分析化學(xué)課程在材料學(xué)專業(yè)的教學(xué)安排

肖淑艷 董忠平 宋金玲 辛國祥 趙鑫

【摘要】分析化學(xué)是高等學(xué)校化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)和藥學(xué)等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。不同專業(yè)根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)要求，選擇教學(xué)內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)不同。作為一名從事材料學(xué)專業(yè)材料分析課程的任課教師，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來討論一下分析化學(xué)課程在材料學(xué)專業(yè)的教學(xué)安排。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)分析 材料學(xué) 教學(xué)安排

【課題項(xiàng)目】本文為內(nèi)蒙古科技大學(xué)教改項(xiàng)目《基于“工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)”的材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)與研究》（編號(hào)：JY2016021）。

【中圖分類號(hào)】O65 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）31-0164-02

分析化學(xué)是發(fā)展和應(yīng)用各種理論、方法、儀器和策略以獲取有關(guān)物質(zhì)組成和性質(zhì)信息的一門科學(xué)。分析化學(xué)是最早發(fā)展起來的化學(xué)分支學(xué)科，與無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué)并稱為“四大化學(xué)”，分析化學(xué)不僅是科學(xué)技術(shù)的眼睛，用于發(fā)現(xiàn)問題，而且參與實(shí)際問題的解決。

一、材料學(xué)專業(yè)開設(shè)分析化學(xué)課程的重要性

材料學(xué)是研究材料成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與材料性能和應(yīng)用之間相互關(guān)系的科學(xué)，材料學(xué)對(duì)材料開發(fā)研究具有指導(dǎo)意義。材料的應(yīng)用決定于材料性能，材料性能取決于它的化學(xué)組成和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。材料學(xué)專業(yè)學(xué)生通過材料分析方法課程學(xué)習(xí)材料表征和分析，主要內(nèi)容包括材料的X射線衍射分析和材料電子衍射分析。材料分析方法課程較多講授材料的結(jié)構(gòu)分析，主要采用物理分析方法。物理方法，如掃描電鏡能譜和X射線光電子能譜也可進(jìn)行材料組成分析，這對(duì)于完全掌握材料成分信息是不夠的。

材料的組成分析，化學(xué)分析方法更為準(zhǔn)確?；瘜W(xué)分析是以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)及其計(jì)量關(guān)系為基礎(chǔ)的分析方法，是分析化學(xué)的基礎(chǔ)。分析化學(xué)課程是化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程，安排教學(xué)學(xué)時(shí)較為充足，講授分析化學(xué)內(nèi)容較為全面和深入。對(duì)于材料學(xué)專業(yè)，已經(jīng)開設(shè)了材料分析方法課程，由于教學(xué)學(xué)時(shí)的限制，材料學(xué)專業(yè)講授分析化學(xué)要有選擇的進(jìn)行重點(diǎn)內(nèi)容講授。

二、分析化學(xué)課程的教學(xué)安排

分析化學(xué)課程教學(xué)安排包括教學(xué)時(shí)間和教學(xué)內(nèi)容的安排。對(duì)于材料學(xué)四年制本科專業(yè)，通常非化學(xué)專業(yè)的無機(jī)化學(xué)課程是在一年級(jí)開設(shè)，分析化學(xué)課程的學(xué)習(xí)是以無機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，因此，分析化學(xué)課程應(yīng)該選擇在二年級(jí)開設(shè)。具體內(nèi)容包括分析化學(xué)概論，試樣的采集和制備，誤差及數(shù)據(jù)處理和四大滴定。

分析化學(xué)概論的講授主要是讓學(xué)生了解分析化學(xué)的任務(wù)和作用；掌握分析方法的分類，分析方法包括定性分析和定量分析，分析化學(xué)包括兩部分內(nèi)容：一部分是化學(xué)分析，另外一部分是儀器分析，由于學(xué)時(shí)限制，在材料學(xué)專業(yè)的分析化學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要講授化學(xué)分析。

試樣的采集和制備是材料分析工作的重要環(huán)節(jié)，這部分內(nèi)容在材料分析方法中介紹較少。這部分內(nèi)容主要講授固體試樣、液體試樣、氣體試樣和生物的采集、制備和試樣的分解方法。

分析化學(xué)中誤差和數(shù)據(jù)處理。理想的定量分析是能夠準(zhǔn)確地確定待測(cè)樣品組分的含量，然而，由于受主觀和客觀條件的限制，所得到的結(jié)果不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，這就是誤差，在誤差這部分主要介紹誤差相關(guān)的一些量和概念，以及相應(yīng)計(jì)算方法，最后講授降低誤差的措施，講授這部分內(nèi)容特別強(qiáng)調(diào)誤差不是錯(cuò)誤，誤差可以降低但不可完全避免，錯(cuò)誤是可以避免的。在定量分析中，數(shù)據(jù)處理也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，處理得到的數(shù)據(jù)不僅可以表達(dá)待測(cè)組分的含量，同時(shí)也反應(yīng)了測(cè)量的準(zhǔn)確程度，在數(shù)據(jù)處理部分重點(diǎn)講授有效數(shù)字，及其修約規(guī)則和運(yùn)算規(guī)則。誤差和數(shù)據(jù)處理是材料開發(fā)研究和生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的問題。

分析化學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容是化學(xué)分析，包括四大滴定方法。四大滴定，即酸堿滴定，絡(luò)合滴定，氧化還原滴定和沉淀滴定，其原理分別是利用酸堿中和反應(yīng)，絡(luò)合反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)和沉淀反應(yīng)進(jìn)行待測(cè)組分的確定。酸堿滴定講授溶液中的酸堿反應(yīng)與平衡，酸堿組分的平衡濃度與分布分?jǐn)?shù)，溶液中氫離子濃度的計(jì)算，兩性溶液pH計(jì)算，緩沖溶液pH計(jì)算，指示劑和酸堿滴定原理和誤差的計(jì)算。絡(luò)合滴定講授絡(luò)合物定義，絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)，各級(jí)絡(luò)合物的分布，副反應(yīng)系數(shù)，條件穩(wěn)定常數(shù)，絡(luò)合滴定的基本原理和誤差計(jì)算。氧化還原滴定講授氧化還原平衡，條件電勢(shì)，氧化還原滴定原理，指示劑，滴定誤差和常見的氧化還原滴定法。沉淀滴定主要講授沉淀滴定曲線和沉淀滴定法分類。化學(xué)分析方法除了四大滴定之外，還包括重量分析法，這部分內(nèi)容只作簡單介紹。

材料學(xué)專業(yè)開設(shè)分析化學(xué)課程是非常有必要的，根據(jù)材料學(xué)專業(yè)本身特點(diǎn)和課程設(shè)置，進(jìn)行合理安排分析化學(xué)內(nèi)容的講授，這不僅有助于材料學(xué)專業(yè)學(xué)生全面系統(tǒng)掌握材料分析方法和技能，更有利于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度和踏實(shí)細(xì)致工作作風(fēng)。

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[3]周玉.材料分析方法[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

作者簡介：

肖淑艷（1981-），女，內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院副教授。