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1、 分 析 化 学 主讲教师：王敏 手机：13710996021 Email：wangmin 1 教学安排 w 学时：32学时 w 星期一（单周）：12节，310208 星期三（单双）：34节，310311 w 教材：分析化学,化学工业出版社，2009 w 作业：每星期三课后交 w 成绩评定：考试 70%，平时 30%。 w 实验课：16学时（四次实验） 2 主要参考书 w 定量分析化学，中国科技大学，高等教育 出版社，2000 w 分析化学（第四版），武汉大学等，高等 教育出版社，2000 w 仪器分析，赵藻藩等，高等教育出版社， 2002 3 w 分析化学例题与习题，武汉大学，高等教 育出版
2、社，1997 w 21世纪的分析化学，汪尔康主编，科学出 版社，1999 w 分析化学新进展，汪尔康主编，科学出版 社，2002 4 w 内容相对比较简单； w 但内容多，学时少； w 需要记忆的内容比较多。 w 需要课余时间自学 w 需要记笔记 预习：掌握学习重点 复习：认真对待作业和参考书 分析化学课程的特点： 5 导 言 w1分析化学的定义、任务和作用 w2 分析化学的特点和分类 w3 分析化学的发展趋势 6 什么是分析化学？什么是分析化学？ 7 2004年东南亚海啸 8 汶川地震 DNA鉴定专家辨认死者遗体 9 Using 96-capillary array scanner with
3、 automated sample and gel-matrix loading, the total run time for sequencing more than 500 bases is 100 10100 0.1 10 10 1 10 0.01 1 1%）微量组分（0.01-1%） 痕量组分（0.01%） 30 分析方法的分类4 根据分析对象不同分为： w 无机分析 对象：无机物； 要求：鉴定组成和测定含量。 w 有机分析 对象：有机物; 要求：官能团分析和结构分析。 31 分析方法的分类5 根据具体要求不同分为： w 例行分析 分析实验室日常分析工作称为例行分析， 也称为常规分析
4、。 w 仲裁分析 当对某一分析结果有争议时，请有权威的 单位采用标准方法进行分析测定。 32 3 分析化学的发展 w分析化学的历史 起源：古代炼金术 手段：人类的感官和双手 16世纪：天平的出现，向定量迈进了一大步 19世纪：化学方法(Wet Chemistry) 鉴定物质的组成和含量的技术 33 20世纪以来分析化学的主要变革 34 分析化学的发展 35 现代分析化学学科发展趋势及特点 提高灵敏度 复杂体系的分离及分析方法选择性的提高 扩展时空多维信息 微型化及微环境的表征与测定 形态、状态分析及表征 生物大分子及生物活性物质的表征与测定 非破坏性检测及遥控 自动化与智能化 36 4 定量分
5、析过程 取样分解试样 测 定 （中间处理，包括干扰的分离、 预测定等） 数据处理 评价分析结果 的可信程度 4.1 定量分析步骤 37 试样的采集、制备及分解 一、 分析试样的采集与制备 w 试样采集要求：分析试样的组成能代表整 批物料的平均组成。 w 否则，无论分析工作做得怎样认真准确， 所得结果也无实际意义；更有害的是提供了 无代表性的分析数据，会给实际工作造成严 重的混乱。 38 采样的基本术语 w 1. 物料 w 2 试样物料 w 3 试样 w 4 子样 w 5 子样的数目（颗粒大小，均匀程度，杂质含量） w 6 平均试样物料 w 7分析化验单位 39 液体液体 固体固体 气体气体 试
6、样的采集 1.物料流 2.物料堆 3. 输送工具 1.江河 2.大贮罐 3.小瓶 1.正压 2.常压 3.负压 40 固体试样的采集 w 物料流中 w 运输工具中 w 物料堆中 12m h=0.3m m=5kg 41 固体试样的制备1 破碎 粉碎过筛混匀 100-200目 缩分 四分法 粗鄂式破碎机 细鄂式破碎机 42 固体试样的制备2 过筛 w 为了控制试样的粒度，常采用过筛的方法， 即让破碎后的试样通过一定筛孔的筛子。 筛号(网目)2040608 0100120200 孔径/mm0.830.42 0.250.18 0.15 0.1250.074 未通过筛孔的粗粒不可抛弃，需要进一步粉碎，直
7、至全部通 过，以保证所得样品能代表整个被测物料的平均组成。 43 固体试样的制备3 混匀 w 混匀法通常有人工混匀和机械混匀两种。 w 人工法是将实验室样品置于光滑而干净的混凝土 或木制平台上，用堆锥法进行混匀。用铁铲将物料 堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起， 在距圆锥一定距离的地方重新堆成另一个圆锥，每 一铲的物料必须从锥顶自然洒落。来回反复操作3次 ，即可认为样品混合均匀。 w 机械混匀法是将物料倒入机械搅拌器中，启动机 器，经一段时间的运作，即可将物料混匀。 44 固体试样的制备4 缩分 45 （一） 矿石试样 根据堆放情况，从不同的部位和深度选取多个 取样点进行取样，混合后进
8、行分析试样的制备。 试样的制备：破碎、过筛、混匀和缩分 筛号（目）20406080100120200 筛孔大小/mm0.830.420.250.177 0.149 0.125 0.074 注意点： 1. 采样及缩分均要符合采样公式(Mm) 2. 必须保证所有试样均过筛 46 例：已知铝锌矿的K0.1，a2。 (1)采取的原始试样最大的颗粒直径为30mm。问 最少应采样多少才具有代表性? (2)将原始试样破碎并通过直径为3.36mm的筛孔，再 用四分法进行缩分，最多应缩分几次？ (3)如果要求最后所得试样不超过100g，问试样应通 过筛孔的直径为几毫米？ 47 采集平均试样时的最小质量 筛号/目
9、筛孔直 径/mm 最小质量/Kg K=0.10.20.30.51.0 36.724.529.0313.5522.645.2 63.361.132.263.395.6511.3 102.000.400.801.202.004.00 200.830.0690.140.210.350.69 400.420.0180.0350.0530.0880.176 600.250.0060.0130.0190.0310.063 800.1770.0030.0060.0090.0160.031 48 （二）金属或金属制品 1. 高温熔炼的金属制品 2. 粗制品（钢锭、铸铁） 3. 硬度较强的金属制品（白口铁、硅钢
10、） （三）粉状或松散物料试样 粉状或松散物料如盐类、化肥、农药和精矿盐类、化肥、农药和精矿等 湿存水的处理 表面和孔隙中所含的水分 烘箱中进行（100105）、气流风干（受热易 分解） 49 液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少 当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分别 采样，混合均匀后作为分析试样，以保证它的代 表性 液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶 ，一般情况下 两者均可使用。但当要检测试样中的有机物时， 宜选用玻璃器皿；而要测定试样中微量的金属元 素时，则宜选用塑料取样器，以减少容器吸附和 产生微量待测组分的影响 液体试样 50 液体试样的化学组成容易发生变化，应立 即对其进行测试 应
11、采取适当保存措施，以防止或减少在存 放期间试样的变化 保存措施有：控制溶液的pH值、加入化学 稳定试剂、冷藏和冷冻、避光和密封等。 采取这些措施旨在减缓生物作用、化合物或配合物的水 解、氧化还原作用及减少组分的挥发。保存期长短与待 测物的稳定性及保存方法有关。 液体试样 51 52 53 w 根据水种类：天然水（河、湖、海、地下）；用 水（引用、工业用、灌溉）；排放水（工业废水、 城市污水） w 根据分析项目要求 w 采样多变性：河水上、中、下（大河：左右两 岸和中心线；中小河：三等分，距岸1/3处）；湖 水-从四周入口、湖心和出口采样；海水-粗分为 近岸和远岸；生活污水-与作息时间和季节性食
12、物 种类有关；工业废水-与产品和工艺过程及排放时 间有关 w 水样的保存和予处理 对于不同测定项目，采用 不同目的的保存方法 水样 54 贮藏的液体物料 55 静态气体试样 直接采样，用换气或减压的方法将气体试 样直接装入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接与气体分析仪连接 动态气体试样 采用取样管取管道中气体，应插入管道1/3 直径处，面对气流方向 常压，打开取样管旋塞即可取样。若为负压，连接抽气泵 ，抽气取样 固体吸附法取样 用装有吸附剂如硅胶（吸附带氨基、羟 基的气体）、活性炭（吸附苯、四氯化碳） 、活性氧化铝 和分子筛等的柱子吸附气体，吸附的气体用加热法或萃取 法解脱，或与GC连接检测 对于大气粉
13、尘采用过滤式、冲击式和静电式取样，过滤式 最普遍-采用玻璃纤维素纤维(0.3 mm)过滤 气体试样 56 57 其组成因部位和时季不同而有较大差异 采样应根据需要选取适当部位和生长发育阶段进 行，除应注意有群体代表性外，还应有适时性和 部位典型性 鲜样分析的样品，应立即进行处理和分析，生物 试样中的酚、亚硝酸、有机农药、维生素、氨基 酸等在生物体内易发生转化、降解或者不稳定的 成分，一般应采用新鲜样品进行分析 生物试样 58 59 生物试样：肌肉、肝、肾、皮肤、血液、蛋奶， 尿液，血浆、粪便等；对组织样品宜分取一个完 整的解剖部分 储存生物材料的容器材料有塑料和玻璃，注意储 存期间吸附：塑料易
14、吸附脂溶性组分，玻璃易吸 附碱性物质 固体样品制备除一般程序外，还有离心、过滤、 防腐和抑制降解等 血样：血浆、血清、血液 尿样注意酸败和细菌污染，4度冷藏和加入氯仿 或甲苯防腐 60 冷冻干燥法 样品放在冷冻干燥室内，抽真空至 1.3-6.5bar（10-50mmHg),水变成冰，2-3天后冰 全部升华 用于水样的浓缩，植物、动物血清和其它含有易 挥发组分的干燥 NBS的果叶、牛肝、菠菜叶、松针、米粉、面粉 、河沉积物等标准物质用冷冻干燥技术，未发现 易挥发的As,Hg等损失，I有明显损失，Br在酸性 溶液中有损失 61 试样的分解的要求试样的分解的要求 1. 试样必须完全分解（完全转入到溶
15、液中） 2. 试样分解过程中待测组分不应挥发损失 3. 不应引入待测组分和干扰物质 例如：钢样中的P： 4. 选择合适的方法和分析器皿 62 （一）溶解法 1 无机试样的分解 1. 水溶 法 可溶性的无机盐 2. 酸溶 法 盐酸：酸性、还原性、络合 硝酸：几乎所有的硝酸盐都是可溶的(Pt,Au) a) 钝化（铁、铝、铬等） b) 硫化物矿样的良好溶剂 c) 可用于破坏钢铁样品中的碳化物 63 硫酸： d) HNO3与H2O2混用分解有机物（毛发、 肉类等） e) 制成王水（3：1）和逆王水（1：3） f) 煮沸除去低价氮氧化物 钙、锶、钡、铅的硫酸盐不溶于水 a) 硫酸盐的溶解度常比相应的氯化
16、物的低 b) 热的浓硫酸具有强氧化性，可以破坏试 样中的有机物 c) 硫酸是高沸点酸（338）因此当硝酸、 盐酸、氢氟酸的阴离子干扰测定时可加 入硫酸并蒸发直冒白烟以除去。 64 磷酸： 高氯酸： 氢氟酸： 中强酸、具有较强的络合能力 单独使用磷酸时，加热的温度不易过 高、时间不易过长（500-600、5min）， 否则易生成微溶性的焦磷酸盐，同时腐蚀玻璃生 成聚硅磷酸而粘结于皿底。 沸点较高、强氧化性（浓、高温） 可用来除去低沸点酸，残渣易溶于水，而硫酸 的不易溶解； 弱酸、氟离子具有强的络合能力 常与氧化性（HNO3）或强酸性(H2SO4)的酸一起 使用；SiF4；器皿使用铂皿或聚四氟乙烯，但 温度大于250时将产生有毒气体全氟异丁烯 65 3. 碱、碳酸盐和氨溶法 碱：常用来溶解两性金属和酸性氧化物 碳酸盐：硫酸盐；氨：配位作用 （二）熔融法 定义：熔融法是将试样与固体熔剂混合，在高温下 加热，利用试样与熔剂发生的复分解反应，使试样
