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1、分分 析析 化化 学学 Analytical ChemistryAnalytical Chemistry（化学分析部分）化学分析部分） 金东日金东日20122012年年9 9月月课程的基本情况介绍l教材教材：武汉大学主编：武汉大学主编 分析化学（第五版）分析化学（第五版）l教学安排教学安排：4848学时学时l课程基本内容课程基本内容：课程有：课程有1111个章节个章节 l主要参考书主要参考书：分析化学分析化学（第四版）华中师范大学等主编（第四版）华中师范大学等主编 高等教高等教育出版社育出版社 20112011年年分析化学上册同步辅导及习题全解分析化学上册同步辅导及习题全解中国矿业大学中国矿业
2、大学出版社出版社 20082008年年分析化学例题与习题分析化学例题与习题 武汉大学编高等教育出版社武汉大学编高等教育出版社 20082008年年教学基本要求教学基本要求1.1.掌握定量分析的基本原理和测定方法，准确树掌握定量分析的基本原理和测定方法，准确树 立量的概念，并初步具有分析问题和解决问题立量的概念，并初步具有分析问题和解决问题 的能力。的能力。2.2.掌握基本理论的基础上，具有一定的综合性的掌握基本理论的基础上，具有一定的综合性的 解题运算能力及处理分析数据的能力。解题运算能力及处理分析数据的能力。3.3.与本课程有关的基础课程：无机化学与本课程有关的基础课程：无机化学课堂纪律及成
3、绩1.1.考勤：无故旷课考勤：无故旷课3 3次，平时成绩次，平时成绩=0=0 不迟到，不早退不迟到，不早退2.2.成绩：期末总成绩成绩：期末总成绩= =期末成绩期末成绩 x 70%+ x 70%+ 平时成绩平时成绩 x 30%x 30% 平时成绩：作业、报告书、提问等。平时成绩：作业、报告书、提问等。3.3.上课必须携带教材、笔记本、作业本等上课必须携带教材、笔记本、作业本等国际奥委会国际奥委会8月月6日宣布，代表美国参加第日宣布，代表美国参加第30届奥林匹克运动会届奥林匹克运动会73公斤级柔道比赛的尼克公斤级柔道比赛的尼克德尔波波罗因使用兴奋剂被取消比赛德尔波波罗因使用兴奋剂被取消比赛成绩和
4、参赛资格。成绩和参赛资格。克伦特罗克伦特罗人类基因组计划人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)是由美国科学家于是由美国科学家于1985年率先提出，年率先提出，于于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的亿美元的人类基因组计划。按照这个计划的设想，在设想，在2005年，要把人体内约年，要把人体内约10万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类基万个基因的密码全部解开，同时绘制出人类
5、基因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体因的谱图。换句话说，就是要揭开组成人体4万个基因的万个基因的30亿个碱基对的秘密。亿个碱基对的秘密。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。 第一章第一章 概论概论1.1 1.1 前言前言 1.2 1.2 分析化学过程及分析结果的表示分析化学过程及分析结果的表示1.3 1.3 滴定分析法概述滴定分析法概述 分析化学的定义分析化学的定义l l分析化学分析化学是发展和应用各种理论、方法、是发展和应用各种理论、方法、仪器及策略以获取有关物质在相对时空内仪器及策略以获取有关物
6、质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学，又被称的组成和性质的信息的一门科学，又被称为分析科学。为分析科学。1.1 1.1 前言前言分析化学的任务分析化学的任务l确定确定物质的物质的化学组成化学组成定性分析定性分析l测量测量各组成的各组成的含量含量定量分析定量分析l表征表征物质的物质的化学结构、构象、形态化学结构、构象、形态结构结构分析、构象分析，形态分析等分析、构象分析，形态分析等例如：例如：茶叶中有哪些微量元素茶叶中有哪些微量元素？茶叶中咖啡碱的含量茶叶中咖啡碱的含量？咖啡碱咖啡碱的化学结构的化学结构？微量元素的形态？化学成分的空间分布？微量元素的形态？化学成分的空间分布？在不在不同的生
7、长阶段，茶叶中的营养成分的变化同的生长阶段，茶叶中的营养成分的变化？分析化学任务分析化学任务l分析化学检测新原理与新技术研究分析化学检测新原理与新技术研究l分析仪器的设计与制造分析仪器的设计与制造分析化学的作用分析化学的作用在化学研究工作中的作用：新物质鉴定在化学研究工作中的作用：新物质鉴定 结构与性能结构与性能在现代化学工业中的作用：质量控制与自动检测在现代化学工业中的作用：质量控制与自动检测分析化学与社会：环境、体育、破案分析化学与社会：环境、体育、破案分析化学的分类分析化学的分类l根据任务分类：根据任务分类：l定性分析定性分析Qualitativeanalysis物质的组成物质的组成l定
8、量分析定量分析Quantitativeanalysis物质的含量物质的含量l结构分析结构分析Structureanalysis物质的结构：物质的结构：分子结构、晶体结构或综合形态分子结构、晶体结构或综合形态蛋白质的构象蛋白质的构象( -螺旋、螺旋、 型结构，球状蛋白型结构，球状蛋白的三级结构）的三级结构）conformationanalysisDNA测序（测序（DNASequencing)分析化学的分类分析化学的分类l根据作用分类根据作用分类例行分析例行分析Routineanalysis仲裁分析仲裁分析Refereeanalysisl根据测量原理分类根据测量原理分类化学分析化学分析Chemic
9、alanalysis仪器分析仪器分析Instrumentalanalysis分析化学的分类分析化学的分类l根据分析对象分类根据分析对象分类无机分析无机分析 有机分析有机分析 生物分析生物分析 药物分析药物分析l根据试样用量分类根据试样用量分类l根据待测成分含量分类根据待测成分含量分类常量分析常量分析半微量分析半微量分析微量分析微量分析超微量分析超微量分析S0.1g,V10mLS0.010.1g,V110LS0.110mg,V0.011mLS0.1mg,V0.01mL常量组分分析常量组分分析微量组分分析微量组分分析痕量组分分析痕量组分分析1%100%0.01%1%0.01%分析方法的选择分析方法
10、的选择l测定的具体要求，待测组分及其含量范围，欲测测定的具体要求，待测组分及其含量范围，欲测组分的性质；组分的性质；l样品预处理；样品预处理；l准确度、灵敏度的要求与对策；准确度、灵敏度的要求与对策；l现有条件、测定成本及完成测定的时间要求等。现有条件、测定成本及完成测定的时间要求等。分析化学的发展分析化学的发展l分析化学的三次大变革分析化学的三次大变革分析化学的三次大变革分析化学的三次大变革四大平衡理论：四大平衡理论：从技术发展成科学从技术发展成科学物理与电子学的发展：物理与电子学的发展：从经典分析化学发展为现代分析从经典分析化学发展为现代分析化学化学计算机应用：计算机应用：使分析化学向一门
11、信息科学转化使分析化学向一门信息科学转化分析化学发展趋向分析化学发展趋向高灵敏度高灵敏度单分子单分子( (原子原子) )检测检测高高选选择择性性复复杂杂体体系系( (如如生生命命体体系系、中中药药) )原位、活体、实时、无损分析原位、活体、实时、无损分析自动化、智能化、微型化、图像化自动化、智能化、微型化、图像化高通量、高分析速度高通量、高分析速度1.2分析化学过程及分析结果的表示分析化学过程及分析结果的表示1.1.分析化学过程分析化学过程 1) 1) 取样取样2 2）试样的处理与分解）试样的处理与分解3 3）分离与富集）分离与富集4 4）分析方法的选择与分析测定）分析方法的选择与分析测定5)
12、 5) 分析结果的计算和评价分析结果的计算和评价2. 2. 分析结果的表示分析结果的表示1 1）待测组分的化学表示形式）待测组分的化学表示形式 待测组分的实际存在形式清楚时，待测组分的实际存在形式清楚时， 如如NHNH3 3，NONO3 3- -等等 待测组分的实际存在形式不清楚时，待测组分的实际存在形式不清楚时， 如氧化物，元素等如氧化物，元素等2)待测组分含量的表示方法待测组分含量的表示方法固体：质量分数；固体：质量分数；g/g(10-6)，ng/g(10-9)，p/g(10-12)液体：物质的量浓度（液体：物质的量浓度（mol/L）;质量摩尔浓度质量摩尔浓度（mol/kg）;质量分数；体
13、积分数；摩尔分数；质量分数；体积分数；摩尔分数；质量浓度（质量浓度（mg/L等）等）气体：体积分数；质量浓度气体：体积分数；质量浓度1 1 滴定分析法滴定分析法1.3 1.3 滴定分析法概论滴定分析法概论 标准溶液标准溶液标准溶液标准溶液待测溶液待测溶液被测物质被测物质指示剂指示剂化学计量关系化学计量关系酸碱滴定法、络合滴定法酸碱滴定法、络合滴定法氧化还原滴定法、沉淀滴定法氧化还原滴定法、沉淀滴定法有有确确定定的的化化学学计计量量关关系系，反反应应按按一一定定的反应方程式进行的反应方程式进行反应要定量进行反应要定量进行反应速度较快反应速度较快容易确定滴定终点容易确定滴定终点 2 2 滴定分析法
14、对化学反应的要求滴定分析法对化学反应的要求3 3 滴定方式滴定方式a.a.直接滴定法直接滴定法 b.b.返滴定法返滴定法如如测测定定CaCOCaCO3 3, ,加加入入过过量量盐盐酸酸，多多余余盐盐酸酸用用标准氢氧化钠溶液返滴标准氢氧化钠溶液返滴c.c.置换滴定法置换滴定法 络合滴定多用络合滴定多用b.b.间接滴定法间接滴定法 如如CaCa2+2+沉沉淀淀为为CaCCaC2 2O O4 4，再再用用硫硫酸酸溶溶解解，用用KMnOKMnO4 4滴定滴定C C2 2O O4 42-2-, ,间接测定间接测定CaCa2+2+4 4 基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液基基准准物物质质: :能能用用于
15、于直直接接配配制制和和标标定定标标准准溶溶液液的的物物质。质。 要要求求：试试剂剂与与化化学学组组成成一一致致；纯纯度度高高；稳稳定定；摩尔质量大；滴定反应时无副反应。摩尔质量大；滴定反应时无副反应。如如AgAg，CuCu，ZnZn，NaClNaCl，NaNa2 2COCO3 3，邻邻苯苯二二甲甲酸酸氢氢钾钾，硼砂等硼砂等标准溶液标准溶液: : 已知准确浓度的试剂溶液。已知准确浓度的试剂溶液。 配制方法有直接配制和标定两种。配制方法有直接配制和标定两种。5 5 标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法1.物质的量浓度，物质的量浓度，mol/L注：基本单元的选择注：基本单元的选择CH2SO4
16、=0.1mol/LC1/2H2SO4=0.2mol/L2.滴定度：每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的滴定度：每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量。质量。例，例，TFe/K2Cr2O7=0.005000g/mlCK2Cr2O7=Tx103ml/L/（MFex6）6 6 标准溶液浓度计算标准溶液浓度计算 a.直接配制法直接配制法称称一一定定量量的的基基准准物物质质B(mBg）直直接接溶溶于于一一定量定量(VL)的溶剂配制。的溶剂配制。cB=nB/V=mB/MBVb标定法：标定法：根据滴定剂和被测物质的比计算求出。根据滴定剂和被测物质的比计算求出。bBtT=aAcB=b/tcTVT/VB=bmT/tm
17、TVB本章小结1.分析化学定义、任务和作用（了解）分析化学定义、任务和作用（了解）2.分析方法的分类与选择（掌握）分析方法的分类与选择（掌握）3.分析化学发展史与发展趋势（了解）分析化学发展史与发展趋势（了解）4.分析化学参考文献（了解）分析化学参考文献（了解）5.分析化学过程及分析结果的表示（掌握）分析化学过程及分析结果的表示（掌握）6.滴定分析法概述（掌握）滴定分析法概述（掌握）7.基准物质和标准溶液（掌握）基准物质和标准溶液（掌握）思考题1.标定碱标准溶液时，邻苯二甲酸氢钾标定碱标准溶液时，邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4，M=204.23gmol-1）、二）、二水含草酸水含草酸(H2C
18、2O42H2O，M=126.07gmol-1)都可以作为基准物质，你认为选都可以作为基准物质，你认为选择哪一种更好择哪一种更好?为什么为什么?6.用基准用基准Na2CO3标定标定HCl溶液时，下列情况会溶液时，下列情况会对对HCl的浓度产生何种影响（偏高、偏低或没的浓度产生何种影响（偏高、偏低或没有影响）？有影响）？a、滴定时速度太快，附在滴定管壁的、滴定时速度太快，附在滴定管壁的HCl来不来不及流下来就读取滴定体积。及流下来就读取滴定体积。b、称取、称取Na2CO3时，实际质量为时，实际质量为0.1834g，记录，记录时误记为时误记为0.1824gc、在将、在将HCl标准溶液倒入滴定管之前，没有用标准溶液倒入滴定管之前，没有用HCl溶液荡洗滴定管。溶液荡洗滴定管。d、锥瓶中的、锥瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时，多加了用蒸馏水溶解时，多加了50mL蒸馏水蒸馏水e、滴定开始之前，忘记调节零点，、滴定开始之前，忘记调节零点，HCl溶液的溶液的液面高于零点。液面高于零点。f、滴定管活塞漏出、滴定管活塞漏出HCl溶液溶液g、称取、称取Na2CO3时，撒在天平盘上。时，撒在天平盘上。h、配制、配制HCl溶液时没混匀溶液时没混匀作业l全部思考题（p20）l习题（ p20）2，4，6，8，10，
