Физической и коллоидной химии

Тема 1.1. Классификация химических реакций и закономерности их протекания ……………………………………………………………………. 34

Лабораторная работа 1. Факторы, влияющие на скорость химической

 реакции…………………………………………...........................................37

Лабораторная работа 2. Условия смещения химического равновесия.. 41

Раздел 2. Качественный анализ.

Тема 2.1. Качественные реакции отдельных ионов....................................45

Лабораторная работа 3. Аналитические реакции некоторых

катионов s-элементов (I аналитическая группа)........................................48

Лабораторная работа 4. Аналитические реакции некоторых

катионов s- и d-элементов (II – III аналитические группы)......................51

Лабораторная работа 5. Аналитические реакции некоторых

катионов p-элементов (IV аналитическая группа)......................................55

Лабораторная работа 6. Аналитические реакции некоторых

катионов d-элементов (V – VI аналитические группы)..............................58

Лабораторная работа 7. Аналитические реакции хлорид-,

бромид-, иодид- анионов...............................................................................62

Лабораторная работа 8. Аналитические реакции сульфат-,

сульфит-, карбонат- анионов.........................................................................66

Лабораторная работа 9. Аналитические реакции нитрат- и ацетат-

анионов............................................................................................................69

Тема 2.2. Качественные реакции неорганических и органических веществ

Лабораторная работа 10. Анализ соли, растворимой в воде..................72

Раздел 3. Основные методы классического количественного анализа

Тема 3.1. Титриметрический анализ...............................................................74

3.1.1. Метод кислотно-основного титрования ........................................... 79

Лабораторная работа 11.  Приготовление рабочих и установочных растворов для титриметрического анализа. Стандартизация рабочего раствора ……………………………………………………………………..81

Лабораторная работа 12.  Определение кислотности цельного пастеризованного молока ………………………………………………….86

Лабораторная работа 13. Определение кислотности молочных продуктов

 (кефир, йогурт, творог)………………………………………………………86

Лабораторная работа 14. Определение белков в молоке ……………….91

 

3.1.2. Окислительно – восстановительное титрование.............................94

Лабораторная работа 15. Приготовление рабочих и установочных растворов иодометрии ………………………………………………………96

Лабораторная работа 16. Стандартизация рабочих растворов иода и тиосульфата натрия …………………………………………………………99

Лабораторная работа 17. Определение массовой доли активного хлора в хлорсодержащих препаратах ………………………………………………103

Лабораторная работа 18. Определение содержания лактозы в молоке.107

Лабораторная работа 19. Определение содержания лактозы в молочных продуктах …………………………………………………………………....107

 

 3.1.3. Метод комплексонометрии ..................................................................110

Лабораторная работа 20. Приготовление рабочего раствора

трилона Б и установочного раствора сульфата магния. Стандартизация рабочего раствора.......................................................................................... 114

Лабораторная работа 21. Определение содержания катионов металла в анализируемом растворе. Определение общей жесткости воды ………..118

Лабораторная работа 22. Определение содержания кальция в молоке и молочных продуктах ……………………………………………………….121

 

Тема 3.2. Гравиметрический анализ ..............................................................124

Лабораторная работа 23. Определение массовой доли воды и сухих

веществ молочных продуктов (йогурт, кефир, сыр, мороженное)……….129

Лабораторная работа 24, 25. Определение содержания бария в навеске анализируемого вещества …………………………………………………...133

 

Раздел 4. Основные методы физико-химического анализа

Тема 4.1. Фотометрический метод анализа ………………………………138

 Лабораторная работа 26, 27.  Определение содержания железа в питьевой

 воде методом фотометрии …………………………………………………141

Лабораторная работа 28, 29. Определение содержания лактозы в молоке

с помощью фотоэлектроколориметра КФК-2……………………………146

 

Тема 4.2. Рефрактометрический метод анализа.......................................150

Лабораторная работа 30. Определение количественного состава смеси

двух компонентов (сахароза – вода) рефрактометрическим методом …154

Лабораторная работа 31, 32. Определение содержания сахаров

в молоке и молочных продуктах ………………………………………….158

Лабораторная работа 33. Определение массовой доли хлорида натрия

в сырах и сливочном масле ………………………………………………..162

Тема 4.3.Потенциометрический метод анализа........................................165

Лабораторная работа 34. Определение рН растворов с помощью

рН-метра..........................................................................................................167

Лабораторная работа 35, 36. Определение кислотности кисломолочных продуктов (окрашенных наполнителями) потенциометрическим

методом ………………………………………………………………………170

 

Тема 4.4. Хроматографический метод анализа ............................................174

Лабораторная работа 37. Ионообменная хроматография.

Отделение катионов от анионов....................................................................177

Лабораторная работа 38. Подготовка хроматографической колонки

к работе.............................................................................................................180

Лабораторная работа 39. Определение суммарного содержания солей в творожной сыворотке ………………………………………………………..180

Лабораторная работа 40. Определение хлорида натрия в сливочном масле методом ионообменной хроматографии ……………………………………180

 

Тема 4.5. Значение анализа в технохимическом контроле качества продуктов ………………………………………………………………………...185

Лабораторная работа 41. Применение химических методов анализа в технохимическом контроле производства продовольственных

продуктов……………………………………………………………………..186

Лабораторная работа 42. Применение физико-химических методов анализа в технохимическом контроле производства продовольственных продуктов……………………………………………………………………..190

 

Заключение ………...............................................................................................193

Литература………………..………………………………..................................194

Приложения ………………………......................................................................195

 

 

Введение

Лабораторные работы являются важным этапом учебного процесса, позволяющим совершенствовать теоретическую и практическую подготовку студентов. Аналитические определения проводятся параллельно с теоретическим курсом, что дает возможность более глубоко и полно усвоить материал, обеспечивает формирование знаний, умений и навыков, которые служат основой для формирования профессиональных компетенций необходимых при изучении специальных дисциплин, профессиональных модулей. Образовательными результатами освоения дисциплины ЕН.03. Химия являются:

знания:

- основных понятий и законов химии;

- теоретических основ органической, физической, коллоидной химии;

- понятия химической кинетики и катализа;

- классификации химических реакций и закономерностей их протекания;

- обратимых и необратимых химических реакций, химического равновесия, смещения химического равновесия под действием различных факторов;

- окислительно-восстановительных реакций, реакций ионного обмена;

- гидролиза солей, диссоциации электролитов в водных растворах, понятия о сильных и слабых электролитах;

- теплового эффекта химических реакций, термохимических уравнений;

- характеристик различных классов органических веществ, входящих в состав сырья и готовой пищевой продукции;

- свойств растворов и коллоидных систем высокомолекулярных соединений;

- дисперсных и коллоидных систем пищевых продуктов;

- роли и характеристики поверхностных явлений в природных и технологических процессах;

- основ аналитической химии;

- основных методов классического количественного и физико-химического анализа;

- назначения и правил использования лабораторного оборудования и аппаратуры;

- методов и техники выполнения химических анализов;

- приемов безопасной работы в химической лаборатории;

       умения:

- применять основные законы химии для решения задач в области профессиональной деятельности;

- использовать свойства органических веществ, дисперсных и коллоидных систем для оптимизации технологического процесса;

- описывать уравнениями химических реакций процессы, лежащие в основе производства продовольственных продуктов;

- проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций;

- использовать лабораторную посуду и оборудование;

- выбирать метод и ход химического анализа, подбирать реактивы и аппаратуру;

- проводить качественные реакции на неорганические вещества и ионы, отдельные классы органических веществ;

- выполнять количественные расчеты состава вещества по результатам измерений;

- соблюдать правила техники безопасности при работе в химической лаборатории;

общие и профессиональные компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

ПК 1.1. Принимать молочное сырье на переработку.

ПК 1.2. Контролировать качество сырья.

ПК 1.3. Организовывать и проводить первичную переработку сырья в соответствии с его качеством.

ПК 2.1. Контролировать соблюдение требований к сырью при выработке цельномолочных продуктов, жидких и пастообразных продуктов детского питания.

ПК 2.2. Изготавливать производственные закваски.

ПК 2.3. Вести технологические процессы производства цельномолочных продуктов.

ПК 2.4. Вести технологические процессы производства жидких и пастообразных продуктов детского питания.

ПК 2.5. Контролировать качество цельномолочных продуктов, жидких и пастообразных продуктов детского питания.

ПК 2.6. Обеспечивать работу оборудования для производства цельномолочных продуктов, жидких и пастообразных продуктов детского питания.

ПК 3.1. Контролировать соблюдение требований к сырью при выработке различных сортов сливочного масла и напитков из пахты.

ПК 3.2. Вести технологические процессы производства различных сортов сливочного масла.

ПК 3.3. Вести технологические процессы производства напитков из пахты.

ПК 3.4. Контролировать качество сливочного масла и продуктов из пахты.

ПК 3.5. Обеспечивать работу оборудования при выработке различных сортов сливочного масла и напитков из пахты.

ПК 4.1. Контролировать соблюдение требований к сырью при выработке сыра и продуктов из молочной сыворотки.

ПК 4.2. Изготавливать бактериальные закваски и растворы сычужного фермента.

ПК 4.3. Вести технологические процессы производства различных видов сыра.

ПК 4.4. Вести технологические процессы производства продуктов из молочной сыворотки.

ПК 4.5. Контролировать качество сыра и продуктов из молочной сыворотки.

ПК 4.6. Обеспечивать работу оборудования для производства различных видов сыра и продуктов из молочной сыворотки.

В методических указаниях приведено описание 42 лабораторных работ, предусмотренных разделами учебной дисциплины. Раздел  «Теоретические основы аналитической, органической, физической и коллоидной химии» содержит работы, позволяющие проанализировать основные закономерности протекания химических реакций. Раздел «Качественный анализ» включает работы, в которых описана методика определения отдельных катионов и анионов, а также отрабатывается методика идентификации соли, растворимой в воде. Раздел «Основные методы классического количественного анализа» содержит лабораторные работы с использованием основных методов титриметрического (метод кислотно-основного, окислительно-восстановительного и комплексонометрического титрования) и гравиметрического анализа. В разделе «Основные методы физико-химического анализа» приведены лабораторные работы, формирующие навыки выполнения анализа такими инструментальными методами, как:  фотометрический метод, рефрактометрический метод, потенциометрический и хроматографический методы анализа.

Каждый раздел указаний содержит краткое введение: теория метода, его возможности, устройство прибора, основные расчетные формулы.

Все инструкционно-технологические карты выполнены по одной схеме: подробный ход выполнения анализа (столбец «Содержание работы и последовательность выполнения операций»), перечень используемых реактивов, посуды и оборудования (столбец «Наименование оборудования и инструмента») и требования к обработке результатов и оформлению отчета (столбец «Инструкционные указания и технические требования»).

Каждая работа предваряется контрольными вопросами при допуске, которые позволяют выявить уровень теоретической подготовленности студентов к выполнению экспериментальной части анализа и заканчивается заданиями для самопроверки, письменное выполнение которых может служить защитой лабораторной работы. Методические указания содержат сведения об основных правилах техники безопасности при работе в лаборатории и мерах оказания первой помощи пострадавшим. Лабораторный эксперимент предусматривает самостоятельную работу студентов в лаборатории. Перед каждым таким занятием проводится разбор последовательности проводимых операций, демонстрация технических приемов их выполнения. К лабораторной работе студенты допускаются после инструктажа по технике безопасности и технике выполнения работы, а также при наличии специальной одежды (халата).

Каждая лабораторная работа выполняется группой студентов из четырех человек, что позволяет рационально использовать время на проведение анализа и исключает случайные ошибки при выполнении опытов, т.к. данная форма предполагает взаимный контроль производимых операций анализа. Лабораторная работа оценивается с учетом соблюдения правил техники безопасности, умений и навыков проведения аналитических операций, правильности получения и оформления конечных результатов, знания теоретических основ метода. Все эти параметры сообщаются студентам на первом лабораторном занятии.

Методические указания составлены в соответствии с федеральными государственными требованиями к результатам освоения основной профессиональной образовательной программы по специальности 19.02.07. Технология молока и молочных продуктов, от 2014 г. и рабочей программой учебной дисциплины ЕН.03.Химия.

 

Тематический план учебной дисциплины

Наименование разделов и тем	Максималь-ная учебная нагрузка студента, час	Количество аудиторных часов при очной форме обучения			Самостоя тельная работа студента
		Всего	Лабора торные работы	Практи ческие занятия
1	2	3	4	5	6
Введение Основные понятия, законы, значение и методы химии	2	2
Раздел 1. Теоретические основы аналитической, органической, физической и коллоидной химии	48	34	4	12	14
Тема 1.1. Классификация химических реакций и закономерности их протекания	10	8	4		2
Тема 1.2. Свойства растворов и дисперсных систем	12	8		2	4
Тема 1.3.Реакции ионного обмена. Растворы сильных и слабых электролитов	20	14		8	6
Тема 1.4. Окислительно-восстановительные реакции	6	4		2	2
Раздел 2. Качественный анализ	38	22	16	4	16
Тема 2.1. Качественные реакции отдельных ионов	24	16	14		8
Тема 2.2. Качественные реакции неорганических и органических веществ	14	6	2	4	8
Раздел 3. Основные методы классического количественного анализа	58	44	30	6	14
Тема 3.1. Титриметрический анализ	6	6		2
3.1.1. Метод кислотно-основного титрования	12	8	8		4
3.1.2.Окислительно – восстановительное титрование	16	12	10		4
3.1.3.Метод комплексонометрии	12	8	6	2	4
Тема 3.2. Гравиметрический анализ	12	10	6	2	2
Раздел 4. Основные методы физико-хими- ческого анализа	73	44	34	4	29
Тема 4.1. Фотометрический метод анализа	18	10	8		8
Тема 4.2. Рефрактометрический метод анализа	14	8	8		6
Тема 4.3. Потенциометрический метод анализа	9	6	6		3
Тема 4.4. Хроматографический метод анализа	14	10	8		4
Тема 4.5. Значение анализа в технохимическом контроле качества продуктов	18	10	4	4	8
Итого по дисциплине	219	146	84	26	73