分析化學(xué)的任務(wù)和作用

分析化學(xué)緒論分析化學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)如何學(xué)習(xí)分析化學(xué)？以教材為主線，課堂講課內(nèi)容為重點(diǎn)，閱讀相關(guān)的資料和文獻(xiàn)，課后及時(shí)復(fù)習(xí)與鞏固。實(shí)訓(xùn)是培養(yǎng)能力的最重要環(huán)節(jié)，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)技能訓(xùn)練、提高實(shí)驗(yàn)效率。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、科學(xué)態(tài)度；建立“量”的概念；提高科學(xué)研究素質(zhì)。第一章目錄第一節(jié)分析化學(xué)的任務(wù)和作用一、分析化學(xué)的任務(wù)二、分析化學(xué)的作用第二節(jié)分析方法的分類與選擇一、分析方法的分類和特點(diǎn)二、分析化學(xué)的選擇

第三節(jié)分析化學(xué)的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢第一節(jié)分析化學(xué)的任務(wù)和作用定義：分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的科學(xué)。分析化學(xué)是化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，是一門人們賴以獲得物質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)信息的科學(xué)，在生產(chǎn)實(shí)踐中起著舉足輕重的作用。第一節(jié)分析化學(xué)的任務(wù)和作用一、分析化學(xué)的任務(wù)分析化學(xué)的任務(wù)是確定物質(zhì)的化學(xué)組成、測量各組成的含量以及表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。即分析化學(xué)解決“是什么”、“有多少”、“怎么樣”等問題，它們分別隸屬于：

定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析。分析化學(xué)根據(jù)任務(wù)分類定性分析：鑒定物質(zhì)由哪些元素、原子團(tuán)或化合物組成，對于有機(jī)物質(zhì)還需要確定其官能團(tuán)及分子結(jié)構(gòu)。定量分析：測定物質(zhì)中有關(guān)成分的含量結(jié)構(gòu)分析：研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)分析化學(xué)根據(jù)任務(wù)分類結(jié)構(gòu)分析：形態(tài)分析,立體結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)與性能。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)：分子結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)，分子聚集體的高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的構(gòu)象(-螺旋、型結(jié)構(gòu)，球狀蛋白的三級結(jié)構(gòu)）DNA測序

形態(tài)分析物質(zhì)的形態(tài)能態(tài)分析物質(zhì)的能態(tài)Adenine(A)Guanine(G)腺嘌呤鳥嘌呤BaseSuger-phosphoatebackboog

Cytosine(C)Thymine(T)Uracil(U)胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)與堿基結(jié)構(gòu)示意圖二、分析化學(xué)的作用

分析化學(xué)是研究物質(zhì)及其變化的重要方法之一。在化學(xué)學(xué)科本身的發(fā)展上，以及與化學(xué)有關(guān)的各科學(xué)領(lǐng)域中，分析化學(xué)都起著一定的作用，如材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、生命科學(xué)、礦物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)及其他科學(xué)技術(shù)，凡涉及化學(xué)現(xiàn)象，在其研究過程中必用到分析化學(xué)，故有科學(xué)技術(shù)的“眼睛”之美譽(yù)。二、分析化學(xué)的作用分析化學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，在生活實(shí)踐中具有實(shí)用價(jià)值。如：解決人類面臨的“五大危機(jī)”（資源、能源、糧食、人口、環(huán)境）問題；當(dāng)代科學(xué)領(lǐng)域的四大理論（天體、地球、生命、人類起源和演化）；環(huán)境中的五大全球性問題（溫室效應(yīng)、酸雨、臭氧層、水質(zhì)污染、森林減少）；在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)等方面，無一不依賴分析化學(xué)的配合。二、分析化學(xué)的作用

分析化學(xué)學(xué)習(xí)目的：

分析化學(xué)是人們用以解剖和認(rèn)識自然的重要手段，分析化學(xué)課不僅傳授有關(guān)的知識，還是一門培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)觀點(diǎn)來分析和處理問題能力的課程。分析化學(xué)工作者的能力應(yīng)包括：實(shí)訓(xùn)動(dòng)手能力、觀察能力、查閱文獻(xiàn)資料的能力、記憶能力、思維能力、想象能力和表達(dá)等七種能力。第三節(jié)分析化學(xué)發(fā)展趨勢

其它科技領(lǐng)域

分析化學(xué)發(fā)展趨勢生物分析微區(qū)分析薄層分析無損分析瞬時(shí)分析在線分析環(huán)境分析過程分析表面分析大分子表征化學(xué)圖象單細(xì)胞分析單分子單聚集體分析原位分析活體分析自動(dòng)化微型化固定化新原理新技術(shù)新儀器化學(xué)計(jì)量學(xué)分離技術(shù)聯(lián)用技術(shù)傳感器定性分析教育儀器和計(jì)算機(jī)第三節(jié)分析化學(xué)發(fā)展趨勢4.現(xiàn)代分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢1）更高的靈敏度/更低的檢測限2）更好的選擇性/更少的基體干擾3）更高的準(zhǔn)確度/更好的精密度4）更快的分析速度5）更高的自動(dòng)化程度第二節(jié)分析方法的分類分析任務(wù)定性分析qualitative定量分析quantitative結(jié)構(gòu)分析structural分析對象無機(jī)分析inorganic有機(jī)分析organic方法原理化學(xué)分析chemical儀器分析instrumental微量分析micro試樣用量常量分析macro半微量分析semi-micro超微量分析ultra-micro

分析目的例行分析routine仲裁分析arbitral

方法試樣質(zhì)量試液體積常量分析半微量分析微量分析超微量分析>100mg100~10mg0.1~10mg<0.1mg>10mL1~10mL0.01~1mL<0.01mL

區(qū)別于被測組分含量高低（質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小）又可分為：

常量組分分析（>1%）微量組分分析（0.01%~1%）痕量組分分析（<0.01%）1按試樣用量不同分類定量分析方法分類

定量分析方法分類

2按分析對象不同分類無機(jī)分析分析的對象是無機(jī)物，由于組成無機(jī)物的元素種類較多，因此通常要求鑒定試樣是由哪些元素、離子、原子團(tuán)或化合物組成，測定各成分的含量。有機(jī)分析分析的對象是有機(jī)物，組成元素主要是C、H、N、O、S等，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分析的重點(diǎn)是官能團(tuán)分析和結(jié)構(gòu)分析。第二節(jié)分析方法的分類3按方法原理不同分類(重點(diǎn))1.化學(xué)分析（Chemicalanalysis）：以物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，歷史悠久，也稱為經(jīng)典分析法，主要是定性分析法和定量分析法。2.儀器分析（Instrumentalanalysis）：以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)（光、電、熱、磁、聲）為基礎(chǔ)，借助于特殊的儀器，形成各分支學(xué)科

分析方法的分類4按分析目的不同分類例行分析（Routineanalysis）

：一般化驗(yàn)室日常分析，也稱常規(guī)分析

分析方法的分類仲裁分析（Arbitralanalysis）

：不同單位對分析結(jié)果有爭議時(shí)，要求權(quán)威部門用指定的方法、準(zhǔn)確測定，進(jìn)行裁判原分析結(jié)果是否正確的分析，也稱裁判分析仲裁分析對分析方法和分析結(jié)果準(zhǔn)確度要求高。化學(xué)分析法(Chemicalanalysis)

以化學(xué)反應(yīng)為為基礎(chǔ)的分析方法，稱為化學(xué)分析法，其中定量分析法包括滴定分析法和重量分析法。質(zhì)量分析法(Gravimetry)是通過化學(xué)反應(yīng)及一系列操作步驟使試樣中的待測組分轉(zhuǎn)化為另一種化學(xué)組成恒定的化合物，再稱量該化合物的質(zhì)量，從而計(jì)算出待測組分的含量。滴定分析法（容量分析法）是將已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴加到待測物質(zhì)溶液中，使兩者定量完成反應(yīng)，根據(jù)用去的標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確體積和濃度即可計(jì)算出待測組分的含量。標(biāo)準(zhǔn)溶液待測物質(zhì)溶液滴定分析法（容量分析法）滴定：將標(biāo)準(zhǔn)溶液從滴定管滴加到被測物質(zhì)溶液中的操作過程?；瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)：當(dāng)?shù)渭拥臉?biāo)準(zhǔn)溶液與被測組分完全反應(yīng)，即兩者的物質(zhì)的量符合化學(xué)計(jì)量關(guān)系時(shí)滴定終點(diǎn)：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)可用指示劑顏色的變化來確定終止滴定。終點(diǎn)誤差：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致所引起的誤差。滴定分析法分類：滴定分析法按照所利用的化學(xué)反應(yīng)類型不同，可分為下列四種:酸堿滴定法：是以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法。沉淀滴定法：是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法。絡(luò)合（配位）滴定法：是以絡(luò)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法。氧化還原滴定法：是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法儀器分析法(InstrumentalAnalysis)以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的分析方法。常用的儀器分析法可分為以下幾類：電化學(xué)分析法光學(xué)分析法分離分析法質(zhì)譜法等電化學(xué)分析法：是根據(jù)電化學(xué)原理和被測物質(zhì)溶液的電化學(xué)性質(zhì)而建立起來的分析方法。溶液的電化學(xué)現(xiàn)象一般在化學(xué)電池中發(fā)生，通過測量化學(xué)電池中的某些電學(xué)參數(shù)，如電極電位、電阻（電導(dǎo)）、電流或電荷量的變化，對被測物質(zhì)進(jìn)行分析。如電位分析法、電導(dǎo)分析法、電解和庫侖法、伏安法和極譜法等。

光化學(xué)分析：是根據(jù)物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)所建立起來的分析方法。分類：吸收光譜法和發(fā)射光譜法。吸收光譜法：紫外-可見吸收光譜法、紅外吸收光譜法、核磁共振波譜法、原子吸收光譜法、X射線吸收光譜法、光生光譜法。發(fā)射光譜法：原子發(fā)射光譜法、X射線熒光光譜法、原子熒光光譜法、分子熒光光譜法、分子磷光光譜法、化學(xué)發(fā)光法。還有折射法、旋光法、比濁法、衍射法等非光譜法和拉曼散射光譜法。分離分析法：色譜法：利用被測試樣中各組分分配系數(shù)不同而進(jìn)行分離的分析方法。主要有經(jīng)典液相色譜法、氣相色譜分析法、高效液相色譜法、超臨界流體色譜法。經(jīng)典液相色譜法：經(jīng)典柱色譜法、薄層色譜法、紙色譜法。高效毛細(xì)管電泳法（HPCE）：以毛細(xì)管為分離通道，以高壓直流電場為驅(qū)動(dòng)力，依據(jù)試樣中各組分之間淌度和分配行為的差異而實(shí)現(xiàn)各組分分離的分析方法。質(zhì)譜法：質(zhì)譜法：將試樣轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)的氣態(tài)離子，利用離子在電場或磁場中運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的差異，將其按質(zhì)量電荷比大小進(jìn)行分離記錄，即得質(zhì)譜圖。根據(jù)譜線的位置和相對強(qiáng)度對物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的方法，稱為質(zhì)譜法。儀器分析法電化學(xué)分析法光學(xué)分析法分離分析法質(zhì)譜法電位分析法電導(dǎo)分析法電解和庫侖法伏安法和極譜法吸收光譜法發(fā)射光譜法紫外-可見吸收光譜法光生光譜法紅外吸收光譜法核磁共振波譜法原子吸收光譜法X射線吸收光譜法分子熒光光譜法原子發(fā)射光譜法X射線熒光光譜法分子磷光光譜法化學(xué)發(fā)光法原子熒光光譜法色譜法高效毛細(xì)管電泳法第三節(jié)分析化學(xué)發(fā)展趨勢1.分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展的三次變革：二十世紀(jì)初，由于物理化學(xué)溶液理論的發(fā)展，為分析化學(xué)提供了理論基礎(chǔ)，建立了溶液中四大平衡理論，使分析化學(xué)從一種技術(shù)發(fā)展成為一門科學(xué)。二次大戰(zhàn)前后，物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，促進(jìn)了各種儀器分析方法的蓬勃發(fā)展。20世紀(jì)70年代以來，生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)等發(fā)展的要求，生物學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，使分析化學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的境界。第三節(jié)分析化學(xué)發(fā)展趨勢2.分析化學(xué)的發(fā)展規(guī)律：

學(xué)科之間的相互滲透（包括分析方法的相互聯(lián)用）現(xiàn)代分析化學(xué)把化學(xué)與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)結(jié)合起來，發(fā)展為一門多學(xué)科性的綜合科學(xué)。分析工作者不再限于“提供數(shù)據(jù)”，而且“參與處理和解決問題”6）更完善的多元素（分析物）同時(shí)檢測能力7）更完善可信的形態(tài)分析8）更小的樣品量要求且實(shí)現(xiàn)微損或無損分析9）更大的應(yīng)用范圍，如遙測或特殊環(huán)境中的分析10）高分辨成像等國內(nèi)外有影響的分析化學(xué)期刊：《Anal.Chem.》、《Anal.Chim.Acta》、《Talanta》、《Anal.Lett.》、《J.Anal.Chem.》。《分析化學(xué)》、《分析試驗(yàn)室》、《分析測試學(xué)報(bào)》、《分析科學(xué)學(xué)報(bào)》、《藥物分析雜志》、《巖礦測試》、《第四世紀(jì)研究》、《冶金分析》、《理化檢驗(yàn)化學(xué)分冊》、《巖石學(xué)報(bào)》、《物理學(xué)進(jìn)展》、《地質(zhì)學(xué)報(bào)》。本章內(nèi)容小結(jié)分析化學(xué)的任務(wù)和作用，分析化學(xué)在各領(lǐng)域中的地位分析化學(xué)學(xué)習(xí)方法分析化學(xué)內(nèi)容的分類（本章重難點(diǎn)）分析化學(xué)的發(fā)展趨勢推薦參考書[1]國家藥典委員會(huì).中華人民共和國藥典.2015年版.北京：中國醫(yī)藥科技出版社.2015[2]潘國石.分析化學(xué).第3版.北京：人民衛(wèi)生出版社.2