Электрохимические методы анализа by VyatGGU

Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 020100.68 Химия, утвержденным Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 20.05.2010 г., регистрационный № 547 Учебно-методический комплекс разработан: В.Е. Зяблицевым, канд. техн.. наук, доцентом кафедры химии ВятГГУ Рецензент – Ашихмина Т.Я., доктор техн. наук, профессор каф. химии ВятГГУ

Учебно-методический комплекс утвержден на заседании кафедры химии ВятГГУ «__»_______ 2013, протокол №___

Рабочая программа учебной дисциплины «Электрохимические методы анализа» 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1.1. Цели и задачи освоения учебной дисциплины «Электрохимические методы анализа» Цель дисциплины Освоение и использование электрохимических методов анализа при проведении исследований и выполнении аналитического контроля. Задачи дисциплины Использование методов физики (раздел «электричество») и химии (раздел «химия растворов») для решения аналитических задач. Знакомство с общими представлениями об электрохимических методах анализа и применением этих методов в научных исследованиях и в производственных процессах. Изучение строения и свойств растворов электролитов, термодинамики и кинетики электрохимических процессов. Изучение процессов переноса тока в растворах электролитов. Измерение электропроводности электролитов: кондуктометрия, кондуктометрическое титрование, диэлектрометрия. Изучение равновесных электрохимических процессов в растворах электролитов. Использование равновесных электрохимических процессов: потенциометрия, потенциометрическое титрование. Изучение неравновесных электрохимических процессов в растворах электролитов. Использование неравновесных электрохимических процессов: вольтамперометрия, инверсионная вольтамперометрия, полярография, амперометрия и амперометрическое титрование. Изучение неравновесных электродных процессов. Законы Фарадея и их использование: электроанализ, кулонометрия и кулонометрическое титрование. Воспитание творческой инициативы и самостоятельности при решении поставленных задач 1.2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Учебная дисциплина «Электрохимические методы анализа» входит в вариативную часть общенаучного цикла учебных дисциплин (М.1.9). Учебная дисциплина «Электрохимические методы анализа» использует знания, полученные при изучении учебных дисциплин «Химия», «Физика», «Физическая химия (раздел «Электрохимия»), «Неорганическая и органическая химия», «Химия растворов и комплексных соединений». Дисциплина имеет межпредметные связи с сопутствующими дисциплинами: «Квантовая химия», «Физические методы исследования», «Аналитическая химия», «Коллойдная химия». Знания, полученные при изучении данной учебной дисциплины применимы при решении целого ряда теоретических и практических задач в области прикладной химии и при обработке результатов научно-исследовательских работ. Требования к знаниям, умениям, навыкам студента, необходимым для изучения дисциплины «Электрохимические методы анализа»

ЗНАТЬ: 1. Основы неорганической, органической и физической (раздел «Электрохимия») химии. 2. Основные закономерности и факторы, влияющие на физико-химические свойства веществ и материалов. УМЕТЬ: 1. Проводить анализ и сравнительную оценку научной и справочной литературы. 2. Планировать и выполнять научный эксперимент. ВЛАДЕТЬ: 1. Приемами компьютерной, математической и статистической обработки результатов эксперимента. 1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Электрохимические методы анализа» В результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК): 1. Владеть современными компьютерными технологиями, применяемыми при обработке результатов научных экспериментов и сборе, обработке, хранении и передачи информации при проведении самостоятельных научных исследований (ОК-5): - ЗНАТЬ: основные принципы организации информации; - УМЕТЬ: анализировать и моделировать научные эксперименты с помощью персонального компьютера; - ВЛАДЕТЬ: технологиями обработки результатов научного эксперимента, хранения и передачи информации. 2. Понимать принцип работы и уметь работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ОК-6): - ЗНАТЬ: назначение и принцип работы научных приборов и аппаратуры; - УМЕТЬ: использовать научные приборы и оборудование при постановке и проведении исследований; - ВЛАДЕТЬ: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования. 3. Стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-11): - ЗНАТЬ: основные области применения химических дисциплин; - УМЕТЬ: проявлять настойчивость при решении нестандартных и творческих задач; - ВЛАДЕТЬ: приемами формулировки, обоснования и достижения цели. 4. Владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-12): - ЗНАТЬ: алгоритмы мышления, способные приводить к решению конкретных задач; - УМЕТЬ: грамотно и обоснованно ставить цель и определять задачи для ее осуществления; - ВЛАДЕТЬ: приемами анализа способов достижения цели. 5. Понимать физические законы и явления, лежащие в основе процессов и технологий, используемых в профессиональной деятельности (ОК-14): - ЗНАТЬ: физические законы и явления, определяющие основу технологических процессов; - УМЕТЬ: использовать физические законы и явления при реализации профессиональной деятельности; - ВЛАДЕТЬ: технологиями применения физических законов и явлений при выполнении научной и прикладной работ. 4

6. Владеть теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой магистерской диссертации) (ПК-3): - ЗНАТЬ: основные информационные базы данных (КБСД, Scopus); - УМЕТЬ: структурировать результаты эксперимента, заносить их в единую базу данных и проводить обработку; - ВЛАДЕТЬ: приемами поиска необходимой информации по базе данных. 7. Анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения (ПК-5): - ЗНАТЬ: основы расчета и оценки результатов научно-исследовательской работы; - УМЕТЬ: составлять простейшие модели исследуемых процессов, делать необходимые выводы и четко формулировать рекомендации; - ВЛАДЕТЬ: навыками работы в компьютерных программах, позволяющих проводить обработку результатов и моделирование процессов. 8. Владеть навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и проведения химических реакций (ПК-16): - ЗНАТЬ: методику постановки научных экспериментов; - УМЕТЬ: обращаться с химическими реактивами и оборудованием; - ВЛАДЕТЬ: методам постановки эксперимента и обработки результатов и исследования химических веществ. 9. Владеть методами безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, способностью проводить оценку возможных рисков (ПК-18): - ЗНАТЬ: свойства применяемых и получаемых химических соединений; -УМЕТЬ: работать с опасными, токсичными, взрывоопасными и легко воспламеняющимися веществами; - ВЛАДЕТЬ: приемами дегазации и обезвреживания химических веществ, оказания первой медицинской помощи при отравлениях, ожогах и поражении электрическим током. 10. Обладать способностью и готовностью проводить химические и физикохимические расчеты с помощью известных формул и уравнений, в том числе с помощью компьютерных программ, проводить стандартные химические и физикохимические измерения, пользоваться справочной литературой (ПК-21): - ЗНАТЬ: законы, лежащие в основе физико-химических расчетов; -УМЕТЬ: проводить стандартные физико-химические измерения необходимых величин; - ВЛАДЕТЬ: приемами работы со справочной литературой. 11. Знать принципы, закономерности, области применения современных химических, физико-химических и физических методов анализа различных объектов (ПК-22): - ЗНАТЬ: области применения современных химических, физико-химических и физических методов; - УМЕТЬ: проводить детальный анализ объектов на основании их свойств; - ВЛАДЕТЬ: приемами анализа химических и физико-химических объектов. 12. Уметь выбирать наиболее эффективные методы определения компонентов анализируемых объектов в соответствии с поставленной задачей и применять выбранные методы и методики на практике (ПК-23): - ЗНАТЬ: основные методы определения компонентов анализируемых веществ; - УМЕТЬ: ориентироваться в известных методах анализа, выбирать оптимальные в соответствии с поставленной задачей; - ВЛАДЕТЬ: способами применения выбранных методов анализа.

2. КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ Рекомендуемые образовательные технологии и материально-техническое обеспечение учебной дисциплины «Электрохимические методы анализа». № Образовательная технология, Рекомендуемые рекомендуемая к использованию в п/п средства обучения преподавании учебной дисциплины 1. Групповое обучение компьютерные презентации, – проблемная лекция; базовый образовательный комплект для изучения математических – лекция-консультация; методов в химии – пакеты – разбор конкретных ситуаций; компьютерных программ ACDlabs, – научная дискуссия. RasWin, обучающие фильмы. 2. Индивидуализированное обучение – метод проектов; – лабораторные и практические работы.

№ п/п 1

Сведения о занятиях, проводимых в интерактивных форма Общий объем (по РУП) в часах/ в Показатель процентах очная заочная Занятия, проводимые в интерактивных формах 6 часов / 20 % -

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Электрохимические методы анализа» 3.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа. № п/п 1 2 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 3 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4

Общий объем (по РУП) в часах

Виды учебной работы Трудоемкость (по ФГОС) Аудиторные занятия, всего в том числе: Лекции Лабораторные работы Практические занятия Семинарские занятия Коллоквиумы Прочие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа студентов всего в том числе: Контрольная работа Курсовая работа Научно- исследовательская работа Практика Прочие виды самостоятельной работы Вид(ы) промежуточного контроля 6

очная 72 30 10 20

42 зачет

заочная

3.2. Матрица соотнесения разделов / тем учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций

Раздел 1. Общие сведения об электрохимических методах анализа Тема 1.1. Использование электрохимических методов анализа Тема 1.2. Электрохимия растворов электролитов Тема 1.3. Термодинамика и кинетика электрохимических процессов Раздел 2. Неравновесные электрохимические процессы в растворах электролитов Тема 2.1. Электропроводность растворов электролитов Тема 2.2. Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование Тема 2.3. Диэлектрометрия. Раздел 3. Равновесные электрохимические процессы. Тема 3.1. Равновесная электрохимическая система. Тема3.2. Потенциометрия. Потенциометрическое титрование Раздел 4. Неравновесные электродные процессы Тема 4.1. Вольтамперометрия Тема 4.2. Амперометрия и амперометрическое титрование Тема 4.3. Электроанализ и кулонометрия Итого

ПК-5 ПК-16 ПК-18 ПК-21 ПК-22 ПК-23

ПК-3

Количест во часов

Разделы / темы учебной дисциплины

ОК-5 ОК-6 ОК-11 ОК-12 ОК-14

Компетенции Всего компе тенций

+ + +

+ + 3

+ +

+ + + + + + + + + + + 11

2 10 2

+ + +

+ + + + + + + + +

+ 10

6 2 1

+ + + + + + + + + + + +

+ +

+ + + + + + +

+ +

4 10 10 69

3.3. Содержание разделов / тем учебной дисциплины «Электрохимические методы анализа Раздел 1. Общие сведения об электрохимических методах анализа Тема 1.1. Использование электрохимических методов анализа Открытие и развитие представлений об электрохимических процессах. Использование электрохимических процессов в науке и промышленном производстве. Электрохимические методы анализа. Отличительные особенности и специфика выполнения. Приборы и оборудование. Достоинства и недостатки. Новые направления развития и использования электрохимических методов анализа. Тема 1.2. Электрохимия растворов электролитов Развитие представлений о строении и свойствах растворов электролитов. Электролиты слабые и сильные Теория электролитической диссоциации (основные положения). Ион-дипольное и ион-ионное взаимодействия в растворах электролитов. Теория Дебая-Хюккеля. Эмпирические и полуэмпирические методы описания растворов электролитов: представления Фрумкина и Дамаскина. Сольватация и гидатация ионов: модельные представления, экспериментальные и расчетные методы определения теплоты, энергии и чисел сольватации. Протолитическая теория кислот и оснований: основные положения и уравнение Бренстеда. Современное состояние и перспективы развития теории растворов электролитов. Тема 1.3. Термодинамика и кинетика электрохимических процессов Термодинамика гетерогенных электрохимических систем. Окислительновосстановительные полуреакции и понятие электродного потенциала. Классификация электродов и электрохимических цепей. Метод ЭДС и его применение: определение коэффициентов активности, чисел переноса, произведения растворимости и констант равновесия. Мембранное равновесие и мембранный потенциал. Ионселективные электроды и их использование. Стеклянный электрод. Уравнение Б. Никольского. Применение стеклянного электрода. Двойной электрический слой и явления адсорбции на межфазных границах. Электрокапиллярные явления и двойной электрический слой. Развитие модельных представлений о строении двойного электрического слоя. Современные представления о модельном строении двойного слоя (теория Фрумкина-Дамаскина). Методы исследования двойного электрического слоя: вольтамперометрические и кулонометрические, оптические и фотоэмиссионные, зондовые, рентгеновские. Электрохимическая кинетика. Стадии электрохимического процесса: диффузия, миграци конвекция. Роль стадий в процессе массопереноса и падении потенциала в диффузном слое. Влияни условий процесса (температура, природы металла, строение межфазной границы) на скорос электрохимической реакции. Методы исследования кинетики электрохимической реакци полярографический метод, метод поляризационных кривых (хронопотенциометрия - импульсны потенциостатический метод, импульсный гальваностатический метод), метод электродно импеданса. Приборы и оборудование. Методика выполнения. Достоинства и недостатки. Раздел 2. Неравновесные электрохимические процессы в растворах электролитов. Тема 2.1. Электропроводность растворов электролитов Общая характеристика неравновесных явлений в растворах электролитов. Диффузия и миграция. Удельная и эквивалентная электропроводность. Числа переноса и методы их определения. Предельная электропроводность. Влияние условий процесса (концентрация, природа электролита, давление, температура, вязкость) на электропроводность. Закон Кольрауша. Теория электропроводности растворов сильных электролитов (релаксационный и электрофоретичский эффекты). Методы измерения электропроводности электролитов. Приборы и оборудование. Достоинства и недостатки. Тема 2.2. Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование 8

Понятие о кондуктометрическом методе анализа. Принцип компенсации: ячейки Кольрауша и Уитсона. Постоянная сосуда. Классическая кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование. Высокочастотная кондуктометрия. Применение кондуктометрии (определение физико-химических характеристик растворов: степень диссоциации слабых электролитов, растворимость и произведение растворимости малорастворимых соединений) и кондуктометрического титрования (метод химического анализа). Приборы и оборудование. Достоинства и недостатки. Тема 2.3. Диэлектрометрия Теоретические основы метода диэлектрометрии. Использование диэлектрометрии в аналитической химии. Приборы и оборудование. Достоинства и недостатки метода. Раздел 3. Равновесные электрохимические процессы Тема 3.1. Равновесная электрохимическая система Основные понятия и определения: потенциал, электростатический потенциал, внешний потенциал, поверхностный потенциал, внутренний потенциал, Гальвани и Вольта потенциалы. Электрохимический потенциал как сумма химического и внутреннего потенциалов. Расчет и экспериментальное определение. Равновесия на границе раздела фаз и в электрохимической цепи. Равновесная электрохимическая система. Фундаментальное уравнение Гиббса применительно к равновесной электрохимической системе. Электрохимический потенциал как сумма химического и электрического потенциалов. Условия электрохимического равновесия. Стандартное значение потенциала. Уравнение Нернста. Правильно разомкнутая электрохимическая цепь. Международная конвенция по электрохимии. Напряжение и ЭДС. Измерение величины ЭДС. Стандартный водородный электрод. Расчет термодинамических параметров равновесной системы: фактическое и стандартное значения энергии Гиббса, константа равновесия реакции и стандартное значение электродного потенциала. Электродные потенциалы и электрохимические цепи. Относительные и стандартные электродные потенциалы. Формулировка современного определения электродного потенциала. Классификация электродов. Классификация электрохимических цепей. Измерение ЭДС. Метод компенсации. Рабочий электрод и электрод сравнения. Подготовка растворов. Измерительная схема. Выполнение работы. Тема 3.2. Потенциометрия. Потенциометрическое титрование Теоретические основы и классификация методов потенциометрии. Аппаратурное оснащение. Применяемые электроды: металлические, мембранные (ионселективные) электроды (жесткая матрица, кристаллическая мембрана, мембрана с подвижным носителем), газочувствительные электроды, потенциометрические биосенсоры, ионселективные полевые транзисторы, ионселективные микроэлектроды. Применение методов потенциометрии. Прямое потенциометрическое измерение. Определение ЭДС и расчет термодинамических характеристик химических реакций (- ∆G, ∆S, ∆H, ∆U), расчет Ko, Kf, KS, φо Eo, рН, ±γ, составление и анализ диаграмм Пурбе. Сущность и теоретические основы потенциометрического титрования. Потенциометрическое титрование с неполяризуемыми электродами. Кислотно-основное тирование. Окислительно-восстановительное титрование. Осадительное титрование. Титрование по методу комплексообразования. Титрование в неводных средах. Потенциометрическое титрование с одним и двумя поляризуемыми электродами. Способы определения конечной точки потенциометрического титрования. Автоматизация измерений, Достоинства и недостатки методов анализа. Раздел 4. Неравновесные электрохимические процессы. Тема 4.1. Вольтамперометрия. Сущность метода. Теоретические основы методов вольтамперометрии. Лимитирующие факторы. Фарадеевские и нефарадеевские токи. Аналитический сигнал и 9

помехи. Диффузионные, адсорбционные и кинетические составляющие процесса. Электрохимическое концентрирование определяемых элементов. Аппаратурные методы вольтамперометрии. Модели вольтамперометрических датчиков. Применение методов вольтамперометрии:. Методы вольтамперометрии. Постояннотоковая и переменнотоковая вольтамперометрия с малой скоростью линейной развертки напряжения. Хроновольтамперометрия. Постояннотоковая, нормальная дифференциальная и импульсная дифференциальная полярография. Хроновольамперометрия. Хронопотенциометрия. Инверсионная вольтамперометрия малорастворимых соединении, твердых веществ и с использованием ультрамикроэлектродов. Измерения в вольтамперометрии. Типы измеряемых токов и диагностические критерии (кинетические и каталитические токи, контролируемые процессом адсорбции). Использование метода. Практическое применение методов вольтамперометрии. Вольтамперометрия неорганических, комплексных и органических соединений. Достоинства и недостатки метода. Тема 4.2. Амперометрия и амперометрическое титрование Сущность метода. Кривые амперометрического титрования и полярографические максимумы. Амперометрические датчики. Амперометрические биосенсоры (на основе ферментных систем, на основе биоматериалов). Амперометрическое титрование с одним и с двумя поляризованными электродами. Использование метода. Достоинства и недостатки. Тема 4.3. Электроанализ и кулонометрия Общие сведения. Законы Фарадея. Электрохимические эквиваленты. Выход по току. Кулонометры. Электроанализ, кулонометрия и кулонометрическое титрование. Методы электроанализа. Теоретические основы метода. Аппаратурное оформление, используемые электродные системы. Методы электроанализа: электролиз с контролем напряжения и потенциала рабочего электрода, электрохимическое выделение и разделение металлов, внутренний электролиз. Достоинства, недостатки и ограничения использования метода. Методы кулонометрического анализа. Классификация методов кулонометрии. Прямая потенциостатическая кулонометория. Кулонометрия при контролируемой силе тока. Косвенная кулонометрия. Аппаратурное оснащение. Электрогенерирование кулонометрических титрантов в неводных средах Использование методов электроанализа и кулонометрии. Электрогравиометрическое определение ионов металлов. Кулонометрическое определение неорганических и органических соединений. Кулонометрическое титрование. Достоинства и недостатки методов анализа.

3.4. Тематический план учебной дисциплины «Электрохимические методы анализа» а) аудиторные занятия Вид учебной работы Часов Технология Форма Разделы / темы текущего очная заочная обучения учебной дисциплины контроля Раздел 1. Общие 4 сведения об электрохимических методах анализа Тема 1.1.

Лекция

1 10

Проблемная

Фронтальны

Использование электрохимических методов анализа Тема 1.2. Электрохимия растворов электролитов Тема 1.3. Термодинамика и кинетика электрохимических процессов

Лекция Практическое занятие Решение задач

Раздел 2. Неравновесные электрохимические процессы в растворах электролитов Тема 2.1. Лекция Электропроводность Практическа Лекция растворов Практическа Практическая работа электролитов Решение зада Решение задач Решение зада Тема 2.2. Лекция Кондуктометрия. Лабораторно Лекция Кондуктометрическое Практическа Лабораторнотитрование практическаяпрактическая работа

Тема 2.3. Диэлектрометрия

Раздел 3. Равновесные электрохимические процессы Тема 3.1. Равновесная электрохимическая система

Лекция Решение задач

лекция

й опрос

Лекциябеседа Практическая работа Лекциябеседа Практическая работа

Опрос, отчет по работе Опрос, отчет по работе

ЛекцияОпрос, отчет беседа по работе Практическая работа

Лекциябеседа Лабораторнопрактическая работа Лекциябеседа

Отчет работе

Лекциябеседа практическая работа Лабораторнопрактическая работа

Фронтальны й опрос

по

Фронтальны й опрос

Лекция

Тема 3.2. Лабораторно-практическая Потенциометрия. практическая работа Потенциометрическое титрование Раздел 4. Неравновесные электродные процессы Тема 4.1. Лекция Вольтамперометрия Решение задач

Проблемная лекция

Фронтальны й опрос

Тема 4.2.

Проблемная

Отчет

Лекция 11

Отчет работе

по

Амперометрия и амперометрическое титрование

Лабораторно-практическая работа

Тема.4.3. Лекция Электроанализ Лабораторнои Лекция кулонометрия ПРАКТИЧЕСКА ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКА

РАБОТА РАБОТ РАБОТА

Итого

Разделы / темы учебной дисциплины Раздел 1. Общие сведения об электрохимических методах анализа Тема 1.1. Использование электрохимических методов анализа

Тема 1.2. Электрохимия растворов электролитов

лекция Лабораторнопрактическая работа Лекциябеседа Лабораторнопрактическая работа

работе

Фронтальны й опрос Отчет по работе

б) самостоятельная аудиторная работа Вид учебной работы (форма Результат самостоятельной работы)

Анализ и знать: основные законы естественнонаучных творческое дисциплин, методику постановки химических осмысливание экспериментов; материала лекции уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции, обращаться с химическими реактивами, оборудованием; владеть: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования, методами получения и исследования химических веществ и реакций. Выполнение знать: основные информационные базы данных практической (КБСД, Scopus); законы, лежащие в основе физикоработы по химических расчетов; методическим уметь: структурировать результаты химического указаниям эксперимента, заносить их в единую базу данных, обрабатывать, проводить стандартные физикохимические измерения необходимых величин; владеть: приемами поиска необходимой информации по базам данных, приемами работы со справочной литературой.

Тема 1.3. Термодинамика и кинетика электрохимических процессов

Выполнение практической работы методическим указаниям

знать: основные принципы организации информации , психологические приемы, по необходимые для установления и поддержки деловых отношений в коллективе и внутри группы; уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции с помощью персонального компьютера, работать в группах для решения общих задач; владеть: технологиями обработки результатов химического эксперимента, навыками разрешения споров, поисков альтернативных путей решения.

Раздел 2. Неравновесные электрохимические процессы в растворах электролитов Тема 2.1. Электропроводность растворов электролитов

Тема 2.2. Кондуктометрия. Кондуктометрическ ое титрование

Тема 2.3. Диэлектрометрия

Выполнение практической работы методическим указаниям

знать: области применения современных химических, физико-химических и физических по методов, основные методы определения компонентов анализируемых веществ; уметь: проводить детальный анализ объектов на основании знаний о свойствах, ориентироваться в известных методах с выбором оптимального; владеть: приемами анализа химических и физикохимических объектов, способами применения выбранных методов на практике. знать: области применения современных Выполнение химических, физико-химических и физических лабораторнометодов, основные методы определения практической компонентов анализируемых веществ; работы по уметь: проводить детальный анализ объектов на методическим основании знаний о свойствах, ориентироваться в указаниям известных методах с выбором оптимального; владеть: приемами анализа химических и физикохимических объектов, способами применения выбранных методов на практике Анализ и знать: основные законы естественнонаучных творческое дисциплин, методику постановки химических осмысливание экспериментов; материала лекции уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции, обращаться с химическими реактивами, оборудованием; владеть: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования, методами получения и исследования химических веществ и реакций

Раздел 3. Равновесные электрохимические процессы Тема 3.1. Равновесная электрохимическая система

Выполнение практической работы методическим указаниям

Тема 3.2. Потенциометрия

Выполнение лабораторнопрактической работы методическим указаниям

Тема 3.3. Потенциометрическо е титрование

Выполнение лабораторнопрактической работы методическим указаниям

Раздел 4. Неравновесные электродные процессы Тема 4.1. Вольтамперометрия

знать: основные области применения химических дисциплин, свойства большого ряда химических по соединений; уметь: проявлять настойчивость при решении нестандартных и творческих задач по химии, работать с особо опасными, токсичными, взрывоопасными веществами; владеть: приемами формулировки, обоснования и достижения цели, приемами дегазации, обезвреживания веществ, приемами первой медицинской помощи при отравлениях и ожогах. знать: алгоритмы мышления, способные приводить к решению конкретных задач, психологические приемы, необходимые для по установления и поддержки деловых отношений в коллективе и внутри группы; уметь: грамотно и понятно излагать свои мысли, работать в группах для решения общих задач; владеть: приемами анализа способов достижения цели, навыками разрешения споров, поисков альтернативных путей решения. знать: основы математических расчетов главных химических производств, основные методы определения компонентов анализируемых по веществ; уметь: составлять простейшие модели некоторых химических промышленных производств, ориентироваться в множестве известных методов с возможностью выбора оптимального, соответствующего задаче; владеть: навыками работы в компьютерных программах, позволяющих моделировать некоторые химические производства, способами применения выбранных методов на практике.

Анализ и знать: основные законы естественнонаучных творческое дисциплин, основные информационные базы осмысливание данных (КБСД, Scopus); материала лекции уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции, структурировать результаты химического эксперимента, заносить их в единую базу данных, обрабатывать; владеть: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования, приемами 14

Тема 4.2. Амперометрия и амперометрическое титрование

Тема.4.3. Электроанализ и кулонометрия

поиска необходимой информации по базам данных. Анализ и знать: психологические приемы, необходимые для творческое установления и поддержки деловых отношений в осмысливание коллективе и внутри группы, законы, лежащие в материала лекции основе физико-химических расчетов; уметь: работать в группах для решения общих задач, проводить стандартные физико-химические измерения необходимых величин; владеть: навыками разрешения споров, поисков альтернативных путей решения, приемами работы со справочной литературой. Выполнение знать: основные законы естественнонаучных лабораторнодисциплин, основы математических расчетов практической главных химических производств; работы по уметь: анализировать и моделировать некоторые методическим химические процессы и реакции, составлять указаниям простейшие модели некоторых химических промышленных процессов; владеть: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования, навыками работы в компьютерных программах, позволяющих моделировать некоторые химические процессы.

в) занятия в интерактивных формах № п/п

1. 2.

Общий объем (по РУП) в часах очная заочная

Разделы / темы учебной дисциплины Раздел 2. Неравновесные электрохимические процессы в растворах электролитов Тема 2. 2. Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование Раздел 4. Неравновесные электродные процессы Тема 4. 5. Кулонометрия и кулонометрическое титрование Итого

4 2 6

г) самостоятельная внеаудиторная работа Разделы / темы учебной дисциплины

Раздел 1. Общие сведения об электрохимических методах анализа Тема 1.1. Использование электрохимических методов анализа

Вид учебной работы (форма самостоятельной работы)

Часы очная

Результат

Анализ творческое осмысливание лекционного материала

знать: основные законы естественнонаучных дисциплин, методику постановки химических экспериментов; уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции, обращаться с химическими реактивами,

Тема 1.2. Электрохимия растворов электролитов

Выполнение практической работы по методическим указаниям. Решение задач.

Тема 1.3. Термодинамика и кинетика электрохимических процессов

Выполнение практической работы по методическим указаниям. Решение задач.

Раздел 2. Неравновесные электрохимические процессы в растворах электролитов

Тема 2.1. Электропроводность растворов электролитов

оборудованием; владеть: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования, методами получения и исследования химических веществ и реакций. знать: основные информационные базы данных (КБСД, Scopus); законы, лежащие в основе физико-химических расчетов; уметь: структурировать результаты химического эксперимента, заносить их в единую базу данных, обрабатывать, проводить стандартные физико-химические измерения необходимых величин; владеть: приемами поиска необходимой информации по базам данных, приемами работы со справочной литературой. знать: основные принципы организации информации , психологические приемы, необходимые для установления и поддержки деловых отношений в коллективе и внутри группы; уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции с помощью персонального компьютера, работать в группах для решения общих задач; владеть: технологиями обработки результатов химического эксперимента, навыками разрешения споров, поисков альтернативных путей решения.

Выполнение практической работы методическим указаниям

2 по

знать: основные принципы организации информации , психологические приемы, необходимые для установления и поддержки деловых отношений в коллективе и внутри группы; уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции с помощью персонального компьютера, работать в группах для решения общих задач; владеть: технологиями обработки результатов эксперимента, навыками разрешения споров, поисков альтернативных путей решения

Тема 2.2. Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование

Оформление защита лабораторнопрактической работы.

Решение задач

Тема 2.3. Диэлектрометрия

Раздел 3. Равновесные электрохимические процессы Тема 3.1. Равновесная электрохимическая система

Тема 3.2. Потенциометрия. Потенциометрическое титрование

Выполнение практической работы методическим указаниям

ЗНАТЬ: ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ, ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ, ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ АНАЛИЗИРУЕМЫХ ВЕЩЕСТВ;

уметь: проводить детальный анализ объектов на основании знаний о свойствах, ориентироваться в множестве известных методов с возможностью выбора оптимального, соответствующего задаче; владеть: приемами анализа химических и физико-химических объектов, способами применения выбранных методов на практике. 2 по

знать: основные области применения химических дисциплин, свойства большого ряда химических соединений; уметь: проявлять настойчивость при решении нестандартных и творческих задач по химии, работать с особо опасными, токсичными, взрывоопасными веществами; владеть: приемами формулировки, обоснования и достижения цели, приемами дегазации, обезвреживания веществ, приемами первой медицинской помощи при отравлениях и ожогах.

12 Анализ творческое осмысливание лекционного материала

Оформление и защита результатов лабораторнопрактической работы. Решение задач. .

знать: алгоритмы мышления, способные приводить к решению конкретных задач, психологические приемы, необходимые для установления и поддержки деловых отношений в коллективе и внутри группы; уметь: грамотно и понятно излагать свои мысли, работать в группах для решения общих задач; владеть: приемами анализа способов достижения цели, навыками разрешения споров, поисков альтернативных путей решения. знать: методику постановки химических экспериментов, свойства большого ряда химических соединений; уметь: обращаться с химическими реактивами, оборудованием, работать с особо опасными, токсичными, взрывоопасными веществами; владеть: методами получения и исследования химических веществ и реакций, приемами дегазации, обезвреживания веществ, приемами первой медицинской помощи при отравлениях и ожогах.

Раздел 4. Неравновесные электродные процессы Тема 4.1.Вольтамперометрия

Тема 4.2.Амперометрия и амперометрическое титрование

Тема 4.3.Электроанализ и кулонометрия

16 Анализ творческое осмысливание лекционного материала. Решение задач.

знать: основные законы естественнонаучных дисциплин, основные информационные базы данных (КБСД, Scopus); уметь: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции, структурировать результаты химического эксперимента, заносить их в единую базу данных, обрабатывать; владеть: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования, приемами поиска необходимой информации по базам данных. Выполнение 4 знать: методику постановки химических практической экспериментов, свойства большого ряда работы по химических соединений; методическим уметь: обращаться с химическими указаниям. реактивами, оборудованием, работать с особо Решение задач опасными, токсичными, взрывоопасными веществами; владеть: методами получения и исследования химических веществ и реареакций, приемами дегазации, обобезвреживания веществ, приемами перпервой медицинской помощи при оотравлениях и ожогах.. Оформление и 6 знать: психологические приемы, защита результатов необходимые для установления и поддержки лабораторноделовых отношений в коллективе и внутри практической группы, законы, лежащие в основе физикоработы. химических расчетов; Решение задач уметь: работать в группах для решения общих задач, проводить стандартные физикохимические измерения необходимых величин; владеть: навыками разрешения споров, поисков альтернативных путей решения, приемами работы со справочной литературой. 6

Итого:

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ Раздел 1.Общие сведения об электрохимических методах анализа. Тема 1.1. Использование электрохимических методов анализа Аудиторные занятия Лекция 1. «Электрохимические методы анализа и их роль в вопросах контроля объектов окружающей среды» (продолжительность 1 час) План лекции: 1. Входной контроль знаний (оценка базы знаний по неорганической, органической, физической и аналитической химии и физике). 2. Электрохимические процессы в науке и промышленном производстве. 3. 3.Электрохимические методы анализа. Отличительные особенности и специфика выполнения. Приборы и оборудование. Достоинства и недостатки. 4. Новые направления развития и использования электрохимических методов анализа 18

Самостоятельная аудиторная работа по теме «Использование электрохимических методов анализа»: № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной Форма отчетности работы Анализ и творческое Составление и осмысливание материала корректировка лекции конспекта и плана лекции Коллективное обсуждение Диалог-беседа в лекционного материала процессе лекции

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Использование электрохимических методов анализа»: № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная (решение задач по теме)

Форма самостоятельной работы Составление конспекта (реферата) по литературным источникам Подготовка к практическому занятию

Срок сдачи

Форма отчетности

4 неделя семестра

Конспект (реферат)

4 неделя семестра

Решения задач по теме

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Использование электрохимических методов анализа» Вопросы для самостоятельного изучения: 1. Историческая справка: приоритет открытий электрохимических методов анализа, достижения отечественных ученых, широкое использование методов в научной и промышленной сфере. 2. Области применения электрохимических методов анализа. 3. Стационарные и мобильные приборы и оборудование (отечественные и зарубежные) для электрохимических методов анализа. 4. Новые направления использования электрохимических процессов для контроля объектов окружающей среды. Литература (номера источников из п.5): 1 – 11, основная; 1 – 20, дополнительная. Вопросы для самопроверки: 1. Какие методы аналитического контроля относят к электрохимическим? В чем их отличие от других методов анализа? 2. Какие отечественные и зарубежные ученые являются создателями электрохимических методов анализа? 3. Какой принцип (схема) и почему использован в большинстве электрохимических методов анализа? 4. Перечислите технологические параметры процесса , которые можно контролировать при помощи электрохимических методов анализа. Какие приборы и оборудование используют для этих целей? 5. Назовите основные узлы (составные элементы) приборов для контроля параметров электрохимическими методами анализа 6. Дайте краткую характеристику новых методов анализа, основанных на применении электрохимических процессов (вращающийся электрод, радиоволновая полярография, 19

фарадеевское выпрямление, импеданс и др.). Какое применение находят новые методы электрохимического анализа? Почему? Форма текущего контроля по теме: «Использование электрохимических методов анализа» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1. Выберите не правильный ответ(ы) Электрохимические методы анализа используют для качественной и количественной оценки систем: а - газообразных; б - жидких; в - твердых; г - в состоянии низкотемпературной плазмы; д - при температурах, близких к абсолютному нулю. 2. Выберите правильный ответ(ы) В электрохимических методах анализа использован процесс переноса заряженных частиц (ионов) в растворе электролита под действием: а - градиента электрического поля; б - процесса диффузии; в - броуновских сил; г - процесса кавитации; д - процесса миграции; е - градиента концентрации; ж - конвективных процессов 3. Выберите не правильный ответ(ы) В состав приборов, используемых для электрохимических методов анализа входят: а - источник тока; б - рабочий электрод; в - электрод сравнения; г - электрохимическая ячейка; д - фотоэлемент; е - регистрирующее устройство; ж - компьтер. 4. Вставьте пропущенное слово : Отличительной особенностью электрохимических методов анализа является …………. чувствительность, которая значительно ……….. многие другие аналитические приемы контроля. 5. Вставьте пропущенные слова: В основе электрохимических методов анализа положен принцип …………., ………… (прямой …….) противотоком (противоЭДС).

прямого

Правильные ответы: 1, а, б, в; 2, а, б, д, е, ж; 3, а, б, в, г, (е, ж, не обязательно); 4, «высокое»; 5, «компенсация», «тока» («ЭДС»).

Тема 1.2. «Электрохимия растворов электролитов» Аудиторные занятия Практическая работа № 1. «Электрохимия растворов электролитов» Цель работы 20

Повторение и использование пройденного материала (дисциплина «Физическая химия», 2 часть, «Электрохимия», раздел «Электрохимия растворов») при выполнении лабораторно-практических работ и решении задач. Выполнение практической работы 1. Проанализировать раздаточный материал - выполнен в виде индивидуальных карт. 2. Дать ответ (устный или письменный) на поставленные в индивидуальных картах вопросы. 3. Обсудить и защитить (студенты работают попарно или небольшими группами) правильность ответов на поставленные вопросы. 4. Внести исправления и дополнения (если таковые необходимы) в вариант Вашего ответа. 5. Переписать вопросы и ответы (откорректированные) в рабочую тетрадь. 6. Приступить к решению задачи (индивидуальная карта или дополнение). 7. Результаты практической работы представить на проверку. Примечание: при работе использовать рабочие тетради с лекциями по курсу дисциплины «Физическая химия», ч. 2, «Электрохимия», справочную и учебную литературу (см. раздел УМК «Литература»). Самостоятельная аудиторная работа по теме «Электрохимия растворов электролитов»: № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной Форма отчетности работы Оформление результатов Отчет по практической работы практической работе Коллективное обсуждение Диалог в ходе материала в ходе занятия занятия

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Электрохимия растворов электролитов»: № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Составление конспекта (реферата) по теме занятий Оформление отчета по практической работе

Срок сдачи

Форма отчетности

4неделя семестра

Конспект (реферат)

4неделя семестра

Отчет по практической работе

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Электрохимия растворов электролитов» Вопросы для самостоятельного изучения: 1. Теория электролитической диссоциации. Основные положения и недостатки. 2. Теория межионного взаимодействия. Теория Дебая и Хюккеля. 3. Сольватация и гидратация ионов в растворах электролитов. Теоретические представления. Расчет и экспериментальное определение термодинамических характеристик. 4. Протолитическая теория кислот и оснований. Представления Бренстеда Литература (номера источников из п.5): 4, 5, 8, основная; 1-8, 13, дополнительная. Вопросы для самопроверки: 21

1. Назовите основной недостаток классической теории электролитической диссоциации. 2. Объясните физический смысл изотонического коэффициента. Почему его значение всегда больше единицы? Какие свойства электролитов можно объяснить использую изотонический коэффициент? 3. Назовите физический смысл и запишите математические представления первого, второго и третьего представлений Дебая и Хюккеля. Что лежит в основе этих представлений и какой их недостаток? 4. Что нового внесли наши соотечественники (Мищенко, Измайлов и др.) в представления о строении растворов сильных электролитов? 5. Что такое теплота и энергия гидратации (сольватации) ионов и как можно найти эти величины? 6. Перечислите основные положения протолитической теории кислот и оснований и напишите и объясните физический смысл уравнения Бренстеда. Какой основной недостаток этих представлений? Форма текущего контроля по теме: «Электрохимия растворов электролитов» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1. Вставьте пропущенные слова Основной недостаток классической теории электролитической диссоциации (теории Аррениуса) в том, что при ее разработке не учтена возможность …………. взаимодействия. 2. Вставьте пропущенные слова Заслуга Дебая и Хюккеля в том, что основываясь на модельных представлениях о существовании ………………….. представилась возможность объяснить свойства растворов сильных электролитов. 3. Продолжите выражение Способность раствора сохранять величину рН более или менее постоянной , несмотря на добавление к нему кислоты или щелочи, называется его (раствора) …………… . 4. Вставьте пропущенные слова Первое, второе и третье приближения Дебая и Хюккеля удовлетворительно описывают свойства ………… растворов сильных электролитов с ионами ……… валентности. 5. Вставьте пропущенные слова Исходя из представлений Дебая и Хюккеля., статистическая сфера, окружающая центральный ион называется ………….. ………… . 6. Вставьте пропущенное слово По протолитической теории способность соединения быть кислотой определяется способностью отщеплять ……………. , а основанием – присоединять его. 7. Вставьте пропущенные слова Коэффициент активности ионов зависит от концентрации электролита и может пронимать значения: в бесконечно разбавленных растворах – равен ……….., с увеличением концентрации коэффициент активности - ………….. и при некоторой концентрации (и температуре) становится …………., при дальнейшем увеличении концентрации коэффициент активности ……. и в очень крепких растворах может быть выше …….. . 8. Вставьте пропущенное слово Диэлектрическая постоянная, являющаяся макрохарактеристикой вещества и связанная с микросвойствами (дипольные моменты и поляризуемость) частицы, показывает во сколько раз силы взаимодействия в вакууме ………… чем в среде. 9. Вставьте пропущенные слова В сильно разбавленных электролитах средние значения коэффициентов активности зависят от общей концентрации и валентности всех ионов, что позволило Льюису и Рендаллу ввести понятие «…….. ………….» растворов. 22

Правильные ответы: 1, «межионное взаимодействие»; 2, «ионной атмосферы»; 3, «буферность»; 4, «разбавленных», «низкой»; 5, «теплоту гидратации»; 6, «протон»; 7, «единице», «снижается», «минимальным», «возрастает»; «единицы»; 8, «больше»; 9, «ионной силы». Тема 1.3. «Термодинамика и кинетика электрохимических процессов» Аудиторные занятия Практическая работа № 2. «Термодинамика и кинетика электрохимических процессов» Цель работы Повторение и использование пройденного материала (дисциплина «Физическая химия», 2 часть, «Электрохимия», раздел «Термодинамика электрохимических систем») при выполнении лабораторно-практических работ и решении задач. Выполнение практической работы 1. Проанализировать раздаточный материал - выполнен в виде индивидуальных карт. 2. Дать ответ (устный или письменный) на поставленные в индивидуальных картах вопросы. 3. Обсудить и защитить (студенты работают попарно или небольшими группами) правильность ответов на поставленные вопросы. 4. Внести исправления и дополнения (если таковые необходимы) в вариант Вашего ответа. 5. Переписать вопросы и ответы (откорректированные) в рабочую тетрадь. 6. Приступить к решению задачи (индивидуальная карта или дополнение). 7. Результаты практической работы представить на проверку. Примечание: при работе использовать рабочие тетради с лекциями по курсу дисциплины «Физическая химия», ч. 2, «Электрохимия», справочную и учебную литературу (см. раздел УМК «Литература»). Самостоятельная аудиторная работа по теме «Термодинамика и кинетика электрохимических процессов» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной работы Работа с текстом (раздаточным материалом) Коллективное обсуждение материала в ходе занятия

Форма отчетности Приобретение навыков анализа текста Диалог в ходе занятия

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Термодинамика и кинетика электрохимических процессов» № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Составление конспекта по литературным источникам Подготовка отчета по Практической работе № 1

Срок сдачи

Форма отчетности

8 неделя семестра

Конспект

8неделя семестра

Отчет по практической работе

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Термодинамика и кинетика электрохимических процессов» Вопросы для самостоятельного изучения: 1. Количественные соотношения между химической и электрической формами энергии 2. Принцип Томсона как частный случай соотношения между тепловым эффектом и электрической энергией 3. Функциональная зависимость свободной энергии и термодинамического потенциала обратимой электрохимической системы от теплового эффекта реакции. Уравнения Гиббса-Гельмгольца. 4. Связь электрической и химической форм энергии в термодинамически равновесных электрохимических системах. Формула Гиббса-Дюгема. 5. Термодинамически необратимые электрохимические системы. Соотношение между полной и полезной работой. Коэффициент полезного действия. Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 8, основная; 1, 5, 8, 13, дополнительная. Вопросы для самопроверки: 1. Почему в общем случае не верен принцип Томсона? Какое соотношение между тепловым эффектом и электрической работой является правильным? Чем это подтверждено? 2. Что такое температурный коэффициент ЭДС электрохимической системы? Какова его роль в оценке состояния и совершаемой системой полезной работы? 3. Почему уравнения Гиббса-Гельмгольца применимы только к термодинамически обратимым электрохимическим системам? 4. Как связаны в обратимых системах электрическая и химическая формы энергии? Физический смысл формулы Гиббса-Дюгема. 5. Почему в неравновесных электрохимических системах (гальванический элемент, электролизная ванна) полезна работа всегда меньше максимальной? 6. Напишите правильное соотношение между напряжением и ЭДС электрохимической системы, если эта система является: – гальваническим элементом; – электролизной ванной. 7. Напишите электрохимические полуреакции, протекающие на электродах (аноде и катоде) в работающих (внешняя цепь замкнута) электрохимических системах – гальванический элемент и электролизная ванна. Объясните физический смысл процессов на границе раздела фаз металл/электролит и определите полярность (знак) электродов – анода и катода. Форма текущего контроля по теме: «Термодинамика и кинетика электрохимических процессов» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1. Вставьте пропущенные слова В соответствии с «принципом Томсона» энергетические изменения в электрохимической системе соответствуют протекающему токообразующему процессу и равны ………………………….. , который проявляется в виде ……….. энергии. 2. Вставьте пропущенные слова Число Фарадея или Фарадей в пересчете на грамм-молекулу равно 96485 Кл/г*экв и рассчитывается как произведение числа …………. на ……… . 3. Выберите правильное математическое представление уравнения Гиббса-Гельмгольца - а: zFev = Qv + zFT (дE/дT)v; - б: zFp = Qp + zFT (дE/дT)p; - в : ∆Gp = - Qp + zFT (д∆E/дT)p; 24

- г: ∆ Fy = - Qv + zFT (д∆E/дT)v. 4. Выберите правильный ответ Уравнение Гиббса-Дюгема (формула Гиббса-Дюгема) –zFdЕ = ∑µidni или zFЕ = - ∑µidni устанавливает связь между: - а: электрической энергией электрохимической системы и химической энергией протекающего в ней химического превращения; - б: электрической энергией электрохимической системы и тепловым эффектом протекающего в ней химического превращения; - в: электрической энергией и химическим состоянием электрохимической системы; - г: количеством электричества , пропущенного через электрохимическую систему электричества, и массой вещества подвергнутого электрохимическим изменен Иям. 5. Дополните выражение: Электрическая энергия, получаемая (или поглощаемая) при электрохимических процессах, определяется не тепловым эффектом соответствующей химической реакции (принцип Томсона), а изменением…………… или …………. 6. Вставьте пропущенное слово: Полезная работа, производимая электрохимической системой в необратимых условиях, всегда …………. максимальной работы в обратимых условиях. 7. Выберите правильный ответ: Если система помимо объемно-механической работы дополнительно производит электрическую работу, то запас энергии системы: - а: остается неизменным; - б: увеличивается; - в: снижается. 8. Вставьте пропущенные слова: При разомкнутой цепи гальванического элемента генерируемая электрическая энергия (ЭДС или полезная работа) всегда …………рабочего напряжения в замкнутой цепи. 9. Дополните предложение В электролизной ванне рабочее напряжение всегда ………… ЭДС разомкнутой цепи. 10. Выберите правильный ответ Коэффициент полезного действия электрохимической системы всегда: - а: больше 100 %; - б: меньше 100 %; - в: в гальваническом элементе может быть (теоретически) больше 100 %; - г: зависит от условий реализации системы Сигналы более экранированных ядер находятся в ………. 11. Дополните предложение Часть электрической энергии, равная максимально возможной и фактической совершаемой электрохимической системой электрической работе, рассеивается в виде ……………… . Правильные ответы: 1, «тепловому эффекту», «электрической энергии»; 2, «числа Авогадро», «элементарный заряд»; 3, а, б; 4, а, б; 5, «свободной энергии», «термодинамического потенциала»; 6, «меньше»; 7, в; 8, «больше»; 9, «больше»; 10, б, г; 11, «теплоты».

Раздел 2. Неравновесные электрохимические процессы в растворах электролитов Тема 2.1. «Электропроводность растворов электролитов» Аудиторные занятия Практическая работа № 3. «Электропроводность растворов электролитов» Цель работы Повторение и использование пройденного материала (дисциплина «Физическая химия», 2 часть, «Электрохимия», раздел «Неравновесные явления в растворах электролитов») при выполнении лабораторно-практических работ и решении задач. 25

Выполнение практической работы 8. Проанализировать раздаточный материал - выполнен в виде индивидуальных карт. 9. Дать ответ (устный или письменный) на поставленные в индивидуальных картах вопросы. 10. Обсудить и защитить (студенты работают попарно или небольшими группами) правильность ответов на поставленные вопросы. 11. Внести исправления и дополнения (если таковые необходимы) в вариант Вашего ответа. 12. Переписать вопросы и ответы (откорректированные) в рабочую тетрадь. 13. Приступить к решению задачи (индивидуальная карта или дополнение). 14. Результаты практической работы представить на проверку. Примечание: при работе использовать рабочие тетради с лекциями по курсу дисциплины «Физическая химия», ч. 2, «Электрохимия», справочную и учебную литературу (см. раздел УМК «Литература»). Самостоятельная аудиторная работа по теме «Электропроводность растворов электролитов»: № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма отчетности Приобретение навыков анализа источника Диалог в ходе занятия

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Электропроводность растворов электролитов»: № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Составление конспекта (реферата) по литературным источникам Подготовка отчета по Практической работе

Срок сдачи

Форма отчетности

8 неделя семестра

Конспект (реферат)

8неделя семестра

Отчет по практической работе

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Электропроводность растворов электролитов» Вопросы для самостоятельного изучения: 1. Основные закономерности электропроводности проводников первого и второго рода 2. Электропроводность проводников второго рода. Физический смысл. Определение. 3. Числа переноса и ионные подвижности. Физические представления. Методы определения. 4. Влияние условий процесса (концентрация, температура, давление) на электропроводность растворов электролитов. 5. Теоретическая интерпретация электропроводности растворов электролитов. Теория Дебая-Онзагера. Эффект Вина и дисперсия электропроводности. 26

6. Аномалии электропроводности кислот и оснований. Электропроводность неводных растворов. Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 8, 9 – 11, основная; 1 – 9, 12, 13, 17, 19, 20, дополнительная. Вопросы для самопроверки: 1. Назовите особенности и различия переноса тока в проводниках первого и второго рода. 2. Физический смысл и математические представления удельной и эквивалентной электропроводности растворов электролитов. Экспериментальное определение. 3. Физический смысл и методы (метод Гитторфа, метод подвижной границы) определение чисел переноса и подвижности ионов. Недостатки методов. 4. Объясните влияние условий процесса (температура, концентрация, давление) на электропроводность (удельную и эквивалентную) слабых и сильных электролитов. 5. Назовите основные положения классической теории электропроводности электролитов. Физический смысл представлений Усановича и Оствальда. 6. Основные положения теории электропроводности Дебая-Онзагера. Эффект Вина. Физические и математические представления. 7. Аномальная подвижность растворов кислот, оснований и неводных растворов. Физический смысл представлений. Форма текущего контроля по теме: «Электропроводность растворов электролитов» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1. Вставьте пропущенные слова Удельная электропроводность раствора электролита – это электропроводность ………… ………. ………. раствора с длиной ребра ……….. , равной одному метру. 2. Выберите правильный ответ При увеличении температуры удельная электропроводность большинства водных растворов электролитов повышается, что является результатом: - а: повышения подвижности ионов; - б: снижения вязкости раствора; - в: повышения объема раствора за счет увеличения подвижности молекул растворителя; - г: увеличения степени диссоциации молекул электролита и растворителя. 3. Вставьте пропущенные слова С увеличением разведения (уменьшением концентрации) эквивалентная электропроводность слабых и сильных электролитов ………… и при С↔0 в случае сильных электролитов стремится к ……. значению, которое для слабых электролитов ……….. . 4. Вставьте пропущенное слово и закончите предложение Средняя скорость миграции ионов пропорциональна …………. электрического поля и представляется математическим соотношением ………….. . 5. Вставьте пропущенные слова Для объяснения аномально высоких значений подвижностей ионов гидроксония и гидроксида предложен …………. механизм (теория Гротгуса), который основывается на квантово-механических представлениях …………… перескока протона 6. Выберите правильный ответ Электрическое число переноса ионов – это: - а: отношение переносимого данным сортом ионов количества электричества к общему количеству электричества; - б: доля тока, переносимая данным сортом ионов; - в: отношение подвижности данного сорта ионов к суммарной подвижности всех ионов электролита;

- г: отношение эквивалентной электропроводности данного сорта ионов к суммарной эквивалентной электропроводности всех ионов; - д: доля тока , переносимая ионами при отсутствии ион-ионного взаимодействия. Спектр второго порядка можно привести к виду спектра первого порядка 7. Вставьте пропущенные слова Экспериментальное определение чисел переноса возможно только для электролитов, которые полностью …………… на ионы двух типов, при этом образование ионных ассоциатов может приводить к изменению ……….. переносимых ионов 8. Выберите правильные ответы При определении чисел переноса методом подвижной границы необходимо соблюдать условия: - а: проводить процесс в узкой горизонтальной (узкой вертикальной, широкой вертикальной, широкой горизонтальной) стеклянной трубке; - б: разность потенциалов за определенный промежуток времени (время эксперимента) должна плавно меняться (оставаться постоянной, медленно возрастать, медленно снижаться); - в: отношение чисел переноса в исследуемом и индикаторном растворе должно быть больше (меньше, равно, медленно возрастать, снижаться) соответствующего отношения концентраций этих растворов; - г: число переноса индикаторного раствора должно быть меньше (больше, равно) исследуемого; - д: индикаторный раствор должен иметь большую (меньшую, равную) плотность; - е: индикаторный раствор должен располагаться в нижнем (верхнем) слое 9. Вставьте пропущенные слова 1).Электрофоретический эффект – результат снижения подвижности ионов под действием потока движущихся на встречу ……….. . 2) Релаксационный эффект – результат снижения подвижности ионов за счет торможения, обусловленного разрушением и образованием …………. ……….. противоположного знака. Правильные ответы: 1, «одного кубического метра», «куба»; 2, б; 3, «возрастает», «недостижимо»; 4, «напряженности», X = U/L; 5, «эстафетный механизм», «безбарьерный»; 6, а, б, в, г, д (при бесконечном разведении раствора); 7, «диссоцирует», «заряда»; 8: а, «узкой вертикальной», б, «оставаться постоянной», в, «равным», г, «меньше», д, «большую», е, «в нижней»; 9: 1) «противоионов», 2) «ионной атмосферы».

Тема 2.2. «Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование» Аудиторные занятия Лекция - беседа, тема «Кондуктометрия и кондуктометрическое титрование» (продолжительность 1 час) План лекции 1. Основные закономерности метода кондуктометрии и кондуктометрического титрования 2. Классическая кондуктометрия 3. Высокочастотная кондуктометрия 4. Кондуктометрическое титрование 5. Использование кондуктометрического метода для определения физико-химических характеристик растворов электролита: степени и константы диссоциации слабых электролитов, растворимости и произведения растворимости малорастворимых соединений 6. Кондуктометрическое титрование как метод химического анализа в производственном контроле и научных исследованиях.

Лабораторно-практическая работа №1, тема: «Кондуктометрия и кондуктометрическое титрование» (продолжительность 9 часов) (продолжительность 9 часов) Тематика лабораторно-практической работы (примерная): «Очистка модельного раствора от неорганических примесей» Цель лабораторно-практической работы. Определение (в соответствии с заданием) физико-химических характеристик (удельная и эквивалентная электропроводность, степень и константа диссоциации, растворимости и произведения растворимости) и концентрации растворов электролита Оборудование и материалы. Кондуткометр, электрохимическая ячейка с платиноплатиновыми электродами, установка для проведения титрования растворов, модельные рабочие растворы электролита различной концентрации, раствор хлорида калия 0,1 Н, вода дистиллированная, фильтровальная бумага, мерная посуда, лабораторная посуда. Выполнение лабораторно-практической работы. 1.1. Метод кондуктометрии: готовят рабочие растворы, рассчитывают постоянную электрохимической ячейки, проводят измерение удельной электропроводности рабочих растворов, рассчитывают (согласно задания) физико-химические характеристики рабочих растворов, строят графические зависимости физико-химических параметров от концентрации рабочих растворов, делают выводы по результатам. 1.2. Метод кондуктометрического титрования: готовят рабочие растворы (титрант и анализируемый), проводят (в ручном или автоматическом режиме) титрование рабочего раствора раствором титранта, находят точку эквивалентности, рассчитывают концентрацию рабочего раствора, делают вывод по результатам. Примечание: При выполнении лабораторно-практической работы используют методические указания, курс лекций по дисциплине «Физхимия», часть 2, «Электрохимия», раздел «Электропроводность растворов электролитов», справочную и учебную литературу (см. главу УМК «Основная и дополнительная литература). Самостоятельная аудиторная работа по теме «Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (индивидуальное задание для каждого студента или группы студентов)

Групповая

Форма самостоятельной работы Работа с источниками и методическими указаниями. Оформление результатов лабораторнопрактической работы Коллективное обсуждение материала лекции-беседы и результатов лабораторнопрактической работы

Форма отчетности Приобретение навыков анализа источников и самостоятельного проведения эксперимента и обработки результатов Диалог в ходе занятия Отчет по выполненной работе

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для

Форма самостоятельной работы Составление

Срок сдачи 10 неделя

Форма отчетности Конспект

каждого студента группы)

Индивидуальная

конспекта по литературным источникам Подготовка отчета по Практической работе № 1

семестра 10 неделя семестра

Отчет по практической работе

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование» Вопросы для самостоятельного изучения: 1. Принципы экспериментального определения электропроводности растворов электролитов 2. Методы определения чисел переноса и ионных подвижностей 3. Классическая кондуктометрия. Теоретические основы и выполнение измерений 4. Высокочастотная кондуктометрия как развитие классического метода измерения электропроводности растворов 5. Кондуктометрическое титрование как метод контроля концентрации растворов Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 6, 8 – 10, основная; 1 – 5, 9, 12, 17, 19, 20, дополнительная. Вопросы для самопроверки: 1. Теоретические основы электропроводности проводников первого и второго рода. На чем строятся эти представления? Какие сведения подтверждают их справедливость? 2. Процессы переноса тока в проводниках второго рода относят к неравновесным явлениям (система выходит из состояния равновесии). Одновременно эти процессы используют при измерении электропроводности растворов, что предусматривает состояние термодинамического равновесия. Какой предложено решение этой казалось бы тупиковой ситуации? В чем сущность этого решения? 3. Основные принципы классической кондуктометрии. Какие физико-химические характеристики можно рассчитать, используя результаты измерения электропроводности? Как проводится расчет этих характеристик? 4. Почему высокочастотную кондуктометрию относят к новым (современным) методам измерения электропроводности растворов электролитов? Какие достоинства и недостатки характерны для этого метода анализа? Форма текущего контроля по теме: «Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1. Электрическое сопротивление 0,01 М раствора хлорида калия, заполняющего электролитическую ячейку, равно 300 Ом при температуре 298 К, удельная электропроводность этого раствора составляет 0,1423 См/м. Вычислите удельную и эквивалентную электропроводности 0,1 М раствора азотнокислого лития, если его сопротивление в данной ячейке равно 45, 8Ом. 2. В сосуд для измерения электропроводности помещены на расстоянии 1,82 см друг от друга плоские электроды с поверхностью 5,2 см 2 каждый. Вычислите удельную и молярную электропроводность 1,56*10-2 М раствора муравьиной кислоты, помещенного в данный сосуд, если известно, что разности потенциалов 2,18 В через этот раствор проходит ток силой 4,2 мА. 3. Рассчитайте молярную и эквивалентную электропроводность 4 % раствора азотнокислого серебра при 298 К, если известны его плотность , равная 1,0327*103 кг/м3, и удельная электропроводность, равная 2,187 См/м. 30

4. Определите степень диссоциации, рН раствора и константу диссоциации уксусной кислоты при разведении 32 л/моль, если при 298 К удельная электрическая проводимость раствора равна 2,8754*10-2 См/м, предельные подвижности ионов Н3О+ и СН3СООсоответственно равны 349,8*10-4 и 40,9*10-4 См*м2/моль. 5. Удельная электропроводность насыщенного раствора сульфата свинца равна 2, 90*10 -3 См/м при температуре 298 К, удельная электрическая проводимость взятой для растворения соли воды равна 1,3*10-5 См/м. Найти растворимость и произведение растворимости сульфата свинца при указанной температуре. Данные о подвижности ионов взять из справочника. 6. Пропускание тока силой 1 мА в течении 1,5 часа через трубку диаметром 1 см привело к перемещению границы между 10-2 М раствором хлорида лития и индикаторным соединением на расстояние 2,5 см. Найдите число переноса, электрическую подвижность иона лития, если молярная электропроводность 0,01 М раствора хлорида лития равна 107,32*10-4 См*м2/моль. 7. Рассчитайте эквивалентную электропроводность водного раствора хлорида натрия по уравнению Дебая-Хюккеля-Онзагера при 298 К (эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении равна 126,5*10-4 См*м2/моль), если концентрация раствора составляет: 5*10-4 М и 10-3 М. 8. На основании зависимости эквивалентной электропроводности раствора азотнокислого серебра от концентрации при 298 К: С. М: 5*10-4; 10-3; 5*10-3; 10-2; 2*10-2; 5*10-1 Эквивалентная электропроводность, См*м2,моль (соответственно): 131,4; 130,5; 127,3; 124,8; 121,4; 115,2 Определите: а)предельную электропроводность и коэффициент»А» уравнения Кольрауша; б) угловой коэффициент уравнения Дебая-Хюккеля-Онзагера, если диэлектрическая постоянная равна 78,25, а вязкость раствора – 0,894*10-3 Па*с. Ответы: 1 - 0,926 См *м-1 и 92,6*10-4 См*м2/моль; 2 - 6,74*10-2 См*м-1 и 43,2*10-2 См*м2*моль-1; 3 90,0*10-4 См*м2*моль-1 (эквивалентная и молярная электропроводности равны); 4 - 0,0235, 3,14 и 1,77*10-5; 5 - 1,12*10-4 моль*л-1 и pKs = 7,90; 6 - 0,328, 3,66*10-8 м2*В-1*с-1 и 35,5*10-4 См*м2*моль-1; 7 - 124,6*10-4 и 123,7*10-4 См*м2*моль-1; 8 - 133,4*10-4 См*м2*моль-1.

. Тема 2.3. «Диэлектрометрия». Аудиторные занятия Лекция: «Диэлектрометрический метод анализа» План лекции: 1. Теоретические основы метода диэлектрометрии 2. Приборы и оборудование. Методика выполнения измерений 3. Использование метода диэлектрометрии в аналитической химии Самостоятельная аудиторная работа по теме «Диэлектрометрия» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной работы Анализ и творческое осмысливание материала лекции Обсуждение и анализ материала проблемной лекции

Форма отчетности Конспект лекции Дискуссия и обсуждение материала лекции

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Диэлектрометрия» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для

Форма самостоятельной работы Составление

Срок сдачи 10 неделя

Форма отчетности Конспект

каждого студента группы)

Индивидуальная

конспекта (реферата) по литературным источникам Подготовка доклада (презентации) по теме реферата

семестра

(реферат)

10 неделя семестра

Доклад (презентация) по теме занятий

Примерная тематика докладов (рефератов) по теме «Диэлектрометрия»: 1. Метод диэлектрометрии как новое направление кондуктометрии 2. Особенности аппаратурного оснащения и выполнения измерений методом диэлектрометрии 3. Отечественные и зарубежные ученые основоположник диэлектрометрического метода анализа 4. Использовании диэлектрометрии в производственной сфере и научных исследованиях Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Диэлектрометрия» Вопросы для самостоятельного изучения 1. Классификация методов кондуктометрического анализа 2. Диэлектрометрия как новое направление развития электрохимических методов анализа 3. Аппаратурное оформление и выполнение измерений методом диэлектрометрии 4. Достоинства и недостатки диэлектрического метода анализа метода Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 6, 8 – 10, основная; 1 - 5, 7, 12, 17, 19, 20 (дополнительная). Вопросы для самопроверки: 1. Назовите основные теоретические аспекты метода диэлектрометрии 2. В чем основное отличие метода диэлектрометрии? 3. Какое оборудование используют при проведении анализа методом диэ лектрометрии? 4. Какие свойственны недостатки диэлектрометрическому методу анализа? Как эти недостатки отражаются на результатах измерений? Форма текущего контроля по теме: «Диэлектрометрия» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1. Оцените частоту переменного тока и длину волны, при которых для 298 К проявляется эффект Дебая-Фалькенгагена растворах: а) 10-3 М НСl; б) 10-1 М NaOH . Значения эквивалентной электропроводности для указанных концентраций рассчитать на основе справочных данных 2. Вычислите частоту переменного тока и длину волны при 298 К, для которых происходить исчезновение релаксационного эффекта торможения иона в растворах: а)5*10-4 М LiCl, б) 10-2 М LiCl . Необходимые сведения взять из справочной литературы. 3. Вычислите длину волны и частоту переменного тока при 298 К, при которых наблюдается увеличение электропроводности растворов: а) 10-3 М NiSO4, б) 10-1 М NiSO4 . Значения эквивалентной электропроводности электролита найти в справочной литературе. 4. Рассчитайте эквивалентную электропроводность раствора 5*10-4 М KSCN в метаноле при 298 К по уравнению Онзагера, если известны : диэлектрическая проницаемость среды 32,6, вязкость раствора 0,547*10-3 Па*с и эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении 114,35*10-4 См*м2/моль.

5. Предельные подвижности ионов меди и сульфат-иона в водном растворе при 298 К соответственно равны 45,3*10 -4 и 53,0*10-4 См*м2 /г-экв. Определите эффективный коэффициент диффузии сульфата меди в этих условиях. 6. При каком соотношении концентраций растворов гидроксида натрия , возникающий на их границе при 298 К диффузионный потенциал равен: а) -31, 9 мВ; б) -70,6 мВ? 7. Рассчитайте коэффициенты диффузии бромида бария и сульфата цинка в водных растворах их солей при 298 К. Необходимые данные взять из справочной литературы. 8. Вычислите значения диффузионного потенциала при 298 К на границе раздела растворов бромида калия и хлорида калия одинаковой концентрации, если концентрация равна а) 0,001 М; б) 0,05 М. Эквивалентные электропроводности электролитов для приведенных концентраций рассчитать по справочным данным. Ответы: 1: а) 5,9*107*с-1 и 5,1 м; б) 3,1*109 с-1 и 0,1 м; 2: а) 7,9*106 с-1 и 37, 9 м; б) 1,5*108 с-1 и 2 м;; 3: а) 2,6*107 с-1 и 11,7 м; б) 8,6*108 с -1 и 0,35 м; 4: 108,7 *10-4 См*м2*моль-1; 5: 0,707*10-9 м2*с-1; 6: 0,0461 и 0,281 моль-экв; 7: 1,82*10-4 моль*л-1, pKs = 10.62 и 1,12*10-4 моль*л-1, pKs = 7,90; 8:а) 1,74*107 с-1 и 17,2 м; б) 1,5*109 с-1 и 0,2 м.

Раздел 3. Равновесные электрохимические процессы Тема 3.1. «Равновесная электрохимическая система» Аудиторные занятия Лекция-беседа «Термодинамическое равновесие в электрохимической системе» План лекции-беседы 1. Термодинамическое выражение для электродного потенциала 2. Международная конвенция об ЭДС и электродных процессах 3. Классификация электродов 4. Стандартные электродные потенциалы 5. Электрохимические системы (электрохимические цепи) 6. Механизм образования ЭДС и природа электродного потенциала 7. Потенциометрия. Практическая работа № 4. «Термодинамическое равновесие в электрохимической системе» Цель работы Повторение и использование пройденного материала (дисциплина «Физическая химия», 2 часть, «Электрохимия», раздел «Электродное равновесие в растворах электролитов») при выполнении лабораторно-практических работ и решении задач. Выполнение практической работы 1. Проанализировать раздаточный материал - выполнен в виде индивидуальных карт. 2. Дать ответ (устный или письменный) на поставленные в индивидуальных картах вопросы. 3. Обсудить и защитить (студенты работают попарно или небольшими группами) правильность ответов на поставленные вопросы. 4. Внести исправления и дополнения (если таковые необходимы) в вариант Вашего ответа. 5. Переписать вопросы и ответы (откорректированные) в рабочую тетрадь. 6. Приступить к решению задачи (индивидуальная карта или дополнение). 7. Результаты практической работы представить на проверку. Примечание: при работе использовать рабочие тетради с лекциями по курсу дисциплины «Физическая химия», ч. 2, «Электрохимия», справочную и учебную литературу (см. раздел УМК «Литература»). Самостоятельная аудиторная работа по теме «Равновесная электрохимическая система» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы)

Форма самостоятельной Форма отчетности работы Лекция-беседа Анализ результата Выполнение практической лекции-беседы

работы по методическим Оформление отчета указаниям по практической работе 2

Групповая

Индивидуальная

Коллективное обсуждение материала Комментарии и обмен мнением (ответ на вопросы) в процессе проведения лекции-беседы и практической работы

Диалог в ходе занятия Оформление конспекта результатам лекции-беседы отчета практической работе

по и по

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Равновесная электрохимическая система» № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Оформление отчета по практической работе Подготовка к практической и лабораторнопрактической работам

Срок сдачи

Форма отчетности

12 неделя семестра

Защита отчета

12 неделя семестра

Собеседование (сдача коллоквиума)

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Равновесная электрохимическая система» Вопросы для самостоятельного изучения: 1. Термодинамическое выражение для электродного потенциала 2. Международная конвенция об ЭДС и электродных процессах 3. Классификация электродов 4. Стандартные электродные потенциалы 5. Электрохимические системы (электрохимические цепи) 6. Механизм образования ЭДС и природа электродного потенциала Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 8, основная; 1, 5, 8, 10, 12, 17, дополнительная. Вопросы для самопроверки: 1. Физический смысл и математическое представление электродного потенциала 2. Перечислите основные положения, принятые на международной конвенции об ЭДС и электродных процессах 3. Физический смысл и использование уравнения Нернста. 7. Назовите основные классы электродов. Выполните расчет равновесных электродных потенциалов этих электродов. Приведите примеры использования электродов в аналитической химии. 8. Физический смысл, расчет и экспериментальное определение стандартных электродных потенциалов 9. Назовите основные классы электрохимических систем (электрохимические цепи). Приведите примеры использования электрохимических систем в методах анализа. 34

10. Объясните механизм образования ЭДС и природу электродного потенциала Форма текущего контроля по теме: «Равновесная электрохимическая система» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1.Вставьте пропущенные слова В свете современных представлений электродным потенциалом называют ЭДС электрохимической цепи, построенной из ……………. ………… электрода и электрода…………. - ………….. полуреакции. 2. Вставьте пропущенные слова Стандартная ЭДС цепи Pt, H2│ HA : : MA │ M │ Pt называется ………… ………… потенциалом. 3. Вставьте пропущенные слова В качестве стандартного электрода выбран ………... ………. электрод, потенциал которого условно считают равным ……….. . 4. Выберите правильный ответ Уравнение Нернста применяют для расчета электродного потенциала: - а: стандартного; - б: равновесного; - в: компромиссного (стационарного); - в: диффузионного; 5. Вставьте пропущенные слова Источником электрической энергии в концентрационных цепях является разность свободных ………… …………., обусловленная различиями ……….. одних и тех же химических компонентов. 6. Вставьте пропущенное слово В химических цепях источником электрической энергии является …………. …….. химической реакции, протекающей в электрохимической системе 7. Вставьте пропущенное слово ЭДС электрохимической системы равна разности …………….. электродных потенциалов 8. Выберите правильный ответ В равновесной электрохимической системе реакции, протекающие на границе металл/электролит, характеризуются: - а: процессом окисления; - б: процессом восстановления; - в: реализацией тока обмена; - г: равенством скорости процессов окисления и восстановления. Правильные ответы: 1: «стандартного водородного», «окислительно-восстановительного»; 2: «стандартным электродным»; 3,: «нормальный водородный», «нулю»; 4: б; 5: «энергией Гиббса», активности»; 6: «свободная энергия»; 7: «равновесных»; 8: в, г.

Тема 3.2. «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование». Аудиторные занятия Лекция - беседа, тема «Потенциометрические методы анализа» (продолжительность 1 час) План лекции 1. Теоретические основы потенциометрии как метода анализа физико-химических параметров системы 2. Оборудование и методика проведения измерений 3. Обработка и представление результатов 4. Применение методов потенциометрии и потенциометрического титрования

Лабораторно-практическая работа №2, тема: «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование» (продолжительность 7 часов) Тематика лабораторно-практической работы (примерная): «Анализ кислотности и концентрации растворов электролита методами потенциометрии» Цель лабораторно-практической работы. Определение рН и концентрации модельных растворов электролита методом потенциометрии. Используемое оборудование и материалы. рН метр (в комплекте с измерительным стеклянный шариковый и хлорсеребряным электродом сравнения), установка для потенциометрического титрования (ручной или автоматический режим), стандартные буферные растворы, модельные рабочие растворы (различной концентрации и кислотности), дистиллированная вода, фильтровальная бумага, мерная посуда, лабораторная посуда. Выполнение лабораторно-практической работы. 1. Метод потенциометрии: проводят калибровку стеклянного электрода по стандартным буферным растворам, строят зависимость ЭДС - рН, оценивают состояние стеклянного электрода (наличие водородной функции), готовят рабочие растворы, проводят измерение величины рН и ЭДС рабочих растворов, по величине ЭДС находят (используют зависимость ЭДС – рН) значение рН, сравнивают результаты прямого измерения рН и расчета по калибровочной кривой, делают выводы. 2. Метод потенциометрического титрования: готовят рабочие растворы (титрант и анализируемый), проводят (в ручном или автоматическом режиме) титрование рабочего раствора раствором титранта, строят зависимость ЭДС - объем тиранта, находят точку эквивалентности, рассчитывают концентрацию рабочего раствора, делают выводы. Примечание: При выполнении лабораторно-практической работы используют методические указания, курс лекций по дисциплине «Физхимия», часть 2, «Электрохимия», раздел «Потенциометрия», справочную и учебную литературу (см. главу УМК «Основная и дополнительная литература. Самостоятельная аудиторная работа по теме «Потенциометрия, Потенциометрическое титрование»: № п/п 1 2

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной работы Работа в малых группах Работа с источниками (составление конспекта по теме) Обсуждение и анализ материала

Форма отчетности Коллективное обсуждение Конспект по теме Ответ на контрольные вопросы

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование»: № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Составление конспекта (реферата) по литературным источникам Оформление отчета по лабораторно-

Срок сдачи

Форма отчетности

14 неделя семестра

Конспект (реферат)

16 неделя семестра

Отчет по лабораторнопрактической

практической работе

работе

Перечень вопросов для самостоятельного изучения (темы рефератов) и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование» Вопросы для самостоятельного изучения(возможные темы рефератов) 1. Классификация методов потенциометрии 2. Приборы и оборудование, применяемые при потенциометрии 3. Электроды, используемы при потенциометрических методах анализа: металлические, мембранные (ионселективные: с жесткой и кристаллической мембраной, с подвижными носителями), газочувствительные, потенциометрические биосенсоры, ионселективные полевые транзисторы, ионселективные микроэлектроды. 4. Прямые потенциометрические измерения 5. Потенциометрическое титрование: с поляризуемыми и неполяризуемыми электродами, кислотно-основное и окислительно-восстановительное, осадительное, по методу комплексообразования, в водных и неводных средах, с одним и двумя электродами. 6. Автоматизация метода. Новые направления метода потенциометрии. 7. Использование потенциометрии в промышленной сфере и науке Литература (номера источников литературы, п. 5): 4, 5, 8, основная; 1, 5, 8, 10, 11, 14, 15, 17, 18, 20, дополнительная. Вопросы для самопроверки: 1. Назовите основные классы методов потенциометрии 2. Какой принцип (метод) использован в потенциометрии? Как этот принцип реализован в применяемом оборудовании и приборах? 3. Охарактеризуйте рабочие электроды и электроды сравнения, используемые при потенциометрии. 4. Какие известны варианты проведения потенциометрического титрования в водных и неводных средах? 5. Какие направлении развития и совершенствования метода потенциометрии Вам известны? Форма текущего контроля по теме: «Потенциометрия. Потенциометрическое титрование» Материалы текущего контроля (примерная тематика) 1. Выберите правильный ответ При потенциометрии анализируемая электрохимическая система должна находиться в состоянии равновесия, что достигают, используя метод компенсации: - а: прямого тока обратным током; - б: прямой ЭДС обратной ЭДС; - в: прямого напряжения обратным напряжением; - г: прямого сопротивления обратным сопротивлением. 2. Вставьте пропущенные лова Потенциометрический метод анализа основан на зависимости ………………. ……….. от состава раствора 3. Вставьте пропущенные слова: В отличии от кондуктометрического метода контроля в потенциометрическом методе измеряют специфическое свойство раствора - …………… определенного сорта ионов, которая определяется не только их …………. ,но и общим составом раствора. 4. Вставьте пропущенные слова: - а: метод потенциометрии, позволяющий определять активность присутствующих в растворе ионов получил название ……………….. ; 37

-б: метод потенциометрии, позволяющий определять общее содержание в растворе ионов получил название ……………….. . 5. Выберите правильный ответ: В прямой потенциометрии применяют рабочие (индикаторные) электроды, которые: - а: строго обратимы по отношению к определенному сорту ионов; - б: имеет точно известное значение стандартного потенциала; - в: химически и электрохимически устойчивы; -г: по химической природе относятся к металлам. 6. Выберите правильные слова (подчеркнуты): При потенциометрическом титровании, основанном на комплексообразовании, чувствительность метода снижается (повышается) с уменьшением (увеличением) степени диссоциации (нестойкости) комплекса. 7. Вставьте пропущенные слова: При использовании метода потенциометрии в условиях производственного процесса представляется возможность проводить …………… контроль и ……….. передавать результат контролирующим и исполнительным устройствам. Правильные ответы: 1: а, б; 2: «электродного потенциала»; 3: «активность», «концентраций»; 4: «ионометрии», «потенциометрического титрования»; 5: а, б; 6: «повышается», «уменьшением»; 7: «непрерывный», «непрерывно».

Раздел 4. Неравновесные электрохимические процессы Тема 4.1 «Вольтамперометрия» Аудиторные занятия. Лекция 1. «Вольтамперометрия» (продолжительность 2часа) План лекции: 1.Обшие положения. Классификация методов вольтамперометрии. 2. Аппаратурные методы вольтамперометрии: полярография (классическая, нормальная и дифференциальная импульсная, амальгамная), хроноамперометрия, хроновольтамперометрия, хронопотенциометрия, вольтамперометрия переменного тока. 3.Использование методов вольтамперометрии: анализ неорганических, органических и комплексных соединений. Практическая работа № 5 по теме «Полярографический метод анализа» План занятия: 1. Проанализировать раздаточный материал – выполнен в виде полярограмм (зависимость ток – потенциал). 2. Используя представленные полярограммы дать качественную и количественную оценку состава анализированного раствора: - качественный анализ полярограмм: на зависимости ток – потенциал определить потенциал полуволны (потенциал точки перегиба на полярографической волне, где сила тока составляет половину от предельного значения); - количественный анализ полярограмм: выполнить измерение высоты волны, отвечающей предельному диффузионному току восстановления ионов раствора. 3. Сопоставить полученные результаты с известными (см. таблицу) значениями потенциалов полуволн и предельного тока. 4. Сделать вывод о природе и концентрации иона в исследованном растворе. Самостоятельная аудиторная работа по теме «Вольтампероматрия» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной Форма отчетности работы Выполнение практической Отчет по работы практической работе Работа с источниками Приобретение Анализ и обсуждение навыков анализа

результатов практической работы до

источников Анализ и обсуждение результатов Защита результатов

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Вольтамперометрия» № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Составление отчета по практической работе Составление отчета по практической работе Подготовка к защите результатов работы

Срок сдачи

Форма отчетности

14 неделя семестра

Отчет по работе

14 неделя семестра

Отчет по работе Защита отчета

Перечень вопросов для самостоятельного изучения (темы рефератов и докладов) и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Вольтамперометрия» Вопросы для самостоятельного изучения (возможные темы рефератов и докладов) 1. Акивационная поляризация: электрохимическое и фазовое перенапряжение. Массоперенос в растворах электролита. Общие представления. 2. Влияние структуры двойного электрического слоя на кинетику разряда и ионизации. 3. Методы исследования электрохимической кинетики: метод вращающегося электрода, применение тонкослойных электрохимических ячеек и ультрамикроэлектродов (сканирующая электрохимическая микроскопия). Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 8, 10, основная; 1 - 8, 12, 16, 19, дополнительная. Вопросы для самопроверки 1. Дайте общую характеристику электрохимических процессов. 2. Назовите механизмы переноса реагирующих веществ в условиях протекания электрохимической реакции. Объясните физический смысл и дайте математическое представление понятий: молекулярная диффузия, конвекция, миграция, концентрационная поляризация. 3. Какие методы электрохимического анализа называют вольтамперометрическими? Дайте классификацию этих методов. 4. Объясните теоретические основы метода полярографии. В чем различие классической, импульсной и амальгамной полярографии? 5. В чем различие методов хроноамперометрии, хроновольтамперометрии, хронопотенциометрии и инверсионной вольтамперометрии? Когда и для каких целей используют эти методы? 6. Приведите примеры применения методов вольтамперометрии при анализе неорганических, органических и комплексных соединений. Форма текущего контроля по теме: «Вольтамперометрия» Материалы текущего контроля (примерная тематика) 39

1. Вставьте пропущенные слова Основным методом исследования кинетики электрохимических реакций является получение кривых, передающих связь между потенциалом электрода под током и плотностью этого тока. Такие кривые называются обычно i – φ или …………. ……….. . 1. Вставьте пропущенные слова Качественный полярографический анализ основан на определении потенциалов …………. , количественный – на измерении высот волн, отвечающих предельному ……….. току восстановления. 2. Вставьте пропущенное слово Раздел электрохимической кинетики, в котором рассматриваются закономерности стадии массопереноса, называют ………………. кинетикой. 3. Вставьте пропущенное слово Поляризацию в условиях лимитирующей стадии массопереноса называют …………….. поляризацией. 4. Выберите правильное слово: В квадратно-волновой полярографии на каплю ртути, имеющую некоторый средний потенциал, накладывают колебания потенциала …………. формы с небольшой амплитудой и фиксируют амплитуду переменного тока в конце каждого полупериода колебаний: - а: постоянной; - б: переменной; - в: квадратной; - г: прямоугольной; - д: синусоидальной. 6. Выберите правильное слово В методе линейной вольтамперометрии используют ………… развертку потенциала: - а: постоянную; - б: переменную; - в: квадратную; - г: прямоугольную; - д: синусоидальную; - е: линейную. 7. Хронопотенциометрический метод анализа основан на определении зависимости изменения потенциала электрода от ……….. при заданном токе или при изменении тока по заданному закону. 8. Метод инверсионной амальгамной потенциометрии включает предварительное ………….. вещества в виде амальгамы при заданном потенциале и последующее измерение кривых потенциал время при пропускании постоянного анодного тока. 9. Импульсная хронопотенциометрия (импульсный гальваностатический метод) применяют для исследования электродных процессов, протекающих с ………….. скоростью. 10. В методе сканирующей электрохимической микроскопии фиксируется зависимость …….. зондового микроэлектрода от расстояния до исследуемой поверхности в растворах, содержащих редокс-систему с высокой скоростью переноса электрона и известным коэффициентом диффузии. Правильные ответы: 1: «поляризационными кривыми»; 2: «полуволн», «диффузионному»; 3: «диффузионной»; 4: «концентрационной»; 5: г; 6: е; 7: «времени»; 8: «накопление»; 9: «высокой»; 10: «тока».

Тема 4.2. «Амперометрия и амперометрическое титрование» Аудиторные занятия. Лекция по теме «Амперометрические методы анализа» 40

План лекции: 1. Теоретические основы метода амперометрии и амперометрического титрования 2. Амперометрические датчики 3. Амперометрические биосенсоры на основе ферментов и биоматериалов Самостоятельная аудиторная работа по теме «Амперометрия и амперометрическое титрование» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной работы Работа в малых группах Работа с источниками Творческий анализ и обсуждение материала проблемной лекции

Форма отчетности Обсуждение материала проблемной лекции Ответ на вопросы по материалу проблемной лекции

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Амперометрия и амперометрическое титрование» № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Подготовка реферата (презентации) Подготовка к итоговой аттестации

Срок сдачи

Форма отчетности

15неделя семестра

Реферат (презентация)

16 неделя семестра

Реферат (презентация) Зачет

Перечень вопросов для самостоятельного изучения (темы рефератов и докладов) и рекомендации по выполнению заданий Тема: «Амперометрия и амперометрическое титрование» Вопросы для самостоятельного изучения (возможные темы реферата и доклада) 1. Электрохимическая кинетика. Стадия массопереноса. 2. Методы исследования массопереноса: 3. Биоэлектрохимия. Электрохимические биосенсоры и биологические мембраны. 4. Аппаратурное оформление метода амперометрии. Конструкции и принцип действия применяемых электродов. Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 8, 10, основная; 1 - 8, 12, 19, дополнительная Вопросы для самопроверки: 1. Дайте общую характеристику электрохимических процессов. 2. Каковы особенности поляризации в условиях лимитирующей стадии массопереноса? 3. Объясните роль миграции в процессе массопереноса и падение потенциала в диффузной части двойного слоя. 4. Охарактеризуйте теоретические основы метода потенциометрии. 5. В чем особенности аппаратурного оформления потенциометрического метода ? 6. Объясните конструкцию и принцип действия амперометрических биосенсоров. Назовите другие типы амперометрических датчиков и объясните принцип их работы. Форма текущего контроля по теме: «Амперометрия и амперометрическое титрование» Материалы текущего контроля (примерные задания) 41

1. Вставьте пропущенное слово: Метод потенциометрического титрования основан на простой зависимости между концентрацией вещества и его ……………… …………. , играющего роль своеобразного индикатора. 2. Вставьте пропущенное слово: Полярограммы (зависимость ток - потенциал) часто искажены пиками или горбами – полярографическими максимумыми, для устранения которых в анализируемый раствор вводят ……………….. вещества. 3. Вставьте пропущенное слово: Электрод, рабочая часть которого покрыта тонкой пленкой геля (полимера) , содержащего фермент, способный изменять свое состояние под действием величины рН раствора, называется …………… . 4. Вставьте пропущенное слово и выберите правильный ответ Важнейшим параметром биосенсорных электродов является ………….. , которая определяется природой биораспознающего элемента и значительно выше (ниже, равна) чувствительности химических сенсоров. 5. Выберите правильный ответ: Электроды, на которых все подводимое электричество затрачивается на изменение заряда поверхности (электрохимическая реакция при заданном потенциале не протекает), называются …………… . - а: нерастворимыми; - б: малорастворимыми; - в: устойчивыми; - г: малоактивными; - д: совершенно поляризуемыми; - е: идеально поляризуемыми; - ж: неполяризуемыми. 6. Вставьте пропущенное слово: Для исследования электрохимических процессов на поверхности электрода проводят измерение емкости двойного электрического слоя, используя синусоидальный переменный ток. Общее сопротивление электрохимической цепи такому току называется …………… . 7. Вставьте пропущенное слово: Высокая чувствительность электродного потенциала под током к колебаниям состава раствора, особенно к присутствию в нем даже незначительных примесей поверхностноактивных веществ и каталитических ядов, обязывает при проведении амперометрических исследований проводить тщательную ……………. очистку анализируемого раствора. Правильные ответы: 1: «полярографическим током»; 2: «поверхностно-активные»; 3: «биосенсором» («ферментным электродом»); 4: «селективность», «выше»; 5: д, е; 6: «импедансом»; 7: «очистку».

Тема 4.3. «Электроанализ и кулонометрия» Аудиторные занятия. Лекция - беседа, тема «Электроанализ и кулонометрия» (продолжительность 1 час) План лекции 1. Теоретические основы методов электроанализа и кулонометрии. 2. Аппаратурное оформление методов. 3. Электрометрия. Применение метода при определении содержания ионов металлов в растворах электролита. 4. Кулонометрия и кулонометрическое титрование. Применение метода при определении неорганических и органических соединений в водных и неводных средах. 42

5. Достоинства и недостатки методов электроанилиза и кулонометрии. Лабораторно-практическая работа №3, тема: «Электрометрия и кулонометрия» (продолжительность 2 часа) Тематика лабораторно-практической работы (примерная): «Сравнительная оценка кулонометров и определение содержания металлических ионов в растворе электролита». Цель лабораторно-практической работы. 1. Выполнить экспериментальную оценку различных типов (весовой, газовый, титрационный) кулонометров. 2. Определить содержание в растворе металлических ионов. Оборудование и материалы. Преобразователь переменного тока в постоянный, лабораторные кулонометры (весовой - медный, газовый - водородно-кислородный и титрационный), установка для титрования, электролизная ванна, весы аналитические, сушильный шкаф, модельные рабочие растворы, вода дистиллированная, фильтровальная и наждачная бумага, мерная посуда, лабораторная посуда. Выполнение лабораторно-практической работы. Собирают электрическую схему, проводят расчет величины рабочего тока, взвешивают (до и после эксперимента) катоды медного кулонометра и электролизной ванны, проводят электролиз (время задано) при постоянной величине тока, рассчитывают количество пропущенного электричества (по привесу катода медного, массе йода в титрационном и объему газа в газовом кулонометрах) и массу осадка на катоде электролизера, проводят расчеты количества пропущенного тока, выхода по току и содержания металлических ионов в растворе, делают выводы. Примечание: При выполнении лабораторно-практической работы используют методические указания, курс лекций по дисциплине «Физхимия», часть 2, «Электрохимия», раздел «Химическое действие электрического тока», справочную и учебную литературу (см. главу УМК «Основная и дополнительная литература»). Самостоятельная аудиторная работа по теме «Электроанализ и кулонометрия» № п/п 1

Вид самостоятельной работы Общая (единое задание для каждого студента группы) Групповая

Форма самостоятельной Форма отчетности работы Оформление отчета по Отчет по лабораторнолабораторнопрактической работе практической работе Работа с источниками Диалог и ответы на Анализ и обсуждение вопросы материала лекции-беседы

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме «Электроанализ и кулонометрия» № п/п

Вид самостоятельной работы

Общая (единое задание для каждого студента группы)

Индивидуальная

Форма самостоятельной работы Составление конспекта (реферата) по источникам Подготовка отчета по работе Подготовка конспекта (реферата) и отчета по работе Подготовка к итоговой аттестации

Срок сдачи 15 неделя семестра

16 неделя семестра

Форма отчетности Конспект (реферат) Отчет по лабораторнопрактической работе Отчет по работе Реферат по теме занятий Итоговый зачет

Перечень вопросов для самостоятельного изучения (возможные темы рефератов) и рекомендации по выполнению заданий по теме «Электроанализ и кулонометрия» Вопросы для самостоятельного изучения: 1. Теоретические основы метода электроанализа и кулонометрии. 2. Электроанализ, кулонометрия и кулонометрическое титрование. Аппаратурное оформление и выполнение. 3. Потенциометрические и амперометрические варианты методов электроанализа и кулонометрии. Аппаратурное оформление и выполнение. 4. Применение методов кулонометрии для определения состояния поверхности электрода. 5. Применение методов электроанализа и кулонометрии при проведении исследований и в производстве. Литература (номера источников литературы из п. 5): 4, 5, 8, 10, основная; 1 – 5, 8, 12, дополнительная Вопросы для самопроверки 1. Какие методы анализа и почему называют кулонометрией и электроанализом? В чем их различие? 2. Дайте объяснение химического действия электрического тока. Какие законы положены основу этих процессов? 3. Что такое выход вещества по току и какова его роль в оценке электрохимического процесса? 4. Какие существуют типы кулонометров? Какие из них нашли применение в условиях промышленного производства? 5. Назовите основные области применения кулонометрии и электроанализа. Форма текущего контроля по теме: «Электроанализ и кулонометрия» Материалы текущего контроля (примерные задания) 1. Выберите правильный ответ В основе методов электроанализа, кулонометрии и кулонометрического титрования положены законы, установленные: - а: Гиббсом-Гельмгольцом; - б: Кирхгофом; - в: Оствальдом; - г: Фарадеем; - д: Фрумкиным-Дамаскинм; - е: Менделеевым; - ж: Ломоносовым. 2. Вставьте пропущенное слово: Между количеством пропущенного через раствор электролита …… и массой ……. , подвергнутого электрохимическим превращениям установлена …………. связь. 3. Вставьте пропущенное слово: Кулонометрами являются электрохимические системы, в которых выход по току хотя бы одной окислительно-восстановительной реакции (анодной или катодной) равен ……… %. 4. Выберите правильный ответ: Электровесовой метода анализ можно использовать, кода выход по току определяемого вещества больше (меньше, не равен) 100 %. 5. Выберите правильный ответ: В аппаратурном оформлении кулонометрическое титрование является более (менее) сложным (простым) методом по сравнению с титрованием с индикаторами и потенциометрией. 6. Вставьте пропущенное слово и выберите правильный ответ: Кулонометрический метод анализа не заменим, когда необходимо определить ………….. вещества и при проведении ручного (автоматического) титрования. 44

7. Вставьте пропущенное слово: При электроанализе в отличии от кулонометрии определяют ……….осадка в результате протекания количества электричества, достаточного для полного, или практически полного, выделения данного вещества. 8. Выберите правильный ответ В электровесовом анализе выход по току определяемого вещества: - а: должен быть равен 100 %; - б: может не равняться 100 %; - в: может равняться 0%; - г: должен быть не менее 10 %; - е: должен составлять не ниже 50%. 9. Вставьте пропущенное слово: Метод электроанализа при постоянной силе тока не рекомендуется для анализа растворов, содержащих ………….. сорта ионов. 11. Вставьте пропущенное слово и выберите правильный ответ Пи электроанализе методом внутреннего электролиза применяют электрохимическую систему, замкнутую через внешнюю цепь и состоящую из платинового катода и анода, электродный потенциал которого ………… потенциала определяемых ионов: - а: положительнее; - б: отрицательнее; - в: равен; - г: больше; - д: меньше. 12. Выберите правильный ответ Электровесовой анализ применяют в лабораторной и промышленной практике с целью: - а: анализа сплавов; - б: разделения различных веществ; - в: концентрирования; - г: обогащения; - е: определения количества электричества; - ж: определения содержания вещества в растворе. 13. Вставьте пропущенные слова: Электровесовой анализ и кулонометрию можно проводить при заданном значении …….. или при заданном ……. . Правильные ответы: 1:г; 2: «электричества», «вещества», «количественная»; 3: 100; 4: «не равен»; 5:»более сложным»; 6: «микроколичества», «автоматического»; 7: «вес»; 8: б; 9: «различные»; 10: «отрицательные»; 11: б; 12: а, б, в, г, ж; 13:»потенциала», «тока».

Примечание. Контрольные и проверочные работы и темы рефератов формируются на основе вопросов для самостоятельного изучения и материала текущего контроля. 5. ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Основная литература. 1. Полат, Евгения Семеновна. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования [Текст] : учеб. пособие для студ. вузов / Е. С. Полат, М. Ю. Бухаркина. - 3-е изд., стер. - М. : Академия, 2010. - 368 с. 2. Современные информационные технологии в науке и образовании [Текст] : учеб. пособие / Российская акад. гос. службы при Президенте РФ ; под общ. ред. А. А. Деркача. - М. : Изд-во РАГС, 2010. - 188 с. 3. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования [Текст]: учеб. пособие / под ред. Е. С. Полат. - 4-е изд., стер. - М. : Академия, 2009. - 272 с. 45

4. Резник, Евгений Наумович. Инструментальные методы химического анализа [Текст] : учеб. пособие / Е. Н. Резник, С. Г. Скугорева, Д. Н. Данилов. - Киров : Изд-во ВятГГУ, 2012. - 299 с. 5. Вершинин, Вячеслав Исаакович Аналитическая химия [Текст] : учеб. для студ. вузов / В. И. Вершинин, И. В. Власова, И. А. Никифорова. - М. : Академия, 2011. - 448 с. 6. Димов, Юрий Владимирович. Метрология, стандартизация и сертификация [Текст] : учеб. для студ. вузов / Ю. В. Димов. - 3-е изд. - СПб. : Питер, 2010. - 464 с. 7. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=1148. Исаев, Г. Н. Информационные технологии [Электронный ресурс] : учеб. пособие для студ. вузов / Г. Н. Исаев. - М.: Омега-Л, 2012. - 464 с. БГ 8. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3164. Васильев, В. П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 2. [Электронный ресурс] : учебник для студ. вузов / В. П. Васильев. - М.: Дрофа, 2009. - 384 с. 9. http://www.biblioclub.ru/book/57452/. Крылова, Г. Д. Основы стандартизации, метрологии, сертификации [Электронный ресурс]: учебник для студ. вузов / Г. Д. Крылова. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Юнити-Дана, 2012. - 672 с. Г, 10. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3164. Вартанов, А. З. Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг [Электронный ресурс]: учебник для студ. вузов / А. З. Вартанов, А. Д. h 11. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=3164. Майстренко, В. Н. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей [Электронный ресурс] : учеб. пособие / В. Н. Майстренко, Н. А. Клюев. – 2-е изд. – М.: "Бином. Лаборатория знаний", 2012. – 323с. Г Дополнительная литература 1. Дамаскин, Б.Б. Электрохимия [Текст]: Б.Б. Дамаскин О.А. Петрий, Г.А. Цирлина– 2-е издание, исправл. и переработ. – М.: «Химия», «КолосС», 2006. – 672 с. 2. Куликовский, К.Р. Методы и средства измерений [Текст]: К.Р. Куликовский, В.Я Купер. – М.: Энергия, 1986. 3.Егер, Э. Методы измерения в электрохимии [Текст]: Э. Егер, А. Залкинд. – М.: Мир, 1977. 4. Плембек, Дж. Электрохимические методы анализа. Основы теории и применение[Текст]: Дж. Плембек. – М.: Мир, 1985. 5. Антропов, Л.И. Теоретическая электрохимия [Текст]:Л.И. Антропов. – М.: Высшая школа, 1979. 6. Гейровский, Я. Основы полярографии [Текст]: Я. Гейровский, Я. Кута. – М.: Мир, 1965. 7. Заринский, В.А. Высокочастотный химический анализ [Текст]: В.А. Заринский, В.И. Ермаков. – М.: Наука, 1970. 8. Лопатин, Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа [Текст]: Б .А. Лопатин. – М.: Высшая школа, 1975. 9. Худякова, Т.А. Теория и практика кондуктометрического и хронокондуктометрического метода анализа [Текст]: Т.А. Худякова, А.П. Крешкова. – М.: Химия, 1976 10. .Бейтс,Р. Определение рН. Тория и практика. [Текст]: Р. Бейтс. – Л.: Химия, 1968. 11. Мидгли Д. Потенциометрический анализ воды. [Текст]: Д. Мидгли, К. Торрес. – М.: Мир, 1980. 12. Агасян, П.К. Основы электрохимических методов анализа. [Текст]: П.К. Агасян, Е.Р. Николаев. – М.: Изд. МГУ, 1986. 13. Будников, Г.К. Основы электроаналитической химии. [Текст]: Г.К. Будников, Н.А. Улахович, Э.П. Медянцева. – Казань: Изд. КГУ, 1986. 14. Турьян, Я.И. Окислительно-восстановительные реакции и потенциалы в аналитической химии. [Текст]: Я.И. Турьян. – М.: Химия, 1989. 46

15. Чикрызова, Е.Г. Потенциометрическое титрование с поляризованными электродами. [Текст]: Е.Г. Чикрызова, В.А. Хомченко. – Кишинев: Изд. «Штиница», 1976. 16.Веселев, М.Р. Обобщенная теория вольтамперометрии. [Текст]: М.Р. Веселев. – Казань: Изд. КГУ, 1989. 17. Дорохова, Е.Н. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. [Текст]: Е.Н. Дорохова, Г.В. Прохорова. – М.: Высшая школа, 1991. 18. Волкова, Г.В. Ионселективные электроды и их использование в анализе. [Текст]: Г.В. Волкова, З.М. Хваткова, Н.В. Щеглова. – Красноярск: Изд. Красноярского ГУ, 1993. -38 с. 19. Волкова, Г.В. Электрохимические методы анализа. Кондуктометрия. Электролиз. Амперометрия. Полярография. [Текст]: Г.В. Волокова, Н.В. Щеглова. – Красноярск: Изд. Красноярского ГУ, 1983. – 32 с. 20. Волкова, Г.В. Электрохимические методы анализа. Кулонометрия. Потенциометрия. [Текст]: Г.В. Волкова, Н.В. Щеглова. – Красноярск: Изд. Красноярского ГУ, 1983. – 40 с. 6. СИСТЕМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ СТУДЕНТАМИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Электрохимические методы анализа» и ФОРМЫ ТЕКУЩЕЙ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ И ИТОГОВОЙ АТЕСТАЦИИ 6.1. Шкала баллов по учебной дисциплине В соответствии с Положением о балльно-рейтинговой системе оценки знаний студентов ВятГГУ по учебной дисциплине предусмотрены следующие виды контроля качества знаний студентов: текущая; межсессионная; промежуточная аттестация. Шкала баллов по учебной дисциплине № п/п

Показатели

Норма баллов

Виды текущей аттестации до межсессионной аттестации Входной контроль 5 Посещение аудиторных занятий (лекции и лабораторные занятия) 10 (по 1 за одно занятие) 3 Выполнение лабораторного практикума и защита отчетов 20 Межсессионная аттестация (контрольное мероприятие) 15 Виды текущей аттестации после межсессионной аттестации 1 Посещение аудиторных занятий (лекции и лабораторные занятия) 5 (по 1 за одно занятие) 2 Написание и защита реферата 15 3 Контрольная работа 15 1 2

Виды работ и заданий на зачете 1

Устный ответ

20 20 100

Всего баллов за зачет Итого

6.2. Фонды оценочных средств для проведения текущей аттестации успеваемости и промежуточной аттестации Сводные данные по оценке компетенций № п/п

Результат (освоенные компетенции)

Основные показатели оценки результата

Виды контро ля*

Формы и методы контроля

Номер раздела / темы (для текущего контроля)

ОК-5

ОК-6

знает: основные принципы в, т, м, организации информации; п умеет: анализировать и моделировать некоторые химические процессы и реакции с помощью персонального компьютера; владеет: технологиями обработки результатов химического эксперимента. знает: назначение и принцип работы

Фронтальн ый опрос. Реферат (презентац ия).

1.1, 1.2, 1,3, 2.1, 2.2, 2.3, 3.2, 4.3.

Фронтальн ый опрос. приборов и аппаратуры; умеет: использовать научные приборы и Защита оборудование при постановке и отчетов. Реферат проведении исследований; (презентац владеет: алгоритмами теоретического и ия).

2.2, 3.2, 4.3.

экспериментального исследования. в, т, м, п 7

ОК-11

ОК-12

ОК-14

10 ПК-3

знает: назначение и принцип т, м, п работы научных приборов и аппаратуры; умеет: использовать научные приборы и оборудование при постановке и проведении исследований; владеет: алгоритмами теоретического и экспериментального исследования.

Ответы на вопросы. Защита работ. Решение экспериме нтальных задач

2.2, 3.2, 4.3.

знает: алгоритмы мышления, т, м, п способные приводить к решению конкретных задач; умеет: грамотно и обоснованно ставить цель и определять задачи для ее осуществления; владеет: приемами анализа способов достижения цели. знает: физические законы и т, м, п явления, определяющие основу технологических процессов; умеет: использовать физические законы и явления при реализации профессиональной деятельности; владеет: технологиями применения физических законов и явлений при выполнении научной и прикладной работ. знает: основные информационные т, м, п базы данных (КБСД, Scopus); умеет: структурировать результаты эксперимента,

Ответы на вопросы. Защита работ. Решение экспериме нтальных задач

1.2, 1.3, 2.1,3.1.

Ответы на вопросы. Защита работ. Решение экспериме нтальных задач

1.2, 1.3, 2.1, 3.1, 2.2, 3.2, 4.3.

Защита работ. Решение задач

2.2, 3.2, 4.3.

ПК-5

ПК-16

ПК-18

ПК-21

ПК-22

ПК-23

заносить их в единую базу данных и проводить обработку; владеет: приемами поиска необходимой информации по базе данных. знает: основы расчета и оценки результатов научноисследовательской работы; умеет: составлять простейшие модели исследуемых процессов, делать необходимые выводы и четко формулировать рекомендации; владеет: навыками работы в компьютерных программах, позволяющих проводить обработку результатов и моделирование процессов знает: методику постановки т, м, п химических экспериментов; умеет: обращаться с химическими реактивами, оборудованием; владеет: методами получения и исследования химических веществ и реакций знает: свойства большого ряда т, м, п химических соединений; умеет: работать с особо опасными, токсичными, взрывоопасными веществами; владеет: приемами дегазации, обезвреживания веществ, приемами первой медицинской помощи при отравлениях и ожогах. знает: законы, лежащие в основе т, м, п физико-химических расчетов; умеет: проводить стандартные физико-химические измерения необходимых величин; владеет: приемами работы со справочной литературой.

Защита работ. Решение задач

2,2, 3.2, 4.3.

Ответы на вопросы. Защита работ. Решение экспериме нтальных задач Ответы на вопросы. Защита работ. Решение экспериме нтальных задач

2.2, 3.2, 43.

Ответы на вопросы. Защита работ. Решение экспериме нтальных задач знает: области применения в, т, р, Фронтальн современных химических, физико- п ый опрос. химических и физических методов; Реферат умеет: проводить детальный анализ (презентац объектов на основании знаний о ия). свойствах; Защита владеет: приемами анализа работ. химических и физико-химических объектов. знает: основные методы определения т, м, п Фронтальн компонентов анализируемых ый опрос, веществ; устные

2.2, 3.2, 4.3.

1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.3.

1.1, 2.1, 2.2, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3.

2.2, 3.2, 4.3.

умеет: ориентироваться в множестве известных методов с возможностью выбора оптимального, соответствующего задаче; владеет: способами применения выбранных методов на практике.

ответы, Реферат (презентац ия).

* в – входной контроль; т – текущая аттестация; м –межсессионная аттестация; п – промежуточная аттестация; и – итоговая аттестация. 6.2.1. Входной контроль знаний Перечень разделов электрохимии, знание которых оценивается при входном контроле. 1. Предмет и содержание электрохимии. Процессы химические и электрохимические. 2. Термодинамика электрохимических систем. Обратимые и необратимые системы. Связь между тепловым эффектом, изменением термодинамического потенциала, электрической и химической формами энергии. 3. Теория электролитической диссоциации. Основные положения и приложения (осмотические свойства, термохимические эффекты и химическое равновесие в растворах электролитов). Достоинства и недостатки. 4. Ион-дипольное и ион-ионное взаимодействие в растворах электролитов. Физический смысл и математическое представление понятий активность, коэффициент активности и ионная сила раствора. Теория и приближения Дебая-Хюккеля. 5. Сольватация и гидратация ионов. Модельные и экспериментальные методы расчета. Числа гидратации. Энтропия, теплота и энергия сольватации в водных и неводных растворах. 6. Протолитическая теория кислот и оснований. Представления и уравнение Бренстеда. 7. Электропроводность растворов электролитов. Измерение и выражение электропроводности. Связь электропроводности со свойствами и природой вещества и условиями (температура, концентрация, давление) процесса. Физический смысл и выражение чисел переноса. Кондуктометрия. Применение классической и высокочастотной кондуктометрии. 8. Теоретическая интерпретация электропроводности электролитов. Основные положения теории Дебая-Онзагера. Эффекты Вина и Фалькенгагена. Истинные и кажущиеся числа переноса. Аномалии электропроводности. 9. Электродное равновесие. Термодинамическое выражение для равновесного электродного потенциала. Международная конвенция по электрохимии. 10. Классификация электродов. Электроды первого и второго рода, газовые, амальгамные и редоки-электроды, стеклянный электрод. Физические представления. Электродные процессы. Расчет равновесного потенциала. Использование. 11. Стандартные электродные потенциалы. Физический смысл. Расчет и экспериментальное определение. Использование. 12. Электрохимические системы (цепи). Классификация. Концентрационные и химические цепи. Физические представления. Расчет ЭДС. Использование. 13. Механизм образования ЭДС и природа электродного потенциала. Природа скачков потенциала в электрохимических системах. Выражение ЭДС и электродного потенциал (физическая и химическая теории). 14. Двойной электрический слой на границе металл/электролит. Физические представления. Строение. 50

15. Химическое действие электрического тока. Законы Фарадея. Отклонения от законов. Электрохимический эквивалент. Выход по току. 16. Кулонометры. Классификация кулонометров. Применение. 17. Кинетика электродных процессов. Общие представления. Поляризация (электродная, концентрационная, активационная) Методы исследования кинетики электродных реакций. . 6.2.2. Текущая аттестация Вопросы (примерный перечень) для подготовки к текущей аттестации представлены в разделе 4 УМК. 6.2.3. Межсессионная аттестация Межсессионная аттестация проводится в форме контрольной работы или коллоквиума. Вопросы (примерный перечень) для подготовки к межсессионной аттестации. 1. Предмет и содержание курса электрохимические методы анализа... 2. Термодинамика электрохимических систем. Обратимые и необратимые системы. 3. Электропроводность растворов электролитов. Измерение и выражение электропроводности. Связь электропроводности со свойствами и природой вещества и условиями (температура, концентрация, давление) процесса. Физический смысл и выражение чисел переноса 4. Электродное равновесие. Термодинамическое выражение для равновесного электродного потенциала. 5. Классификация электродов. Электроды первого и второго рода, газовые, амальгамные и редоки- электроды, стеклянный электродФизические и математические представления. Электродные процессы. Расчет равновесного потенциала. Использование. 6. Ион-селективные (мембранные) электроды. Классификация. Уравнения Данаки и Никольского. Способы повышения селективности мембраны (изменение состава, применение твердой, жидкой, газообразной и ферментной мембран). Аппаратурное оформление. Практическое применение в исследованиях и промышленной сфере. 7. Электроды сравнения. Физические представления. Процессы. Расчет равновесного электродного потенциала. Использование. 8. Электрохимические системы (цепи). Классификация. Концентрационные и химические цепи. Физические представления. Расчет ЭДС. Использование метода. 9. Механизм образования ЭДС и природа электродного потенциала. Природа скачков потенциала в электрохимических системах. Выражение ЭДС и электродного потенциал (физическая и химическая теории). 10. Двойной электрический слой на границе металл/электролит. Физические представления. Строение. 11. Химическое действие электрического тока. Законы Фарадея. Отклонения от законов. Электрохимический эквивалент. Выход по току. 12. Кулонометры. Классификация кулонометров. Применение. 13. Кинетика электродных процессов. Общие представления. Поляризация (электродная, концентрационная, активационная). Методы исследования кинетики электродных реакций. 14. Кондуктометрия. Теоретические основы. Классическая и высокочастотная кондуктометрия. Диэлектрометрия. Кондуктометрическое титрование. Аппаратурное оформление. Использование. 15. Потенциометрия. Теоретические основы. Классификация. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Методы ускоренного потенциометрического анализа. 51

16. Вольтамперометрия. Теоретические основы. Классификация. Аппаратурное оформление. Переменнотоковая вольтамперометрия с наложением синусоидального и прямоугольного напряжения. Вольтамперометрия при исследовании комплексообразования (определение координатного числа и константы устойчивости). Применение методов вольтамперометрии. 17. Полярография. Теоретические основы. Уравнение Ильковича. Классификация методов. Полярография классическая, амальгамная, дифференциальная, инверсионная и осцилографическая .Аппаратурное оформление. Использование при анализе неорганических и органических веществ. 18. Амперометрия и амперометрическое титрование. Теоретические основы. Классификация. Амперометрия с одним индикаторным электродом, с двумя поляризованными электродами. Электрохимические индикаторы. Выбор величины налагаемого напряжения. Аппаратурное оформление. Использование метода. 19. Электроанализ. Теоретические основы. Электрохимическое выделение и разделение металлических ионов. Электролиз с контролем напряжения и электродного потенциала. Аппаратурное оформление метода. Использование метода анализа. 20. Кулонометрия. Теоретические основы метода. Потенциометрическая и амперометрическая кулонометрия. Аппаратурное оформление. Применение метода в исследованиях и промышленной сфере. 21. Электроды и электродные материалы, используемые в электрохимических методах анализа. Требования. Классификация. Рабочие, вспомогательные и электроды сравнения. 6.2.4. Материалы для проведения промежуточной аттестации Промежуточная аттестация проводится в форме зачета по результатам выполнения практических и лабораторно-практических работ, подготовленных и защищенных рефератов и активности на аудиторных занятиях. Материалы для подготовки к зачету (примерный перечень вопросов). 1. Предмет и содержание курса электрохимические методы анализа... 2. Термодинамика электрохимических систем. Обратимые и необратимые системы. 3. Электропроводность растворов электролитов. Измерение и выражение электропроводности. Связь электропроводности со свойствами и природой вещества и условиями (температура, концентрация, давление) процесса. Физический смысл и выражение чисел переноса 4. Электродное равновесие. Термодинамическое выражение для равновесного электродного потенциала. 5. Классификация электродов. Электроды первого и второго рода, газовые, амальгамные и редоки-электроды, стеклянный электрод. Физические и математические представления. Электродные процессы. Расчет равновесного потенциала. Использование. 6. Ион-селективные (мембранные) электроды. Классификация. Уравнения Данаки и Никольского. Способы повышения селективности мембраны (изменение состава, применение твердой, жидкой, газообразной и ферментной мембран). Аппаратурное оформление. Практическое применение в исследованиях и промышленной сфере. 7. Электроды сравнения. Физические представления. Процессы. Расчет равновесного электродного потенциала. Использование. 8. Электрохимические системы (цепи). Классификация. Концентрационные и химические цепи. Физические представления. Расчет ЭДС. Использование метода.

9. Механизм образования ЭДС и природа электродного потенциала. Природа скачков потенциала в электрохимических системах. Выражение ЭДС и электродного потенциал (физическая и химическая теории). 10. Двойной электрический слой на границе металл/электролит. Физические представления. Строение. 11. Химическое действие электрического тока. Законы Фарадея. Отклонения от законов. Электрохимический эквивалент. Выход по току. 12. Кулонометры. Классификация кулонометров. Применение. 13. Кинетика электродных процессов. Общие представления. Поляризация (электродная, концентрационная, активационная). Методы исследования кинетики электродных реакций. 14. Кондуктометрия. Теоретические основы. Классическая и высокочастотная кондуктометрия. Диэлектрометрия. Кондуктометрическое титрование. Аппаратурное оформление. Использование. 15. Потенциометрия. Теоретические основы. Классификация. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Методы ускоренного потенциометрического анализа. 16. Вольтамперометрия. Теоретические основы. Классификация. Аппаратурное оформление. Переменнотоковая вольтамперометрия с наложением синусоидального и прямоугольного напряжения. Вольтамперометрия при исследовании комплексообразования (определение координатного числа и константы устойчивости). Применение методов вольтамперометрии. 17. Полярография. Теоретические основы. Уравнение Ильковича. Классификация методов. Полярография классическая, амальгамная, дифференциальная, инверсионная и осцилографическая .Аппаратурное оформление. Использование при анализе неорганических и органических веществ. 18. Амперометрия и амперометрическое титрование. Теоретические основы. Классификация. Амперометрия с одним индикаторным электродом, с двумя поляризованными электродами. Электрохимические индикаторы. Выбор величины налагаемого напряжения. Аппаратурное оформление. Использование метода. 19. Электроанализ. Теоретические основы. Электрохимическое выделение и разделение металлических ионов. Электролиз с контролем напряжения и электродного потенциала. Аппаратурное оформление метода. Использование метода анализа. 20. Кулонометрия. Теоретические основы метода. Потенциометрическая и амперометрическая кулонометрия. Аппаратурное оформление. Применение метода в исследованиях и промышленной сфере. 21. Электроды и электродные материалы, используемые в электрохимических методах анализа. Требования. Классификация. Рабочие, вспомогательные и электроды сравнения. Перечень (примерный) практических, лабораторно-практических работ и тем рефератов приведен в гл. 4 УМК. 6.3. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения итоговой аттестации Содержание учебной дисциплины «Электрохимические методы анализа» не входит в перечень вопросов государственного экзамена.