《分析化学导言》PPT课件.ppt

分析化学分析化学Analytical Chemistry任课教师：刘建宇任课教师：刘建宇化学化工学院分析教研组化学化工学院分析教研组任课教师联系方式任课教师联系方式Mobile：E-mail：QQ：11626990公共信箱：公共信箱：密码：密码：shw2010学习资料或通知安排等均会上传，请自行下载学习资料或通知安排等均会上传，请自行下载教材及主要参考资料教材及主要参考资料分析化学，蔡明招主编，化工出版社，分析化学，蔡明招主编，化工出版社，2009分析化学实验（第二版），蔡明招主编，化工出版社，分析化学实验（第二版），蔡明招主编，化工出版社，2010分析化学教程，李克安主编，北大出版社，分析化学教程，李克安主编，北大出版社，2005分析化学（上下册），武汉大学主编，高教出版社，分析化学（上下册），武汉大学主编，高教出版社，2006分析化学例题与习题，武汉大学，高等教育出版社，分析化学例题与习题，武汉大学，高等教育出版社，1997分析化学硕士生入学考试复习指导，科学出版社，分析化学硕士生入学考试复习指导，科学出版社，2005，及学校图书馆期刊网及学校图书馆期刊网理论课教学要求与安排理论课教学要求与安排学时：学时：48（具体教学内容安排见（具体教学内容安排见教学日历教学日历）成绩评定：成绩评定：平时占平时占30%（作业（作业15%+出勤出勤15%）、期末考）、期末考试占试占70%学习方法：学习方法：预习预习听课听课复习复习作业作业 答疑答疑（多记忆多思（多记忆多思考，善于联系总结）考，善于联系总结）每章均提供一套练习题及参考答案供自学每章均提供一套练习题及参考答案供自学实验课教学与安排实验课教学与安排学时：学时：32（具体教学内容见（具体教学内容见实验安排表实验安排表）要求：要求：实验课开始前自学第一章的内容；实验前完成预习实验课开始前自学第一章的内容；实验前完成预习报告并携带至实验室（提供报告并携带至实验室（提供实验报告模板实验报告模板）；实验必须准）；实验必须准时出席；实验过程中应遵守课堂纪律时出席；实验过程中应遵守课堂纪律成绩评定：成绩评定：每次实验均计入总分，请假无法补做时当次实每次实验均计入总分，请假无法补做时当次实验成绩为验成绩为0，无故缺席一次则总成绩为，无故缺席一次则总成绩为0注意理论课与实验课之间的联系注意理论课与实验课之间的联系教学目的教学目的l知识：知识：掌握分析化学的基本理论掌握分析化学的基本理论l能力：能力：运用分析化学理论发现、提出、解决分析化学运用分析化学理论发现、提出、解决分析化学问题的能力，获取知识、发展与创新知识的能力问题的能力，获取知识、发展与创新知识的能力l素质：素质：将获取的知识、能力内化于身心，升华为品质将获取的知识、能力内化于身心，升华为品质与素养与素养知识、能力、素质综合发展知识、能力、素质综合发展第第1章章 分析化学导言分析化学导言1-1 分析化学的定义分析化学的定义1-2 分析化学的任务分析化学的任务1-3 分析化学的地位和作用分析化学的地位和作用1-4 分析化学的分类分析化学的分类1-5 分析化学的发展趋势分析化学的发展趋势1-6 定量分析的一般过程及结果表示定量分析的一般过程及结果表示1-1 分析化学的定义分析化学的定义Analytical Chemistry is a scientific discipline that develops and applies methods,instruments and strategies to obtain information on the composition and nature of matter in space and time.分析化学是一门发展并运用各种方法、仪器及策略以在分析化学是一门发展并运用各种方法、仪器及策略以在时时空的维度空的维度里获得有关里获得有关物质组成及性质信息物质组成及性质信息的一门科学。的一门科学。欧洲化学联合会（欧洲化学联合会（FECS）（本课程仅涉及该部分内容）（本课程仅涉及该部分内容）1-2 分析化学的任务分析化学的任务提供物质的各种信息提供物质的各种信息l确定物质的化学组成（元素、离子、基团或化合物）确定物质的化学组成（元素、离子、基团或化合物）定性分析定性分析l测量各组成的含量测量各组成的含量定量分析定量分析l表征物质的化学结构、构象、形态、能态表征物质的化学结构、构象、形态、能态结构分析、构象分析，结构分析、构象分析，形态分析、能态分析形态分析、能态分析l表征组成、含量、结构、形态、能态的动力学特征表征组成、含量、结构、形态、能态的动力学特征动态分析动态分析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分析仪器的设计与制造分析仪器的设计与制造例：关于茶叶的分析例：关于茶叶的分析含有哪些微量元素和有机物？（定性）含有哪些微量元素和有机物？（定性）微量元素和有机物的含量？（定量）微量元素和有机物的含量？（定量）有效成分是什么及其含量有效成分是什么及其含量?（定性、定量、结构）（定性、定量、结构）微量元素的存在形态？（形态分析）微量元素的存在形态？（形态分析）不同生长阶段茶叶中营养成分的变化？不同生长阶段茶叶中营养成分的变化？（动态分析）（动态分析）各化学成分的空间分布各化学成分的空间分布1-3 分析化学的地位与作用（分析化学的地位与作用（1）分析化学是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学分析化学是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学研究的基础学科。研究的基础学科。正如正如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教授所教授所说，说，21世纪是世纪是光明光明还是还是黑暗黑暗取决于人类在取决于人类在能源与资源科学能源与资源科学、信息科学信息科学、生命科学生命科学与与环境科学环境科学四大领域的进步，而取得四大领域的进步，而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学分析科学1-3 分析化学的地位与作用（分析化学的地位与作用（2）环境分析环境分析大气污染、水污染、室内污染大气污染、水污染、室内污染生命科学生命科学DNA测序、细胞分析、蛋白质分析测序、细胞分析、蛋白质分析食品分析食品分析质量控制，添加剂、违禁药物质量控制，添加剂、违禁药物临床分析临床分析诊断，药物研究诊断，药物研究体育运动分析体育运动分析兴奋剂检测、滥用药物兴奋剂检测、滥用药物药物分析药物分析发现新药、药物安全、药效发现新药、药物安全、药效化妆品安全化妆品安全质量、毒副作用质量、毒副作用材料分析材料分析质量、性能质量、性能结构结构过程分析过程分析生产自动化生产自动化法庭分析法庭分析刑侦、证据刑侦、证据and more 无处不在，无处不用无处不在，无处不用1-4 分析化学的分类（分析化学的分类（1）根据分析任务分类根据分析任务分类定性分析（定性分析（Qualitative analysis）：物质的组成）：物质的组成定量分析（定量分析（Quantitative analysis）：物质的含量）：物质的含量结构分析（结构分析（Structure analysis）：物质的结构（分子结构、晶体结构、）：物质的结构（分子结构、晶体结构、分子聚集体的高级结构）；蛋白质的分子聚集体的高级结构）；蛋白质的1-4级结构的测定；级结构的测定；DNA碱基序碱基序列的测定等列的测定等 形态分析（形态分析（speices analysis）：物质的形态）：物质的形态能态分析（能态分析（energy-state analysis）：物质的能态）：物质的能态例：生物大分子结构与功能（例：生物大分子结构与功能（1）镰刀型红细胞贫血症的致病原因？镰刀型红细胞贫血症的致病原因？正常红细胞正常红细胞镰刀型红细胞镰刀型红细胞血红蛋白的一级结构测定血红蛋白的一级结构测定（即氨基酸序列分析）（即氨基酸序列分析）例：生物大分子结构与功能（例：生物大分子结构与功能（2）疯牛病的致病原因疯牛病的致病原因：朊病毒蛋白（：朊病毒蛋白（prion protein,PrP）引起的一组人与动物神经退行性病变。）引起的一组人与动物神经退行性病变。螺螺旋旋-折叠折叠蛋白质的二级结构发生变化蛋白质的二级结构发生变化1-4 分析化学的分类（分析化学的分类（2）根据分析对象分类根据分析对象分类无机分析无机分析 Inorganic analysis有机分析有机分析 Organic analysis药物分析药物分析 Pharmacological analysis水质分析水质分析 Water analysis食品分析食品分析 Food analysis元素分析元素分析 Elemental analysis工业分析工业分析 Industrial analysis法庭分析法庭分析 Forensic analysis等等等等1-4 分析化学的分类（分析化学的分类（3）According to the tool used for the analysis,analytical chemistry can be grouped into two general subgroup:Chemical analysis（化学分析）（化学分析）Generally,use glassware and balence to analyze the sample based on chemical equilibriumsInstrumental analysis（仪器分析）（仪器分析）Use advanced instruments to investigate the sample,and the instrument works mostly based on physical mechanisms化学分析法与仪器分析法的比较化学分析法与仪器分析法的比较化学分析化学分析分离：分离：沉淀、沉淀、萃取萃取、蒸馏、蒸馏定性：直接或通过简单的化学定性：直接或通过简单的化学反应反应测量待测物测量待测物）的颜色、沸的颜色、沸熔点、气味、光学性质（拆射、熔点、气味、光学性质（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶反射、衍射等）以及在不同溶剂中的溶解特性剂中的溶解特性定量：定量：重量法、容量法重量法、容量法仪器分析仪器分析分离：分离：色谱色谱（包括电泳）技术（包括电泳）技术定性或定量定性或定量：利用物质原子、：利用物质原子、分子、离子等的特性，分子、离子等的特性，如如光的光的吸收吸收和发射（包括荧光）、电和发射（包括荧光）、电导、导、电位电位、质荷比等、质荷比等结构、形态、状态分析及表征结构、形态、状态分析及表征定量分析定量分析化学分析化学分析容量分析容量分析重量分析重量分析常量组分；准确度高常量组分；准确度高仪器分析仪器分析微量、痕量组分；相对准微量、痕量组分；相对准确度较化学法差，且不同确度较化学法差，且不同方法之间差别较大方法之间差别较大一定条件下，仪器信号与物质一定条件下，仪器信号与物质含量之间存在确定函数关系含量之间存在确定函数关系1-4 分析化学的分类（分析化学的分类（4）按试样量大小或待测组分含量分类按试样量大小或待测组分含量分类方法方法固体试样质量固体试样质量液体试样体积液体试样体积待测组分含量待测组分含量常量常量100 mg10 mL1%半微量半微量10 100 mg1 10 mL0.01 1%微量微量0.1 10 mg 0.01 1 mL10-4%0.01%超微量超微量0.1 mg0.01mL10-4%1-4 分析化学的分类（分析化学的分类（5）按分析要求分类按分析要求分类例行分析例行分析指实验室的日常分析，亦称常规分析指实验室的日常分析，亦称常规分析仲裁分析仲裁分析指授权单位采用国家标准方法对争议分析结果的测定，具指授权单位采用国家标准方法对争议分析结果的测定，具有法律效力有法律效力1-5 分析化学的发展趋势（分析化学的发展趋势（1）分析化学的发展史分析化学的发展史人类有科技就有化学，化学从分析化学开始人类有科技就有化学，化学从分析化学开始波意耳（波意耳（Boyle）元素学说的建立（）元素学说的建立（1661）怀疑派化学家怀疑派化学家拉瓦锡（拉瓦锡（Lavoisier）的定量分析（）的定量分析（1756）“燃烧氧化学说燃烧氧化学说”20世纪分析化学的三次大变革世纪分析化学的三次大变革四大平衡理论：从技术发展成科学四大平衡理论：从技术发展成科学物理与电子学的发展：从经典分析化学发展为现代分析化学物理与电子学的发展：从经典分析化学发展为现代分析化学计算机应用：使分析化学向一门信息科学转化计算机应用：使分析化学向一门信息科学转化1-5 分析化学的发展趋势（分析化学的发展趋势（2）分析化学的发展趋势：分析化学的发展趋势：3S+2Aselectivity：分析对象由无机物：分析对象由无机物有机物有机物活性物质活性物质sensitivity：分析对象数量级由常量：分析对象数量级由常量微量微量痕量痕量分子水平分子水平speediness：手工操作：手工操作 仪器仪器自动化仪器自动化仪器智能化仪器智能化仪器accuracy（准确）（准确）automatics（自动化）（自动化）仪器分析为发展主流，化学分析暂时不可完全被替代仪器分析为发展主流，化学分析暂时不可完全被替代部分分析技术的社会应用现状（满分部分分析技术的社会应用现状（满分16分）分）方法方法高校高校环境环境药检药检疾控疾控地矿地矿药厂药厂食品食品标准标准总分总分酸碱滴定酸碱滴定 12配位滴定配位滴定 10氧还滴定氧还滴定 13沉淀滴定沉淀滴定 10重量法重量法 11ICP-AES 8火焰吸收火焰吸收 14紫外可见光谱紫外可见光谱 15红外光谱红外光谱 11电位滴定电位滴定 13离子选择电极离子选择电极 9气相色谱气相色谱 15液相色谱液相色谱 14国家自然科学基金分析化学学科国家自然科学基金分析化学学科“十五十五”优先资助领域优先资助领域高选择性的简便、准确、灵敏的分子识别方法高选择性的简便、准确、灵敏的分子识别方法痕量活性物质及自由基在体、原位、实时分析痕量活性物质及自由基在体、原位、实时分析单细胞、单分子、单原子检测分析单细胞、单分子、单原子检测分析手性化合物的分离分析手性化合物的分离分析多元、多维的联合分离分析及数据处理技术多元、多维的联合分离分析及数据处理技术环境中痕量化学物质的表面、结构与形态分析环境中痕量化学物质的表面、结构与形态分析生物体内重要化学信息物质的分析生物体内重要化学信息物质的分析芯片分析化学及分析仪器微型化芯片分析化学及分析仪器微型化1-6 定量分析的一般过程及结果表示（定量分析的一般过程及结果表示（1）定量分析的一般过程定量分析的一般过程u分析目的和要求的提出分析目的和要求的提出分析方法的选择（第分析方法的选择（第4-14章）章）样品的采集与制备（第样品的采集与制备（第2章）章）x样品的处理（第样品的处理（第2章）章）y干扰的消除干扰的消除分离与掩蔽（第分离与掩蔽（第15章）章）z测定（实验课）测定（实验课）数据处理与分析（第数据处理与分析（第3章）章）|分析测试报告（结果表示）分析测试报告（结果表示）1-6 定量分析的一般过程及结果表示（定量分析的一般过程及结果表示（2）根据要求可以按根据要求可以按元素元素形式、形式、氧化物氧化物形式、形式、离子离子形式或形式或化合化合物物形式表示（亦有一些特殊表达形式）形式表示（亦有一些特殊表达形式）通常以通常以质量分数质量分数表示，对于液体试样还可以采用表示，对于液体试样还可以采用体积分数体积分数、质量体积分数质量体积分数表示表示（%，mg/g，g/g）