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1、无机及分析化学无机及分析化学应应该该怎怎样样度度过过大大学学生生活活悠悠久久的的历历史史壮壮美美的的山山河河自自强强不不息息的的民民族族度过一个充实、有意义、有收获的大学生度过一个充实、有意义、有收获的大学生活活绪论：什么是化学绪论：什么是化学? 化学是在原子和分子层次上研究化学是在原子和分子层次上研究物质的物质的组成组成、结构结构、性质性质以及以及物质之间相互转化物质之间相互转化的科学。的科学。, 研究层次：原子和分子研究层次：原子和分子, 研究内容：研究内容： 物质的组成、结构、性质与相互转化物质的组成、结构、性质与相互转化, 核心与特征：合成新物质，对其性质进行表核心与特征：合成新物质，
2、对其性质进行表征，开发其新的应用并探讨其中的机理。征，开发其新的应用并探讨其中的机理。化学的分支化学的分支o无机化学无机化学o有机化学有机化学o分析化学分析化学o物理化学物理化学o高分子化学高分子化学o生物化学，材料化学，环境化学生物化学，材料化学，环境化学化学是一门以实验为基础的科学：化学是一门以实验为基础的科学：化学是一门以实验为基础的科学：化学是一门以实验为基础的科学：Chem-is-try Chem-is-try 化学在化学在21世纪焕发着新的青春世纪焕发着新的青春o20世纪化学的标志性成果世纪化学的标志性成果 1. 合成氨技术合成氨技术 2.三大合成高分子材料三大合成高分子材料:塑料
3、、橡胶、纤维。塑料、橡胶、纤维。 3.药物的发明药物的发明o化学发展的现状（化学发展的现状（ 21世纪）世纪） 化学和其他学科交叉化学和其他学科交叉,形成了许多新兴学科形成了许多新兴学科: 如地球化学、环境化学、化学生物学、药物化学等如地球化学、环境化学、化学生物学、药物化学等 化学已经成为生命、农业、医学、材料、环境等学科的基化学已经成为生命、农业、医学、材料、环境等学科的基础。础。 化学在人类由古代穴居人的野蛮生活进化到现在文明世界的变化过程中, 使我们不仅可以和自然处于和谐之中, 而且可以使我们和自己的愿望相吻合。现代化学已涉足的各个领域： 人类基因组项目和人类基因组项目和DNA序列分析
4、序列分析-在分子水平上认识人类，有助于治在分子水平上认识人类，有助于治疗疑难病症和进行保健事业、生物驱术以及制药工业的新革命疗疑难病症和进行保健事业、生物驱术以及制药工业的新革命l人类基因组项目人类基因组项目 (Human Genome Project, HGP): 1990年美国年美国制定了制定了HGP，计划在，计划在15年内投资年内投资30亿美元，完成全部脱氧核糖亿美元，完成全部脱氧核糖核酸核酸(DNA)测定、定位及遗传学研究。人类基因组项目研究的测定、定位及遗传学研究。人类基因组项目研究的主主要目的是测定人类基因组要目的是测定人类基因组30亿碱基对的亿碱基对的DNA序列，建立人类基序列，
5、建立人类基因库，因库，使人们进入使人们进入21世纪时能用生物分子学方法研究广泛的生世纪时能用生物分子学方法研究广泛的生物医学问题物医学问题.lDNA序列分析序列分析(DNA Sequencing) : 2000年年6月月26日，人类基因日，人类基因草图正式发表，比推出人类基因草图的原计划草图正式发表，比推出人类基因草图的原计划2005年提前年提前5年。年。人类基因草图之所以能提前完成，主要得益于人类基因草图之所以能提前完成，主要得益于毛细管电泳技术毛细管电泳技术的发展，是分析化学家起了关键作用的发展，是分析化学家起了关键作用.三聚氰胺的检测三聚氰胺的检测l三聚氰胺（英文名三聚氰胺（英文名Mel
6、amine），是一种三嗪类含氮杂环有机化），是一种三嗪类含氮杂环有机化合物，重要的氮杂环有机化工原料。合物，重要的氮杂环有机化工原料。 l蛋白质主要由氨基酸组成，其含氮量一般不超过蛋白质主要由氨基酸组成，其含氮量一般不超过30%，而三聚氰，而三聚氰胺的分子式含氮量为胺的分子式含氮量为66左右。通用的蛋白质测试方法左右。通用的蛋白质测试方法“凯氏凯氏定氮法定氮法”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量。是通过测出含氮量来估算蛋白质含量。l由于食品和饲料工业蛋白质含量测试方法的缺陷，三聚氰胺被不由于食品和饲料工业蛋白质含量测试方法的缺陷，三聚氰胺被不法商人用作食品添加剂，以提升食品检测中的蛋白质含量指标
7、，法商人用作食品添加剂，以提升食品检测中的蛋白质含量指标，因此三聚氰胺也被人称为因此三聚氰胺也被人称为“蛋白精蛋白精”。l参照美国食品化学品法典参照美国食品化学品法典(FCC)三聚氰胺三聚氰胺HPLC-UV定量方法，定量方法，同时还可采用同时还可采用HPLC/MS检测方法对婴儿食品，宠物食品，饲料检测方法对婴儿食品，宠物食品，饲料及其原料进行三聚氰胺的检测。及其原料进行三聚氰胺的检测。Hydrogen-Bonding Recognition-Induced Color Change of Gold Nanoparticles for Visual Detection of Melamine i
8、n Raw Milk and Infant Formula, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131 (27), 94969497Detection of Melamine in Milk Products by Surface Desorption Atmospheric Pressure Chemical Ionization Mass Spectrometry Anal. Chem., 2009, 81 (7), 24262436化学在社会生产、生活中的作用化学在社会生产、生活中的作用1.农业生产中的化肥、农药。农业生产中的化肥、农药。 2.工业生产中煤、石油、天然气的
9、开发工业生产中煤、石油、天然气的开发 和炼制。和炼制。 3.国防工业中导弹的生产国防工业中导弹的生产,人造卫星材料人造卫星材料 及发射卫星使用的高能燃料。及发射卫星使用的高能燃料。 4.计算机中信息存储设备。计算机中信息存储设备。化学在生物学中的应用化学在生物学中的应用o生命过程实际是很多化学过程的综合生命过程实际是很多化学过程的综合o通过生物分子的化学结构了解其活性、功能通过生物分子的化学结构了解其活性、功能o药物的合成、药物与生物分子的相互作用研究药物的合成、药物与生物分子的相互作用研究o药物的组成和结构分析药物的组成和结构分析仪器分析和化学分析仪器分析和化学分析无机及分析化学无机及分析化
10、学课程的主要内容课程的主要内容化学基本理论化学基本理论物质状态物质状态化学热力学化学热力学化学动力学化学动力学原子结构原子结构分子结构分子结构配位化合物配位化合物教材教材教材教材: :无机及分析化学无机及分析化学无机及分析化学无机及分析化学，张绪宏张绪宏张绪宏张绪宏 尹学博尹学博尹学博尹学博 编编编编化学分析化学分析数据处理数据处理重量分析重量分析沉淀平衡沉淀平衡(滴定滴定)滴定分析滴定分析酸碱平衡、滴定酸碱平衡、滴定配位平衡、滴定配位平衡、滴定氧化还原滴定氧化还原滴定本书的内容本书的内容教学参考用书教学参考用书o无机化学无机化学，宋天佑等编；高等教育出版社，宋天佑等编；高等教育出版社，200
11、4年年6月第月第1版。版。o无机化学无机化学，北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学编；，北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学编；高等教育出版社；高等教育出版社； 2003年年1月第月第4版。版。o近代化学导论近代化学导论，申泮文主编；高等教育出版社；，申泮文主编；高等教育出版社；2002年年1月第月第1版。版。o定量化学分析定量化学分析，许晓文等编，南开大学出版社，第二版。，许晓文等编，南开大学出版社，第二版。o无机及分析化学无机及分析化学，武汉大学，武汉大学无机及分析化学无机及分析化学编写组编，编写组编，武汉大学出版社，第二版。武汉大学出版社，第二版。学习方法：学习方法：o1. 预习
12、预习;o2. 课堂笔记课堂笔记;o3. 及时复习和习题及时复习和习题;o4. 积极参与讨论和答疑积极参与讨论和答疑;o5. 充分利用课外参考书和网络资源充分利用课外参考书和网络资源; 成绩评定成绩评定: 1. 平时成绩（作业和出勤）平时成绩（作业和出勤） 2. 期中考试期中考试 3. 期末考试期末考试第一章第一章 计量单位计量单位 有效数字有效数字1.1 1.1 法定计量单位法定计量单位法定计量单位法定计量单位 化学是一门以实验为基础的科学化学是一门以实验为基础的科学化学是一门以实验为基础的科学化学是一门以实验为基础的科学, ,在化学实验中一定会在化学实验中一定会在化学实验中一定会在化学实验中
13、一定会涉及到对某些物理量的测量涉及到对某些物理量的测量涉及到对某些物理量的测量涉及到对某些物理量的测量, ,因此因此因此因此, ,一定要注意使用正确的一定要注意使用正确的一定要注意使用正确的一定要注意使用正确的计量单位计量单位计量单位计量单位 1.2 1.2 有效数字及其计算有效数字及其计算有效数字及其计算有效数字及其计算 在记录测量数据和进行相应的计算时在记录测量数据和进行相应的计算时在记录测量数据和进行相应的计算时在记录测量数据和进行相应的计算时, ,一定要正确的使一定要正确的使一定要正确的使一定要正确的使用有效数字用有效数字用有效数字用有效数字, ,使之使之使之使之不仅能表示所测物理量的
14、大小不仅能表示所测物理量的大小不仅能表示所测物理量的大小不仅能表示所测物理量的大小, ,而且能正确反映测量的准确而且能正确反映测量的准确而且能正确反映测量的准确而且能正确反映测量的准确程度程度程度程度 法定计量单位法定计量单位 19941994年年7 7月月1 1日日中华人民共和国的法定计量单位中华人民共和国的法定计量单位开开始实施。它是在先进的国际单位制始实施。它是在先进的国际单位制(SI)(SI)的基础上进一的基础上进一步统一我国的计量单位而制定的，包括六个部分：步统一我国的计量单位而制定的，包括六个部分：(1)(1)国际单位制的基本单位国际单位制的基本单位(2)(2)国际单位制的辅助单位
15、国际单位制的辅助单位(3)(3)国际单位制中具有专门名称的国际单位制中具有专门名称的SISI导出单位导出单位(4)(4)国家选定的非国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位(5)(5)由以上单位构成的组合形式的单位由以上单位构成的组合形式的单位(6)(6)由词头及以上单位所构成的十进位数和分数单位由词头及以上单位所构成的十进位数和分数单位国际单位制的基本单位国际单位制的基本单位 量的名称 单位名称 单位符号 长度长度 L 米米 m 质量质量 m千克千克(公斤公斤) kg 时间时间 t 秒秒 s 电流电流 I 安安培培 A热力学温度热力学温度 T 开开尔文尔文 K 物质的量物质的量 n 摩摩尔尔
16、 mol 发光强度发光强度 Iv 坎坎德拉德拉 cd国际单位制的辅助单位国际单位制的辅助单位 量的名称单位名称 单位符号 平面角 弧度 rad 立体角 球面度 sr国际单位制中具有专门名称的国际单位制中具有专门名称的SI导出单位导出单位(续表)国家选定的非国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位(续表)用于构成十进位数和分数单位的词头用于构成十进位数和分数单位的词头(续表)有效数字及其运算1有效数字根据实际工作的要求选择不同精度的测量工具进行测量记录测量数据和进行运算时，一定要正确地使用有效数字不仅能表示所测物理量的大小，而且反映测量的准确程度。所谓有效数字，就是实际能测量到的数字所谓有效数字
17、，就是实际能测量到的数字。 例如，对某物体使用分析天平测量其质量，结果为1.5000克。若改用架盘天平称量时，其结果为 1.5 克。这两个数字反映的测量准确程度是不同的。前者反映测量准确到0.0001克数量级，而后者反映测量准确到 0.1 克数量级。1.5000 中的“1” 、“5”和其后的两个“0”均是准确的，最后一个数字“0”则 是可疑的。 1.5 中，数字“1”是准确的，数字“5”是可疑的。 在有效数字中，数字“0”具有双重意义：(1)作为普通数字使用，它是有效数字；(2)只起定位作用，它不是有效数字。 例如，测得以下数据： 试剂的体积 12mL (量筒量取) 二位有效数字 试样的质量
18、0.6283g (分析天平称取) 四位有效数字 滴定液体积 23.58mL (滴定管读取) 四位有效数字 溶液的浓度 0.02080 mol/L 四位有效数字 溶液的浓度 0.10 mol/L 二位有效数字 被测物含量 56.12 四位有效数字 平衡常数 K1.8x10 二位有效数字 pH值(注) 12.08 二位有效数字 pH值 5.1 一位有效数字 考虑考虑pH值的有效数字时，因为值的有效数字时，因为pH值是氢离子浓度值是氢离子浓度的负对数，所以的负对数，所以pH值的有效数字位数只考虑小数点后值的有效数字位数只考虑小数点后数字个数，小数点前面的数字不是有效数字，因为它实数字个数，小数点前面
19、的数字不是有效数字，因为它实际上只反映了氢离子浓度的数量级。际上只反映了氢离子浓度的数量级。例如：例如：pH=4.30表示表示 c(H+)=5.010-5 molL-1 2. 有效数字的运算规则 (1)加减法 例如两个测量值分别为1.3872克和35.1克，相加 1.3872 - 有0.0002克的误差 +35.1 - 有0.2克的误差可得 36.4872 因为加数 35.1 中 “1” 已是可疑数字，所以相加的结果36.4872 克中数字“4” 必然是可疑数字，因此再写后面的数字“8”、“7”、“2”已无意义。根据误差传递的结果在进行有效数字的加减法运算时，和与差的绝对误差等于各有效数字绝对
20、误差的代数和。因此，计算结果(36.4872)的绝对误差为 (0.2)+(0.0002)0.2 所以计算结果的正确表示应为 36.5 。有效数字36.5 正好与0.2的绝对误差相匹配。(2)乘除法 例如，以下三个有效数字进行乘除法运算时 0.0248.156 12.576 0.015564885 因为每个数据的最后一位数字均为可疑数字，若最后一位有1的误差，其相对误差分别为： 相对误差 0.024： (二位有效数字) 0.0010.024100 4 8.156： (四位有效数字) 0.0018.156100 0.01 12.576：(五位有效数字) 0.00112.576100 0.008 在进行有效数字乘除法的运算时，它们的积或商的有效数字的保留应以其中有效数字位数最少 (相对误差最大) 的数据为依据。所以，上述计算结果应保留两位有效数字(0.016)，它与有效数字0.024(两位有效数字)相匹配。 应该说明的是：若使用计算器进行计算时，可以先计算后修约 。 根据误差传递的结果，在进行有效数字的乘除法运算时，积与商的相对误差等于各有效数字相对误差的代数和。因此，结果的相对误差为 (4)(0.01)(0.008)4 所以计算结果的正确表示应为 0.016 。有效数字 0.016正好与4的相对误差相匹配。
