分析化学概论 (2)精.ppt

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1、分析化学概论分析化学概论第1页，本讲稿共19页1.1分析化学的定义、任务和作用分析化学的定义、任务和作用分析化学分析化学分析化学分析化学Analytical ChemistryAnalytical Chemistry：是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关 物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学，又物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学，又物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学，又物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学

2、，又 称为分析科学。称为分析科学。称为分析科学。称为分析科学。是化学的一个分支，是是化学的一个分支，是是化学的一个分支，是是化学的一个分支，是“现代化学之母现代化学之母现代化学之母现代化学之母”。是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学研究的基是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学研究的基是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学研究的基是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学研究的基 础学科。础学科。础学科。础学科。analyticalchemistrymedicineenvironmentfoodmaterialagriculture第2页，本讲稿共19页分析化学是研究分析方法的科

3、学，一个完整具体的分分析化学是研究分析方法的科学，一个完整具体的分分析化学是研究分析方法的科学，一个完整具体的分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析方法包括析方法包括析方法包括测定方法测定方法测定方法测定方法和和和和测定对象测定对象测定对象测定对象两部分。两部分。两部分。两部分。没有分析对象，就谈不到分析方法，对象与方法存在分没有分析对象，就谈不到分析方法，对象与方法存在分没有分析对象，就谈不到分析方法，对象与方法存在分没有分析对象，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析化学或者分析科学的各个方面析化学或者分析科学的各个方面析化学或者分析科学的各

4、个方面。分析化学三要素分析化学三要素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。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。高校和科研单位高校和科研单位高校和科研单位高校和科研单位、仪器制造部门仪器制造部门仪器制造部门仪器制造部门和和和和生产单位生产单位生产单位生产单位的合作反映的合作反映的合作反映的合作反映了分析化学三要素之间的关系。了分析化学三要素之间的关系。了分析化学三要素之间的关系。了分析化学三要素之间的关系。1.2分析方法的分类与选择分析方法的分

5、类与选择第3页，本讲稿共19页分析方法的分类分析方法的分类按分析任务分：按分析任务分：按分析任务分：按分析任务分：定性分析定性分析定性分析定性分析 定量分析定量分析定量分析定量分析 结构分析结构分析结构分析结构分析按原理分按原理分按原理分按原理分：化学分析化学分析化学分析化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法以物质的化学反应为基础的分析方法以物质的化学反应为基础的分析方法以物质的化学反应为基础的分析方法 仪器分析仪器分析仪器分析仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法以物质的物理和物理化学性质为

6、基础的分析方法 光学分析方法：光谱法，非光谱法光学分析方法：光谱法，非光谱法光学分析方法：光谱法，非光谱法光学分析方法：光谱法，非光谱法 电化学分析法电化学分析法电化学分析法电化学分析法 ：伏安法，电导分析法等：伏安法，电导分析法等：伏安法，电导分析法等：伏安法，电导分析法等 色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳 其他仪器方法：热分析其他仪器方法：热分析其他仪器方法：热分析其他仪器方法：热分析按分析对象分按分析对象分按分析对象分按分析对象分：无机分析，有机分析：无机分析，有机分析

7、：无机分析，有机分析：无机分析，有机分析 生物分析，环境分析等生物分析，环境分析等生物分析，环境分析等生物分析，环境分析等 第4页，本讲稿共19页按试样用量及操作规模分：按试样用量及操作规模分：按试样用量及操作规模分：按试样用量及操作规模分：常量、半微量、微量和超微量分析常量、半微量、微量和超微量分析常量、半微量、微量和超微量分析常量、半微量、微量和超微量分析 方法试样质量试液体积常量分析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%),微量分析(0.01-1%),痕量分析(0.01)仲裁分析及例行分析仲裁分析及例行分析

8、仲裁分析及例行分析仲裁分析及例行分析 第5页，本讲稿共19页1.3 1.3 分析化学发展简史分析化学发展简史 分析化学历史悠久分析化学历史悠久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十七世纪十七世纪BoyleBoyle将石蕊作酸碱指示剂将石蕊作酸碱指示剂将石蕊作酸碱指示剂将石蕊作酸碱指示剂17511751年年年年MargrafMargraf硫氰酸盐检

9、验硫氰酸盐检验硫氰酸盐检验硫氰酸盐检验Fe(III)Fe(III)分析化学发展经历分析化学发展经历分析化学发展经历分析化学发展经历3 3次重大变革次重大变革次重大变革次重大变革 第6页，本讲稿共19页第一个重要阶段第一个重要阶段第一个重要阶段第一个重要阶段:2020世世世世纪纪纪纪起起起起初初初初的的的的20-3020-30年年年年间间间间分分分分析析析析化化化化学学学学发发发发展展展展成成成成为为为为一一一一门门门门独独独独立立立立的的的的学学学学科科科科 物理化学的溶液理论发展，推动化学分析快速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；指示剂

10、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论。第7页，本讲稿共19页第二个重要阶段第二个重要阶段第二个重要阶段第二个重要阶段:2020世纪世纪世纪世纪4040年代，年代，年代，年代，仪器分析仪器分析仪器分析仪器分析的发展。的发展。的发展。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。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。原原原原子子子子能能能能和和和和半半半半导导导导体体体体技技技技术术术术兴兴兴兴起起起起，如如如如要要要要求求求求超超超超纯纯纯纯材材材材料料料料，99.9999999.9

11、999999.9999999.99999，砷砷砷砷化化化化镓镓镓镓，要要要要测测测测定定定定其其其其杂杂杂杂质质质质，化化化化学学学学分分分分析析析析法法法法无无无无法法法法解解解解决决决决，促促促促进进进进了了了了仪仪仪仪器器器器分分分分析析析析和和和和各各各各种种种种分分分分离离离离方方方方法法法法的的的的发展。发展。发展。发展。第8页，本讲稿共19页第三个重要阶段第三个重要阶段第三个重要阶段第三个重要阶段:2020世纪世纪世纪世纪7070年代以来年代以来年代以来年代以来,分析化学发展到分析化学发展到分析化学发展到分析化学发展到分析科学分析科学分析科学分析科学阶段阶段阶段阶段 现现现现代代

12、代代分分分分析析析析化化化化学学学学把把把把化化化化学学学学与与与与数数数数学学学学、物物物物理理理理学学学学、计计计计算算算算机机机机科科科科学学学学、精精精精密密密密仪仪仪仪器器器器制制制制造造造造、生生生生命命命命科科科科学学学学、材材材材料料料料科科科科学学学学等等等等学学学学科科科科结结结结合合合合起起起起来，成为一门多学科性的综合科学。来，成为一门多学科性的综合科学。来，成为一门多学科性的综合科学。来，成为一门多学科性的综合科学。第9页，本讲稿共19页分析化学发展趋向分析化学发展趋向高灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度单分子单分子单分子单分子(原子原子原子原子)检测检测检测检测高选择性

13、高选择性高选择性高选择性复杂体系复杂体系复杂体系复杂体系(如生命体系、中药如生命体系、中药如生命体系、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、高分析速度高通量、高分析速度高通量、高分析速度第10页，本讲稿共19页生物分析分析化学主要发展趋向新技术新仪器微型化新原理化学计量学环境分析过程分析原位分析表面分析活体分析实时分析大分子表征化学图象无损分析在线分析单细胞分析单

14、分子检测接口定性传感器分离技术联用技术第11页，本讲稿共19页n n1.丛书、大全、手册n n2.参考书n n3.杂志n n4.因特网上化学信息1.4 分析化学参考文献 第12页，本讲稿共19页1 1 分析化学过程分析化学过程1)1)试样的采取、处理及分解试样的采取、处理及分解试样的采取、处理及分解试样的采取、处理及分解2)2)分析化学中常见的分离及富集方法分析化学中常见的分离及富集方法分析化学中常见的分离及富集方法分析化学中常见的分离及富集方法3)3)分析测定分析测定分析测定分析测定4)4)分析结果的计算和评价分析结果的计算和评价分析结果的计算和评价分析结果的计算和评价1.5 分析化学过程及

15、分析结果的表示 第13页，本讲稿共19页n n1.1.待测组分的化学表示形式待测组分的化学表示形式n n2.2.待测组分含量的表示方法待测组分含量的表示方法n n 固体试样（质量分数）固体试样（质量分数）n n 液体试样（物质的量浓度；质量摩尔浓度；液体试样（物质的量浓度；质量摩尔浓度；质量分数；体积分数；摩尔分数；质量分数；体积分数；摩尔分数；质量浓度）质量浓度）n n 气体试样（体积分数；质量浓度）气体试样（体积分数；质量浓度）2 2 分析结果的表示分析结果的表示第14页，本讲稿共19页1 1 滴定分析法滴定分析法滴定分析法滴定分析法：又称容量分析法。：又称容量分析法。：又称容量分析法。：

16、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标准溶液待测溶液被测物质被测物质被测物质被测物质指示剂指示剂指示剂指示剂化学计量关系化学计量关系化学计量关系化学计量关系酸碱滴定法、络合滴定法氧化还原滴定法、沉淀滴定法第15页，本讲稿共19页有有有有确确确确定定定定的的的的化化化化学学学学计计计计量量量量关关关关系系系系，反反反反应应应应按按按按一一一一定定定定的的的的反反反反应方程式进行应方程式进行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要定量进行反应要定量进行反应速度较快反应速度较快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

17、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第16页，本讲稿共19页3 3滴定方式滴定方式滴定方式滴定方式a.a.直接滴定法直接滴定法直接滴定法直接滴定法 b.b.间接滴定法间接滴定法间接滴定法间接滴定法 如如如如CaCa2+2+沉沉沉沉淀淀淀淀为为为为CaCCaC2 2OO4 4，再再再再用用用用硫硫硫硫酸酸酸酸溶溶溶溶解解解解，用用用用KMnOKMnO4 4滴定滴定滴定滴定C C2 2OO4 42-2-,间接测定间接测定间接测定间接测定CaCa2+2+c.c.返滴定法返滴定法返滴定法返滴定法如如如如测测测测定定定定CaCOCaCO3 3,加加加加入入入入过过过过量量量量

18、盐盐盐盐酸酸酸酸，多多多多余余余余盐盐盐盐酸酸酸酸用用用用标准氢氧化钠溶液返滴标准氢氧化钠溶液返滴标准氢氧化钠溶液返滴标准氢氧化钠溶液返滴d.d.置换滴定法置换滴定法置换滴定法置换滴定法 络合滴定多用络合滴定多用络合滴定多用络合滴定多用第17页，本讲稿共19页1.7 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。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。要要要要求求求求：试试试试剂剂剂剂与与与与化化化化学学学学组组组组成成成成一一一一致致致致；纯纯纯纯度度度度高

19、高高高；稳稳稳稳定定定定；摩摩摩摩尔尔尔尔质质质质量量量量大；滴定反应时无副反应。大；滴定反应时无副反应。大；滴定反应时无副反应。大；滴定反应时无副反应。标准溶液标准溶液标准溶液标准溶液:已知准确浓度的试剂溶液。已知准确浓度的试剂溶液。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。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。第18页，本讲稿共19页标准溶液浓度计算标准溶液浓度计算 a.a.直接配制法直接配制法直接配制法直接配制法 称称称称一一一一定定定定量量量量的的的的基基基基准准准准物物物物质质质质B(mB(mB B g g）直直直直接接接接溶溶溶溶于于于于一一一一定定定定量量量量(VL)(VL)的溶剂配制。的溶剂配制。的溶剂配制。的溶剂配制。c cB B=n=nB B/V=m/V=mB B/M/MB BVVbb标定法：标定法：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。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。bBbBtT=aAtT=aAc cB B=b/tc=b/tcT TVVT T/V/VB B =bm=bmT T/tM/tMT TVVB B第19页，本讲稿共19页