分析化学是大连理工大学建设的慕课、新世纪网络课程、国家精品课程、国家级精品资源共享课、国家精品在线开放课程、国家级一流本科课程,于2017年3月1日在中国大学MOOC首次开课,授课教师为吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏、杨成。据2022年1月中国大学MOOC官网显示,该课程已开课9次。
该课程主要介绍:误差与数据处理的方法以及各类分析方法(包括:滴定分析法、电化学分析法、紫外可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、核磁共振吸收光谱法和质谱分析法)的基本原理、仪器组成和分析应用。
分析化学是大连理工大学建设的慕课、新世纪网络课程、国家精品课程、国家级精品资源共享课、国家精品在线开放课程、国家级一流本科课程,于2017年3月1日在中国大学MOOC首次开课,授课教师为吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏、杨成。据2022年1月中国大学MOOC官网显示,该课程已开课9次。
该课程主要介绍:误差与数据处理的方法以及各类分析方法(包括:滴定分析法、电化学分析法、紫外可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、核磁共振吸收光谱法和质谱分析法)的基本原理、仪器组成和分析应用。
中文名 | 分析化学 |
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类别 | 慕课、新世纪网络课程、国家精品课程、国家级精品资源共享课、国家精品在线开放课程、国家级一流本科课程 |
建设院校 | 大连理工大学 |
授课平台 | 中国大学MOOC |
首开时间 | 2017年3月1日 |
授课教师 | 吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏、杨成 |
2003年11月3日,分析化学课程通过中华人民共和国教育部办公厅“新世纪网络课程建设工程”第一、二批项目验收,结果为“优秀”。
2005年2月7日,分析化学及实验课程被中华人民共和国教育部评定为2004年度国家精品课程。
2013年10月29日,分析化学课程被中华人民共和国教育部高等教育司确定为第二批国家级精品资源共享课立项项目。
2016年6月28日,分析化学课程被中华人民共和国教育部办公厅确定为第一批“国家级精品资源共享课”。
2017年3月1日,分析化学课程上线中国大学MOOC。
2019年1月8日,分析化学课程被中华人民共和国教育部认定为2018年国家精品在线开放课程(本科教育课程)。
2020年11月24日,分析化学课程被中华人民共和国教育部认定为首批国家级一流本科课程(线上一流课程)。
分析化学是研究获取物质的化学组成、形态、分子结构等化学信息及相关理论的科学。作为化学学科的重要分支,分析化学被誉为科学技术的眼睛,是人类认识化学世界的视窗和探索物质微观世界的工具。
分析化学课程是化学、化工、环境、生命、材料等专业的基础课程,对于学习者从事化学化工、环境生态、材料科学、生物医学等多个学科领域的科学研究和生产实践工作都有较好的帮助。
该课程共八章,第一章绪论部分对分析化学这一学科进行概述性介绍,包括其发展历程、性质作用等内容,第二章介绍分析化学中误差与数据处理的一些知识点及注意事项,第三至八章,对滴定分析法、电分析化学、色谱分析法、紫外可见吸收光谱法、原子吸收分析法、波谱分析法六种分析方法的理论原理(包括具体的各子类分析方法)、实验仪器设备、应用等方面进行展开讲解。
课程大纲排版从左到右列 | |
第一章 绪论 1.1 分析化学的性质、任务和作用 1.2 分析化学中的分类方法 1.3 分析化学的变革与发展 1.4 分析基本过程与分析方法选择 第二章 定量分析中的误差与数据处理 2.1 误差与准确度 2.2 偏差与精密度 2.3 准确度与精密度的关系 2.4 误差的分类及特点 2.5 偶然误差分布的数理统计规律 2.6 平均值的标准偏差 2.7 置信度和置信区间 2.8 可疑值的取舍和显著性检验 2.9 误差的传递 2.10 分析方法的选择和提高测定准确度的方法 2.11 有效数字 2.12 有效数字的修约及运算规则 第三章 滴定分析法 3.1 滴定分析法概述 3.2 酸碱平衡及弱酸的分布曲线 3.3 溶液中的其它平衡及pH的计算 3.4 配位平衡和条件稳定常数 3.5 氧化还原平衡和条件电极电位 3.6 沉淀的溶解平衡 3.7 酸碱滴定曲线 3.8 氧化还原滴定曲线 3.9 配位滴定和沉淀滴定曲线 3.10 酸碱指示剂 3.11 金属指示剂 3.12 氧化还原指示剂 3.13 终点误差公式及其应用 3.14 酸碱滴定分析法的应用 3.15 配位滴定分析法的应用 3.16 氧化还原滴定分析法的应用 3.17 沉淀滴定分析法的应用 第四章 电分析化学 4.1 电化学分析概述 4.2 电位分析法基本原理 | 4.3 参比电极 4.4 离子选择性电极 4.5 离子选择性电极的特性 4.6 电位分析法的应用 第五章 色谱分析法 5.1 色谱分析法概述 5.2 色谱理论基础 5.3 气相色谱法 5.4 毛细管气相色谱法 5.5 高效液相色谱法 5.6 色谱定性和定量分析方法 第六章 紫外可见吸收光谱法 6.1 光分析法概述 6.2 吸收光谱的产生 6.3 朗伯-比尔定律 6.4 紫外-可见分光光度计 6.5 显色反应及显色反应条件的选择 6.6 定量分析方法 第七章 原子吸收分析法 7.1 原子吸收分析法概述 7.2 原子吸收基本原理 7.3 原子吸收光谱仪 7.4 测定条件的选择、干扰及其抑制 7.5 定量分析方法 第八章 波谱分析法 8.1 红外吸收光谱法概述 8.2 红外吸收光谱法基本原理 8.3 红外光谱仪及制样方法 8.4 有机化合物的基团特征吸收峰 8.5 核磁共振吸收光谱法基本原理 8.6 弛豫及核磁共振波谱仪 8.7 化学位移 8.8 自旋-自旋偶合 8.9 1H NMR谱图解析与化合物结构确定 8.10 质谱仪与质谱法的基本原理 8.11 质谱中离子的主要类型 8.12 有机分子的裂解类型 8.13 各类有机化合物的质谱 8.14 质谱结构解析 |
开课次数 | 开课时间;学时安排;参与人数 | 授课教师 | ||
第1次开课 | 2017年3月1日-2017年6月30日;3小时每周;5577 | 吴硕、刘志广、王秀云、宋波、潘玉珍、丁保君、郭慧敏、杨成 | ||
第2次开课 | 2017年8月23日-2017年12月29日;2小时每周;4510 | |||
第3次开课 | 2018年3月5日-2018年6月30日;2小时每周;4435 | 吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏 | ||
第4次开课 | 2018年9月3日-2018年12月24日;2小时每周;3985 | |||
第5次开课 | 2019年2月19日-2019年6月24日;2小时每周;5015 | 吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏、杨成 | ||
第6次开课 | 2019年9月2日-2019年12月30日;2小时每周;4875 | 吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍 | ||
第7次开课 | 2020年2月17日-2020年6月30日;2小时每周;18316 | 吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏、杨成、纪伟、宿艳 | ||
第8次开课 | 2021年3月1日-2021年6月30日;2小时每周;11684 | 吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏、杨成、纪伟 | ||
第9次开课 | 2021年9月1日-2021年12月29日;2小时每周;7961 | 吴硕、刘志广、王秀云、丁保君、宋波、潘玉珍、郭慧敏、杨成 |
该课程强调基础知识和创新能力并重,使学习者既具有较深厚的分析化学基础,又能了解分析化学学科的进展和前沿,培养学生用分析化学中“量”的概念和创造性思维去分析和解决实际问题的能力。为满足不同层次的学习者的学习需求,课程建设了多样的数字化资源,包括:课件、习题集、习题讲解视频、原理动画、虚拟仿真实验、科研案例等。
加深对分析方法基本原理和仪器结构基础知识的理解,能够根据分析任务的要求选择或设计分析方法、评价分析结果、提高创新意识。
可以解释不同分析方法的基本原理,区分不同分析化学方法的适用范围和仪器组成。
可以根据分析样品的含量和属性,选择合适的分析化学方法,设计实验方案,正确表达分析结果,并对分析结果的可靠性进行评价。
可以对有机化合物结构进行解析,分析化合物结构组成,并对解析过程进行解释。
可以推测分析化学的研究趋势和发展方向。
章节标题 | 章节目标 |
绪论 | 1.能够理解分析化学在各学科和社会生活中的作用; 2.能够对分析方法进行分类,并归纳总结化学分析和仪器分析法各自的特点和适用范围; 3.能够理解分析方法选取的基本原则,并概括分析过程的一般步骤。 |
定量分析中的误差与数据处理 | 1.能够区分精密度与准确度,并正确表达误差; 2.能够辨别系统误差、偶然误差与过失误差,判断误差来源; 3.能够使用置信区间和置信度表达分析结果; 4.能够判断数据是否存在可疑值和系统误差,并选择合适的方法减免误差; 5.能够运用有效数字运算规则处理实验数据,正确表达分析结果,并对分析结果进行评价。 |
滴定分析法 | 1.能够说明滴定分析方法的特点、用途,辨别适用于滴定分析的化学反应类型,并区分不同标准溶液的配置方法; 2.深入理解酸碱滴定分析的理论基础,基于酸碱平衡和质子条件式计算水溶液的pH值,并判断酸碱物质在不同pH值时的主要存在形式; 3.能够阐释配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定的基本原理,能够运用条件平衡常数绘制滴定曲线,理解滴定突跃的影响因素,并判断直接滴定的条件; 4.能够理解各类指示剂的变色原理,适用范围,并根据滴定反应选择指示剂; 5.理解终点误差的来源,并应用终点误差公式判断直接滴定的前提条件; 6.能够运用并设计酸碱滴定分析法、配位滴定法、氧化还原滴定分析法和沉淀滴定分析法进行实际样品分析,并准确计算结果。 |
电分析化学 | 1.能够说明电化学分析方法的特点并解释电位分析法的基本原理; 2.能够说明三种离子选择性电极,玻璃膜电极、晶体膜电极和液膜电极的工作原理、特性和使用条件; 3.能够用科学术语评价离子选择性电极的性能; 4.能够区分比较法、标准曲线法、标准加入法的异同,并根据样品特性选择定量方法。 |
色谱分析法 | 1.说明色谱分析法的用途、分类; 2.能够解释色谱能够分离混合物的原因,并结合塔板理论和速率理论说明可以提高柱效和分离度的有效途径; 3.能够描述气相色谱仪的仪器组成、评价色谱柱和检测器的性能,并根据分析样品性质选择色谱柱和检测器; 4.能够区分不同定量方法的异同,并根据分离混合物的属性选择合适的定量方法。 |
紫外可见吸收光谱法 | 1.能够解释光的选择性吸收现象和吸收光谱的产生原因; 2.能够熟练运用朗伯-比尔定律进行含量分析和化合物分子量确定; 3.说明紫外可见吸收光谱仪的结构流程和每一部分元件的功能; 4.能够为显色反应选择合适的仪器参数、参比溶液和显色条件,并选择合适的定量方法进行含量分析。 |
原子吸收分析法 | 1.理解原子吸收光谱法的基本原理; 2.解释空心阴极灯和常见原子化器的工作原理; 3.分析原子吸收光谱法常见的误差来源,并找到排除干扰的途径; 4.能够根据样品属性选择合适的定量方法。 |
波谱分析法 | 1.能够解释红外吸收光谱法的基本原理; 2.能够根据红外吸收光谱图判断官能团信息,并配合1H核磁共振波谱图推测化合物的结构; 3.能够理解1H核磁共振波谱法的基本原理; 4.能够解析1H核磁共振波谱的一级谱图,说明解析过程,并推断出有机化合物的分子结构; 5.能够根据样品性质选择合适的离子源和质量分析器; 6.能够根据离子峰信息推测有机化合物的裂解过程,推断有机化合物的结构和分子式。 |
为了更好地学习该课程,学习者需要具备以下几方面的基础知识:
微分、积分的数学处理和意义。
化学平衡的概念和主要影响因素。
原子轨道理论和分子轨道理论。
化学键的基本性质和极性、电负性等概念。
分子间相互作用的形式。
光、电、磁等物理现象和基本规律。
为具备以上知识,学习者需要完成高等数学、大学物理、无机化学或普通化学和有机化学等课程的学习。
书名 | 作者 | 出版社;出版时间;ISBN |
《分析化学》 | 刘志广 | 高等教育出版社;2008-01-15;978-7-04-022670-6 |
书名 | 作者 | 出版社;出版时间;ISBN |
《分析化学学习指导》 | 刘志广 | 大连理工大学出版社;2002.7;7-5611-2089-3 |
书名 | 作者 | 出版社;出版时间;ISBN |
《分析化学(第6版)(下册)》 | 武汉大学 | 高等教育出版社;2018-09-13;9787040500745 |
《分析化学:定量化学分析简明教程(第3版)》 | 彭崇慧、冯建章、张锡瑜、李克安、赵凤林 | 北京大学出版社;2009;9787301149270 |
Fundamentals of Analytical Chemistry, 9th Edition | Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler, Stanley R. Crouch | Thomson Brooks/Cools Press;2014;9780495558286 |
吴硕,大连理工大学化工学院教授、博士生导师、硕士生导师、化学系副主任,主要从事光电功能材料的设计合成、界面修饰,及其在癌症等重大疾病标志物的早期诊断和单细胞时空分辨分析方面的应用。
刘志广,大连理工大学教授,国家级化学化工虚拟仿真实验教学中心联席会组长,大连理工大学国家级化学虚拟仿真实验教学中心副主任。主要从事化学化工三维情景化交互虚拟仪器、虚拟装置、虚拟实验室、虚拟工厂等的构建模式及相关技术研究。
王秀云,大连理工大学化工学院副教授、硕士生导师,研究方向:电极表面结构设计和性能调控及其电化学(生物)传感应用研究、脑神经化学物质活体在线/原位电化学分析方法基础研究、生物燃料电池研究。
丁保君,大连理工大学化工学院副教授、硕士生导师,研究方向为环境有机污染物的分析检测方法的建立和优化。
宋波,大连理工大学化工学院副教授、硕士生导师,致力于稀土配合物生物荧光探针和磁共振成像探针的开发,建立可用于生物活性分子特异性识别传感的时间分辨荧光检测与成像技术和时间分辨荧光-磁共振双模式生物成像技术。
潘玉珍,大连理工大学化工学院高级工程师、国家级实验教学示范中心副主任,主要研究方向为有机发光材料的分子设计及应用。
郭慧敏,大连理工大学化工学院副教授、硕士生导师,研究方向:生物光、电分析化学。
杨成,大连理工大学化工学院分析化学教研室副教授、硕士生导师,主要从事核酸适配体生物传感器和碳基柔性生物传感器的研究。
纪伟,大连理工大学化工学院副教授、硕士生导师,研究课题主要针对生物、环境科学领域中的一些关键科学问题探索基于表面增强谱学技术的超灵敏检测方法。
宿艳,大连理工大学化工学院高级工程师、硕士生导师,研究方向:纳米材料制备和环境监控。