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1、分分 析析 化化 学学Analytical ChemistryAnalytical Chemistry什么是分析化学?u是化学的重要分支之一。是化学的重要分支之一。u欧洲化学联合会的定义欧洲化学联合会的定义: : “建立和应用建立和应用各种方法、仪器和策略获取关于物质在各种方法、仪器和策略获取关于物质在空间和时间方面的组成和性质等信息的空间和时间方面的组成和性质等信息的科学科学”。分分 析析 科科 学学精品资料u关于研究物质的关于研究物质的组成组成(composition) (composition) 、结构结构(chemical structures)(chemical structures
2、)、形态形态(types of species)(types of species)和和含量含量(amount, (amount, content)content)等化学信息的分析方法及理等化学信息的分析方法及理论的论的科学科学。第一章第一章 绪绪 论论 IntroductionIntroduction第第 一一 节节分析化学的任务和作用分析化学的任务和作用u物质世界是由什么、如何组成的物质世界是由什么、如何组成的? ? 大到宇宙，小到细胞、分子大到宇宙，小到细胞、分子 复杂体系，（与其他各学科共同回答这一问题）复杂体系，（与其他各学科共同回答这一问题）u分析化学的任务分析化学的任务： 采用各
3、种方法和手段，获取分析数据，采用各种方法和手段，获取分析数据， 确定物质体系的化学组成、有关成分的含量，确定物质体系的化学组成、有关成分的含量， 鉴定体系中物质的结构和形态。鉴定体系中物质的结构和形态。1. 1. 分析化学的目的和任务分析化学的目的和任务2. 分析化学的重要作用（1）u对化学学科自身发展的突出贡献对化学学科自身发展的突出贡献 u在科学中的重要作用在科学中的重要作用生命科学：基因组、蛋白质组、代谢组学材料科学：新材料的元素组成及形态分布环境科学：水、空气质量，三废处理资源和能源科学：医学和药学：药品质量控制、中草药成分的分离和测定、新药研制、药物代谢和药物动力学、药物制剂的稳定性
4、、生物利用度和生物等效性 从事科学研究的科学2. 分析化学的重要作用（分析化学的重要作用（2 2）u在经济发展中的重要作用在经济发展中的重要作用农业：土壤、化肥、农药、作物生长过程的研究农业：土壤、化肥、农药、作物生长过程的研究 工业：资源的勘探、基地的选定、原料的选择、工业：资源的勘探、基地的选定、原料的选择、流程的监控、成品的检验流程的监控、成品的检验u药学专业的重要专业基础课药学专业的重要专业基础课第第 二二 节节分分 析析 化化 学学 的的 发发 展展u分析化学的诞生分析化学的诞生 ：1818世纪，在氧化汞世纪，在氧化汞形成实验中的定量测定，拉瓦锡形成实验中的定量测定，拉瓦锡(AL.
5、(AL. Lavoisier) Lavoisier) 分析化学之父。分析化学之父。u滴定分析的产生滴定分析的产生：直接动力是化学工业直接动力是化学工业的兴起。的兴起。 1818世纪时，硫酸、盐酸、苏世纪时，硫酸、盐酸、苏打和氯水是化学工业的中心产品。最早打和氯水是化学工业的中心产品。最早的的“滴定分析滴定分析” ，法国人日夫鲁瓦测，法国人日夫鲁瓦测定醋酸的浓度，将醋酸滴加入碳酸钾中。定醋酸的浓度，将醋酸滴加入碳酸钾中。u作为一门科学的分析化学的形成作为一门科学的分析化学的形成： 2020世纪初，以溶液四大平衡理论为基础。世纪初，以溶液四大平衡理论为基础。化学分析法迅速发展成为系统理论和方化学分
6、析法迅速发展成为系统理论和方法。法。u以仪器分析为主的现代分析化学：20世纪4060年代，物理学与电子学的发展促进分析化学的发展。光谱分析、极谱分析及其理论体系。u以计算机为基础的分析化学： 20世纪70年代末，随着计算机科学的发展。化学计量学，各种联用技术，专家系统 经济、社会发展的需求是动力其他学科的发展是基础u与药学相关的主要活跃领域与药学相关的主要活跃领域: :联用技术 (hyphenated techniques)生物分析(bioanalysis)全分析 (total analysis) 化学信息学(informatics）u分析化学的发展趋势分析化学的发展趋势：测定物质的组成和含量
7、 包括 形态（如价态、配位态、晶型等）、结构（空间分布）分析对化学物质的测定 化学和生物活性物质瞬时跟踪监测和过程控制解析型分析策略 整体型综合分析策略（分析完整的生物体内的基因、蛋白质、代谢物、通道等各类生物元素随时间、空间的变化和相互关联，获取复杂体系的多维综合信息）提高选择性、灵敏度和智能化水平第 三 节 分 析 化 学 的 方 法 分 类 1. 1. 按照分析任务分类按照分析任务分类u定性分析定性分析（ qualitative analysis qualitative analysis ）: : 鉴定鉴定试样的组成元素、离子、基团或化合物试样的组成元素、离子、基团或化合物u定量分析定量
8、分析（ quantitative analysisquantitative analysis）: : 测定测定试样中组分的量试样中组分的量u结构分析结构分析（structural analysisstructural analysis）：确定试）：确定试样的分子结构或晶体结构样的分子结构或晶体结构u形态分析形态分析（speciation analysisspeciation analysis）：研究物）：研究物质的价态、晶态、结合态等存在状态质的价态、晶态、结合态等存在状态（现代分析技术常可同时进行多种分析）（现代分析技术常可同时进行多种分析） 2. 2. 按照分析的对象分类。按照分析的对象分
9、类。 u无机分析（无机分析（inorganic analysisinorganic analysis）和有机分析）和有机分析（organic analysisorganic analysis）u食品分析、水分析、岩石分析、钢铁分析食品分析、水分析、岩石分析、钢铁分析u药物分析（药物分析（pharmaceutical analysispharmaceutical analysis）、环境）、环境分析（分析（environmental analysisenvironmental analysis）和临床分析）和临床分析（clinical analysisclinical analysis） （与研
10、究领域有关）（与研究领域有关）3. 3. 按照分析方法的原理分类（按照分析方法的原理分类（1 1） u化学分析化学分析（chemical analysischemical analysis）：利用物质的化学反）：利用物质的化学反应及其计量关系确定被测物质的组成及其含量应及其计量关系确定被测物质的组成及其含量 化学定量分析化学定量分析 ：根据化学反应中试样和试剂的用量，根据化学反应中试样和试剂的用量，测定物质各组分的含量测定物质各组分的含量 化学定性分析化学定性分析：根据分析化学反应的现象和特征鉴定根据分析化学反应的现象和特征鉴定物质的化学成分物质的化学成分 u滴定分析滴定分析(titrimet
11、ric analysis )(titrimetric analysis )u重量分析重量分析(gravimetric analysis) (gravimetric analysis) u仪器分析仪器分析（instrumental analysisinstrumental analysis）：使用较特殊仪）：使用较特殊仪器进行分析的方法器进行分析的方法 ( (以物质的物理或物理化学性质为基以物质的物理或物理化学性质为基础础) )电化学分析(electrochemical analysis)光谱分析(spectral analysis) 质谱法(mass spectrometry)色谱法(chro
12、matography)放射化学分析(radiochemical analysis)等3. 按照分析方法的原理分类（按照分析方法的原理分类（2）4. 4. 按照试样用量分类按照试样用量分类 5.5.按照试样中被测组分的含量分类按照试样中被测组分的含量分类u常量组分分析常量组分分析 ( (1%)1%)u微量组分分析微量组分分析 (0.01%(0.01% 1%)1%)u痕量（组分）分析痕量（组分）分析 ( (0.01%)0.01%)注意与试样用量分类法的区别注意与试样用量分类法的区别第第 四四 节节 分分 析析 过过 程程 和和 步步 骤骤 明确分析任务和制订计划（包括标准操作程序，明确分析任务和制
13、订计划（包括标准操作程序，SOPSOP）取样取样 (sampling)，要有代表性，要有代表性制备试样，以适应分析方法的要求制备试样，以适应分析方法的要求试样测定（计量器具和仪器校验，方法认证试样测定（计量器具和仪器校验，方法认证validation）结果的计算、表达（平均值、标准差和置信度等）和书面报告结果的计算、表达（平均值、标准差和置信度等）和书面报告 第第 五五 节节分分 析析 化化 学学 课课 程程 的的 学学 习习 第一节第一节 测量值的精密度和准确度测量值的精密度和准确度 实实验验结结果果都都有有误误差差，误误差差自自始始至至终终存存在在于于一一切切科科学学实实验验的的过过程程之
14、之中中。测测量量结结果果只只能能接接近近于于真真实实值值，而而难以达到真实值。难以达到真实值。误误 差差 公公 理理 一、准确度和误差一、准确度和误差(accuracy and error)(accuracy and error)准确度：表示分析结果准确度：表示分析结果( (测量值测量值) )与真实与真实值接近的程度。值接近的程度。误差：即测定值与真实值之间的差异，误差：即测定值与真实值之间的差异，是用来表示准确度的数值。是用来表示准确度的数值。误误 差差 的的 表表 示示 方方 法法1.1.绝对误差：绝对误差：(absolute error) (absolute error) x-x- xx
15、 为正误差，为正误差，xx0)为为常常数数，则则称称X服服从从参参数数为为 , 2的正态分布。的正态分布。x0f(x)-+x0f(x)相同相同12x0f(x)相同（相同（1 1 G G表表，可疑，可疑值舍弃，反之则保留值舍弃，反之则保留精密度检验精密度检验- -F F检验检验目的：判断两组数据间存在目的：判断两组数据间存在偶然误差偶然误差是否有显著不同。是否有显著不同。F F1 1=n=n1 11 1， F F2 2=n=n2 21 1F F检验的步骤检验的步骤1.1.计算两个样本的方差计算两个样本的方差(S(S大大2 2,S,S小小2 2) )2.2.求算求算F F计计(F(F计计= =S
16、S大大2 2/S/S小小2 2) )3.3.确定合适的显著性水平确定合适的显著性水平( ( =0.05=0.05) )4.4.查表比较查表比较(F(F计计F F ,f1 , f2 ,f1 , f2两组数据精密度无显著性差两组数据精密度无显著性差异异) )注：注：F F检验多为单侧检验检验多为单侧检验准确度检验准确度检验- -t t检验检验目的：判断某一分析方法或操作过目的：判断某一分析方法或操作过程中是否存在较大的程中是否存在较大的系统误差系统误差。t t检验的步骤检验的步骤u确定检验区间确定检验区间( (双侧或单侧双侧或单侧) )u确定检验的统计量确定检验的统计量( (样本平均值与标准值比较或两个样本平均值与标准值比较或两个样本平均值比较等样本平均值比较等) )u确定显著性水平确定显著性水平( ( = =0.050.05或或 = = 0.01) 0.01)u计算计算 X, SX, Su计算统计量计算统计量t t计计u查表比较（查表比较（ t t计计 t t , ,f f , ,表明无显著性差异表明无显著性差异）t t检验的应用检验的应用1.1.样本平均值与标准值比较样本平均值与标准值
