无机化学课后习题答案第一章绪论.ppt

分分 析析 化化 学学第一部分第一部分 化学分析化学分析主讲人：郑主讲人：郑 克克 岩岩电电 话：话：E-mail：第 一 章 绪 论第一节第一节 分析化学及其作用分析化学及其作用第二节第二节 分析化学的发展分析化学的发展第三节第三节 分析化学的方法分类分析化学的方法分类第四节第四节 分析过程和步骤分析过程和步骤第五节第五节 分析化学的学习方法分析化学的学习方法第六节第六节 课程任务和要求课程任务和要求化学分析化学分析2第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 分析化学及其作用分析化学及其作用一、定义：一、定义：分析化学是关于研究物质的组成、含量、结分析化学是关于研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学。门科学。1993年，年，IUPAC爱丁堡会议，爱丁堡会议，“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空间各种方法、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的信息的科学。和时间方面的组成和性质的信息的科学。”分析化学既是一种分析化学既是一种技术技术又是一门又是一门科学科学。化学分析化学分析3第一章第一章 绪论绪论二、任务：二、任务：分析化学是研究物质化学组成的分析方法及分析化学是研究物质化学组成的分析方法及有关理论的一门科学。有关理论的一门科学。1.确定确定物质体系的化学组成；物质体系的化学组成；2.测定其中的有关成分的含量；测定其中的有关成分的含量；3.鉴定鉴定体系中物质的结构和形态。体系中物质的结构和形态。解决关于物质体系构成及其性质的问题，即解决关于物质体系构成及其性质的问题，即“有什么？有什么？”、“有多少？有多少？”的问题。的问题。化学分析化学分析4第一章第一章 绪论绪论三、作用三、作用1.分析化学是研究物质及其变化的重要方法分析化学是研究物质及其变化的重要方法之一。之一。在化学学科的发展上以及与化学有关在化学学科的发展上以及与化学有关的各个学科领域中发挥重要的作用。的各个学科领域中发挥重要的作用。分析化学是科学技术的分析化学是科学技术的眼睛眼睛。澳大利亚皇家化学会：澳大利亚皇家化学会：分析化学分会分析化学分会化学分析化学分析5第一章第一章 绪论绪论2.分析化学是药学专业分析化学是药学专业重要的专业基础课重要的专业基础课。新药的开发研究、药物作用机制、代谢与分新药的开发研究、药物作用机制、代谢与分解、药物动力学研究及临床检验、中草药有解、药物动力学研究及临床检验、中草药有效成分分离和测定、药品质量的全面控制、效成分分离和测定、药品质量的全面控制、药物制剂的稳定性、生物利用度和生物等效药物制剂的稳定性、生物利用度和生物等效性研究等。性研究等。分析化学理论知识和实验技能在药物分析学、分析化学理论知识和实验技能在药物分析学、药物化学、天然药物化学、药剂学、药理学药物化学、天然药物化学、药剂学、药理学和中药学等各个学科都有广泛应用。和中药学等各个学科都有广泛应用。化学分析化学分析6第一章第一章 绪论绪论3.重要性重要性1991年，年，IUPAC国际分析科学会议主席国际分析科学会议主席E.NIKI教授所说，教授所说，21世纪是光明还是黑暗取决于人类世纪是光明还是黑暗取决于人类在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于的关键问题的解决主要依赖于分析科学分析科学。经典化学分析和仪器分析方法经典化学分析和仪器分析方法化学分析化学分析7第一章第一章 绪论绪论第二节第二节 分析化学的发展分析化学的发展分析化学发展的三次重大变革分析化学发展的三次重大变革一、经典分析化学一、经典分析化学十九世纪末十九世纪末二十世纪二十世纪30年代，溶液四大平衡理年代，溶液四大平衡理论论分析化学理论基础分析化学理论基础 技术技术科学科学二、近代分析化学二、近代分析化学30年代末年代末70年代，物理学与电子学的发展年代，物理学与电子学的发展分分析中物理方法的应用析中物理方法的应用仪器分析时代仪器分析时代化学分析化学分析8第一章第一章 绪论绪论三、现代分析化学三、现代分析化学70年代末年代末现在，计算机科学在分析化学中的应现在，计算机科学在分析化学中的应用用 以计算机为基础的分析化学以计算机为基础的分析化学，成为当代，成为当代最最富活力的学科之一富活力的学科之一。英国英国半数科学家为化学家半数科学家为化学家化学家中化学家中1/4为分析化学家为分析化学家化学方面的招聘广告有一半明确要求懂分析化学。化学方面的招聘广告有一半明确要求懂分析化学。化学分析化学分析9第一章第一章 绪论绪论分分析析化化学学主主要发展趋向要发展趋向生物分析生物分析环境分析环境分析 过程分析过程分析表面分析表面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单细胞分析单细胞分析单分子单聚集体分析单分子单聚集体分析化学计量学化学计量学在线分析在线分析原位分析原位分析实时分析实时分析接口接口教育教育定性定性传感器传感器固定化固定化自动化自动化微型化微型化新技术新技术新原理新原理新仪器新仪器 分离技术分离技术仪器和计算机仪器和计算机联用技术联用技术其它科技领域其它科技领域活体分析活体分析化学分析化学分析10第一章第一章 绪论绪论当前分析化学发展的主要特点：当前分析化学发展的主要特点：（1）发展微量分析）发展微量分析（2）发展快速分析）发展快速分析（3）发展结构分析和形态分析）发展结构分析和形态分析（4）联用技术和智能化仪器发展迅速）联用技术和智能化仪器发展迅速（5）化学计量学迅速发展）化学计量学迅速发展化学分析化学分析11第一章第一章 绪论绪论第三节第三节 分析化学的方法分类分析化学的方法分类分类依据：根据分析任务（目的）、分析对象、分类依据：根据分析任务（目的）、分析对象、测定原理、操作方法和试样用量的不同进行分测定原理、操作方法和试样用量的不同进行分类。类。1.定性分析、定量分析、结构分析和形态分析定性分析、定量分析、结构分析和形态分析（分析任务）（分析任务）定性分析（定性分析（qualitative analysis）的任务是鉴定试的任务是鉴定试样由哪些元素、离子、基团或化合物组成。样由哪些元素、离子、基团或化合物组成。定量分析（定量分析（quantitative analysis）的任务是测定试的任务是测定试样中某一或某些组分的含量，有时是测定所有样中某一或某些组分的含量，有时是测定所有组分，即全分析（组分，即全分析（total analysis）。）。化学分析化学分析12第一章第一章 绪论绪论结构分析（结构分析（structural analysis）的任务是研究物的任务是研究物质的分子结构或晶体结构。质的分子结构或晶体结构。形态分析（形态分析（morphological analysis）的任务是研究的任务是研究物质的价态、晶态、结合态等性质。物质的价态、晶态、结合态等性质。分析过程：分析过程：先定性，后定量先定性，后定量当试样成分已知时，可直接进行定量分析。当试样成分已知时，可直接进行定量分析。成分未知时，应先进行定性分析，然后再进行成分未知时，应先进行定性分析，然后再进行定量分析。定量分析。新化合物，先进行结构分析，确定分子结构，新化合物，先进行结构分析，确定分子结构，再进行其它分析。再进行其它分析。化学分析化学分析13第一章第一章 绪论绪论2.无机分析和有机分析（分析对象）无机分析和有机分析（分析对象）无机分析（无机分析（inorganic analysis）的对象是无机物的对象是无机物中的元素、离子、原子团或化合物的鉴别、含中的元素、离子、原子团或化合物的鉴别、含量测定和某些组分存在形式的确定等。分为无量测定和某些组分存在形式的确定等。分为无机定性分析和无机定量分析。机定性分析和无机定量分析。有机分析（有机分析（organic analysis）主要是对有机物主要是对有机物的元素分析、官能团分析、含量测定和结构分的元素分析、官能团分析、含量测定和结构分析。分为有机定性分析和有机定量分析。析。分为有机定性分析和有机定量分析。化学分析化学分析14第一章第一章 绪论绪论3.化学分析和仪器分析（测定原理）化学分析和仪器分析（测定原理）（1）化学分析）化学分析化学分析法（化学分析法（chemical analysis）是以物质的化是以物质的化学反应为基础的分析方法，是分析化学的基础，学反应为基础的分析方法，是分析化学的基础，又称又称经典分析法经典分析法。分为定性化学分析和定量化。分为定性化学分析和定量化学分析。学分析。概念：概念：试样：试样：被分析的物质称为试样（或样品）。被分析的物质称为试样（或样品）。试剂：试剂：与试样起反应的的物质称为试剂。与试样起反应的的物质称为试剂。化学分析化学分析15第一章第一章 绪论绪论分析化学反应：分析化学反应：试剂与试样所发生的化学变化试剂与试样所发生的化学变化称为分析化学反应。称为分析化学反应。化学定性分析：化学定性分析：根据试样中组分发生某种化学根据试样中组分发生某种化学反应的性质来对该组分进行检出的分析。反应的性质来对该组分进行检出的分析。化学定量分析：化学定量分析：根据待测组分与所加一定试剂根据待测组分与所加一定试剂发生有确定计量关系的化学反应来测定该组分发生有确定计量关系的化学反应来测定该组分含量的分析。可分为含量的分析。可分为重量分析重量分析和和滴定分析或容滴定分析或容量分析量分析。特点：仪器简单，结果准确，应用范围广；具特点：仪器简单，结果准确，应用范围广；具有局限性，只适用于常量组分的分析，灵敏度有局限性，只适用于常量组分的分析，灵敏度较低，分析速度较慢。较低，分析速度较慢。化学分析化学分析16第一章第一章 绪论绪论（2）仪器分析）仪器分析仪器分析（仪器分析（instrumental analysis）是使用较特殊是使用较特殊仪器进行分析的方法，是以物质的物理或物理仪器进行分析的方法，是以物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法，分为化学性质为基础的分析方法，分为物理分析法物理分析法和和物理化学分析法物理化学分析法。仪器分析主要包括光学分析、电化学分析、质仪器分析主要包括光学分析、电化学分析、质谱分析、色谱分析、放射化学分析、流动注射谱分析、色谱分析、放射化学分析、流动注射分析、热分析、电子探针和离子探针微区分析分析、热分析、电子探针和离子探针微区分析等。等。特点：灵敏、快速、准确，适用于生产过程的特点：灵敏、快速、准确，适用于生产过程的控制分析，特别适用于低含量组分的分析。控制分析，特别适用于低含量组分的分析。化学分析化学分析17第一章第一章 绪论绪论4.常量分析、半微量分析、微量分析和超微量常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析（试样用量）分析（试样用量）无机定性分析一般采用半微量分析方法（如点无机定性分析一般采用半微量分析方法（如点滴分析），常量分析多采用化学分析方法，微滴分析），常量分析多采用化学分析方法，微量或超微量分析一般采用仪器分析方法（如原量或超微量分析一般采用仪器分析方法（如原子发射光谱、色谱等）。子发射光谱、色谱等）。分析方法分析方法试样质量试样质量试液体积试液体积常量分析常量分析0.1g10ml半微量分析半微量分析0.010.1g1 10ml微量分析微量分析0.110mg0.01 1ml超微量分析超微量分析0.1mg1%。微量组分分析：组分含量微量组分分析：组分含量0.01%1%。痕量组份分析：组分含量痕量组份分析：组分含量0.01%。常用。常用ppm（106 w/w或或v/v，百万分率）、，百万分率）、ppb（10-9 w/w或或v/v，十亿分率）表示。，十亿分率）表示。注意：这种分类法与试样用量分类法不同，两注意：这种分类法与试样用量分类法不同，两种概念不要混淆。种概念不要混淆。化学分析化学分析19第一章第一章 绪论绪论6.例行分析和仲裁分析（分析方法的作用）例行分析和仲裁分析（分析方法的作用）例行分析例行分析是指一般实验室在日常生产或工作中是指一般实验室在日常生产或工作中的分析，又称为常规分析。例如，药厂质检室的分析，又称为常规分析。例如，药厂质检室的日常分析工作。的日常分析工作。仲裁分析仲裁分析是指不同单位对某一试样的分析结果是指不同单位对某一试样的分析结果有争议时，要求仲裁单位（如药检所）用法定有争议时，要求仲裁单位（如药检所）用法定方法，进行准确分析，以仲裁原分析结果是否方法，进行准确分析，以仲裁原分析结果是否准确。准确。化学分析化学分析20第一章第一章 绪论绪论第四节第四节 分析过程和步骤分析过程和步骤所有分析过程都包括多个单元操作，实际分析中所有分析过程都包括多个单元操作，实际分析中每个单元操作都应有各自的标准操作程序每个单元操作都应有各自的标准操作程序（standard operation procedure，SOP），最终形），最终形成一个总的标准操作程序。成一个总的标准操作程序。整个分析过程一般包括整个分析过程一般包括明确任务明确任务和和制定计划制定计划、取取样样、试样制备试样制备、干扰的消除干扰的消除、测定测定、结果计算结果计算和和表达表达、方法认证方法认证、形成报告形成报告等步骤。等步骤。化学分析化学分析21第一章第一章 绪论绪论1.分析任务和计划分析任务和计划首先要明确所需解决的问题，如试样的来源、首先要明确所需解决的问题，如试样的来源、测定的对象、测定的样品数、可能存在的影响测定的对象、测定的样品数、可能存在的影响因素等。因素等。根据任务制定一个初步的研究计划，包括采用根据任务制定一个初步的研究计划，包括采用的方法、准确度、精密度要求等，以及所需实的方法、准确度、精密度要求等，以及所需实验条件如仪器设备、试剂等。验条件如仪器设备、试剂等。化学分析化学分析22第一章第一章 绪论绪论2.取样取样分析测定的实际试样必须要能代表待测定的整分析测定的实际试样必须要能代表待测定的整个物质系统。个物质系统。必须采用科学取样法，从分析的总试样或送到必须采用科学取样法，从分析的总试样或送到实验室的总试样中取出有代表性的试样进行分实验室的总试样中取出有代表性的试样进行分析。析。3.试样的制备试样的制备试样制备的目的是使试样适合于选定的分析方试样制备的目的是使试样适合于选定的分析方法，消除可能的干扰。法，消除可能的干扰。应进行空白试验或回收试验等来估计试样制备应进行空白试验或回收试验等来估计试样制备过程可能带来的误差。过程可能带来的误差。化学分析化学分析23第一章第一章 绪论绪论4.分析测定分析测定进行实际试样测定前必须对所用仪器（或测量进行实际试样测定前必须对所用仪器（或测量系统）进行校正。系统）进行校正。所使用的具体分析方法必须经过认证，以确保所使用的具体分析方法必须经过认证，以确保分析结果符合要求。分析结果符合要求。定量分析方法认证包括准确度、精密度、检出定量分析方法认证包括准确度、精密度、检出限、定量限和线性范围等的确定。限、定量限和线性范围等的确定。5.结果的计算和表达结果的计算和表达完整的结果表达必须包括平均值、标准差（或完整的结果表达必须包括平均值、标准差（或相对标准差）、测量次数和置信度等。相对标准差）、测量次数和置信度等。6.形成书面报告。形成书面报告。化学分析化学分析24第一章第一章 绪论绪论第五节第五节 分析化学的学习方法分析化学的学习方法掌握化学平衡理论在分析化学中的具体体现和实际掌握化学平衡理论在分析化学中的具体体现和实际应用，与无机化学、物理化学中的溶液理论紧密联应用，与无机化学、物理化学中的溶液理论紧密联系起来，理解各类分析方法的基本原理、分析反应系起来，理解各类分析方法的基本原理、分析反应过程中各种平衡状态、各成分的浓度变化。过程中各种平衡状态、各成分的浓度变化。牢固树立牢固树立“量量”和和“定量定量”的概念。的概念。知道如何控制实验条件，实现定量分析的目的。知道如何控制实验条件，实现定量分析的目的。掌握各类分析测定中的计算方法和技能及结果的正掌握各类分析测定中的计算方法和技能及结果的正确表达。确表达。理论理论实践实践理论理论实践实践预习预习听课听课自学自学习题习题化学分析化学分析25第一章第一章 绪论绪论第六节第六节 课程任务和要求课程任务和要求掌握基本的分析方法及其原理掌握基本的分析方法及其原理掌握各种分析方法的有关计算，初步具备数据评掌握各种分析方法的有关计算，初步具备数据评价能力价能力初步具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方初步具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力案的能力培养观察、分析和解决问题的能力培养观察、分析和解决问题的能力化学分析化学分析26第一章第一章 绪论绪论