分析化學(xué)-第1章 概論課件

1、分 析 化 學(xué)第1章概論分析化學(xué)的界定：最早，“分析化學(xué)是研究物質(zhì)化學(xué)組分的測定方法、步驟及有關(guān)理論的一門學(xué)科”后來，“分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組分、含量、結(jié)構(gòu)及其它多種信息，為生產(chǎn)、科研、社會服務(wù)的學(xué)科”現(xiàn)在，“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)在相對時空內(nèi)的組成和性質(zhì)的信息的一門科學(xué)，又稱分析學(xué)科”物質(zhì)的化學(xué)組成含有哪些組分？各組分的相對含量？物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)？定性分析定量分析結(jié)構(gòu)分析分析化學(xué)是研究分析方法的科學(xué)解決問題所用的手段及有關(guān)測定原理技術(shù)理論研究方法研究對象1.1 分析化學(xué)的任務(wù)和作用人造衛(wèi)星功能材料武器研制核能研究工藝流程控制資源勘探原料選擇成品檢驗精細化工

2、“三廢”處理國民經(jīng)濟建設(shè)工業(yè)農(nóng)業(yè)國防建設(shè)科學(xué)技術(shù)生命科學(xué)材料科學(xué)能源科學(xué)環(huán)境科學(xué)國際貿(mào)易醫(yī)療衛(wèi)生農(nóng)藥及化肥檢測土壤普查農(nóng)作物營養(yǎng)診斷農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢查農(nóng)產(chǎn)品深加工作用1.1 分析化學(xué)的任務(wù)和作用國民經(jīng)濟建設(shè)工業(yè)農(nóng)業(yè)國防建設(shè)科學(xué)技術(shù)國際貿(mào)易醫(yī)療衛(wèi)生獲得所有研究領(lǐng)域中物質(zhì)組成,結(jié)構(gòu),信息的科學(xué)稱為科學(xué)技術(shù)的“眼睛”，是進行科學(xué)研究的基礎(chǔ) 分析化學(xué)成為從事科學(xué)研究的科學(xué)1.1 分析化學(xué)的任務(wù)和作用作用(1) 定性分析 定量分析 結(jié)構(gòu)分析 (椐分析任務(wù)分類)(2) 無機分析 有機分析(分析對象分類)藥物分析 水質(zhì)分析 食品分析 元素分析 工業(yè)分析 仲裁分析例行分析等等 1.2 分析方法的分類與選擇(1)

3、定性分析 定量分析 結(jié)構(gòu)分析 (椐分析任務(wù)分類)(2) 無機分析 有機分析(分析對象分類)(3) 化學(xué)分析和儀器分析 (根據(jù)測定原理分類)分析方法的建立是以被測物質(zhì)在某種變化中或某種條件下所顯示的性質(zhì)為依據(jù)。如： 測定 SO42- 的含量SO42- Ba2+ = BaSO4稱重計算含量過濾重量分析法灼燒1.2 分析方法的分類與選擇主要的儀器分析法光學(xué)分析法電化學(xué)分析法色譜法熱分析法質(zhì)譜法核磁共振電子顯微鏡分析(3) 化學(xué)分析和儀器分析 (根據(jù)測定原理分類)1.2 分析方法的分類與選擇(4) 常量分析 半微量分析 微量分析 方法試樣質(zhì)量試液體積常量分析0.1g10 ml半微量分析0.01 0.1

4、g1 10 ml微量分析0.1 10 mg0.01 1 ml超微量分析0.1 mg0.01 ml各種分析方法的試樣用量根據(jù)所取試樣用量的大小分類1.2 分析方法的分類與選擇(4) 常量分析 半微量分析 微量分析 根據(jù)所取試樣用量的大小分類(5) 常量組分分析 微量組分分析 痕量組分分析 待測物占試樣量1% 以上常量組分分析微量組分分析痕量組分分析 0.01 1%0.01%根據(jù)待測物占試樣百分含量的多少分類1.2 分析方法的分類與選擇1661年Boyle “The Sceptional Chemistry” 奠定了化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)1774年 Lavoisier 發(fā)明了天平 建立了分析測定的基礎(chǔ)18

5、41年 “定性分析導(dǎo)論” “定量分析導(dǎo)論”1885/1886年 “化學(xué)分析滴定法專論” 出版1874年 英國的“ Analyst”雜志問世1887年 美國的“J. Anal Chem”雜志出版1894年 “分析化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)” 奠定經(jīng)典分析的科學(xué)基礎(chǔ)1862年 第一本分析化學(xué)雜志誕生 “ Zeitschrift fr analytische Chemie”分析化學(xué)對化學(xué)各學(xué)科的發(fā)展起著重要的作用1.3 分析化學(xué)發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢一種技術(shù)一門科學(xué)第一次變革第二次變革第三次變革化學(xué)分析化學(xué)分析儀器分析的新時代二次世界大戰(zhàn)前后-60年代二十世紀初物理化學(xué)的發(fā)展物理學(xué)電子學(xué)半導(dǎo)體及原子能工業(yè)的發(fā)展90年

6、代信息化70年代末至今分析化學(xué)分析科學(xué)分析化學(xué)突破以經(jīng)典化學(xué)分析為主的局面80年代智能化70年代計算機2000年代仿生化分析化學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了三次巨大的變革定性分析容量法重量法溶液反應(yīng)化學(xué)計量學(xué)自動化分析傳感器控制生物技術(shù)等多學(xué)科性的綜合性學(xué)科分析化學(xué)與物理化學(xué)結(jié)合的時代1.3 分析化學(xué)發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢確定分析對象中的元素，基團，含量原子的價態(tài)，分子的結(jié)構(gòu)和聚集表面，內(nèi)層，微區(qū)分析生命化學(xué)過程中的激發(fā)態(tài)，固體結(jié)晶形態(tài)，反應(yīng)中產(chǎn)物的狀態(tài) 三維空間的掃描分析快速，全面，準確的提供信息和數(shù)據(jù)1.3 分析化學(xué)發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢分析化學(xué)解決的問題社會需要研究與發(fā)展生命科學(xué)材料科學(xué)能源科學(xué)環(huán)境科學(xué)物理學(xué)現(xiàn)

7、代化學(xué)計算科學(xué)其它科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域社會分析化學(xué)科技與經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)科技發(fā)展和國力強弱的標志1.3 分析化學(xué)發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢生物分析環(huán)境分析過程分析表面分析單細胞分析單分子單聚體分析化學(xué)圖象自動化微型化固定化傳感器化學(xué)計量學(xué)新原理新儀器新技術(shù)教育分離技術(shù)聯(lián)用技術(shù)其它科技領(lǐng)域儀器和計算機接口無損分析實時分析原位分析活體分析在線分析展望分析化學(xué)主要發(fā)展趨向離線分析檢測近年分析化學(xué)取得的成果 1流動注射-原子吸收聯(lián)用及在線分離與濃集技術(shù) 2生物藥物和手性藥物分析的重要途徑 3C60和C70的分離、提純及鑒定4有機質(zhì)譜新技術(shù) 5長鏈不飽和脂肪酸結(jié)構(gòu)測定新技術(shù) 6我國食物營養(yǎng)成分的研究 7紫外拉曼光譜儀研制

8、和在催化研究中的應(yīng)用 8. 毛細管電泳電化學(xué)檢測超微量生物物質(zhì) 9. 聲波技術(shù)在化學(xué)與生物傳感中的應(yīng)用 1.4 分析化學(xué)參考文獻(1) 叢書、大全和手冊 (2) 參考書 (3) 雜志 (4) 因特網(wǎng)上化學(xué)信息簡介 搜索引擎：百度、搜狐、新浪、雅虎、谷歌數(shù)據(jù)庫：NIST、Chemfinder、CHIN等更多1.5 分析化學(xué)過程及分析結(jié)果的表示（一）分析化學(xué)過程 取樣 試樣分解干擾組分的掩蔽與分離 測定分析結(jié)果的計算（二）分析結(jié)果的表示1、待測組分的化學(xué)表示形式2、組分含量的表示方法1.6 滴定分析法概述滴定分析法的特點、對反應(yīng)的要求和滴定方式滴定方式直接滴定 （NaOH滴定HCl）返滴定、剩余量

9、滴定 （NaOH返滴定HCl測碳 酸鈣）置換滴定 （EDTA-F-Zn, 測鋁）間接滴定 （高錳酸鉀法滴定鈣）基準物質(zhì)：含量99.9%，性質(zhì)和組成穩(wěn)定的化學(xué)試劑，用于直接配制標準溶液和標定濃度。標準溶液的配制直接法 （重鉻酸鉀標準溶液）標定法 （NaOH標液、HCl標液）1.7 基準物質(zhì)和標準溶液標準溶液：濃度準確知道，通常用作滴定分析中的滴定劑，它是滴定分析的尺度。 滴定度T：是工廠比較常用的濃度表示方法。 滴定度定義：指每亳升滴定劑溶液（標準溶液）相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量（g或mg). 例，某重鉻酸鉀標準溶液濃度為 意義為：用重鉻酸鉀滴定亞鐵離子時，每消耗1.00ml標準溶液，就被滴定了0.0

10、05000g鐵離子滴定度T與物質(zhì)的量濃度C之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系示例： 0.1000molL-1 HCl標準溶液，轉(zhuǎn)換為1.00mL標液相當(dāng)于被滴物的質(zhì)量m=T（1）NaOH: TNaOH/HCl=0.004000 g/ml（2）Na2CO3: TNa2CO3/HCl=0.006300 g/ml 滴定度的應(yīng)用：已知標準溶液（滴定劑）的濃度和消耗體積，就可以按下式計算被滴物的質(zhì)量 滴定度與物質(zhì)的量濃度c的換算（上例）：2、滴定劑與被滴物質(zhì)的計量關(guān)系（1）酸堿反應(yīng) nA:指滴定時消耗的酸的摩爾數(shù)，a為酸堿反應(yīng)中酸給出的氫離子個數(shù)。 nB:指滴定時消耗的堿的摩爾數(shù)，b為酸堿反應(yīng)中堿接受的氫離子個數(shù)。例：HC

11、l+Na2CO3NaCl+CO2+H2O（2）氧化還原反應(yīng) nR:指滴定時消耗的還原劑的摩爾數(shù)，a為反應(yīng)中還原劑失去的電子個數(shù)。 nO:指滴定時消耗的氧化劑的摩爾數(shù)，b為反應(yīng)中氧化劑得到的電子個數(shù)。例：H2O2+KMnO4+H2SO4K2SO4+MnSO4+O2+H2O 計量關(guān)系為例 1例 2例 3例 4例 5例 6例 7例 8例 8分析化學(xué)的學(xué)習(xí)方法和要求1.學(xué)時：68學(xué)時課。2.教學(xué)目標：掌握分析化學(xué)的基本理論,獲取解決 實際問題的能力與創(chuàng)新的能力。 3.教材：面向21世紀課程教材，武漢大學(xué)等四校合編 分析化學(xué)（第五版）高等教育出版社4. 學(xué)習(xí)參考書：分析化學(xué)例題與習(xí)題 武漢大學(xué)等編，高等教育出版社定量分析簡明教程（第二版）.彭崇慧等編著,北大出版社分析化學(xué). 華東理工等編著.高等教育出版社分析化學(xué)習(xí)題精解. 周光明編著.科學(xué)出版社分析化學(xué)新進展，汪爾康主編，科學(xué)出版社分析化學(xué)的學(xué)習(xí)方法和要求5.成績評定： 期末考占70%; 期中15；平