《儀器分析實驗》課程教學大綱一、基本信息課程編碼：1061126061英文名稱：InstrumentalAnalysis課程性質：專業基礎課學分：1學分學時：16學時開課學期：第三學期開課院系：環境工程與化學學院適用專業：環境工程先修課程：無機及分析化學實驗、有機化學實驗、大學物理實驗二、課程簡介儀器分析實驗是環境工程專業環境監測與評價技能培養的基礎性實踐教學環節，通過現代分析檢測技術實驗學習，使學生掌握識別、分析污染物的基本方法與操作，培養環境監測評價的基礎能力和基本技能。該課程主要學習光學、電化學分析和色譜分析的基本原理、儀器構造和使用技術，熟悉常用儀器分析的對象、定性或定量方法，以及在環境工程等諸方面的實際應用，提高學生分析和解決實際環境能力。三、教學任務與課程目標（一）教學任務學習常用儀器分析技術，熟悉常見檢測方法，并能和實際污染物監測有機結合，培養污染物監測的基本能力，激發學生專業興趣，培養學生科學思維和科學精神。本課程實驗教學基本任務如下：通過實驗教學，使學生常見儀器分析的基本原理與基礎操作，了解儀器設備構成、分析方法和適用對象，理解其技術限制，重點掌握常見儀器分析的定量方法。（二）課程目標1.課程目標（1）能夠熟悉光學、電化學、色譜等常見儀器分析方法的基本原理與基礎操作，掌握典型定量分析方法；（支撐畢業要求指標點4.2）（2）運用紫外可見分光光度、原子吸收、氣相色譜等分析方法與技術，識別、判斷環境污染物；（支撐畢業要求指標點4.2）（3）了解常見分析儀器的技術特點、適用對象與應用范圍，理解其技術局限性。（支撐畢業要求指標點5.3）2.課程目標對畢業要求的支撐矩陣表1課程目標對畢業要求的支撐矩陣畢業要求二級指標點課程目標（1）（2）（3）4.研究：能夠基于資源綜合利用工程相關知識與原理，采用科學方法對實際工程問題進行研究，包括實驗設計、數據分析與解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論。4.2能夠設計和開展實驗，包括制定方案、搭建實驗裝置、采集和測試樣品等√√5.使用現代工具：能夠針對復雜工程問題，選擇與使用恰當的技術、資源、工程和信息技術工具，對本專業及相關的復雜工程問題進行預測與模擬，并理解其局限性。5.3能夠選擇和使用現代檢測技術和分析手段，對復雜工程問題進行解析和評價，并能夠理解其局限性。√（三）課程思政根據課程性質與教學內容，本課程的思政元素主要有：創新精神、實事求是、嚴謹認真的科學精神。四、教學內容及要求（一）實驗教學內容及要求表2教學內容、要求與達成實驗項目實驗目標實驗要求實驗原理實驗內容重點難點實驗教學活動達成能力達成途徑支撐目標用氟電極測定水中氟含量掌握電位分析法及應用了解使用晶體膜氟離子選擇性電極測定氟含量的基本原理；掌握離子計的使用方法和技術。氟離子選擇性電極(簡稱氟電極)?以LaF3單晶片為敏感膜，對溶液中的氟離子具有良好的選擇性。用氟離子選擇性電極作指示電極，以飽和甘汞電極為參比電極，與待測溶液組成原電池，原電池的電動勢與待測離子的活度之間具有線性關系。氟離子選擇性電極的活化F-離子濃度的測定（1）標準曲線法（2）增量法標準曲線測定【課前預習】【課堂講授】標準曲線的測定【課堂討論】為什么要進行電極活化？如何進行活化？【實驗教學】指導學生完成標準曲線及水中F-離子濃度測定實驗【教學方式】講授\操作指導【思政元素】科學精神畢業要求4、5實驗預習、操作及實驗報告課程目標1、2、3分光光度法研究鄰二氮菲鐵(II)絡合物的顯色條件掌握分光光度分析方法及儀器操作紫外分光光度計的工作原理及使用方法；學習繪制吸收光譜曲線；熟悉選擇顯色反應條件在弱酸性介質中，用還原劑鹽酸羥胺將Fe3+還原為Fe2+：2Fe3+＋2NH2OH·HCl＝2Fe2+＋N2＋4H+＋2Cl—＋2H2O在pH為2～9的條件下，Fe2+能與鄰二氮菲迅速反應生成橙紅色絡合物絡合物在505～516nm處有最大吸收，在512nm處的摩爾吸收系數為1.1×104。絡合物十分穩定，其lgK穩=21.3，放置6個月內不褪色。1.顯色條件的選擇（1）顯色時間的確定（2）顯色劑用量的確定（3）溶液pH值的測定2.繪制吸收光譜曲線顯色條件選擇【課前預習】【課堂講授】顯色條件選擇及標準曲線測定【課堂討論】為什么顯色條件選擇？常見影響因素？【實驗教學】指導顯色條件選擇及吸收曲線測定實驗【教學方式】講授\操作指導【思政元素】科學精神畢業要求4、5實驗預習、操作及實驗報告課程目標1、2、3實驗項目實驗目標實驗要求實驗原理實驗內容重點難點實驗教學活動達成能力達成途徑支撐目標紫外分光光度法測定對苯二酚熟悉分光光度方法基礎上，了解實驗方案設計與實踐1.設計對苯二酚檢測方案的；2.掌握紫外-分光光度計的原理和基本操作，以及定量分析方法；3.熟悉標準曲線的應用。朗伯-比爾定律；有機化合物是含有雙鍵、三鍵或氮、硫等雜原子的化合物，在200-400nm的近紫外區有吸收峰；利用這些化合物的最大吸收波長λmax和吸收峰形狀進行定性和定量分析。1.對苯二酚水溶液吸收曲線的繪制；2.對苯二酚水溶液的工作曲線的繪制；3.測定未知液的吸光度并計算分析對象含量。標準曲線測定【課前預習】朗伯-比爾定律【課堂講授】標準曲線的測定【課堂討論】光度分析的定量方法？【實驗教學】指導學生完成標準曲線及未知液的吸光度并計算分析對象含量測定實驗【教學方式】講授\操作指導【思政元素】創新與科學精神畢業要求4、5實驗預習、操作及實驗報告課程目標1、2、3原子吸收光譜法測定金屬鎂學習原子吸收分析法1.學習原子吸收光譜儀使用；2.正確選擇測定條件；3.了解化學干擾及消除方法，初步掌握原子吸收分析方法實驗步驟。以鎂的共振線285.2nm為分析線，建立原子吸收分光光度法原子吸收分光儀1空心陰極燈光源選擇與調節2.測量條件的選擇（1）燃助比及燃燒器高度的選擇（2）燈電流的選擇3.化學干擾及其消除（1）SiO32-的干擾試驗及消除（2）Al3+離子的干擾試驗及消除干擾消除方法【課前預習】原子吸收分析的理論基礎【課堂講授】原子吸收儀的設備結構與測定條件選擇【課堂討論】原子吸收分析的專一性？【實驗教學】指導學生光源選擇及干擾消除實驗操作【教學方式】講授\操作指導【思政元素】科學精神畢業要求2、4、5實驗操作、實驗報告課程目標1、2、3五、課程考核方式與評分標準（一）考核方式表3課程目標的考核方式序號課程目標考核內容考核方式1能夠熟悉光學、電化學、色譜等常見儀器分析方法的基本原理與基礎操作，掌握典型定量分析方法實驗預習、實驗操作、實驗數據分析、實驗報告撰寫實驗預習+實驗操作+實驗報告2運用紫外可見分光光度、原子吸收、氣相色譜等分析方法與技術，識別、判斷環境污染物實驗預習、實驗操作、實驗方案、實驗數據分析、實驗報告撰寫實驗預習+實驗操作+實驗報告3了解常見分析儀器的技術特點、適用對象與應用范圍，理解其技術局限性實驗預習、實驗操作、實驗方案、實驗數據分析、實驗報告撰寫實驗預習+實驗操作+實驗報告（二）總成績構成本課程以形成性評價為主包括實驗預習（15%）、實驗操作（30%）、實驗報告（50%）和實驗習慣（5%）。表4總成績構成序號課程目標課程目標在各考核（環節）方式中的比例教學目標占總成績比例實驗預習實驗操作實驗報告實驗習慣1能夠熟悉光學、電化學、色譜等常見儀器分析方法的基本原理與基礎操作，掌握典型定量分析方法50%50%40%50%45%2運用紫外可見分光光度、原子吸收、氣相色譜等分析方法與技術，識別、判斷環境污染物45%45%50%50%47.75%3了解常見分析儀器的技術特點、適用對象與應用范圍，理解其技術局限性5%5%10%7.25%考核方式占總成績比例15%30%50%5%100%（三）評分標準實驗課前布置實驗課教學目標、實驗要求、并要求撰寫實驗預習報告，課堂上考察學生實驗操作規范性，審核實驗數據與實驗結果，鼓勵學生根據實驗現象及遇到的問題進行討論，通過預習、討論、提問、整理數據、撰寫全面的實驗報告，培養學生的實驗操作及動手能力和分析問題解決問題能力。各部分具體評分標準如下：表5實驗成績評分標準評價細則考核環節預習報告實驗操作實習報告實驗習慣優秀（90-100分）預習報告內容完整充實，書寫工整規范，實驗原理描述準確，并能提出實驗過程中的注意事項實驗過程中操作正確、仔細規范，小組分工明確，實驗結果準確可靠；實驗報告內容完整充實，書寫工整規范，實驗結果描述準確，并結合實驗過程中的出現的問題進行有效的分析和討論全勤，無遲到早退現象；遵守實驗室安全守則和學生守則，正常著實驗服，衛生習慣較好。良好（80-90分）預習報告內容完整充實，書寫工整規范，實驗原理描述比較準確，未能提出實驗過程中的注意事項實驗操作過程中仔細認真，操作規范，小組分工明確，實驗結果可靠；實驗報告內容完整，書寫規范，實驗結果描述準確，對實驗結果有一定分析和討論全勤，有個別遲到早退現象；遵守實驗室安全守則和學生守則，正常著實驗服，衛生習慣較好。中等（70-80分）預習報告內容基本完整充實，書寫工整規范，實驗原理描述基本準確，未能提出實驗過程中的注意事項實驗操作過程中仔細認真，操作規范性不夠，小組分工明確，實驗結果基本可靠；實驗報告內容完整，書寫規范，實驗結果描述準確，未對實驗結果進行分析和討論全勤，有2次遲到早退現象；遵守實驗室安全守則和學生守則，正常著實驗服，或衛生習慣一般。及格（60-70分）預習報告內容不完整，書寫不規范，實驗原理描述不清楚，未能提出實驗過程中的注意事項實驗操作過程中不嚴謹，操作規范性不夠，小組分工不明確，實驗結果不準確；實驗報告內容不完整，書寫不規范，實驗結果描述不清楚，且存在明顯問題缺課1次；遵守實驗室安全守則和學生守則，或不正常著實驗服，或衛生習慣一般。不及格（<60分）預習報告內容不完整，實驗原理描述不正確或預習報告抄襲跡象明顯實驗操作過程中有明顯敷衍現象或失誤實驗報告內容不完整，實驗結果存在嚴重錯誤或報告全文抄襲跡象明顯缺課2次；或不遵守實驗室安全守則和學生守則，或不正常著實驗服，或衛生習慣較差。六、教材及參考書（一）實驗教材1.儀器分析實驗教學指導書，洛陽理工學院環化學院（自編）.（二）主要參考書籍1.儀器分析實驗,首都師范大學《儀器分析實驗》編寫組科學出版社2009年.2.現代儀器分析實驗干寧沈昊宇賈志艦林建原化學工業出版社2019年.3.儀器分析實驗陳國松張長麗南京大學出版社,2019年.4.儀器分析實驗教程郁桂云錢曉英主編華東理工大學出版社,2018年.（三）期刊（雜志）分析化學、分析試驗室、高等學校化學學報、分析測試學報、理化檢驗-化學分冊、中國環境監測、色譜，以及AnalyticalChemistry、TheAn