分析化学课程在材料学专业的教学安排

肖淑艳 董忠平 宋金玲 辛国祥 赵鑫

【摘要】分析化学是高等学校化学、材料科学、生命科学、环境科学、医学和药学等专业的重要基础课程。不同专业根据专业特点和学生培养目标要求，选择教学内容侧重点不同。作为一名从事材料学专业材料分析课程的任课教师，结合多年教学经验来讨论一下分析化学课程在材料学专业的教学安排。

【关键词】化学分析 材料学 教学安排

【课题项目】本文为内蒙古科技大学教改项目《基于“工程应用型创新人才培养目标”的材料化学专业实验教学体系的建设与研究》（编号：JY2016021）。

【中图分类号】O65 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）31-0164-02

分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质组成和性质信息的一门科学。分析化学是最早发展起来的化学分支学科，与无机化学、有机化学和物理化学并称为“四大化学”，分析化学不仅是科学技术的眼睛，用于发现问题，而且参与实际问题的解决。

一、材料学专业开设分析化学课程的重要性

材料学是研究材料成分、组织结构、制备工艺与材料性能和应用之间相互关系的科学，材料学对材料开发研究具有指导意义。材料的应用决定于材料性能，材料性能取决于它的化学组成和内部组织结构。材料学专业学生通过材料分析方法课程学习材料表征和分析，主要内容包括材料的X射线衍射分析和材料电子衍射分析。材料分析方法课程较多讲授材料的结构分析，主要采用物理分析方法。物理方法，如扫描电镜能谱和X射线光电子能谱也可进行材料组成分析，这对于完全掌握材料成分信息是不够的。

材料的组成分析，化学分析方法更为准确。化学分析是以物质的化学反应及其计量关系为基础的分析方法，是分析化学的基础。分析化学课程是化学专业基础课程，安排教学学时较为充足，讲授分析化学内容较为全面和深入。对于材料学专业，已经开设了材料分析方法课程，由于教学学时的限制，材料学专业讲授分析化学要有选择的进行重点内容讲授。

二、分析化学课程的教学安排

分析化学课程教学安排包括教学时间和教学内容的安排。对于材料学四年制本科专业，通常非化学专业的无机化学课程是在一年级开设，分析化学课程的学习是以无机化学为基础，因此，分析化学课程应该选择在二年级开设。具体内容包括分析化学概论，试样的采集和制备，误差及数据处理和四大滴定。

分析化学概论的讲授主要是让学生了解分析化学的任务和作用；掌握分析方法的分类，分析方法包括定性分析和定量分析，分析化学包括两部分内容：一部分是化学分析，另外一部分是仪器分析，由于学时限制，在材料学专业的分析化学教学内容主要讲授化学分析。

试样的采集和制备是材料分析工作的重要环节，这部分内容在材料分析方法中介绍较少。这部分内容主要讲授固体试样、液体试样、气体试样和生物的采集、制备和试样的分解方法。

分析化学中误差和数据处理。理想的定量分析是能够准确地确定待测样品组分的含量，然而，由于受主观和客观条件的限制，所得到的结果不可能绝对准确，这就是误差，在误差这部分主要介绍误差相关的一些量和概念，以及相应计算方法，最后讲授降低误差的措施，讲授这部分内容特别强调误差不是错误，误差可以降低但不可完全避免，错误是可以避免的。在定量分析中，数据处理也是一个重要环节，处理得到的数据不仅可以表达待测组分的含量，同时也反应了测量的准确程度，在数据处理部分重点讲授有效数字，及其修约规则和运算规则。误差和数据处理是材料开发研究和生产过程中经常遇到的问题。

分析化学重点内容是化学分析，包括四大滴定方法。四大滴定，即酸碱滴定，络合滴定，氧化还原滴定和沉淀滴定，其原理分别是利用酸碱中和反应，络合反应，氧化还原反应和沉淀反应进行待测组分的确定。酸堿滴定讲授溶液中的酸碱反应与平衡，酸碱组分的平衡浓度与分布分数，溶液中氢离子浓度的计算，两性溶液pH计算，缓冲溶液pH计算，指示剂和酸碱滴定原理和误差的计算。络合滴定讲授络合物定义，络合物的稳定常数，各级络合物的分布，副反应系数，条件稳定常数，络合滴定的基本原理和误差计算。氧化还原滴定讲授氧化还原平衡，条件电势，氧化还原滴定原理，指示剂，滴定误差和常见的氧化还原滴定法。沉淀滴定主要讲授沉淀滴定曲线和沉淀滴定法分类。化学分析方法除了四大滴定之外，还包括重量分析法，这部分内容只作简单介绍。

材料学专业开设分析化学课程是非常有必要的，根据材料学专业本身特点和课程设置，进行合理安排分析化学内容的讲授，这不仅有助于材料学专业学生全面系统掌握材料分析方法和技能，更有利于培养严谨科学态度和踏实细致工作作风。

参考文献：

[1]邹明珠，许宏鼎，于桂荣，苏星光.化学分析[M].吉林大学出版社，2001.

[2]武汉大学.分析化学[M].高等教育出版社，2006.

[3]周玉.材料分析方法[M].机械工业出版社，2011.

作者简介：

肖淑艳（1981-），女，内蒙古科技大学材料与冶金学院副教授。