分析化學(xué)武漢大學(xué)第五版第1章 概論

邯鄲學(xué)院化學(xué)系分析化學(xué)

AnalyticalChemistry1教學(xué)目的掌握分析化學(xué)的基本理論；訓(xùn)練化學(xué)分析的基本操作與技能；培養(yǎng)運(yùn)用分析化學(xué)理論，分析問題、解決問題的能力；發(fā)展獲取知識(shí)的創(chuàng)新能力；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；（理論課）（實(shí)驗(yàn)課）2教學(xué)內(nèi)容第1章概論(書中第1章）第2章分析化學(xué)中的誤差與數(shù)據(jù)處理（書中第3章）第3章酸堿滴定法（書中第5章）第4章絡(luò)合滴定法（書中第6章）第5章氧化還原滴定法（書中第7章）第6章沉淀滴定法及重量分析法（書中第8.9章）第7章吸光光度法（書中第10章）第8章分析化學(xué)中常用的分離和富集方法（書中第11章）第9章分析試樣的采集與制備（書中第2章，自學(xué)為主）3教學(xué)方式1.預(yù)習(xí)：2.課堂講授：3.精選作業(yè)：4.課后自學(xué)討論：5.實(shí)驗(yàn)教學(xué)：鞏固理論知識(shí)，訓(xùn)練操作，解決問題。認(rèn)真預(yù)習(xí)。對(duì)于核心的、最具遷移價(jià)值的知識(shí)點(diǎn)，深講；加強(qiáng)學(xué)科的思維方式和研究方法的教育；注重雙向交流。多做多練；基礎(chǔ)題和綜合開放的題目相結(jié)合。指導(dǎo)學(xué)生圍繞課程知識(shí)點(diǎn)廣泛閱讀，自學(xué)研討。4考核方式卷面考試課堂表現(xiàn)課外作業(yè)課前預(yù)習(xí)課堂聽課，記筆記課后鞏固，整理筆記閱讀參考資料合作學(xué)習(xí)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)合學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)方式5參考書(列舉部分）

1.武漢大學(xué)等，《分析化學(xué)》，第四版2.華中師范大學(xué)，東北師范大學(xué)，陜西師范大學(xué)等，《分析化學(xué)》，第三版3.林樹昌,胡乃非.《分析化學(xué)》(化學(xué)分析部分).4.彭崇慧,馮建章,張錫瑜,李克安,趙鳳林.《定量化學(xué)分析簡(jiǎn)明教程》.第2版5.R.Kellner,J.-M.Mermet,M.OttoandH.M.Widmer,Ed.,AnalyticalChemistry，WILEY-VCH,Weinheim,1998。中譯本，《分析化學(xué)》，李克安，金欽漢等6.汪爾康教授主編《21世紀(jì)的分析化學(xué)》7.分析化學(xué)期刊6第1章概論(Introduction)1.1分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用1.2分析方法的分類與選擇1.3分析化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史與發(fā)展趨勢(shì)1.4分析化學(xué)參考文獻(xiàn)（自學(xué)）1.5分析化學(xué)過程及分析結(jié)果的表示1.6滴定分析法概述1.7基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液1.8滴定分析中的計(jì)算第1次第2次7徐壽（1818-1884）：“考質(zhì)求數(shù)之學(xué)，乃格物之端，而為化學(xué)之極致也。”1950s：分析化學(xué)是研究物質(zhì)化學(xué)組成的分析方法及有關(guān)理論的一門學(xué)科，是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支。1.1分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用1、分析化學(xué)的定義1990s：分析化學(xué)是人們獲得物質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)信息的科學(xué)?，F(xiàn)在（FECS）：是一門發(fā)展并運(yùn)用各種方法、儀器和策略以獲取有關(guān)物質(zhì)在相對(duì)時(shí)空內(nèi)的組成和性質(zhì)的信息一門科學(xué)。分析化學(xué)的定義是一個(gè)發(fā)展、變化著的動(dòng)態(tài)概念！是信息科學(xué)的組成部分！82、分析化學(xué)的任務(wù)-1

確定物質(zhì)的化學(xué)組成

測(cè)量各組成的含量

表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)

表征組成、含量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)的動(dòng)力學(xué)特征——定性分析——定量分析——結(jié)構(gòu)分析形態(tài)分析能態(tài)分析——?jiǎng)討B(tài)分析9例1：某食堂食物中毒，取白色晶體物發(fā)面→小蘇打(NaHCO3)取白色晶體+水→溶解+H2SO4

→白色↓→BaSO4↓(Ba2+，Sr2+，Pb2+)

試液+AgNO3(HNO3)→白色↓

→AgCl↓(Cl-，Br-，I-)

2、分析化學(xué)的任務(wù)-21.確定物質(zhì)的化學(xué)組成——定性分析

(有什么？)BaCl2·2H2O思考：可知此白色晶體為？10例2：假食鹽(NaNO2，NaNO3)

NO2-：試液+HAc+KI(氧化還原)→I2(CCl4)→呈紫色→NO2氧化性

NO3-：

試液+HAc+Zn(還原)→NO2-可證明NO3-的存在思考：如何檢驗(yàn)？思考：如何檢驗(yàn)？2、分析化學(xué)的任務(wù)-3112、分析化學(xué)的任務(wù)-4

例3：鐵礦石含鐵<10%為貧礦，含鐵>30%為富礦具有可采價(jià)值。

若定性：若定量：2.測(cè)量各組成的含量——定量分析（有多少？）Fe3++SCN-(H+)→

FeSCN2+血紅Fe2++Cr2O72-(H+)→Fe3++2Cr3+122、分析化學(xué)的任務(wù)-5例4：茶葉中有哪些微量元素？茶葉中咖啡堿的含量？咖啡堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)？微量元素的形態(tài)？在不同的生長(zhǎng)階段，茶葉中的營養(yǎng)成分的變化？3.表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)、價(jià)態(tài)、能態(tài)、動(dòng)態(tài)——結(jié)構(gòu)分析、形態(tài)分析、價(jià)態(tài)分析、能態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析13

化學(xué)學(xué)科：無機(jī)、有機(jī)、物理化學(xué)

其他學(xué)科：生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)

新興學(xué)科：生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)

3、分析化學(xué)的作用-1（1）科學(xué)研究：14引自美DouglasA.Skoog等著AnalyticalChemistry2000,7thed.分析化學(xué)與化學(xué)的其他分支及其他科學(xué)的關(guān)系A(chǔ)nal.Chem.WZU.3、分析化學(xué)的作用-215（2）國民經(jīng)濟(jì)（3）國防建設(shè)：3、分析化學(xué)的作用-3工業(yè)：資源勘探和開發(fā)、工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)農(nóng)業(yè)：土壤普查；化肥、農(nóng)藥、農(nóng)副產(chǎn)品、質(zhì)檢、作物營養(yǎng)評(píng)價(jià)商貿(mào)：商品檢驗(yàn)環(huán)保：環(huán)境檢測(cè)、環(huán)境評(píng)價(jià)、三廢處理質(zhì)檢:食品檢測(cè)衛(wèi)生:疾病控制

核武器研制、輯毒、刑偵16“十一五”國家重大科技專項(xiàng)

“食品安全關(guān)鍵技術(shù)”（18個(gè)課題）課題01：食品安全檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范研究；課題02：農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)課題03：獸藥殘留檢測(cè)技術(shù)課題04：重要有機(jī)污染物的痕量與超痕量檢測(cè)技術(shù)課題05：生物毒素和中毒控制常見毒物檢測(cè)技術(shù)課題06：食品添加劑、飼料添加劑和違禁化學(xué)品檢測(cè)技術(shù)課題07：食品中主要人獸共患疾病及植物疫疾病病原體檢測(cè)技術(shù)課題08：全國食品污染監(jiān)控體系研究課題09：食源性疾病的pulsenet建立與檢測(cè)技術(shù)課題10：進(jìn)出口食品安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)研究3、分析化學(xué)的作用-417分析化學(xué)與社會(huì)和其它科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)系社會(huì)其它科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域社會(huì)需要研究與發(fā)展分析問題分析化學(xué)3、分析化學(xué)的作用-518

定性分析

Qualitativeanalysis物質(zhì)的組成

定量分析

Quantitativeanalysis物質(zhì)的含量

結(jié)構(gòu)分析

Structureanalysis物質(zhì)的結(jié)構(gòu)：形態(tài)分析

formationanalysis物質(zhì)的形態(tài)

能態(tài)分析

energy-stateanalysis物質(zhì)的能態(tài)1.2分析方法的分類與選擇

根據(jù)任務(wù)分類：分子結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)，分子聚集體的高級(jí)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(jí)結(jié)構(gòu)）DNA測(cè)序（DNASequencing)

1、分析方法的分類19Adenine(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201、分析方法的分類-2

無機(jī)分析Inorganicanalysis

有機(jī)分析Organicanalysis

藥物分析Pharmacologicalanalysis

水質(zhì)分析Wateranalysis

食品分析Foodanalysis

元素分析Elementalanalysis

工業(yè)分析Industrialanalysis

等等……

根據(jù)分析對(duì)象分類21

例行分析Routineanalysis

仲裁分析Arbitralanalysis

化學(xué)分析

Chemicalanalysis

儀器分析

Instrumentalanalysis根據(jù)作用分類根據(jù)測(cè)量原理分類

1、分析方法的分類-322根據(jù)取樣量分類根據(jù)含量分類

1、分析方法的分類-4方法試樣質(zhì)量/mg試液體/mL

常量(Meso)分析>100>10

半微量(semimicro)10~1001~10

微量(micro)0.1~10 0.01~1

超微量(ultramicro)<0.1<0.01

常量成分分析(>1%)

微量成分(0.01-1%)

痕量成分(<0.01%)

23

酸堿滴定滴定分析配位滴定

化學(xué)分析氧化還原滴定沉淀滴定重量分析可見吸光光度法光譜分析……儀器分析色譜分析電化學(xué)分析

……2、課程設(shè)置24常量組分測(cè)定采用化學(xué)分析法（相對(duì)誤差小，靈敏度低）微量組分測(cè)定采用儀器分析法（相對(duì)誤差大，靈敏度高）掌握各分析方法特點(diǎn)3、分析方法的選擇-125石灰石中鈣的測(cè)定，常量成分(>1%)?

采用化學(xué)分析法——滴定分析法石灰石中微量鐵的測(cè)定，微量成分

(0.01%~1%)?

采用儀器分析法——分光光度法。

例：3、分析方法的選擇-226人類有科技就有化學(xué)，化學(xué)從分析化學(xué)開始20世紀(jì)分析化學(xué)的三次大變革1.3分析化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史和趨勢(shì)第一次變革：四大平衡(1900～1940)理論——從技術(shù)發(fā)展成科學(xué)

第二次變革：物理與電子學(xué)的發(fā)展(1940～1950)：——從經(jīng)典分析化學(xué)發(fā)展為現(xiàn)代分析化學(xué)第三次變革：計(jì)算機(jī)應(yīng)用(1970～Present)：——使分析化學(xué)向一門信息科學(xué)轉(zhuǎn)化波義耳(Boyle)的元素學(xué)說的建立（1661）拉瓦錫(Lavoisier)的定量分析（1756）

27

1）提高靈敏度：2）解決復(fù)雜體系的分離和提高分析方法的選擇性：3）擴(kuò)展時(shí)空多維信息：4）微型化及微環(huán)境表征與測(cè)定：5）價(jià)態(tài)、形態(tài)分析及表征：六、三價(jià)鉻，有機(jī)、無機(jī)砷。6）生物大分子及生物活性物質(zhì)的表征與測(cè)定：活體分析7）非破壞性檢測(cè)及遙測(cè)：無損分析、遙測(cè)分析。8）自動(dòng)化及智能化2、現(xiàn)代分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)pmol/L(10-12mol/L)到zmol/L（10-21mol/L）,使檢測(cè)單個(gè)原子或單個(gè)分子成為可能。生命體系、中藥等，化合物已超過2650萬種?，F(xiàn)代NMR、MS的發(fā)展，可提供有機(jī)物分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)、空間排列構(gòu)型及瞬態(tài)等變化信息。芯片實(shí)驗(yàn)室、生物芯片。28芯片實(shí)驗(yàn)室（Labonachip）29勇氣號(hào)火星車30鳳凰號(hào)發(fā)現(xiàn)火星土壤中可能含有高氯酸鹽31Anal.Chem.;Electrophoresis;Anal.Chem.Acta;Talanta;Anal.Lett.;JournalofChromatographyA;

JournalofChromatographyB;JournalofSeparationScience;RapidCommunicationsinMassSpectrometry;etc.1.4分析化學(xué)參考文獻(xiàn)國內(nèi)外有影響的分析化學(xué)期刊：（P4-7自學(xué)）32國內(nèi)外有影響的分析化學(xué)期刊：

《分析化學(xué)》《分析試驗(yàn)室》《分析測(cè)試學(xué)報(bào)》《分析科學(xué)學(xué)報(bào)》《藥物分析雜志》《巖礦測(cè)試》《冶金分析》《理化檢驗(yàn)化學(xué)分冊(cè)》《分析化學(xué)文摘》《色譜分析》

33國內(nèi)外搜索引擎網(wǎng)址：http：///http：///網(wǎng)上化學(xué)化工期刊://化學(xué)化工資源導(dǎo)航站點(diǎn):///xxzy.asp/341、試樣的采取、處理與分解（第2章）2、分析化學(xué)中常見的分離與富集方法（第11章）3、分析測(cè)定（第5－10章）4、分析結(jié)果的計(jì)算與評(píng)價(jià)（第3、4章）1.5分析化學(xué)過程及分析結(jié)果表示1、分析化學(xué)過程35試樣的采集固體、液體、氣體樣品各有不同的取樣方法。重要的是應(yīng)使分析試樣具有代表性為使取樣具有代表性，所取樣品的最低量應(yīng)取決于下列因素：（1）樣品的顆粒大小；（2）樣品的均勻程度；（3）分析的準(zhǔn)確度。1、分析化學(xué)過程-2362、分析結(jié)果的表示-11)待測(cè)組分的化學(xué)表示形式

以元素形式的含量表示例：有機(jī)物或礦樣中的Fe、Cu、C、H、O、P、N等以氧化物形式的含量表示例：礦石分析中Fe2O3、P2O5等

以離子形式表示例：電解質(zhì)溶液中K+

、SO42-，等以待測(cè)組分實(shí)際存在形式含量的表示例：含氮量測(cè)定：NH3、NO3-、

N2O5、NO2-、N2O3372)待測(cè)組分含量的表示方法固體——質(zhì)量分?jǐn)?shù)例：wFe=0.5643或wFe=56.43%低含量：μg/g,ng/g氣體————體積百分?jǐn)?shù)；質(zhì)量濃度2、分析結(jié)果的表示-238液體——物質(zhì)的量濃度mol/L質(zhì)量摩爾濃度mol/kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)%（mB/mS)體積分?jǐn)?shù)%（VB/Vs)摩爾分?jǐn)?shù)（nB/nS)質(zhì)量濃度mg/L,ng/L,μg/L等2、分析結(jié)果的表示-3391.6滴定分析法概論1、滴定分析法及特點(diǎn)

滴定分析法--------將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液（標(biāo)準(zhǔn)溶液）滴加到待測(cè)物的溶液中，或者將被測(cè)物質(zhì)的溶液滴加到標(biāo)準(zhǔn)溶液中，直到所加的試劑與被測(cè)物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)完為止，再根據(jù)試劑溶液的濃度和用量，算出待測(cè)組分的含量。滴定管滴定劑被滴定溶液2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3什么是滴定分析法？40滴定法常用術(shù)語（1）滴定劑：（2）滴定：（3）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：（stoichiometricpoint

）已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液把滴定劑從滴定管滴加到被測(cè)物質(zhì)溶液中的過程標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測(cè)物質(zhì)定量反應(yīng)完全的那一點(diǎn),即為“化學(xué)計(jì)量點(diǎn)”，簡(jiǎn)稱計(jì)量點(diǎn)并用sp表示。1、滴定分析法及特點(diǎn)-241（4）滴定終點(diǎn)(endpoint)：指示劑變色的那一點(diǎn)，稱為滴定終點(diǎn)并用ep表示。（5）終點(diǎn)誤差Et(titrationerror)：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不相符而造成的分析誤差稱為終點(diǎn)誤差。1、滴定分析法及特點(diǎn)-342正確理解化學(xué)計(jì)量點(diǎn)（sp）

如NaOH+HCl=NaCl+H2O滴定前0.0002.000mmol滴入1.000(2.000-1.000)mmol

反應(yīng)未完全滴入