环境分析化学《课程教学大纲》(2008)

《环境分析化学》课程教学大纲

课程编号：20211006

总学时数：64

总学分数：4

课程性质：学科基础课

适用专业：环境工程、环境科学、给水排水

一、课程的任务和基本要求：

环境分析化学是环境工程专业、环境科学专业和给水排水专业的一门学科基础课。

它的任务是使学生掌握分析化学的基础理论和基本的实验操作技能以及其在环境监测等方面的应用，为将来从事环境工程、给水排水及环境科学方面的相关研究打下一定的基础。

通过本课程的学习，要求学生掌握分析化学的基本理论和方法。通过实验进一步地巩固学到的理论知识和掌握基本的操作技能。了解有关仪器分析方法的基本原理、仪器的主要构造和作用并基本掌握仪器的操作使用方法。学习和掌握主要的环境污染物质的测定方法的基本原理。能够对实际样品进行准确的测定，为工作后从事环境工程和环境科学等方面的工作打下基础。

二、基本内容和要求：

第一章绪论

1-1. 分析化学的任务和作用

介绍分析化学在环境监测和环境科学中的作用。

1-2. 分析方法的分类与分析化学的进展

概略地介绍分析方法的分类（化学分析法和仪器分析法）, 了解分析化学的发展趋势和发展方向。

第二章误差及分析数据的统计处理

2-1. 定量分析中的误差

通过误差的讨论，使学生了解表示误差和减免误差的方法，掌握准确度和精密度的概念及其在分析结果中的表示方法。

2-2. 分析结果的数据处理

理解正确处理分析数据的重要意义；掌握平均偏差、标准偏差的定义和计算方法；了解置信度和置信区间的含义；理解可疑数据取舍的意义，掌握用Ｑ检验法进行可疑数据取舍的方法。

2-3. 有效数字及其运算规则

要求学生了解有效数字的意义, 掌握有效数字的正确表达方法及有效数字的运算规则。

第三章滴定分析

3-1. 滴定分析概述

介绍滴定分析法的定义和滴定分析中常用的几个术语。

3-2. 滴定分析法的分类与滴定反应的条件

简要介绍滴定分析法的分类和四种滴定分析方法依据的原理, 重点介绍直接滴定法中滴定反应应具备的条件, 举例介绍间接滴定法及其应用。

3-3. 标准溶液

介绍标准溶液的两种配制方法、基准物质应满足的条件。

3-4. 标准溶液浓度表示法

理解量浓度的含义及表示方法; 了解滴定度的概念及其使用的优点。

3-5. 滴定分析结果的计算

熟练掌握滴定剂与被测物之间物质的量的关系, 掌握被测物浓度及百分含量的表达方法。

第四章酸碱滴定法

4-1. 酸碱平衡的理论基础

用酸碱质子理论阐述酸、碱和两性物质的新含义，指出酸碱反应的实质是质子的转移（得失）过程。并将此理论贯穿在以后的内容。掌握酸碱离解平衡及平衡常数的表达方法, 掌握共轭酸碱对中酸碱离解常数的换算。

4-2. 不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布情况——分布曲线

理解酸或碱在pH不同的溶液中的存在形式是不同的, 掌握分布系数的概念及分布系数的计算。

4-3. 酸碱溶液pH值的计算

理解质子条件的含义, 能够熟练写出各种体系的质子条件, 并根据质子条件推导各种体系pH的计算公式, 要求学生了解公式的推导过程, 掌握不同体系中pH值的计算公式及简化计算的条件。了解缓冲溶液的作用原理及pH的计算。

4-4. 酸碱滴定终点的指示方法

应使学生了解酸碱指示剂的作用原理和混合指示剂的优点及酸碱滴定曲线和指示剂的选择。

4-5．一元酸碱的滴定及多元酸、混合酸和多元碱的滴定

通过三种类型滴定曲线的讨论，使学生了解酸碱滴定的基本原理，掌握化学计量点和突跃范围的重要性，巩固pH值的计算以及指示剂的选择原则。同时应明确指出使用最简公式的前提。让学生掌握指示剂法对弱酸或弱碱准确滴定和多元酸碱滴定中分部滴定的条件。

4-6. 酸碱标准溶液的配制和标定

介绍常用的酸碱标准溶液的配制方法和标定方法

4-7. 酸碱滴定在环境监测中的应用

介绍废水酸度以及碱度的概念，要求学生掌握其测定方法和有关计算。

第五章配位滴定法

5-1. 概述

简单介绍配合物的概念、配合物的稳定性及稳定常数、形成配合物的次序及其配合物的置换关系。说明为什么一般的无机配合剂不能用于配合滴定。

5-2. EDTA及其金属离子配合物的稳定性

介绍EDTA与金属离子的螯合物的特点及其稳定性。

5-3. 外界条件对EDTA与金属离子配合物稳定性的影响

重点讲解EDTA的酸效应、一般介绍金属离子的配合效应及配合物的副反应对配和物稳定性的影响，使学生主要掌握酸效应系数、条件稳定常数的意义，能正确判断配合反应完全程度和配合滴定中不同金属离子所允许的最低pH值和酸度控制方法。

5-4. 滴定曲线

通过简单的具体的计算讲解配合滴定过程中金属离子浓度的变化情况。要求学生掌握影响滴定突跃大小的因素及判断能否准确滴定所要求的条件。

5-5. 金属指示剂及指示剂的选择

讲解金属离子指示剂及其作用原理和条件。简单介绍几种常用的金属离子指示剂。

5-6. 混合离子的分别滴定

介绍混合离子分别滴定常用的几种方法及其原理。

5-7. 配合滴定的方式和应用

介绍提高配合滴定选择性的方法和滴定方式。

讲解水的硬度到定义及EDTA滴定法测定硬度的条件和注意事项。

第六章氧化还原滴定法

6-1. 氧化还原反应平衡

在回顾标准电极电位的基础上，介绍条件电极电位及其影响因素以及条件电极电位在实际应用中的重要性。

6-2. 氧化还原反应进行的程度

讲解如何根据氧化还原反应的半反应的电极电位判断反应方向、次序、完成程度和如何选择适当的氧化剂和还原剂。

6-3. 氧化还原反应的速度及其影响因素

通过反应速度和影响因素的讨论，使学生了解氧化还原反应的复杂性及氧化还原滴定中控制滴定条件的重要性。

6-4. 氧化还原滴定曲线及终点的确定

重点讲解氧化还原滴定曲线，要求学生掌握等当点电位的计算和滴定突跃范围的影响因素，巩固电极电位的计算，并讨论氧化还原指示剂的作用原理。

6-5. 高锰酸钾法及应用

介绍KMnO4的性质及其氧化性与溶液酸度的关系，KMnO4标准溶液的配制及标定方法、以及KMnO4滴定中的注意事项，要求学生掌握环境分析中KMnO4指数的意义及KMnO4滴定法测定KMnO4指数的原理和实验操作方法。

6-6. 重铬酸钾法及应用

介绍K2Cr2O7的氧化性与K2Cr2O7标准溶液的配制，要求学生重点掌握环境分析中COD 的意义及K2Cr2O7法测定COD的原理和实验操作方法。

6-7. 碘量法及其应用

介绍碘量法(包括直接碘量法和间接碘量法)的原理和滴定的注意事项; 介绍硫代硫酸钠和碘标准溶液的配制及标定方法。要求学生掌握水中DO, BOD5的意义和测定方法的原理和实验操作方法。

6-8. 氧化还原滴定结果的计算

通过例题讲解氧化还原滴定中的有关计算。

第七章沉淀滴定法

7-1．概述

介绍沉淀滴定法对沉淀反应的要求及沉淀滴定法在环境分析中的应用。

7-2．影响沉淀完全的因素和沉淀的转化

简单讲解影响沉淀溶解度的因素, 通过溶度积原理的讲解,使学生了解分步沉淀和沉淀的转化的条件及在沉淀滴定中的应用。

7-3．银量法滴定终点的确定

重点讲解沉淀滴定法中最重要的银量法滴定终点的确定，使学生掌握摩尔法和佛尔哈德法测定水中Cl-等离子的原理和条件。一般介绍法扬司法。

第八章电位分析法

8-1. 概述