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考试大纲

天津市高等教育自学考试课程考试大纲|0714现代仪器分析

发布时间: 2021-03-24 16:30:34 文章来源:

天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称:现代仪器分析                                          课程代码:0714

第一部分 课程性质与目标

一、课程性质与特点

现代仪器分析课程是高等教育自学考试化学工程专业(独立本科段)所开设的重要专业基础课之一。仪器分析课程对培养学生分析、解决问题能力和掌握现代的分析研究手段有重要作用,该门课程日益受到重视和加强。该门课程涉及的知识面广(包括化学、物理、数学、物理化学、计算机等专业知识),通过学习该门课程利于提高学生综合运用知识的能力,提高学生理论联系实际的能力。

二、课程目标与基本要求

现代仪器分析是以测量物质的物理性质为基础的分析方法。随着科学技术的发展,分析化学在方法和实验技术方面都发生了深刻的变化,从而使仪器分析在分析化学中所占的比例不断增大,并成为现代实验化学的重要支柱。仪器分析的一些基本原理和实验技术,已成为化学工作者所必须掌握的基础知识和基本技能,是培养学生综合素质的重要环节。

课程的基本任务是使学生掌握基本的仪器分析方法和原理,能根据实际任务合理选择分析方法和测试条件,解决生产和科研中的测试问题。

三、与本专业其它课程的关系

现代仪器分析课程是在大学物理、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、计算机课程的基础上开设的,因此仪器分析课程可以培养学生综合运用相关学科知识的能力,促进各学科之间的相互渗透。

第二部分 考核内容与考核目标

第一章 引言

一、学习目的与要求

    通过本章学习,了解仪器分析在分析化学中所占的地位,了解现代仪器分析方法的分类。

 

第二章 气相色谱分析

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握气相色谱分离的基本原理和气相色谱分析常用的定性与定量方法。

二、考核知识点与考核目标

(一)色谱法的分类(一般)

识记:色谱法的分类。

理解:色谱分离技术的固定相和流动相。

(二)气相色谱仪的基本组成及其作用(重点)

识记:气相色谱分析流程。

理解:气相色谱仪的基本组成。

(三)气相色谱流出曲线及其有关色谱术语(重点)

识记:色谱流出曲线。

理解:色谱流出曲线的有关术语:

1.基线:基线、基线漂移、基线噪声。

2.保留值:死时间、保留时间、调整保留时间;

死体积、保留体积、调整保留体积;相对保留值。

3.区域宽度:标准偏差、半峰宽度、峰底宽度。

应用:色谱流出曲线可以提供的信息:定性、定量、评价色谱柱分离情况。

(四)气相色谱分离的基本原理(重点)

理解:气固色谱和气液色谱的分离原理。

(五)气相色谱分配系数和分配比(重点)

理解:色谱分配系数和分配比的概念。

(六)塔板理论是柱效能的指标(重点)

理解:塔板理论是柱效能的指标。

应用:色谱柱效能的指标与保留值和区域宽度的关系。

(七)速率理论方程式及其各项的物理意义(重点)

理解:速率理论方程式及其各项的物理意义。

应用:根据速率理论方程式指导分离操作条件的选择。

(八)色谱柱的总分离效能指标(重点)

理解:分离度是柱的总分离效能指标。

(九)色谱分离基本方程式(次重点)

识记:色谱分离基本方程式的含义及对色谱分离的指导意义。

应用:根据分离度评价相邻两峰分离程度并估算所需色谱柱的长度。

(十)气相色谱分离操作条件的选择(次重点)

理解:载气及其流速的选择、柱温的选择、固定液的用量、担体的选择、进样时间和进样量、气化温度。

(十一)气固色谱固定相的选择(重点)

理解:气固色谱固定相的性质及其选择。

(十二)气液色谱固定相的选择(重点)

理解:气液色谱担体和固定液的性质及其选择。

(十三)检测器的作用及其分类(重点)

理解:检测器的作用及其分类。

(十四)热导池检测器的基本原理(重点)

理解:热导池检测器的结构、工作原理以及影响其灵敏度的因素。

(十五)氢焰检测器的基本原理(次重点)

理解:氢焰检测器的结构、工作原理以及操作条件的选择。

(十六)色谱检测器的性能指标(重点)

理解:色谱检测器的性能指标:灵敏度、检测限、线性范围

(十七)气相色谱定性方法(重点)

理解:根据保留值的色谱定性方法。

(十八)气相色谱定量方法的依据(重点)

理解:气相色谱定量方法的依据。

(十九)定量校正因子的概念及其测定方法(重点)

理解:定量校正因子的概念及其测定方法

(二十)常用的气相色谱定量方法(重点)

理解:常用的气相色谱定量方法及其适用情况。

 

第三章 高效液相色谱分析

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握高效液相色谱分离的基本原理和分离类型的选择。

二、考核知识点与考核目标

(一)高效液相色谱法的特点(次重点)

理解:高效液相色谱法的特点。

(二)液相色谱法中影响色谱峰扩展及色谱分离的因素(重点)

识记:液相色谱法与气相色谱法中流动相性质的差异。

理解:高效液相色谱法中影响色谱峰扩展及色谱分离的因素。

(三)高效液相色谱法的分类及其分离原理(重点)

识记:高效液相色谱法的分类及其分离原理。

理解:液液分配色谱中的正相色谱和反相色谱。

(四)高效液相色谱固定相的选择(一般)

识记:高效液相色谱各种类型固定相的选择。

理解:化学键合固定相及其优点。

(五)高效液相色谱流动相的选择(一般)

识记:高效液相色谱法选择流动相时应注意的因素。

理解:高效液相色谱法常用流动相的选择。

(六)高效液相色谱仪的基本组成及其作用(重点)

识记:高效液相色谱仪的基本组成及其作用。

理解:梯度洗提装置及其作用。

 

第四章 电位分析法

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握电位分析法和电位滴定法的基本原理、离子选择性电极的选择性及其估量、总离子强度调节缓冲液的组成及其作用。

二、考核知识点与考核目标

(一)电化学分析法及其分类(一般)

识记:电化学分析法及其分类

(二)电位分析法原理(重点)

识记:电位分析法的依据。

理解:电位分析法和电位滴定法的原理。

(三)玻璃电极的构造及其使用方法(重点)

理解:玻璃电极的构造及其使用方法。

(四)溶液pH值的测定原理(重点)

理解:溶液pH值的测定原理(掌握工作电池的表达式)。

(五)pH值的实用定义(重点)

理解:pH值的实用定义。

(六)氟电极的构造及其使用方法(重点)

理解:氟电极的构造及其使用方法。

(七)膜电位的产生及其与离子活度的关系(重点)

理解:膜电位的产生及其与离子活度的关系。

(八)离子选择性系数的意义(重点)

理解:离子选择性系数的意义。

(九)离子选择性电极的选择性及其估量(重点)

理解:离子选择性电极的选择性及其估量。

(十)离子选择性电极的种类和性能(一般)

识记:离子选择性电极的种类和性能。

(十一)测定离子活(浓)度的工作电池(重点)

理解:测定离子活(浓)度工作电池的组成表达式及其电池电动势。

(十二)总离子强度调节缓冲液的组成及其作用(重点)

理解:总离子强度调节缓冲液的组成及其作用。

(十三)标准曲线法的定量原理和方法(重点)

理解:标准曲线法的定量原理和方法。

(十四)标准加入法的定量原理和方法(重点)

理解:标准加入法的定量原理和方法。

(十五)影响电位法测定误差的因素(一般)

识记:影响电位法测定误差的因素及其减免方法。

(十六)电位法测定系统(次重点)

识记:电位法测定系统的组成。

(十七)电位分析法的应用(一般)

识记:电位分析法的应用。

(十八)电位滴定法(重点)

识记:电位滴定法基本仪器装置。

(十九)电位滴定终点的确定方法(重点)

理解:电位滴定终点的确定方法。

(二十)电位滴定法的应用和指示电极的选择(次重点)

识记:电位滴定法的应用和指示电极的选择。

 

第五章 伏安分析法

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握极谱分析法的基本原理、极谱分析的基本装置、干扰电流及其消除方法以及极谱分析法的新发展。

二、考核知识点与考核目标

(一)极谱分析法的基本原理(重点)

理解:极谱分析法的基本原理。

(二)极谱分析的基本装置(重点)

理解:极谱分析的基本装置。

(三)极谱定量分析基础——扩散电流方程式(重点)

理解:极谱定量分析基础——扩散电流方程式。

(四)极谱定量分析的常用方法(重点)

理解:极谱定量分析的常用方法。

(五)极谱定性分析原理——半波电位(重点)

理解:极谱定性分析原理——半波电位。

(六)可逆波(重点)

理解:可逆波的特点。

(七)干扰电流及其消除方法(重点)

识记:干扰电流及其消除方法。

(八)残余电流及其产生原因(重点)

理解:残余电流及其产生原因。

(九)迁移电流及其消除方法(重点)

理解:迁移电流及其消除方法。

(十)极谱分析法的特点及其存在的问题(一般)

识记:极谱分析法的特点及其存在的问题。

 

第六章 库仑分析法

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握库仑分析法的基本原理、库仑分析法的基本装置以及库仑分析法的新发展。

二、考核知识点与考核目标

(一)法拉第电解定律(重点)

理解:法拉第电解定律及其表达式。

(二)库仑分析法的基本依据(重点)

理解:库仑分析法的基本依据。

(三)控制电位电解法的基本原理(重点)

识记:控制电位电解法的基本装置。

理解:控制电位电解法的基本原理。

(四)控制电位库仑分析法的基本原理(重点)

识记:控制电位库仑分析法的基本装置。

理解:控制电位库仑分析法的基本原理。

(五)恒电流库仑滴定的基本原理(重点)

识记:恒电流库仑滴定的基本装置。

理解:恒电流库仑滴定的基本原理。

(六)库仑滴定法的特点及应用(次重点)

识记:库仑滴定法的特点及应用。

 

第七章 原子发射光谱分析法

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握原子发射光谱分析法的基本原理、原子发射光谱分析法的基本装置以及原子发射光谱分析法的新发展。

二、考核知识点与考核目标

(一)电磁辐射的不同区域(一般)

识记:电磁辐射的不同区域。

(二)光学分析法的分类(一般)

识记:光学分析法的分类。

(三)原子发射光谱分析法的基本原理(重点)

识记:原子光谱是线状光谱的原因。

理解:原子发射光谱分析法的基本原理。

(四)光谱分析仪器的主要组成及其作用(重点)

识记:光谱分析仪器的基本装置。

理解:光谱分析仪器的主要组成(光源、光谱仪、观测设备)的作用。

(五)光谱定性分析的基本原理(重点)

识记:光谱定性分析的基本术语:灵敏线、最后线、共振线、分析线。

理解:光谱定性分析的基本原理。

(六)光谱定性分析的操作过程(一般)

理解:光谱定性分析的操作过程。

(七)光谱定量分析的基本原理(重点)

理解:光谱定量分析的基本依据——罗马金公式。

(八)内标法(重点)

理解:内标法的原理、内标元素和分析线对应具备的条件、乳剂特性曲线、内标法基本关系式。

(九)光谱定量分析方法(重点)

理解:三标准试样法。

 

第八章 原子吸收光谱分析法

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握原子吸收光谱分析法的基本原理、原子吸收光谱分析法的基本装置以及原子荧光光谱分析法。

二、考核知识点与考核目标

(一)原子吸收光谱分析法(一般)

识记:原子吸收光谱分析法与发射光谱法的异同点。

(二)共振线的概念和作用(重点)

理解:共振线的概念和作用。

(三)吸收线轮廓及谱线变宽的原因(重点)

理解:表征吸收线轮廓的特征值及谱线变宽的原因。

(四)积分吸收和峰值吸收(重点)

理解:积分吸收、峰值吸收和锐线光源的概念。

(五)原子吸收定量基础(重点)

理解:基态原子数与原子吸收定量基础。

(六)原子吸收分光光度计的主要组成及其作用(重点)

识记:原子吸收分光光度计的主要组成及其作用。

理解:空心阴极灯和火焰原子化装置的构造原理。

(七)原子吸收光谱定量分析方法(重点)

理解:原子吸收光谱定量分析方法:标准曲线法和标准加入法。

(八)原子吸收光谱定量分析法中的干扰及其抑制(一般)

理解:原子吸收光谱定量分析法中的干扰及其抑制方法。

(九)原子吸收光谱分析法中的测定条件选择(一般)

识记:原子吸收光谱分析法中的测定条件选择。

(十)原子吸收光谱定量分析法的灵敏度及特征浓度(重点)

理解:原子吸收光谱定量分析法的灵敏度及特征浓度。

(十一)原子吸收光谱定量分析法的检出限(重点)

理解:原子吸收光谱定量分析法的检出限。

(十二)原子吸收光谱分析法的特点及其应用(一般)

识记:原子吸收光谱分析法的特点及其应用。

 

第九章 紫外吸收光谱分析法

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握紫外吸收光谱分析法的基本原理、紫外吸收光谱分析法的基本装置以及紫外吸收光谱分析法的应用。

二、考核知识点与考核目标

(一)分子吸收光谱(次重点)

识记:不同波长范围的电磁波所能激发的分子或原子的运动形式。

理解:分子吸收光谱产生的原因及特点。

(二)有机化合物中价电子的类型(重点)

理解:有机化合物中价电子的类型。

(三)有机化合物中电子跃迁的类型及所需能量大小的比较(重点)

理解:有机化合物中电子跃迁的类型及所需能量大小的比较。

(四)有机化合物中重要的紫外吸收光谱(次重点)

识记:有机化合物中重要的紫外吸收光谱。

理解:红移、助色团、蓝移、生色团的概念并能举例说明。

(五)有机化合物的紫外吸收光谱中吸收带的类型及其特点(次重点)

理解:有机化合物的紫外吸收光谱中吸收带的类型及其特点。

(六)溶剂对紫外吸收光谱的影响(次重点)

识记:溶剂对紫外吸收光谱的影响。

(七)紫外及可见光分光光度计(重点)

识记:紫外及可见光分光光度计的基本组成及其作用。

(八)紫外吸收光谱在分析中的应用(一般)

识记:紫外吸收光谱在分析中的应用并举例说明。

理解:在有机化合物的鉴定及结构推测上,紫外吸收光谱提供的信息及其特点。

 

第十章 红外吸收光谱分析法

一、学习目的与要求

通过本章学习, 掌握红外吸收光谱分析法的基本原理、红外吸收光谱分析法的基本装置以及紫外吸收光谱分析法的应用。

二、考核知识点与考核目标

(一)红外吸收光谱区的分类(一般)

识记:红外吸收光谱区的分类。

(二)产生红外光谱的条件(重点)

理解:产生红外光谱的条件。

(三)分子振动方程式(重点)

理解:分子振动方程式及影响基本振动频率的因素。

(四)分子的基本振动形式(重点)

理解:分子的基本振动形式及亚甲基的基本振动形式。

(五)红外光谱的吸收强度(次重点)

理解:影响红外光谱吸收强度的因素。

(六)红外光谱的特征性(重点)

识记:常见化学基团的红外吸收谱带。

理解:基团频率、指纹区的特点和用途。

(七)影响基团频率位移的因素(重点)

理解:影响基团频率位移的外部因素和内部因素。

(八)红外光谱定性分析的基本依据(重点)

识记:红外光谱定性分析的基本依据。

(九)红外光谱定性分析的过程(次重点)

理解:红外光谱定性分析的过程。

(十)红外光谱定量分析的基本依据和定量分析方法(重点)

理解:红外光谱定量分析的基本依据和定量分析方法。

(十一)红外光谱仪的基本组成及其作用(重点)

理解:红外光谱仪的基本组成及其作用。

第三部分 有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

考核目标要求学生掌握常用仪器分析方法的原理,能够面对科研和生产中的实际问题选择适宜的分析方法和测试条件,通过实验求出被测组分的含量并对测量结果的可靠性作出评价。

本大纲在考核目标中,按照“识记”、“领会”、“简单应用”和“综合应用”等四个能力层次规定其应达到的能力层次要求,各能力层次为递进等级关系,后者必须建立在前者的基础上其含义是:

识记:能知道有关的名词、概念、知识的含义,并能正确认识和表述,是低层次的要求。

理解:在识记的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系,是较高层次的要求。

应用:在理解的基础上,能运用基本概念,基本原理,基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题,“应用”一般分为“简单应用”和“综合应用”,其中“简单应用”指在理解的基础上能用学过的一两个知识点分析和解决简单的问题;“综合应用”指在简单应用的基础上能用学过的多个知识点综合分析和解决比较复杂的问题,是最高层次的要求。

 

二、指定教材

《仪器分析》   朱明华编   高等教育出版社出版    2000

 

三、自学方法指导

本课程应安排在无机化学、分析化学、有机化学、物理化学课程之后。要求学生学会各种分析方法的原理,掌握各类分析仪器的组成及其作用,学会常用仪器分析的实验方法,具有综合运用知识的能力。自学方法为:

1、在学习每章之前,先翻阅大纲中规定的有关这一章的考核知识点及对知识的能力层次要求和考核目标,以便在阅读教材时做到心中有数、有的放矢。

2、阅读教材时要逐段细读,吃透每个知识点,深刻理解基本概念、基本理论、基本方法。

3、在自学过程中,既要思考问题,也要做好阅读笔记,把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理,这可从中加深对问题的认识、理解和记忆,以利于突出重点,并涵盖整个内容,可以不断提高自学能力。

4、做作业是理解、消化和巩固所学知识,培养分析问题、解决问题以及提高运算能力的重要环节,在做作业之前,必须认真阅读教材。

 

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次,并深刻理解对各知识点的考核目标。

3、辅导时,就以考试大纲为依据,指定的教材为基础,不要随意增删内容,以免与大纲脱节。

4、辅导时,应对学习方法进行指导,宜提倡“认真阅读教材,刻苦钻研教材,主动争取帮助,依靠自己学通的方法。

5、辅导时,要注意突出重点,对考生提出的问题,不要有问即答,要积极启发引导。

6、注意对应考者能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导考生逐步学会独立学习,在自学过程中善于提出问题,分析问题,做出判断,解决问题。

7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事,在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8、助学学时:本课程3学分,建议总课时54学时(包括实验12学时),其中助学课时分配如下:

章次

内容

学时

第一章

引言

1

第二章

气相色谱分析

8

第三章

高效液相色谱分析

3

第四章

电位分析法

8

第五章

伏安分析法

4

第六章

库仑分析法

3

第七章

原子发射光谱分析

3

第八章

原子吸收光谱分析

4

第九章

紫外吸收光谱分析

4

第十章

红外吸收光谱分析

4


实验

12


合计

54

建议实验安排四次:直接电位法测定水中氟含量、电位滴定法测弱酸浓度及平衡常数、气相色谱法测定醇系物、原子吸收法测定含铜废水中铜含量。实验教材可参照高等教育出版社出版的“分析化学实验”(第二版)或天津大学出版社出版的“分析化学实验”。有条件的学校最好开设一些计算机模拟仿真实验,介绍发射光谱、紫外、红外、极谱分析实验等。

 

五、关于命题考试的若干规定

1、本课程的考试应根据本大纲规定的内容来确定考试范围和考核要求。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是:“识记”为40%、“理解”为40%、“应用”为20%

3、试题难易程度应合理:易、较易、较难、难。比例约为2332

4、每份试卷中,各类考核点所占比例约为:重点65%、次重点占25%、一般占10%

5、本课程较合适的题型有填空题、单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题和计算题。

6、本课程采用闭卷笔试,考试时间为150分钟,本课程采用百分制评分,60分合格。

 

六、题型示例

(一)填空题:

1、发射光谱分析是根据         进行定性分析的;根据         进行定量分析的。

(二)单项选择题:

1、涉及色谱过程热力学和动力学两方面因素是                   

          A. 保留值;    B. 峰面积;   C. 分离度;   D. 相对保留值。

(三)多项选择题:

1、速率理论方程式主要说明了                        

          A. 塔板高度的概念;

          B. 色谱峰扩张;

          C. 组分在两相间的分配情况;

          D. 柱效能降低的影响因素.

(四)名词解释题:

1、共振线

(五)简答题:

1.直接电位法测定水样中氟含量时加入的TISAB溶液由什么组成?各起什么作用?

(六)计算题:

1、已知电池:SCECl-(c=1.0×10-3mol·L-1)Cl-离子选择性电极,测得该电池的电动势为0.202V。把已知浓度的Cl-溶液换成未知溶液时,测得电动势为0.318V,试计算未知溶液中Cl-的浓度。

 


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