《環(huán)境分析化學(xué)》課程教學(xué)大綱課程編號：20211006總學(xué)時數(shù)：64總學(xué)分數(shù)：4課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)課適用專業(yè)：環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、給水排水一、課程的任務(wù)和基本要求：環(huán)境分析化學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)和給水排水專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是使學(xué)生掌握分析化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本的實驗操作技能以及其在環(huán)境監(jiān)測等方面的應(yīng)用，為將來從事環(huán)境工程、給水排水及環(huán)境科學(xué)方面的相關(guān)研究打下一定的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握分析化學(xué)的基本理論和方法。通過實驗進一步地鞏固學(xué)到的理論知識和掌握基本的操作技能。了解有關(guān)儀器分析方法的基本原理、儀器的主要構(gòu)造和作用并基本掌握儀器的操作使用方法。學(xué)習(xí)和掌握主要的環(huán)境污染物質(zhì)的測定方法的基本原理。能夠?qū)嶋H樣品進行準(zhǔn)確的測定，為工作后從事環(huán)境工程和環(huán)境科學(xué)等方面的工作打下基礎(chǔ)。二、基本內(nèi)容和要求：第一章緒論1-1.分析化學(xué)的任務(wù)和作用介紹分析化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境科學(xué)中的作用。1-2.分析方法的分類與分析化學(xué)的進展概略地介紹分析方法的分類（化學(xué)分析法和儀器分析法）,了解分析化學(xué)的發(fā)展趨勢和發(fā)展方向。第二章誤差及分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理2-1.定量分析中的誤差通過誤差的討論，使學(xué)生了解表示誤差和減免誤差的方法，掌握準(zhǔn)確度和精密度的概念及其在分析結(jié)果中的表示方法。2-2.分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理理解正確處理分析數(shù)據(jù)的重要意義；掌握平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差的定義和計算方法；了解置信度和置信區(qū)間的含義；理解可疑數(shù)據(jù)取舍的意義，掌握用Ｑ檢驗法進行可疑數(shù)據(jù)取舍的方法。2-3.有效數(shù)字及其運算規(guī)則要求學(xué)生了解有效數(shù)字的意義,掌握有效數(shù)字的正確表達方法及有效數(shù)字的運算規(guī)則。第三章滴定分析3-1.滴定分析概述介紹滴定分析法的定義和滴定分析中常用的幾個術(shù)語。3-2.滴定分析法的分類與滴定反應(yīng)的條件簡要介紹滴定分析法的分類和四種滴定分析方法依據(jù)的原理,重點介紹直接滴定法中滴定反應(yīng)應(yīng)具備的條件,舉例介紹間接滴定法及其應(yīng)用。3-3.標(biāo)準(zhǔn)溶液介紹標(biāo)準(zhǔn)溶液的兩種配制方法、基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)滿足的條件。3-4.標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法理解量濃度的含義及表示方法;了解滴定度的概念及其使用的優(yōu)點。3-5.滴定分析結(jié)果的計算熟練掌握滴定劑與被測物之間物質(zhì)的量的關(guān)系,掌握被測物濃度及百分含量的表達方法。第四章酸堿滴定法4-1.酸堿平衡的理論基礎(chǔ)用酸堿質(zhì)子理論闡述酸、堿和兩性物質(zhì)的新含義，指出酸堿反應(yīng)的實質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移（得失）過程。并將此理論貫穿在以后的內(nèi)容。掌握酸堿離解平衡及平衡常數(shù)的表達方法,掌握共軛酸堿對中酸堿離解常數(shù)的換算。4-2.不同pH值溶液中酸堿存在形式的分布情況——分布曲線理解酸或堿在pH不同的溶液中的存在形式是不同的,掌握分布系數(shù)的概念及分布系數(shù)的計算。4-3.酸堿溶液pH值的計算理解質(zhì)子條件的含義,能夠熟練寫出各種體系的質(zhì)子條件,并根據(jù)質(zhì)子條件推導(dǎo)各種體系pH的計算公式,要求學(xué)生了解公式的推導(dǎo)過程,掌握不同體系中pH值的計算公式及簡化計算的條件。了解緩沖溶液的作用原理及pH的計算。4-4.酸堿滴定終點的指示方法應(yīng)使學(xué)生了解酸堿指示劑的作用原理和混合指示劑的優(yōu)點及酸堿滴定曲線和指示劑的選擇。4-5．一元酸堿的滴定及多元酸、混合酸和多元堿的滴定通過三種類型滴定曲線的討論，使學(xué)生了解酸堿滴定的基本原理，掌握化學(xué)計量點和突躍范圍的重要性，鞏固pH值的計算以及指示劑的選擇原則。同時應(yīng)明確指出使用最簡公式的前提。讓學(xué)生掌握指示劑法對弱酸或弱堿準(zhǔn)確滴定和多元酸堿滴定中分部滴定的條件。4-6.酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定介紹常用的酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法和標(biāo)定方法4-7.酸堿滴定在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用介紹廢水酸度以及堿度的概念，要求學(xué)生掌握其測定方法和有關(guān)計算。第五章配位滴定法5-1.概述簡單介紹配合物的概念、配合物的穩(wěn)定性及穩(wěn)定常數(shù)、形成配合物的次序及其配合物的置換關(guān)系。說明為什么一般的無機配合劑不能用于配合滴定。5-2.EDTA及其金屬離子配合物的穩(wěn)定性介紹EDTA與金屬離子的螯合物的特點及其穩(wěn)定性。5-3.外界條件對EDTA與金屬離子配合物穩(wěn)定性的影響重點講解EDTA的酸效應(yīng)、一般介紹金屬離子的配合效應(yīng)及配合物的副反應(yīng)對配和物穩(wěn)定性的影響，使學(xué)生主要掌握酸效應(yīng)系數(shù)、條件穩(wěn)定常數(shù)的意義，能正確判斷配合反應(yīng)完全程度和配合滴定中不同金屬離子所允許的最低pH值和酸度控制方法。5-4.滴定曲線通過簡單的具體的計算講解配合滴定過程中金屬離子濃度的變化情況。要求學(xué)生掌握影響滴定突躍大小的因素及判斷能否準(zhǔn)確滴定所要求的條件。5-5.金屬指示劑及指示劑的選擇講解金屬離子指示劑及其作用原理和條件。簡單介紹幾種常用的金屬離子指示劑。5-6.混合離子的分別滴定介紹混合離子分別滴定常用的幾種方法及其原理。5-7.配合滴定的方式和應(yīng)用介紹提高配合滴定選擇性的方法和滴定方式。講解水的硬度到定義及EDTA滴定法測定硬度的條件和注意事項。第六章氧化還原滴定法6-1.氧化還原反應(yīng)平衡在回顧標(biāo)準(zhǔn)電極電位的基礎(chǔ)上，介紹條件電極電位及其影響因素以及條件電極電位在實際應(yīng)用中的重要性。6-2.氧化還原反應(yīng)進行的程度講解如何根據(jù)氧化還原反應(yīng)的半反應(yīng)的電極電位判斷反應(yīng)方向、次序、完成程度和如何選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┖瓦€原劑。6-3.氧化還原反應(yīng)的速度及其影響因素通過反應(yīng)速度和影響因素的討論，使學(xué)生了解氧化還原反應(yīng)的復(fù)雜性及氧化還原滴定中控制滴定條件的重要性。6-4.氧化還原滴定曲線及終點的確定重點講解氧化還原滴定曲線，要求學(xué)生掌握等當(dāng)點電位的計算和滴定突躍范圍的影響因素，鞏固電極電位的計算，并討論氧化還原指示劑的作用原理。6-5.高錳酸鉀法及應(yīng)用介紹KMnO4的性質(zhì)及其氧化性與溶液酸度的關(guān)系，KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定方法、以及KMnO4滴定中的注意事項，要求學(xué)生掌握環(huán)境分析中KMnO4指數(shù)的意義及KMnO4滴定法測定KMnO4指數(shù)的原理和實驗操作方法。6-6.重鉻酸鉀法及應(yīng)用介紹K2Cr2O7的氧化性與K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制，要求學(xué)生重點掌握環(huán)境分析中COD的意義及K2Cr2O7法測定COD的原理和實驗操作方法。6-7.碘量法及其應(yīng)用介紹碘量法(包括直接碘量法和間接碘量法)的原理和滴定的注意事項;介紹硫代硫酸鈉和碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定方法。要求學(xué)生掌握水中DO,BOD5的意義和測定方法的原理和實驗操作方法。6-8.氧化還原滴定結(jié)果的計算通過例題講解氧化還原滴定中的有關(guān)計算。第七章沉淀滴定法7-1．概述介紹沉淀滴定法對沉淀反應(yīng)的要求及沉淀滴定法在環(huán)境分析中的應(yīng)用。7-2．影響沉淀完全的因素和沉淀的轉(zhuǎn)化簡單講解影響沉淀溶解度的因素,通過溶度積原理的講解,使學(xué)生了解分步沉淀和沉淀的轉(zhuǎn)化的條件及在沉淀滴定中的應(yīng)用。7-3．銀量法滴定終點的確定重點講解沉淀滴定法中最重要的銀量法滴定終點的確定，使學(xué)生掌握摩爾法和佛爾哈德法測定水中Cl-等離子的原理和條件。一般介紹法揚司法。第八章電位分析法8-1.概述簡要介紹電化學(xué)分析法的原理和分類,根據(jù)Nernst方程介紹電位分析法的原理及在環(huán)境分析化學(xué)中的應(yīng)用。8-2.參比電極介紹甘汞電極和銀－氯化銀電極作為參比電極的原理。8-3.指示電極介紹指示電極的分類，重點講解離子選擇性電極（玻璃電極和氟化鑭單晶膜電極）的膜電位、選擇性、種類和性能。8-4.電位測定法通過講解玻璃電極法測定pH值,使學(xué)生掌握直接電位法的測定原理及電池電動勢于被測離子濃度的關(guān)系;以氟離子選擇性電極為例介紹離子活度的測定方法。要求學(xué)生通過實驗掌握電位分析法測定溶液的pH值及水中F-濃度的測定方法。8-5.電位滴定法一般介紹電位滴定法的原理和應(yīng)用。8-6電位分析法計算示例第九章吸光光度法9-1.吸光光度法基本原理講解物質(zhì)對光的選擇性吸收的原理及吸收曲線，要求學(xué)生掌握朗伯－比耳定率的數(shù)學(xué)表達式、摩爾吸收系數(shù)的物理意義及其影響因素，介紹偏離比耳定律的原因及避免偏離的方法。9-2.光度計及其基本部件介紹吸光光度法所用儀器的基本構(gòu)造，要求學(xué)生了解分光光度計各部分的作用和工作原理，了解目視比色法和分光光度法各自的優(yōu)缺點。9-3.顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇介紹光度分析中對顯色反應(yīng)的要求,討論影響顯色反應(yīng)的因素及顯色條件選擇的重要性,簡要介紹幾類常用的顯色劑。9-4.吸光度測量條件的選擇介紹吸光度測量條件的選擇，要求學(xué)生掌握入射光波長、參比溶液及吸光度讀數(shù)范圍的選擇原則。9-5.分光光度法在環(huán)境分析中的應(yīng)用結(jié)合光度法在分析化學(xué)中的應(yīng)用實例，重點介紹水樣中正磷酸鹽、酚、亞硝酸根等的光度測定方法。第十章原子吸收光譜法10-1.概述介紹原子吸收光譜法的概況及方法的特點10-2.原子吸收光譜法基本原理介紹原子吸收光譜法的概況，讓學(xué)生了解該法的特點，與分光光度法的異同點。要求學(xué)生掌握共振線與吸收線、譜線輪廓與譜線寬度、積分吸收與峰值吸收等概念以及原子吸收定量基礎(chǔ)。了解致使譜線變寬的幾個因素。10-3.原子吸收分光光度計介紹原子吸收分光光度計的結(jié)構(gòu)和各部分的作用原理，主要介紹火焰原子化裝置，一般介紹電熱原子化和氫化物原子化裝置。10-4.定量分析方法介紹工作曲線法、標(biāo)準(zhǔn)加入法和濃度直讀法。重點要求學(xué)生掌握標(biāo)準(zhǔn)加入法的特點和使用的注意事項。10-5.原子吸收光譜法中的干擾及其消除簡要介紹原子吸收光譜中的光譜干擾、背景干擾、化學(xué)干擾等主要干擾因素及其消除的方法。10-6.原子吸收光譜法在環(huán)境分析中的應(yīng)用結(jié)合原子吸收法測定環(huán)境樣品中的重金屬元素的實驗，介紹該方法在環(huán)境分析中的重要性。10-7．原子發(fā)射光譜法簡介第十一章氣相色譜分析法11-1.概述概略地介紹色譜法的起源、原理和分類。具體介紹氣相色譜法的特點和分析流程，要求學(xué)生了解氣相色譜分析的基本原理和儀器的基本構(gòu)造。11-2.固定相介紹氣固色譜和氣液色譜的固定相，了解氣相色譜中對擔(dān)體和固定液的要求和選擇的原則。11-3.氣相色譜分析理論基礎(chǔ)：塔板理論和速率理論重點講解塔板理論和速率理論，比較兩個理論的優(yōu)缺點。要求學(xué)生掌握塔板數(shù)、塔板高度的關(guān)系及有關(guān)計算，能用速率理論解釋影響柱效能的因素，掌握色譜的有關(guān)術(shù)語機概念。11-4.氣相色譜分離操作條件的選擇依據(jù)速率理論講解色譜分離操作條件的選擇。11-5.氣相色譜檢測器介紹幾種常用的色譜檢測器，重點介紹氫火焰離子化檢測器的構(gòu)造、檢測原理和操作條件的選擇。11-6.氣相色譜定性鑒定方法簡單介紹色譜定性的基本原理和幾種常用的方法。11-7.氣相色譜定量測定方法介紹色譜定量的基本依據(jù)、準(zhǔn)確測量峰面積的方法以及定量校正因子的測量和計算方法。重點講解定量方法中的歸一化法和內(nèi)標(biāo)法的原理和定量計算方法。11-8.氣相色譜分析在環(huán)境分析中的應(yīng)用以苯系物的分離測定為例，介紹氣相色譜分析法在測定有機污染物中的作用。11-9．高效液相色譜分析法簡介簡要介紹高效液相色譜分析法的分類及特點三、實踐環(huán)節(jié)和要求：1．實驗?zāi)康模涵h(huán)境分析化學(xué)是一門實踐性較強的課程，實驗課是其中的一個重要環(huán)節(jié)。本課程實驗的目的是使學(xué)生掌握化學(xué)分析法的基本操作技能，加深了解有關(guān)儀器分析方法的基本原理、儀器的主要構(gòu)造和作用，并掌握儀器的操作使用方法。學(xué)習(xí)和掌握主要的污染物的測定方法和基本原理，為以后從事環(huán)境科學(xué)等方面的工作打下一定的基礎(chǔ)，同時培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和嚴(yán)謹細致、實是求是的科學(xué)作風(fēng)。2．實驗要求：良好實驗習(xí)慣的培養(yǎng)，基本操作技能的訓(xùn)練，都是通過實驗可來完成的?；纠碚撝R和基本分析方法的學(xué)習(xí)，也都是通過實驗來加以鞏固的。因此，實驗課中自始至終應(yīng)對學(xué)生嚴(yán)格要求。實驗前要求學(xué)生預(yù)習(xí)，熟悉實驗的原理和操作步驟。對實驗中的一些基本操作（如容量器皿的洗滌、操作方法、滴定操作方法等）教師要首先進行示范，然后要求學(xué)生安規(guī)范操作。對操作水平不合標(biāo)準(zhǔn)者應(yīng)及時糾正。每個實驗都要求學(xué)生的分析結(jié)果達到一定的精密度和準(zhǔn)確度，達不到者要求重做。各項基本操作的訓(xùn)練和鞏固，要有計劃地安排在各次實驗中，并定期檢查學(xué)生是否已經(jīng)掌握。要求學(xué)生具有能夠正確地處理分析數(shù)據(jù)、表達分析結(jié)果并寫出實驗報告的能力。3．實驗內(nèi)容:[實驗一]酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定及水的酸度的測定目的：練習(xí)滴定操作，掌握堿式滴定管的操作方法；練習(xí)酸、堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定方法；熟悉酚酞和甲基橙指示劑的使用和終點的變化。初步掌握酸堿指示劑的選擇方法；學(xué)習(xí)用酸堿滴定法測定水和廢水的酸度和堿度。要求：初步掌握堿式滴定管、移液管的洗滌方法、使用方法及操作要領(lǐng)；學(xué)會近終點時，加入一滴、半滴滴定劑的操作技術(shù)；能準(zhǔn)確判斷滴定終點。內(nèi)容：用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定0.1mol/L的NaOH溶液；配制0.1mol/L的HCl溶液500ml；用已標(biāo)定好的0.1mol/L的NaOH溶液進行標(biāo)定。分組人數(shù)：1人/組[實驗二]配合滴定法測定水的硬度目的：了解水的硬度的測定意義和常用的硬度的表示方法；了解硬度的計算公式的來源；掌握EDTA絡(luò)和滴定法測定水的硬度的原理和方法；掌握鉻黑T和鈣指示劑的應(yīng)用，了解金屬指示劑的特點。要求：掌握容量瓶的使用方法；了解測定硬度的條件、干擾及其消除方法、分析結(jié)果的計算方法；掌握好近終點的滴定以及終點時顏色的變化。內(nèi)容：用容量瓶準(zhǔn)確地將0.1000mol/LZn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成0.01000mol/LZn2+的溶液；將0.1mol/LEDTA溶液稀釋成0.01mol/LEDTA的溶液；用0.01000mol/LZn2+的溶液標(biāo)定0.01mol/LEDTA的溶液。（至少兩次）；用已標(biāo)定好的0.01mol/LEDTA的溶液滴定水的硬度。分組人數(shù)：1人/組[實驗三]高錳酸鹽指數(shù)的測定目的：了解高錳酸鹽指數(shù)的含義；掌握氧化還原滴定法測定高錳酸鹽指數(shù)的原理及方法。要求：掌握高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法和標(biāo)定方法以及用草酸鈉標(biāo)定高錳酸鉀溶液的條件及有關(guān)注意事項；進一步練習(xí)用容量瓶準(zhǔn)確稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法及移液管的使用方法及操作要領(lǐng)；掌握高錳酸鹽指數(shù)的計算方法。內(nèi)容：用容量瓶將0.1000mol/L草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液和0.1mol/L的高錳酸鉀各稀釋10倍；測定水樣。分組人數(shù)：1人/組[實驗四]化學(xué)需氧量的測定目的：了解化學(xué)需氧量的定義；掌握重鉻酸鉀法測定COD的原理和方法。要求：嚴(yán)格按照操作規(guī)范要求控制實驗條件；安全要求。內(nèi)容：硫酸亞鐵銨的標(biāo)定；COD測定。分組人數(shù)：3人/組[實驗五].溶解氧的測定目的：掌握碘量法測定水中溶解氧的原理和方法。要求：要求學(xué)生掌握虹吸法移取水樣的目的和操作方法；掌握碘量法滴定中的注意事項；學(xué)會使用淀粉指示劑時指示劑的加入時間和終點的判斷。內(nèi)容：硫代硫酸鈉的稀釋；水樣的移取和處理；溶液氧的測定。分組人數(shù)：1人/組[實驗六]磷鉬酸銨光度法測定水樣中的磷酸根目的：掌握分光光度法測定磷酸鹽的原理和方法；了解分光光度計的構(gòu)造、學(xué)會721分光光度計的使用。要求：要求學(xué)生了解磷鉬酸銨光度法測定磷時影響顯色反應(yīng)的主要因素和顯色條件；掌握721分光光度計的操作。內(nèi)容：樣品和標(biāo)準(zhǔn)系列的配制和顯色；顯色后溶液的吸光度的測定；繪制工作曲線，計算結(jié)果。分組人數(shù)：3人/組[實驗七]原子吸收分光光度法測定水中的銅目的：掌握原子吸收分光光度法的基本原理；了解原子吸收分光光度計的主要結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)其操作及分析方法；掌握原子吸收分光光度法測定金屬的方法。要求：掌握原子吸收分光光度計的基本操作方法；學(xué)會選擇儀器的基本操作條件。內(nèi)容：標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品溶液的配制；儀器操作條件的選擇；測定及結(jié)果的計算。分組人數(shù)：3人/組四、教學(xué)時數(shù)分配：理論：44實驗：20上機：無其它：無教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配第一章1第十章5第二章3第十一章5第三章2實驗一3第四