EEMB015D Екологична химия
Анотация:
Целта на курса е да запознае студентите с теоретичните основи на екологичната химия, с принципите и методите на качествения анализ, с основите на химичните методи за количествен анализ, с най-важните инструментални методи за анализ и с основите на методите за разделяне и концентриране.
При разглеждането на въпросите, свързани с теоретичните основи на екологичната химия, се обръща внимание на киселинно-основните равновесия, комплексо-образувателните процеси, процесите на образуване и разтваряне на утайки и окислително-редукционните процеси.
Като самостоятелен раздел е обособено вземането на представителна проба за анализ и предварителна подготовка на пробата за анализ.
В общата характеристика на методите за качествен анализ се включват изискванията към реакциите, класификацията на методите, систематиката на йоните, единичните реакции за доказването им и системния ход на анализ. От инструменталните методи за качествен анализ се разглеждат атомноемисионния спектрален анализ и флуоресцентните методи.
Разглеждането на количествения анализ включва: обща характеристика, етапи на аналитичното изследване, грешки, точност, възпроизводимост, обработка на опитните данни. От химичните методи за количествен анализ се разглеждат тегловния и титриметричния анализ (протонометрия, утаечен обемен анализ, комплексометрия и окислително-редукционния обемен анализ). От инструменталните методи за анализ се разглеждат най-общо електроаналитичните методи (принципи, методи, пряка потенциометрия), оптичните методи - атомна спектроскопия (пламъкова фотометрия, атомноемисионен спектрален анализ с източник електрична дъга и индуктивно свързана плазма, атомноабсорбционен анализ), молекулни спектрални методи (колориметрия, фотометрия и инфрачервена спектроскопия). Малко внимание се отделя и на някои други инструментални методи за анализ - електронен парамагнитен резонанс; ядрено-магнитен резонанс; рентгенофлуоресцентен анализ; неутронно-активационен анализ; масспектрометрия и хроматография.
От методите за разделяне и концентриране е предвидено разглеждането на сорбционните методи, йоннообменните, екстракционните и хроматографските методи.
В края на лекционния курс се дават и примери от маскирането в аналитичната химия.
Преподавател(и):
доц. Вилма Петкова д-р
Описание на курса:
Компетенции:
Успешно завършилите курса студенти:
1) знаят:
Теоретичните основи на аналитичната химия;
Принципите и методите на качествения анализ,
Основите на химичните методи за количествен анализ,
Основите на методите за разделяне и концентриране.
2) могат:
Да приложат знанията си при определяне на най-често срещаните замърсители на въздуха, почвата и водите.
Предварителни изисквания:
Студентите да имат знания и/или умения:
Знания, умения и отношения на равнище задължително обучение от гимназиалния курс на обучението по химия.
Знания по обща химия.
Форми на провеждане:
Дистанционен
Учебни форми:
Лекция
Език, на който се води курса:
Български
Теми, които се разглеждат в курса:
1 Предмет, задачи и методи на екологичната химия.
2 Химично равновесие. Идеални и реални системи. Слаби и силни електролити. Активност и коефициент на активност. Видове равновесни константи.
3 Класически и съвременни представи за киселини и основи. Протолитна теория на Брьонстед и Лоури. Ролята на разтворителя.
4 Концентрация на хидроксониеви йони. рН във водни разтвори на слаби и силни протолити:
А) Водороден експонент
Б) рН във водни разтвори на силни киселини и основи
В) рН във водни разтвори на слаби киселини и основи
Г) рН на разтвори на соли. Хидролиза.
Д) Буферни разтвори - значение за биологията.
5 Комплексообразувателни равновесия:
А) Комплексни съединения. Процеси на комплексообразуване.
Б) Роля на комплексообразувателя и лиганда в процеса на образуване на комплексни съединения.
В) Стабилност на комплексните съединения - условна стабилитетна константа. Влияние на странични реакции върху стабилността на комплексните съединения.
6 Химично равновесие и хетерогенна система. равновесия при малкоразтворими съединения:
А) Произведение на разтворимост.
Б) Влияние на странични реакции върху разтворимостта. Условно произведение на разтворимост.
7 Окислително-редукционни процеси.
А) Основни положения.
Б) Електроден потенциал. Уравнение на Нернст.
В) Определяне на посоката на редоксивзаимодействията.
Г) Влияние на странични реакции върху стойността на електродния потенциал.
8 Химични методи за качествен анализ:
А) Системен химичен качествен анализ. Класификация на катиони и аниони.
Б) Единични реакции за доказване на катионите: Ag+, Pb2+, Hg, NH4+, K+, Cu2+, Cd2+, As3+, As5+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Sr2+, Mg2+, Na+.
В) Системен ход на анализ при доказване на катионите.
9 Физични и физикохимични методи за качествен анализ:
А) Качествен атомноемисионен спектрален анализ.
Б) Флуоресцентни методи.
10 Количествен анализ:
А) Основни положения. Етапи на аналитичното изследване.
Б) Грешки в количествения анализ. Точност и възпроизводимост. Обработка на опитните данни.
11 Тегловен анализ. Гравиметрия.
12 Титриметричен (обемен анализ).
А) Принцип на метода. Класификация на методите. Подготовка на стандартни разтвори, измерване на обеми. Теория на индикаторите. Изчисления.
Б) Киселинно-основно титруване, индикатори.
В) Криви на титруване на силен протолит със силен протолит.
Г) Криви на титруване на слаб със силен протолит.
13 Киселинно-основно титруване в неводна среда.
14 Утаечен обемен анализ. Комплексометрия.
15 Окислително-редукционно титруване.
А) Принцип на метода. Класификация. Криви на титруване. Индикатори.
Б) Йодометрия - практическо използване.
Литература по темите:
Основна литература
1. Карадаков, Б., Н.Иванов, Аналитична химия с инструментални методи, София, 1994 г.
2. Кардаков, Б., Н. Иванов, Аналитична химия, Техника, София, 1994
3. Бончев, П., Увод в Аналитичната химия, Наука и изкуство, София, 1995
4. Будевски, О., Основи на Аналитичната химия, Медицина и физкултура, София,1990
Допълнителна литература
1. Иванов Кр., Ст. Кръстев, М. Камбурова, П. Личева, Курс по аналитична химия, II изд., Пловдив, 1999.
2. Попов, П. Станчева, Т. Симеонова, Неорганична с физична и колоидна химия, Изд. "Наука и изкуство", София, 1984.
3. Попов, П. Станчева, Т. Симеонова, Обща химия, Академично издателство на ВСИ, Пловдив, 1996.
4. Симеонова, В. Кръстев, Л. Попова, Ръководство за лабораторни упражнения по обща и аналитична химия, Изд. "Наука и изкуство", София, 1982.
5. Петкова, Е., Кр.Колева, Лабораторна тетрадка по аналитична химия, София, 2003 г.
On-line източници на информация:
http://urbanext.illinois.edu/world/nres.html
http://www.globalissues.org
http://ec.europa.eu/environment/natres/index.htm
http://cwx.prenhall.com/petrucci/chapter1/deluxe.html
Средства за оценяване:
ТЕСТ 70%
ПИСМЕНИ ЗАДАЧИ 30%