分析化學(xué)-緒論課件

分析化學(xué)AnalyticalChemistry分析化學(xué)

AnalyticalChemistry

參考書(shū)教學(xué)安排教學(xué)目的考核方式分析化學(xué)化學(xué)學(xué)科的所有分支物理、天體物理、天文和生物物理工程學(xué)、民事、化學(xué)、電以及機(jī)械醫(yī)學(xué)、臨床化學(xué)藥物化學(xué)、藥學(xué)毒物學(xué)生物學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和動(dòng)物學(xué)地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)和古生物學(xué)環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和海洋科學(xué)農(nóng)業(yè)、動(dòng)物科學(xué)農(nóng)作物科學(xué)、食品科學(xué)、園藝學(xué)和土壤科學(xué)材料科學(xué)、冶金學(xué)和高分子科學(xué)等學(xué)科人類基因組計(jì)劃提出者：美國(guó)科學(xué)家RenatoDulbecco計(jì)劃內(nèi)容：美國(guó)政府1990年10月1日正式啟動(dòng)的，預(yù)計(jì)用時(shí)15年，耗資30億美元。其最終目標(biāo)是：測(cè)定基因組的全部序列，弄清整個(gè)基因組的的結(jié)構(gòu)、功能及其表達(dá)產(chǎn)物，徹底了解人類生命活動(dòng)本質(zhì)。人類基因組計(jì)劃進(jìn)展：也不是一帆風(fēng)順1997年，在耗費(fèi)了巨額資金和一半預(yù)定時(shí)間之后，多國(guó)合作小組僅完成了３％的測(cè)序工作。多通道毛細(xì)管電泳的發(fā)明2003年4月14日，人類基因組序列圖繪制成功，美國(guó)“鳳凰號(hào)”火星探測(cè)器

這張照片是濕化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的四個(gè)組件。濕化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是“鳳凰”號(hào)火星探測(cè)器攜帶的顯微、電子化學(xué)暨傳導(dǎo)分析儀（MECA）的組成部分。照片是在“鳳凰”號(hào)2007年8月4日發(fā)射前拍攝的美國(guó)“鳳凰號(hào)”火星探測(cè)器這是“鳳凰”號(hào)濕化學(xué)實(shí)驗(yàn)室（WCL）對(duì)火星土壤樣本進(jìn)行分析的圖示。通過(guò)將少量土壤溶解于水，濕化學(xué)實(shí)驗(yàn)室試圖確定溶液的pH值，鎂、鈉陽(yáng)離子或氯化物、溴化物、硫酸根離子等礦物質(zhì)含量，以及傳導(dǎo)性和氧化還原電勢(shì)等特性。

生命無(wú)常1中國(guó)參予的人類3號(hào)染色體測(cè)序完成

06年4月《Nature》2美國(guó)研究人員發(fā)表癌癥基因組測(cè)序結(jié)果

06年8月

《Science》3人類X染色體基因測(cè)序完成

05年3月《Science》4測(cè)序技術(shù)質(zhì)的飛躍—速度提高100倍（皮升級(jí)反應(yīng)器）05年5水體污染的激光誘導(dǎo)熒光非接觸監(jiān)測(cè)技術(shù)裝備系統(tǒng)

---利用激光誘導(dǎo)熒光光譜法，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體多組成份有機(jī)物的在線遙測(cè)。6形成地球的物質(zhì)是從哪里來(lái)的?----類似太陽(yáng)系中早期物質(zhì)的地球上的巖石和隕石，發(fā)現(xiàn)它們的原子組分與這些早期物質(zhì)有很大的不同。1麥當(dāng)勞薯?xiàng)l—反式脂肪酸超標(biāo)

2月8日2福壽螺—廣州管圓線蟲(chóng)病

6月24日,北京

3人造蜂蜜—增稠劑、防腐劑等

7月,武漢

4瘦肉精—鹽酸克倫特羅

9月13日,上海

5大閘蟹—硝基呋喃類代謝物

10月18日,臺(tái)灣6紅心鴨蛋—蘇丹紅

11月12日,北京

7多寶魚(yú)—硝基呋喃類代謝物和漁藥殘留

11月17日,上海

8桂花魚(yú)—孔雀石綠

11月底,香港

9黑豬油—?jiǎng)《巨r(nóng)藥六六六和滴滴涕

12月初,臺(tái)州

10陳化糧——黃曲霉毒素

12月15日,北京、天津

“食”面埋伏環(huán)境保護(hù)1.

碘鹽：黑龍江省集賢村，1000多人中有約200個(gè)傻子，引用水、土壤嚴(yán)重缺碘所致。2.

置人于死地的骨骼痛—鎘：1955年日本富山縣，痛痛病，骨骼嚴(yán)重變形，發(fā)脆易折，鎘中毒。村子上游是神崗鉛鋅礦區(qū)，廢水中含鎘，灌溉稻田，污染飲水。鎘使骨骼脫鈣，造成骨質(zhì)疏松。痛苦終生。3.肉毒桿菌毒素：迄今最毒的致死毒素,據(jù)推算,成人致死量?jī)H需一億分之七克(70ng),有7種不同免疫型體.參考書(shū)武漢大學(xué)：分析化學(xué)（第五版），高等教育出版社，2006北京大學(xué)：分析化學(xué)教程，北京大學(xué)出版社，2005R.Kellneretal.,(FECS)AnalyticalChemistry（李克安等譯：分析化學(xué)，北京大學(xué)出版社，2001）D.Harvey:(McGrawHill)ModernAnalyticalChemistry華中師范大學(xué)編：

分析化學(xué)（1986）梁文平，莊乾坤主編.分析化學(xué)的明天，科學(xué)出版社，2003教學(xué)安排（48+3）第一章緒論（1學(xué)時(shí)）第二章定量分析概論（2學(xué)時(shí)）第三章分析化學(xué)中的誤差與數(shù)據(jù)處理（3學(xué)時(shí)）第四章滴定分析概述及酸堿滴定法（9學(xué)時(shí)）第五章配位滴定法（9學(xué)時(shí)）第六章氧化還原滴定法（6學(xué)時(shí)）第七章沉淀滴定法和重量分析法（6學(xué)時(shí)）第八章吸光光度法（6學(xué)時(shí)）第九章分析化學(xué)中常用的分離和富集方法（3學(xué)時(shí)）第十章分析化學(xué)中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制（3學(xué)時(shí)）教學(xué)目的——

知識(shí)、能力、素質(zhì)綜合發(fā)展知識(shí)——掌握分析化學(xué)的基本理論能力——運(yùn)用分析化學(xué)理論發(fā)現(xiàn)、提出、解決分析化學(xué)問(wèn)題的能力，獲取知識(shí)、發(fā)展與創(chuàng)新知識(shí)的能力素質(zhì)——將獲取的知識(shí)、能力內(nèi)化于身心，升華為品質(zhì)與素養(yǎng)考核方式總評(píng)成績(jī)：100分，包括平時(shí)：10%（作業(yè)和考勤）課程論文：10%期中考試：20%期末考試：60%緒論分析化學(xué)的任務(wù)與作用分析化學(xué)的分類分析化學(xué)的發(fā)展定量分析過(guò)程分析化學(xué)的定義

（FECS對(duì)分析化學(xué)的定義）分析化學(xué)是一門發(fā)展并運(yùn)用各種理論、方法、儀器及策略以在時(shí)空的維度里獲得有關(guān)物質(zhì)組成及性質(zhì)信息的一門科學(xué)。分析化學(xué)是研究分析方法的科學(xué)或?qū)W科是化學(xué)的一個(gè)分支是一門人們賴以獲得物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的信息的科學(xué)是科學(xué)技術(shù)的眼睛、尖兵、偵察員，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)學(xué)科

確定物質(zhì)的化學(xué)組成——定性分析

測(cè)量各組成的含量——定量分析

表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、構(gòu)象、形態(tài)、能態(tài)——結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)象分析，形態(tài)分析、能態(tài)分析

表征物質(zhì)組成、含量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)的動(dòng)力學(xué)特征——?jiǎng)討B(tài)分析分析化學(xué)的任務(wù)分析化學(xué)的分類分析化學(xué)按分析任務(wù)：定性、定量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能量按分析方法化學(xué)分析方法儀器分析方法以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法重量分析滴定分析：酸堿、配位、氧化還原、沉淀光學(xué)法：紅外、紫外、原子吸收、發(fā)射等電學(xué)法：電位、電導(dǎo)、庫(kù)侖、

極譜分析色譜法：氣相、液相、薄層、紙、柱色譜等其它：質(zhì)譜、核磁共振、免疫分析按分析對(duì)象：無(wú)機(jī)、有機(jī)、生物按應(yīng)用領(lǐng)域藥物分析、水質(zhì)分析、食品分析、工業(yè)分析、刑偵分析、臨床分析、環(huán)境分析等按試樣量：常量、半微量、微量、超微量分析常量分析：>100mgor>10mL半微量：10~100mgor1~10mL微量：0.1~10mgor0.01~1mL超微量：<0.1mgor<0.01mL按作用：例行分析、仲裁分析化學(xué)分析法chemicalanalysis以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的分析方法待測(cè)物Analyte+試劑Reagent

產(chǎn)物Product重量分析法gravimetry容量分析法（滴定分析法）volumetry,titrimetry化學(xué)分析法可溶性鋇鹽中鋇含量的測(cè)定(重量法）：溶樣稀H2SO4BaSO4

過(guò)濾洗滌灼燒計(jì)算Ba%Fe3+還原劑Fe2+K2Cr2O7V

C稱樣硫-磷混酸溶樣mSFe3+mp稱樣HClmS稱重mp鐵礦中鐵含量的測(cè)定（滴定分析法）：儀器分析法instrumentalanalysis

依據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)及物理化學(xué)性質(zhì)建立起來(lái)的分析方法，通常使用特殊的儀器。光學(xué)分析法spectralanalysis電化學(xué)分析法electroanalysis色譜分離分析法chromatography等等例：分光光度法測(cè)定微量鐵（物理化學(xué)方法，physicochemicalmethod）。

32+桔紅色

max鄰二氮菲儀器分析法例：KMO4對(duì)光有吸收，可用分光光度法直接測(cè)定其濃度（依據(jù)物理性質(zhì)，物理方法，Physicalmethod）?；瘜W(xué)分析與儀器分析方法比較項(xiàng)目化學(xué)分析法（經(jīng)典分析法）儀器分析法（現(xiàn)代分析法）物質(zhì)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)物理、物理化學(xué)性質(zhì)測(cè)量參數(shù)體積、重量吸光度、電位、發(fā)射強(qiáng)度等等誤差0.1%~0.2%1%~2%或更高組分含量1%~100%<1%~單分子、單原子理論基礎(chǔ)化學(xué)、物理化學(xué)（溶液四大平衡）化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、電子學(xué)、生物、等等解決問(wèn)題定性、定量定性、定量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)、動(dòng)力學(xué)等全面的信息分析方法的選擇對(duì)測(cè)定的具體要求

根據(jù)分析目的要求，選擇適宜的分析方法。在保證滿足準(zhǔn)確度和靈敏度要求的情況下，選用較快速的測(cè)定方法。

被測(cè)組分的性質(zhì)

根據(jù)被測(cè)組分的性質(zhì)，選擇合適的分析方法。一般從酸堿性、氧化還原性、能否形成沉淀和絡(luò)物以及能否形成有色物質(zhì)等性質(zhì)來(lái)考慮。被測(cè)組分的含量

根據(jù)被測(cè)組分的含量，選擇合適的分析方法。常量組分一般采用滴定分析法或重量分析法；當(dāng)重量分析法和滴定分析法均可采用的情況下，一般采用滴定分析法。微量組分采用光度分析法或其它儀器分析法。共存組分的影響

在選擇分析方法時(shí)，必須考慮干擾組分對(duì)測(cè)定的影響，盡量選擇特效性較好的分析方法或者加入掩蔽劑或者控制條件可以消除干擾的方法。

起源：古代煉金術(shù)

手段：人類的感官和雙手16世紀(jì)：天平的出現(xiàn)，向定量邁進(jìn)了一大步19世紀(jì)：化學(xué)方法，鑒定物質(zhì)的組成和含量的技術(shù)分析化學(xué)的歷史20世紀(jì)以來(lái)分析化學(xué)的主要變革時(shí)期1900～19401940～19501970～Present特點(diǎn)經(jīng)典分析－化學(xué)分析為主近代分析－儀器分析為主現(xiàn)代分析－實(shí)驗(yàn)與化學(xué)計(jì)量學(xué)相結(jié)合理論熱力學(xué)溶液四大平衡熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)物理動(dòng)力學(xué)儀器分析天平光度極譜電位色譜自動(dòng)化分析儀聯(lián)用技術(shù)分析對(duì)象無(wú)機(jī)化合物有機(jī)和無(wú)機(jī)樣品有機(jī)、無(wú)機(jī)、生物及藥物樣品分析化學(xué)與Nobel獎(jiǎng)2002年，約翰·芬恩、田中耕一、庫(kù)爾特·維特里希因，生物大分子結(jié)構(gòu)分析、質(zhì)譜分析分析化學(xué)的進(jìn)展1.由分析對(duì)象來(lái)看生物活性物質(zhì)2.由分析對(duì)象的數(shù)量級(jí)來(lái)看3.由分析自動(dòng)化程度來(lái)看常量微量痕量分子水平手工操作儀器自動(dòng)全自動(dòng)智能化儀器有機(jī)物分析無(wú)機(jī)物分析分析化學(xué)的主要發(fā)展趨向提高靈敏度解決復(fù)雜體系的分離問(wèn)題以及提高分析方法的選擇性擴(kuò)展時(shí)空多維信息微型化及微環(huán)境的表征與測(cè)定形態(tài)、狀態(tài)分析及表征生物大分子及生物活性物質(zhì)的表征與測(cè)定非破壞性檢測(cè)及遙控自動(dòng)化與智能化現(xiàn)代分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn)定量分析的過(guò)程分析問(wèn)題的確定取樣樣品的處理測(cè)量計(jì)算與分析結(jié)果的表示第二章定量分析概論5數(shù)據(jù)分析DataAnalysis12436樣品制備SamplePreparation樣品采集Sampling樣品測(cè)定SampleAnalysis問(wèn)題提出FormulationQuestion結(jié)果報(bào)告WritingReports定量分析過(guò)程分析問(wèn)題的確定Natureofsample?Analyte?Ion?Molecules?Functiongroup?

Quatitativeorquantitative?Howmuchobject(sample)?Matrixofcomposition?Singleormulti-component?Timeavailable?Samplesupplyrepeatedly?Destructionornon-destruction?Lookforacontinuoussystem?

分析方案首選標(biāo)準(zhǔn)方法樣品采集

樣品采集：根據(jù)分析對(duì)象是氣體、液體、或固體，采用不同的取樣方法。在取樣過(guò)程中，最重要的一點(diǎn)是要使分析試樣具有代表性。Lot

分析對(duì)象總體Sampleunit取樣單元SampleincrementGrosssampleSubsampleTestsample

Analysis樣品增量樣品總體二次樣品測(cè)試樣品分析測(cè)試問(wèn)題：應(yīng)取多少樣品？如何進(jìn)行二次取樣？如何制備測(cè)試用樣品？隨機(jī)取樣示意圖FormconePouronapexFlattenReformconePouronapex

FlattenReformcornPouronapex

Repeatasoftenasnecessary

固體取樣：樣品增量逐一混合示意圖固體樣品的破碎、過(guò)篩、混勻、縮分四分法縮分標(biāo)準(zhǔn)篩的篩號(hào)及孔徑的大小破碎與過(guò)篩重復(fù)進(jìn)行直至全部過(guò)篩；篩孔的選擇以樣品處理的難易程度確定，二次取樣的量由篩孔徑確定。問(wèn)題一次破碎、過(guò)篩后，需要縮分幾次？取樣最小量經(jīng)驗(yàn)公式根據(jù)樣品最大顆粒重量計(jì)算取樣量的經(jīng)驗(yàn)公式Ws:取樣的最小重量(kg)；Wmax:最大顆粒的重量(kg)；

b為比例系數(shù)，一般取值0.2。根據(jù)樣品最大顆粒直徑計(jì)算取樣量的經(jīng)驗(yàn)公式mQ:試樣最小質(zhì)量（kg）；k:縮分常數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值（一般取值0.05~1kg.mm-2）；d:試樣的最大粒度（mm）mQ≥kd

2采樣與縮分試樣量計(jì)算示例例：采集礦石樣品，若試樣的最大直徑為10mm，k=0.2kg/mm2,則應(yīng)采集多少試樣？解：mQ≥kd

2=0.2102=20(kg)例：有一樣品mQ=20kg，

k=0.2kg/mm2,用6號(hào)篩過(guò)篩,問(wèn)應(yīng)縮分幾次？解：mQ≥kd

2=0.23.36

2=2.26(kg)

縮分1次剩余試樣為20

0.5=10(kg)

縮分3次剩余試樣為20

0.53=2.5(kg)≥2.26，故縮分3次從分析成本考慮，樣品量盡量少，從樣品的代表性考慮，不能少于臨界值mQ≥kd2樣品預(yù)處理Samplepre-treatment樣品預(yù)處理的目的：使樣品的狀態(tài)和濃度適應(yīng)所選擇的分析技術(shù)樣品預(yù)處理的依據(jù)：物質(zhì)性質(zhì)（生物樣品的有機(jī)分子或元素等）干擾情況（是否需要分離等）測(cè)定方法（是否需要富集等）樣品預(yù)處理的原則：防止待測(cè)組分的損失避免引入干擾分解試樣：溶解、熔融、消解溶解：

水溶（例NH4SO4中含氮量的測(cè)定)

酸溶（HCl,H2SO4,HNO3,HF等及混合酸分解金屬、合金、礦石等）

堿溶（例NaOH溶解鋁合金分析Fe、Mn、Ni含量）熔融：

酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物礦石）

堿熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性礦物質(zhì)）熔融示例鉻鐵礦Na2O2熔融水浸取CrO42-Fe、Mn氫氧化物沉淀高溫分解，酸提取氧瓶燃燒法消化——測(cè)定有機(jī)物中的無(wú)機(jī)元素

濕式消化：硝酸和硫酸混合物作為試劑

干式灰化法消除干擾：

掩蔽改變干擾物質(zhì)的反應(yīng)活性

分離氧化還原掩蔽法配合掩蔽沉淀掩蔽酸堿掩蔽沉淀分離萃取分離色譜分離等

富集：enri