Аналітична хімія

Мета вивчення дисципліни: формування системи фундаментальних знань про теоретичні основи хімічного аналізу, оволодіння сучасними методами ідентифікації (якісний аналіз) та визначення вмісту (кількісний аналіз) компонентів у речовинах, а також набуття практичних навичок для самостійного виконання аналітичних досліджень з дотриманням метрологічних стандартів.
Практичне значення та використання отриманих знань: практична цінність отриманих компетенцій полягає у здатності фахівця забезпечувати точність, достовірність та відтворюваність результатів аналізу в реальних виробничих та наукових умовах. Отримані навички є критично важливими для роботи в заводських лабораторіях та відділах технічного контролю (ВТК): використання титриметричних та гравіметричних методів для перевірки відповідності сировини та готової продукції державним стандартам (ДСТУ, ISO); експрес-аналіз розчинів на виробництві для коригування концентрацій реагентів; визначення домішок та основного компонента для запобігання браку на ранніх етапах виробництва. Насамперед, це здатність виконувати кваліфікований відбір проб та здійснювати пробопідготовку об’єктів різної природи, що включає процеси розчинення, фільтрування, випаровування, мінералізації, а також розділення і концентрування компонентів для усунення впливу сторонніх іонів. Важливою практичною навичкою є вміння готувати розчини точної концентрації (стандартизація титрантів) та працювати з лабораторним посудом і високоточним обладнанням, зокрема аналітичними терезами, дотримуючись правил техніки безпеки. У сфері безпосереднього аналізу компетенції включають володіння методами кількісного аналізу – титриметрії (кислотно-основне, окисно-відновне, осаджувальне, комплексонометричне титрування) та гравіметрії. Фахівець здатний обґрунтовано обирати оптимальний метод аналізу, користуючись чинними державними стандартами та стандартними методиками для дослідження неорганічних, органічних і координаційних сполук. Завершальним етапом реалізації компетенцій є обробка результатів. Фахівець повинен вміти виконувати статистичну обробку експериментальних даних, оцінювати похибки та достовірність результатів, а також проводити теоретичні розрахунки констант рівноваги і термодинамічних величин для прогнозування можливості перебігу аналітичних реакцій. Ключові компетенції, здобуті в результаті вивчення дисципліни, передбачають уміння фахівця самостійно реалізовувати повний цикл аналітичних досліджень – від постановки задачі до інтерпретації отриманих даних.
Тематика та види навчальних занять

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

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

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота

Індивідуальну роботу не передбачено

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 6-ти лабораторних робіт. Оцінка за лабораторну роботу включає дві складові: допуск до роботи (оцінювання теоретичної і практичної підготовленості до виконання лабораторної роботи) і захист роботи (оцінювання набутих умінь і навичок, які отримав здобувач в результаті виконання лабораторної роботи). Допуск до лабораторної роботи проводиться в усній формі у вигляді відповідей на контрольні запитання, які наведено у методичних вказівках і оцінюється в 3 бали. Захист роботи проводиться в усній формі за умови представлення звіту (протоколу лабораторної роботи). Захист роботи максимально оцінюється в 3 бали. Бездоганне виконання кожної лабораторної роботи становить 6 балів.
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та виконуються письмово. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 32 бали.
Підсумковий контроль – залік. Залік накопичувальний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач вищої освіти – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.