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分析化学武汉大学第五版第001章 Four short words sum up what has lifted most successful Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. individuals above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date第第1章章 概概 述述1.1 分析化学的定义、任务和作用分析化学的定义、任务和作用 1.2 分析方法的分类与选择分析方法的分类与选择1.3 分析化学的发展简史与发展趋势分析化学的发展简史与发展趋势1.4 分析化学的参考文献分析化学的参考文献1.5 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1.6 滴定分析法概述滴定分析法概述1.7 基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液1.8 滴定分析中的计算滴定分析中的计算分析化学是研究分析方法的科学或学科分析化学是研究分析方法的科学或学科 是化学的一个分支是化学的一个分支 是获得物质组成、结构和形态的信息的科学是获得物质组成、结构和形态的信息的科学 是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学研究的基础学科科学研究的基础学科 掌握基本理论、基础知识和实验方法，培养严掌握基本理论、基础知识和实验方法，培养严谨的态度、踏实的作风、求实的道德。谨的态度、踏实的作风、求实的道德。1.1 分析化学的定义、任务和作用分析化学的定义、任务和作用1.1 分析化学的定义、任务和作用分析化学的定义、任务和作用中文名中文名徐寿徐寿出生地出生地江苏省无锡市郊外江苏省无锡市郊外出生日期出生日期1818年年02月月26日日逝世日期逝世日期1884年年09月月24日日职业职业中国近代化学的启蒙者中国近代化学的启蒙者毕业院校毕业院校自学成才自学成才主要成就主要成就引进和传播国外先进的科学技术引进和传播国外先进的科学技术代表作品代表作品翻译了关于蒸汽机的专著翻译了关于蒸汽机的专著汽机发初汽机发初译书译书17部部105本本168卷共约卷共约287万余字。万余字。1.2 分析方法的分类与选择分析方法的分类与选择分析化学是研究分析方法的科学，一个完整具分析化学是研究分析方法的科学，一个完整具体的分析方法包括测定方法和测定对象两部分体的分析方法包括测定方法和测定对象两部分没有分析对象，就谈不到分析方法，对象与方没有分析对象，就谈不到分析方法，对象与方法存在分析化学或者分析科学的各个方面法存在分析化学或者分析科学的各个方面 分析化学三要素分析化学三要素理论、方法与对象理论、方法与对象反映了科学、技术和生产之间的关系反映了科学、技术和生产之间的关系高校和科研单位、仪器制造部门和生产单位的高校和科研单位、仪器制造部门和生产单位的合作反映了分析化学三要素之间的关系合作反映了分析化学三要素之间的关系理论对象（问题）技术生产科学技术1.2.1按分析任务分类按分析任务分类定性分析：元素、原子团、官能团 定量分析：有关成分含量结构分析：分子结构、晶体结构或综合形态 （立体结构、结构与活性等）1.2.2按分析原理分类按分析原理分类化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法 1.2.3按分析对象分类按分析对象分类：无机分析，有机分析，生物分析，环境分析等无机分析，有机分析，生物分析，环境分析等1.2.4按试样用量及操作规模分类按试样用量及操作规模分类：方法方法试样质量试样质量试液体积试液体积常量分析0.1g10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析0.1mg1%), 微量组分分析微量组分分析(0.01-1%), 痕量组分分析痕量组分分析(0.01)和超痕量组分分析和超痕量组分分析(0.0001)1.2.4 例行分析及仲裁分析例行分析及仲裁分析1.2.5 分析方法的选择：要求、共存组分、条件分析方法的选择：要求、共存组分、条件1.3 分析化学发展简史与发展趋势分析化学发展简史与发展趋势 分析化学历史悠久分析化学历史悠久 无机定性分析曾一度是化学科学的前沿无机定性分析曾一度是化学科学的前沿 公元一世纪橡子提取物检验铁公元一世纪橡子提取物检验铁 十七世纪十七世纪Boyle将石蕊作酸碱指示剂将石蕊作酸碱指示剂 1751年年Margraf 硫氰酸盐检验硫氰酸盐检验Fe(III)1.1.由分析对象来看由分析对象来看 有机物分析无机物分析生物活性物质生物活性物质2.2.由分析对象的数量级来看由分析对象的数量级来看3.3.由分析自动化程度来看由分析自动化程度来看常量微量痕量分子水平分子水平手工操作仪器自动全自动智能化仪器智能化仪器分析化学发展经历分析化学发展经历3次重大变革次重大变革第一个重要阶段：第一个重要阶段：20世纪起初的世纪起初的20-30年间分年间分析化学发展成为一门独立的学科析化学发展成为一门独立的学科 物理化学的溶液理论发展，推动物理化学的溶液理论发展，推动化学分析化学分析快速快速发展用物理化学中的溶液平衡理论、动力学等研究发展用物理化学中的溶液平衡理论、动力学等研究分析化学中的基本理论问题：沉淀的形成和共沉淀分析化学中的基本理论问题：沉淀的形成和共沉淀；指示剂变色原理；滴定曲线和终点误差；缓冲原；指示剂变色原理；滴定曲线和终点误差；缓冲原理及催化和诱导反应等。建立了溶液中四大平衡理理及催化和诱导反应等。建立了溶液中四大平衡理论。论。第二个重要阶段第二个重要阶段: 20世纪世纪40年代，年代，仪器分析的发展。仪器分析的发展。 分析化学与物理学及电子学结合的时代。分析化学与物理学及电子学结合的时代。 原子能和半导体技术兴起，如要求超纯材料，原子能和半导体技术兴起，如要求超纯材料，99.9999999.99999，砷化镓，要测定其杂质，化学分析，砷化镓，要测定其杂质，化学分析法无法解决，促进了仪器分析和各种分离方法的法无法解决，促进了仪器分析和各种分离方法的发展。发展。第三个重要阶段第三个重要阶段: 20世纪世纪70年代以来年代以来, 分析化学发展到分析科学阶段分析化学发展到分析科学阶段 现代分析化学把化学与数学、物理学、计算科现代分析化学把化学与数学、物理学、计算科学、精密仪器制造、生命科学、材料科学等学科结学、精密仪器制造、生命科学、材料科学等学科结合起来，成为一门多学科性的综合科学。合起来，成为一门多学科性的综合科学。 分析化学发展趋分析化学发展趋向向高灵敏度高灵敏度单分子单分子(原子原子)检测检测高选择性高选择性复杂体系复杂体系(如生命体系、中药如生命体系、中药)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、高分析速度生物分析生物分析分析化学主分析化学主要发展趋向要发展趋向新技术新技术新仪器新仪器微型化微型化新原理新原理化学计量学化学计量学环境分析环境分析过程分析过程分析原位分析原位分析表面分析表面分析活体分析活体分析实时分析实时分析大分子表征大分子表征化学图象化学图象无损分析无损分析在线分析在线分析单细胞分析单细胞分析单分子检测单分子检测接口接口定性定性传感器传感器分离技术分离技术联用技术联用技术1.4分析化学参考文献分析化学参考文献 1、丛书、大全、手册、丛书、大全、手册 2、参考书、参考书 3、杂志、杂志 4、网络、网络定量分析化学中的基本工具、专业名词定量分析化学中的基本工具、专业名词 定量分析的操作步骤定量分析的操作步骤经典定量分析方法化学分析经典定量分析方法化学分析1.5 定量分析化学概论定量分析化学概论 1.5.1定量分析的操作步骤定量分析的操作步骤( (分析过程）分析过程） 1) 取样取样2) 试样分解和分析试液的制备试样分解和分析试液的制备3) 分离及测定分离及测定4) 分析结果的计算和评价分析结果的计算和评价2 经典定量分析方法经典定量分析方法重量法：重量法： 分离分离 称重称重 沉淀法、气化法和电解法等沉淀法、气化法和电解法等滴定分析法：又称容量分析法滴定分析法：又称容量分析法 酸碱滴定法、酸碱滴定法、 络合滴定法络合滴定法 氧化还原滴定法、沉淀滴定法氧化还原滴定法、沉淀滴定法1 滴定分析法：又称容量分析法。滴定分析法：又称容量分析法。1.6 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、酸碱滴定法、 络合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 有确定的化学计量关系，反应按一定的反有确定的化学计量关系，反应按一定的反应方程式进行应方程式进行 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 滴定分析法对化学反应的要求滴定分析法对化学反应的要求3 滴定方式滴定方式a.直接滴定法直接滴定法 b. 返滴定法返滴定法如测定如测定CaCO3,加入过量盐酸，多余盐酸用加入过量盐酸，多余盐酸用标准氢氧化钠溶液返滴标准氢氧化钠溶液返滴c.置换滴定法置换滴定法 络合滴定多用络合滴定多用d.间接滴定法间接滴定法 如如Ca2+沉淀为沉淀为CaC2O4，再用硫酸溶解，用，再用硫酸溶解，用KMnO4滴定滴定C2O42-,间接测定间接测定Ca2+1.7基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液基准物质基准物质: 能用于直接配制和标定标准溶液的物质。能用于直接配制和标定标准溶液的物质。要求：试剂与化学组成一致；纯度高；稳定；摩尔要求：试剂与化学组成一致；纯度高；稳定；摩尔质量大；滴定反应时无副反应。质量大；滴定反应时无副反应。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。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 称一定量的基准物质称一定量的基准物质B(mB g）直接溶于一定）直接溶于一定量量(V L)的溶剂配制。的溶剂配制。 cB=nB/V=mB/MBV b 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/t cTVT/VB =bmT/tMT VB计算计算 示例示例例例1 准确称量基准物质准确称量基准物质K2Cr2O71.471g，溶，溶解后定量转入解后定量转入250.0mL容量瓶，求容量瓶，求K2Cr2O7溶液的浓度。溶液的浓度。例例2欲配制欲配制0.1000mol/L的的Na2CO3标准溶液标准溶液500mL，应称取基准物质，应称取基准物质Na2CO3多少克？多少克？例例3 有有0.1035mol/L NaOH标准溶液标准溶液500mL ，欲，欲使其浓度恰好为使其浓度恰好为0.1000mol/L，需要加水多少，需要加水多少mL？例例4 标定标定HCl溶液，称取硼砂（溶液，称取硼砂（Na2B4O710H2O）0.4710g，用，用HCl溶液滴定至化学计量点时消耗溶液滴定至化学计量点时消耗24.20mL，求，求HCl溶液浓度溶液浓度。