第1章节分析化学武汉大学概论幻灯片

《第1章节分析化学武汉大学概论幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章节分析化学武汉大学概论幻灯片（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、自我介绍,丁亚平,分析化学教研室,教授、博导. 联系电话: 66134734;66132930 办公室：H303 电话：66132930 科研实验室：H307；电话：66134734,上一页,第一章 绪 论,1-1 分析化学的定义、任务及作用 1-2 分析化学的分类 1-3 分析化学的发展简史,1-1. 分析化学的定义、任务及作用,1、定义 2、任务 3、作用 4、如何学好分析化学,上一页,1. 分化的定义,分析化学是化学学科的一个重要分支（化学学科包括了：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学等）分析化学是人们获取物质的组成和结构信息的一门学科。随着时代的发展，科技的发展，分析化

2、学也在发展。随着它向各学科领域的渗透，现在的分析化学已经发展到了一个以多学科为基础的分析科学的阶段了。,上一页,2. 分化的任务,分析化学的定义已经决定了分析化学的任务包括以下三个方面： 1） 确定物质的化学组成定性分析 2） 测量各组分的含量定量分析 3） 表征物质的化学结构结构分析,上一页,提高灵敏度 解决复杂体系的分离问题以及提高分析方法的选择性 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检测 自动化与智能化检测,现代分析化学学科发展趋势及特点,3. 分化的作用,分析化学的作用分成三个方面： 1） 对科学研

3、究的作用 2） 在国民经济和工农业生产发面的作用 3) 对后续课程学习的作用,上一页,1）对科学研究的作用,几乎所有的科学研究领域只要涉及化学现象，就要用到分析化学。 例： 化学研究领域：元素的发现、原子量的测定。 定理的证明：质量作用定律、定比、倍比等化学基本定律。 材料科学领域：无论是建筑材料还是功能材料。 环境科学：温室效应、酸雨、臭氧层破坏和水质污染等。 生命科学研究：基因诊断，生物芯片、传感器和基因组计划。 例如大家熟知的，耗资30亿的人类基因组计划，其中DNA的测序工作提前完成。这完全得益于分析技术的迅速发展。又如现在的纳米生物技术及生物芯片技术和生物传感器技术的开发与运用都离不开

4、分析化学。,上一页,2）在国民经济和工农业生产发展方面作用,在工业上，从原料筛选到工艺流程控制及产品的质量检验方面都离不开分析化学； 农业上，土壤普查、植物营养诊断、农药残留和降解等也会应用到分析化学； 冶金勘探，医疗卫生中的看病化验，体育竞技中的兴奋剂检验，刑侦分析中的毛发血迹化验，市场打假，环境监测等各个方面，分析化学都发挥着其无可替代的作用。,上一页,3）对后续课程学习的作用,分析化学是一门重要的基础学科，与许多后续课程有着密切的关系，如：钢铁冶金、环境检测、环境化学、材料化学等等。学好分析化学对这些后续课程的学习有很大的帮助。,上一页,4. 如何学好分析化学,1）预习：由于大学上课进度

5、较快，可花20分钟到半小时先浏览一遍，记下重点难点，上课时重点听、记。 2）记笔记：对老师上课的重点难点问题要做上记号，复习时才能做到层次分明，不会眉毛胡子一把抓。 3）要理论和实践并重：上课时要认真听，实验也要认真做，操作要规范。数据记录要实事求是，要有量的概念。 要学会看参考书：理科和工科的都可以参考，要结合起来看。其中理科的重理论，做出了重点解释，而工科的简明扼要，做出了归纳，偏重于实际应用。英语好的还可以参考一些外文资料。,其他要求： 充分利用网路资源和期刊杂志 http:/ http:/ http:/ https:/ 分析化学期刊 高等学校化学学报 大学化学,1-2. 分析化学的分类

6、,1、根据任务分 2、根据测定对象分 3、根据测定的原理分 4、根据样品的用量（分析的要求）分 5、根据组分含量分 6、其他,上一页,1.根据任务分类,定性分析 有什么？ 成分分析 定量分析 有多少？ 分析化学 结构分析 怎样组合，什么结构？,上一页,2. 根据测定对象分类,无机分析：分析的重点是组成和含量 有机分析：分析的重点是官能团和结 构分析,上一页,3. 根据测定的原理分,化学分析 简单、便宜、准确度高， 主要适用于常量分析 两者互补 仪器分析 快速、简便，多用于微量 分析或痕量分析和结构分析 化学分析：以已知的，可定量进行的化学反应为基础的分析方法。 仪器分析（物理分析法）：以物质的

7、物理和物理化学性质为基础的分析方法。主要是光、电、色谱等。,上一页,化学分析,化学分析：以已知的，可定量进行的化学反应为基础的分析方法。 沉淀重量法 重量分析 气化法 萃取法 化 酸碱滴定 学 沉淀滴定 分 滴定分析 配位滴定 析 氧化还原滴定 气体分析法：在一定温度下，依据反应中产生的气体或气体试样在反应前后体积的变化，来测定有关物质的含量。,上一页,仪器分析,分子光谱：紫外、可见、红外、分子荧光和磷光 光学分析 原子光谱：原子发射、原子吸收 其他：激光拉曼、光声光谱和化学发光 电位分析 电化学分析 电重量分析和库仑分析 伏安法和极谱法 电导分析法 气相色谱法 仪器分析法 色谱分析 柱色谱

8、液相色谱法 纸色谱 薄层色谱 核磁共振 质谱分析 毛细管电泳 放射分析 热分析：根据测量体系的温度与某些性质（比如质量、反应体积）间的动力学关系所建立的方法。主要有：热重法、示差热分析等。,上一页,4. 根据样品的用量（分析的要求）分类,重量 体积 常量分析 100mg 10ml 半微量分析 10-100mg 1-10ml 微量分析 0.1-10mg 0.01-1ml 超微量分析 0.1mg 0.01ml,上一页,5.根据组分含量分类,常量组分 1% 微量组分 1-0.01% 痕量组分 0.01% 超痕量组分 0.0001%,上一页,6.其他分类方法,例行分析日常分析、常规分析 快速分析土壤速

9、测、炉前分析，其误差 要求较宽。 仲裁分析,上一页,分析化学的发展简史,人类有科技就有化学，而化学从分析化学开始的。这就告诉我们，分析化学曾经是研究化学的开路先锋。分析化学对元素的发现、原子量的测定，定比、倍比等化学基本定律的确定等都做出了重要的贡献。分析化学的第一本杂志要比物理化学杂志早25年。到20世纪后，分析化学经历了3次巨大变革：,上一页,第一次：20世纪初到30年代。溶液中四大平衡理论的确立，使分析化学由一门技术发展成为一门科学。 第二次：40-60年代，以光谱、极谱分析为代表的仪器分析方法及相关理论的发展，使分析化学面貌一新。 第三次：70年代末至今，以计算机的应用为代表的高新技术

10、发展，提供了高灵敏度、高选择性、高速，自动化、智能化的新分析手段。,进入了21世纪，现代分析化学的特点是：社会对分析化学的要求更高了。不仅要做组分分析，而且要做价态、形态、状态、结构甚至能态的分析；不仅要做常量、微量的分析，而且要做痕量、超痕量甚至单分子、原子；不仅要做平均组分分析，而且要了解各组分分布，进行微区、逐层分析；不仅要做离线分析，而且要在现场实时分析、在线分析及遥测；不仅要做破坏性的分析，而且要能进行无损分析甚至活体分析。总之，分析化学正在向一个更高的阶段发展。,1.5分析化学的过程与结果表示方法,1.5.1分析化学的过程 1.5.2分析化学的结果表示方法,1.5.2 分析结果的表

11、示,待测组分的化学表示形式： 例：N元素在样品中的含量常根据实际情况，以NH3、NO3、N2O5、NO2、N2O3等形式的含量表示。 而在对矿石的分析中，元素常以氧化物的形式表示。 待测组分含量的表示方法：,上一页,待测组分含量的表示方法,1、固体样品：在固体样品中，待测组分的含量常以质量分数表示。 wB = mB/mS 其中mB是待测组分，mS表示样品。 2、液体样品：液体试样中待测组分的含量通常有下列几种表示方式 3、气体试样：通常以体积分数表示。,上一页,液体样品,a)物质的量浓度：溶液单位体积中含待测组分的物质的量 （mol/L） b)质量摩尔浓度：每千克溶剂中含待测组分的量（mol/

12、kg） c)质量分数：待测组分的质量与试液质量的比值（量纲为1） d)体积分数：待测组分的体积与试液体积的比值（量纲为1） e)摩尔分数：待测组分的物质的量与试液物质的量的比值（量纲 为1） f)质量浓度：表示单位体积中某物质的质量（mg/L、g/L或 g/mL、ng/mL、pg/mL等。,上一页,1.6 滴定分析法概述,1、 滴定分析中的基本概念 2、 滴定分析的分类 3、滴定分析的条件 4、滴定分析法的滴定方式 5、基准物与标准溶液 6、滴定分析的计算,上一页,常用滴定分析仪器,滴定分析中的基本概念,滴定（容量）分析法 滴定剂（标准溶液） 化学计量点 滴定终点 终点误差 (6)滴定分析特点

13、,上一页,滴定分析的分类,酸碱滴定 沉淀滴定 配位滴定 氧化还原滴定,上一页,滴定分析的条件,有确定的化学计量关系，即按一定方程式进行； 反应必须定量进行（无副反应实际完成99.9%）； 反应能迅速完成； 有适当的确定滴定终点的方法（指示剂或仪器）； 反应的选择性好，干扰易除。,上一页,1.6.2 滴定分析法的滴定条件与方式,直接滴定：反应满足上述条件； 返滴定法：被测物固体或反应慢先加已知过量的标液，待充分反应后再加另一标液返滴； 置换反应：有副反应或无合适的指示剂 如K2Cr2O7+Na2S2O3，但与KI能定量反应，可置换出I2后用Na2S2O3来定量滴定。 间接滴定：被测物不与标准溶液

14、反应时，可用间接滴定法,上一页,1.6.2 滴定分析法的滴定条件与方式,1.7 基准物与标准溶液,1、定义：能用来直接配配制或标定标准溶液的物质称为基准物。 2、条件：a.纯度高（大于99.9%） b.组成恒定且于化学式完全相符（包括结晶水） c.性质稳定（不易风化） d.最好有较大的式量或分子量（减小称量误差） e.滴定时能按反应式定量进行 3、配制方法 a.直接配制 b.标定法或称间接配制。,上一页,实验室常用试剂分类,级别 1级 2级 3级 生化试剂 中文名 优级纯 分析纯 化学纯 英文标志 GR AR CP BR 标签颜色 绿 红 蓝 咖啡色,注意标准试剂、高纯试剂、专用试剂的区别,1

15、.7 基准物质与标准溶液,1、定义：能用来直接配配制或标定标准溶液的物质称 为基准物质。 2、条件：a.纯度高（大于99.9%） b.组成恒定并于化学式完全相符(包括结晶水) c.性质稳定（不易风化） d.有较大的式量或分子量（减小称量误差） e.滴定时能按反应式定量进行 3、配制方法 a.直接配制 b.标定法或称间接配制。,上一页,标准溶液的配制和浓度的标定,1、基准物质,能用于直接配制或标定标准溶液的物质,基准物质 称量 溶解 定量转移至容量瓶 稀释至刻度，根据称量的质量和体积计算标准溶液的准确浓度。,3、常用的基准物质,无水Na2CO3、KHC8H4O4、Na2B4O710H2O CaCO3 K2Cr2O7、NaC2O4 、 H2C2O42H2O NaCl,说明：使用基准物质时，需要预先干燥。,2、间接配制法（标定法）,先配成近似浓度的溶液，然后利用该物质与某基 准物质或另一种标准溶液之间的反应来确定其准 确浓度，这就是间接配制法。这一操作过程称标定。,使用范围：试剂不符合基准物质的条件,标定方法,用基准物质标定 用另一标准溶液标定（浓度的比较）,准确度较高,（1）标定时应平行测定34次，至少23次，并要求测定结果的相对偏差不大于0.2。 （2）