ, загрязняющих почвенный слой: тяжелые
металлы, пестицидные остатки и нефтяные углеводороды, источники их поступления,
формы существования, подвижность в почвенном слое, механизмы трансформации и
поступления загрязняющих веществ из почвы в растения.
28. Загрязнение тяжелыми металлами и способы его устранения.
29. Способы обработки почв, загрязненных пестицидными остатками и
нефтяными углеводородами.
6.1.3.2. Задания для проведения текущего контроля успеваемости.
Контрольные тесты, содержащие четыре ответа, из которых один правильный.
При агроэкологической оценке земель учитываются:
а) наиболее экологически значимые свойства почв
б) особенности структуры почвенного покрова
в) ландшафтные условия бассейна
г) + все перечисленное
6.2. Оценочные средства для промежуточной аттестации.
6.2.1. Контрольные вопросы – приведены в каждом модуле.
6.2.2. Задания для проведения промежуточной аттестации.
Задания содержат контрольные тесты, включающие четыре ответа, из которых
один правильный, всего 300 тестов.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
7.1. Основная литература.
1. Аналитическая химия. Ч.2. Физико-химические методы анализа: метод.
указания к вып. лаб. работ/Сост.: Т.В. Беляева.- СПб.: Изд-во СЗТУ, 2002.- 99 с.
2. Агроэкология /В.А. Черников, Р.М. Алексахин, А.В. Голубев и др.- М.: Колос,
2000.
7.2. Дополнительная литература.
1.
Алекин О.А. Химия океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.
2.
Альберт Э. Избирательная токсичность. М.: Мир, 1971.
3.
Анализ объектов окружающей среды. Инструментальные методы. М.: Мир,
4.
Бертокс П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений.
1993.
М.: Мир, 1982.
5.
Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1988.
6.
Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.
М.: Наука, 1988.
7.
Герлах С.А. Загрязнение морей: диагноз и терапия. Л.: Гидрометеоиздат.
8.
Данилов-Данильян В.И., Залиханов М.Ч., Лосев К.С. Экологическая
1985.
безопасность. Общие принципы и российский аспект. - М.: Изд-во МНЖПУ, 2001.
9.
Дривер Дж. Геохимия природных вод. М.: Мир. 1985.
10.
Золотов Ю.А. Вклад аналитической химии в обеспечение контроля за
природными объектами. Вести АН СССР. 1991, N 11, c.63-72.
11.
Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. Л.:
Гидрометеоиздат. 1989.
12.
Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. М.: Наука. 1992.
13.
Лопырев М.И., Макаренко С.А. Агроландшафты и земледелие. - Воронеж,
14.
Мельников Н.Н., Волков А.И., Короткова О.А. Пестициды и окружающая
2001.
среда. М.: Химия. 1977.
15.
Методические указания к проведению лабораторно-практических занятий
и подготовке рефератов по экологии. – Оренбург, 2010.
16.
Некоторые вопросы токсичности ионы металлов. Под ред. Зигель Х.,
Зигель А. М.: Мир. 1993.
17.
Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т.1,2.
18.
Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1993.
19.
Оценка воздействия на окружающую среду. М.: Госкомприроды, 1992.
20.
Проблемы загрязнения окружающей среды и токсикология. М.: Мир. 1993.
21.
Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат,
22.
Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и
1986.
потребления. - М.: Колос, 2000.
23.
Снакин В.В. Экология и охрана природы: словарь-справочник. - М.:
Academic, 2000.
24.
Соколов О.А., Бубнова Т.В. Атлас распределения нитратов в растениях. -
Пущино, 1989.
25.
Соколов О.А., Черников В.А. Атлас распределения тяжелых металлов в
объектах окружающей среды. - Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1999.
26.
Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М.:
Мир, 1982.
27.
Филенко О.Ф. Водная токсикология. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1988.
28.
Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды. М.: Прогресс, 1985.
29.
Химия окружающей среды. /Под ред. Дж. Бокриса. М.: Химия, 1982.
30.
Экологический энциклопедический словарь. - М.: Издат. дом «Ноосфера»,
31.
Экология человека. Словарь-справочник. Под ред. Агаджаняна М.: Изд.
1999.
Фирма «КРУК», 1997.
32.
Экология, охрана природы, экологическая безопасность / А.Т.Никитин,
С.А.Степанов, Ю.М.Забродин и др.; Под ред. А.Т.Никитина, С.А.Степанова. - М.: Издво МНЭПУ, Изд-во «Новь», 2000.
7.3. Методические указания, рекомендации и другие материалы к занятиям.
1. Методические указания к проведению лабораторно-практических занятий и
подготовке рефератов по экологии.- Оренбург, 2010.
7.4. Программное обеспечение.
1. OpenOffice для подготовки и просмотра электронных таблиц, презентаций,
фотографий, рисунков и т.п.
2. «Википедия» (электронный ресурс – www. wikipedia. org.
3. Другие материалы Интернета.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
8.1. Материально-техническое обеспечение лекционных занятий.
Название технических и электронных
средств обучения
Лекционные аудитории 109а и 203а, Ноутбук
для
показа
электронных
оснащенные
спецоборудованием
для презентаций,
проектор,
экран,
проведения мультимедийных занятий
аудиоаппаратура, микрофон, лазерная указка
Название спецоборудования
8.2. Материально-техническое обеспечение лабораторных занятий
Номер
ЛР
Тема занятия
Название
специализированной
лаборатории
Название
спецоборудования
В соответствии с Специализированные Буры тростевые
ЛР-1 –
РУПД
(Раздел агрохимлаборатории
ЛР-11
5.2)
301а и 314 а
Весы ВЛА-200
Весы ВЛК-500
Весы ВЛР-200
Весы ВЛТК-500
Весы ВНЦ-2
Весы торзионные ВТ
импорт.
Весы-пурка ПХ-1
Весы электронные ВСЛ
Видеокассеты
Видеоплеер « Samsung
“ б/н
Встряхиватель
Дистиллятор Д-4
Иономер И-160 М
Колориметр
фотоэлектрический
КФК3-01
Нитратомер М 002
Печь муфельная
Поляриметр СМ-1
Прибор ИДК-1
Телевизор «Samsung»
№ СК-2173VR
Универсальный
встряхиватель
Фотоэлектроколориметр
ФЭК-56М
Шкафы вытяжные
Шкафы сушильные
Эл. плитка ЭПТ-2
Электрическая
мельница
Название
технических и
электронных
средств
обучения и
контроля знаний
Ноутбук,
видеоаппаратура
8.3. Материально-техническое обеспечение практических и семинарских
занятий – не предусмотрено учебным планом.
9. Методические рекомендации преподавателям по образовательным
технологиям.
Курс
физико-химического
метода
анализа
для
студентов
направления
подготовки 110900.62 «Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции»
состоит из 3 разделов, знание которых необходимо для качественной практической
работы в с/х предприятиях различной формы собственности.
Преподавателю необходимо постоянно связывать теоретический материал с
практической
деятельностью,
способствовать
формированию
у
студентов
экологического мировоззрения, воспитания экологической культуры, позволяющих
квалифицированно оценивать реальные экологические ситуации на основе физикохимического анализа состояния окружающей среды, сравнения с ПДК загрязняющих
веществ и принимать необходимые природоохранные решения.
На лабораторных занятиях преподаватели помогают студентам освоить
современные методы и методики химического анализа воды, почв, растений и
сельскохозяйственных культур, чтобы в дальнейшей работе применять их в
практической работе.
В целях улучшения преподавания дисциплины «Физико-химические методы
анализа», совершенствования учебно-методической работы использовать в учебном
процессе результаты работы перерабатывающих предприятий Оренбургской области,
Оренбургского НИИ сельского хозяйства, кафедр Оренбургского ГАУ, учебных и
научно-исследовательских учреждений Южного Урала и других регионов.
Дополнения и изменения
в рабочей программе дисциплины Физико-химические методы анализа
Б2.В.ОД.1на 2014 - 2015 учебный год
3. Взаимосвязь планируемых результатов обучения по дисциплине (знания,
умения, навыки и (или) опыт деятельности) и планируемых результатов
освоения образовательной
программы (компетенций обучающегося)
представлена в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Взаимосвязь планируемых результатов обучения по дисциплине
и планируемых результатов освоения образовательной
Индекс и
программы
Навыки и (или)
Знания
содержание
Умения
компетенции
опыт
деятельности
ОК-11:
- основные методы - работать на
- практическими
способность
расчета
оптических,
навыками
представить
концентраций,
электрических и
проведения
современную
используемые в
хроматографичес
экспериментальн
картину мира на
инструментальных ких приборах;
ых
основе
методах анализа;
-расшифровывать
исследовательск
естественно-
-основные методы
аналитические
их работ
научных,
оптического,
сигналы,
математических
электрохимическо
полученные при
знаний,
го и
проведении
ориентироваться в
хроматографическ
физико-
ценностях бытия,
ого анализа;
химического
жизни, культуры;
-основные приемы анализа и
ПК-22:
построения
обработке
для
научно-
способность
аналитических
полученной
применять
методик при
информации;
современные
использовании
методы научных
различных
задачи, связанные
исследований в
физико-
с физико-
области
химических
химическими
производства и
методов анализа.
процессами,
- решать
переработки
протекающими с
сельскохозяйствен
участием
ной продукции
абиотических
согласно
факторов в
утвержденным
различных
программам;
геосферах.
ПК-24:
способность к
лабораторному
анализу образцов
почв, растений,
проб животного
происхождения и
сельскохозяйствен
ной продукции.
7.4. Программное обеспечение
1. Microsoft Office
2. Википедия (электронный ресурс) – http: // wikipedia.ru
7.5. Ресурсы информационно - телекоммуникационной сети «Интернет»
1. Информационно- справочные и поисковые системы: Гарант, консультант
плюс, научная электронная библиотека E-library, Агропоиск; информационные
и поисковые системы: Rambler, Yandex, Google, www. compexdoc.ru,
cnshb.ru, www. agrobursa.ru, Agrus.
www.