[分析化学双语课件]绪论.ppt

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1、主讲人：张晓丽Analytical Chemistry教材教材分析化学第四版分析化学第四版 武汉大学主编武汉大学主编 高等教育出版社高等教育出版社绪论绪论第一章第一章 定量分析化学概论定量分析化学概论第二章第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法酸碱平衡和酸碱滴定法第三章第三章 络合滴定法络合滴定法第四章第四章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法第五章第五章 重量分析法和沉淀滴定法重量分析法和沉淀滴定法第六章第六章 吸光光度法吸光光度法第七章第七章 分析化学中的数据处理分析化学中的数据处理第八章第八章 分析化学中常用的分离和富集方法分析化学中常用的分离和富集方法第九章第九章 复杂物质的分析示例复杂物质的分析示例

2、 本教材包括的章节内容本教材包括的章节内容主要参考资料主要参考资料1分析化学分析化学李克安李克安,金钦汉译金钦汉译2分析化学分析化学 薛华，清华大学出版社，薛华，清华大学出版社，3分析化学分析化学 湖南大学，张正奇主编，湖南大学，张正奇主编，20014 Quantitative Analysis R.A.Day,JR.A.L.Underwood5 Analytical Chemistry Larry G.Hargis1-1 分析化学的任务和作用1-2 分析方法的分类1-3 分析化学发展简史绪论绪论分析化学是什么？分析化学是什么？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学科。或者说分

3、析化学是研究获得物质化学组成、结构信息、分析方法及相关理论的科学，它所要解决的问题是确定物质中含有哪些组分，这些组分在物质中是如何存在的，各个组分的相对含量是多少，以及如何表征物质的化学结构等。化学中的信息科学化学中的信息科学任务任务 分析化学包括成分分析和结构分析。成分分析分析化学包括成分分析和结构分析。成分分析又可分为定性分析和定量分析两部分。又可分为定性分析和定量分析两部分。1.1.1.1.定定定定性性性性：定定性性分分析析的的任任务务是是鉴鉴定定物物质质由由哪哪些些元元素素或或离离子子所所组组成成，对对于于有有机机物物质质还还需需要要确确定定其其官官能能团团及及分子结构分子结构。2.2

4、.2.2.定量定量定量定量：定量分析的任务是测定物质各组成部分定量分析的任务是测定物质各组成部分的含量。的含量。3.3.3.3.结构结构结构结构：形态分析形态分析,立体结构立体结构,结构与性能结构与性能.作用作用 在化学学科发展中：分子科学、边缘科学、新兴学科 化学研究工作中：新物质鉴定、结构与性能测试 现代化学工业中：质量控制与自动检测 农业方面：水、土成分调查；农药、化肥、残留物、营养分析 社会中：环境、破案、国防、航天、医药、食品、材料、能源 被称为科学和技术的眼睛被称为科学和技术的眼睛 诺贝尔物理、化学奖中，有四分之一的项目与 分析化学有关。国际：36国家，1075个分析化学机构；美国

5、20万 化学家，4万人从事分析化学，3000多所大学中，270多所有分析化学专业。有的大学单独设系。我国：10个国家级分析测试中心，12个部级测试中 心，21个省市测试中心，137个国家级产品质量监 督检验中心，300多个进出口商品检验室，8千多个 环境监测机构，数十万庞大的分析队伍。分析化学的水平被认为是衡量一个国家科学技术水 平的重要标志之一。地位地位电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析滴定分析仪器分析分析方法的分类分析方法的分类分析化学的内容十分丰富，除按任务分为结构分析、定性分析与定量分析外，还可根据分析对象、测定原理、样品用量及被测成分多少，分为许多不

6、同的类别。结构分析结构分析 无机分析无机分析 分析任务分析任务 定性分析定性分析 分析对象分析对象 定量分析定量分析 有机分析有机分析 化学分析化学分析 例行分析例行分析 测定原理测定原理 具体要具体要 仪器分析仪器分析 仲裁分析仲裁分析 常量分析常量分析 (0.1g or 10mL)样品用量样品用量 半微量分析半微量分析(0.010.1g or 110mL)微量分析微量分析 (0.110mg or 0.011mL)分析化学的特点1.1.分析化学中突出分析化学中突出“量量”的概念的概念 如：测定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与如：测定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采用的分

7、析方法有关。采用的分析方法有关。2.2.分析试样是一个获取信息、降低系统的不确定性的过程。分析试样是一个获取信息、降低系统的不确定性的过程。3.3.实验性强实验性强 强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决问题能力解决问题能力 4.4.综合性强综合性强 涉及化学、生物、电学、光学、计算机等涉及化学、生物、电学、光学、计算机等,体现能力与素质体现能力与素质5.5.分析化学工作者应具有很强的责任心。分析化学工作者应具有很强的责任心。分析化学的发展分析化学的发展分析化学经历过三次大的变革：分析化学经历过三次大的变革：第一次：第一次：2020世纪初物理化学中

8、的溶液理论发展，建立了溶世纪初物理化学中的溶液理论发展，建立了溶液中的四大反应（酸碱、配合、氧化还原、沉淀）平衡。液中的四大反应（酸碱、配合、氧化还原、沉淀）平衡。分析化学引入了物理化学的概念，形成了自己的理论基础。分析化学引入了物理化学的概念，形成了自己的理论基础。分析化学从一门操作技术变成为一门科学。分析化学从一门操作技术变成为一门科学。第二次：第二次：20世纪世纪40年代，物理学和电子学技术的发展年代，物理学和电子学技术的发展被引入到分析化学中，出现了由经典的化学分析发展被引入到分析化学中，出现了由经典的化学分析发展为仪器分析的新时期。原子能技术发展，半导体技术为仪器分析的新时期。原子能

9、技术发展，半导体技术的兴起，要求分析化学能提供各种灵敏准确而快速的的兴起，要求分析化学能提供各种灵敏准确而快速的分析方法，如半导体材料，有的要求纯度达分析方法，如半导体材料，有的要求纯度达99.9999999%以上，在新形势推动下，分析化学得到了以上，在新形势推动下，分析化学得到了迅速发展。最显著的特点是各种仪器分析方法和分离迅速发展。最显著的特点是各种仪器分析方法和分离技术的广泛应用。技术的广泛应用。第三次：第三次：70年代末开始，以计算机应用为主要标志的信息年代末开始，以计算机应用为主要标志的信息时代的来临，分析化学进入了第三次变革的时代。计算机时代的来临，分析化学进入了第三次变革的时代。

10、计算机的应用可使操作和数据处理更快速、准确和简便以及便于的应用可使操作和数据处理更快速、准确和简便以及便于与其它仪器联用等。同时计算机又促进了数理统计理论渗与其它仪器联用等。同时计算机又促进了数理统计理论渗入分析化学，出现了化学计量学。由于生命科学、环境科入分析化学，出现了化学计量学。由于生命科学、环境科学、新材料科学发展的需要，基础理论及测试手段的完善，学、新材料科学发展的需要，基础理论及测试手段的完善，现代分析化学已从组成、含量、结构分析扩展到分布、形现代分析化学已从组成、含量、结构分析扩展到分布、形态分析、微区分析、薄层分析、无损分析、瞬时追踪、在态分析、微区分析、薄层分析、无损分析、瞬

11、时追踪、在线监测及过程控制等。分析化学广泛吸取了当代科学技术线监测及过程控制等。分析化学广泛吸取了当代科学技术的最新成就，成为当代最富活力的学科之一。的最新成就，成为当代最富活力的学科之一。分析化学的进展分析化学的进展分析化学的进展分析化学的进展1.1.由分析对象来看由分析对象来看无机物分析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痕量分子水平分子水平生物活性物质生物活性物质新仪器在线分析新原理生物分析活体分析原位分析实时分析微型化新技术自动化分离技术单分子分析化学计量学仪器和计算机分析化学的主要发展趋势无损分析表面分析单细

12、胞分析环境分析过程分析大分子表征接口化学图像联用技术传感器教育固定其他领域定性分析化学与社会和其它分析化学与社会和其它科学技术领域的关系科学技术领域的关系4分析化学（仪器分析）三要素分析化学（仪器分析）三要素理论理论对象对象（问题）（问题）技术技术生产生产科学科学技术技术课程说明及要求课程说明及要求分析化学分析化学是是化学化学专业、应用化学、应用化学专业、化学化、化学化工双学位工双学位专业的必修的必修基础课基础课。本本课程的主要内容程的主要内容为化学分析，包括化学分析，包括滴定分析滴定分析和和沉淀重量法及紫外可见分光光度法沉淀重量法及紫外可见分光光度法。本本课程程总学学时数数为54学学时（包括

13、习题课）（包括习题课），实验单独开课为单独开课为108学学时。成绩评定：平时小测验成绩评定：平时小测验5；作业；作业10；期终；期终考核占总成绩的考核占总成绩的85%。本课程的任务和要求本课程的任务和要求n分析化学作为一门基础课，仍然要从化学分析学起，并以化学分析、无机分析为本课程教学的基础。n n树立明确的树立明确的“量量”的概念；掌握常用分析方法的原理和测的概念；掌握常用分析方法的原理和测定步骤；学会各种分析方法的有关计算，初步具备对测定定步骤；学会各种分析方法的有关计算，初步具备对测定结果用数理统计方法进行数据评价的能力；初步具备查阅结果用数理统计方法进行数据评价的能力；初步具备查阅文献

14、、选择分析方法、拟订实验方案的能力。实验中培养文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力。实验中培养观察、分析和解决问题的能力，掌握分析实验的基本操作观察、分析和解决问题的能力，掌握分析实验的基本操作和技能，培养严格认真、实事求是的工作作风和科学态度。和技能，培养严格认真、实事求是的工作作风和科学态度。n n记好笔记；完成作业；做好实验；看参考书。记好笔记；完成作业；做好实验；看参考书。思考题n n分析化学的任务是什么？n n简述分析方法的分类？Analytical Chemistry The chief editor is Wuhan University Keynote speaker:Zha

15、ng Xiao LiContentsIntroductionIntroductionChapter1QuantitativeanalysischemistryintroductionChapter1QuantitativeanalysischemistryintroductionChapter2Acid-baseequilibriumandacid-basetitrationChapter2Acid-baseequilibriumandacid-basetitrationChapter3ComplexometrictitrationChapter3Complexometrictitration

16、Chapter4ReductionmethodChapter4ReductionmethodChapter5GravimetricdeterminationandprecipitationtitrationChapter5GravimetricdeterminationandprecipitationtitrationChapter6ExtinctionluminositylawChapter6ExtinctionluminositylawChapter7DataprocessinginanalyticalchemistryChapter7Dataprocessinginanalyticalc

17、hemistryChapter8ThefrequentlyusedmethodsofseparationandseparationinChapter8ThefrequentlyusedmethodsofseparationandseparationinanalyticalchemistryanalyticalchemistryChapter9TheanalysisexampleofcomplicatedsubstanceChapter9Theanalysisexampleofcomplicatedsubstance Referencesn n1.1.Analytical ChemistryAn

18、alytical Chemistry translated by Li Ke an and Jin Qin Han translated by Li Ke an and Jin Qin Hann n2.2.Analytical ChemistryAnalytical Chemistry Xue Hua,Qing Hua university publishing Xue Hua,Qing Hua university publishingn n3.3.Analytical ChemistryAnalytical Chemistry Hu Nan university,edited by Zha

19、ng Zheng Qi Hu Nan university,edited by Zhang Zheng Qi n n4 Quantitative Analysis 4 Quantitative Analysis R.A.Day,JR.A.L.UnderwoodR.A.Day,JR.A.L.Underwoodn n5 Analytical Chemistry 5 Analytical Chemistry Larry G.HargisLarry G.Hargis Introduce【Content request】n nContent:Content:1.The duty and function

20、 of the analytical chemistry1.The duty and function of the analytical chemistry 2.The classification of the analysis method 2.The classification of the analysis method 3.Trend of development about the analytical chemistry 3.Trend of development about the analytical chemistryn nRequest:Request:1.Be f

21、amiliar with the duty and function of the analytical chemistry1.Be familiar with the duty and function of the analytical chemistry 2.Understanding the classification of the analysis method 2.Understanding the classification of the analysis method 3.Understanding trend of development about the analyt

22、ical chemistry 3.Understanding trend of development about the analytical chemistryn nKeys:Keys:Understanding analytical chemistry,learns the analytical chemistryUnderstanding analytical chemistry,learns the analytical chemistry 【Study introduction】n n This This chapter chapter introduced introduced

23、the the analytical analytical chemistry chemistry duty,duty,the the function,function,the the analysis analysis method method classification classification and and the the analytical analytical chemistry chemistry trend trend of of development.development.Should Should be be familiar familiar with w

24、ith the the duty,duty,the the method method classification classification of of the the analytical analytical chemistry chemistry through through this this chapter chapter study;study;Understanding Understanding the the function function in in actual actual production production and and trend trend

25、of of development development of of the the analytical analytical chemistry.chemistry.Its Its knowledge main point may summarize as follows:knowledge main point may summarize as follows:n n The The analytical analytical chemistry chemistry duty duty mainly mainly is:is:To To identification identific

26、ation the the chemical chemical composition composition of of the the material material,determines,determines the the comparative comparative content content of of the the various various components,components,Determined Determined the the chemical chemical constitutionconstitution of of the the mat

27、erial material.The.The classification classification of of the the analysis analysis method:method:Divided Divided by by the the duty duty:qualitative:qualitative quantitativequantitative structure structure analysis.analysis.Divided Divided by by determination determination principle principle minu

28、te:minute:chemical chemical analysis analysis and and instrument instrument analysis,analysis,The The chemical chemical analysis analysis includes:includes:Weight Weight analysis analysis(extract(extract weight weight methodmethod volatility volatility weight weight method method and and precipitati

29、on precipitation weight weight method)method)and and Titrate Titrate analysis analysis(acid(acid-base base titratetitrate complexometric complexometric titrationtitration Redox Redox titration titration and and Precipitation Precipitation titration)titration).The.The instrument instrument analysis a

30、nalysis includes includes(Optical(Optical analysisanalysis Electrochemical Electrochemical analysisanalysis Chromatographic Chromatographic AnalysisAnalysis Mass Mass spectrometry spectrometry analysis analysis and and NMR NMR spectroscopy spectroscopy and and so so on).on).By By the the amount amou

31、nt of of sample sample(Constant(Constant Semi-microSemi-micro Trace Trace Nano-gram);Nano-gram);According According to to the the:treats:treats measures measures component component(constant component(constant component micro component micro component trace amount component).trace amount component).

32、Introducen nSection 1.Duty and role of the analytical chemistry n nSection 2.Classify of the analytical methodsn nSection 3.The development simple history of the analytical chemistryWhats analytical chemistry?AnalyticalAnalyticalchemistrychemistryisisa asciencesciencewhichwhichstudystudy thetheanaly

33、sisanalysis methodmethods sofofmaterialmaterial chemicalchemicalcompositioncompositionandandrelevantrelevanttheory.theory.OrOrsaidsaidthetheanalyticalanalyticalchemistrychemistryisisa asciencesciencewhichwhichresearchresearchisistotoobtainobtainthethematerialmaterialchemicalchemicalcompositioncompos

34、ition thethe structurestructure informationinformation thethe analysisanalysis methodmethod andand thethecorrelationcorrelation theoriestheories science,science,thethe questionsquestions itit mustmust solvesolve isis toto determinedeterminewhichwhichcomponentscomponentsincludedincludedininthethemate

35、rialmaterial,HowHowdodothesethesecomponentscomponentsareare existexist inin thethe material,material,whatswhats thethe comparativecomparative contentcontent ofof eacheachcomponentcomponent asas wellwell asas howhow toto attributesattributes thethe chemicalchemical constitutionconstitution ofofmateri

36、alandsoon.materialandsoon.information science in chemistry information science in chemistryTask AnalyticalAnalytical ChemistryChemistry comprisescomprises componentcomponent analysisanalysis andandstructuralstructural analysis.analysis.ComponentComponent analysisanalysis comprisescomprises qualitati

37、vequalitativeanalysisandquantitativeanalysis.analysisandquantitativeanalysis.n nQualitativeQualitative:the:thetasktaskofofthethequalitativequalitativeanalysisanalysisisistotoidentifyidentifywhichwhichelementselementsandandthetheionioncomposecomposethethematerialmaterial,regardingregardingthetheorgan

38、icorganicmattermatter wewe alsoalso needsneeds toto determinedetermine itsits functionalfunctional groupgroup andand thethemolecularstructure.molecularstructure.n nQuantitative:TheQuantitative:The quantitativequantitative analysisanalysis dutyduty isis determinesdetermines thethecontentofeachconstit

39、uent.contentofeachconstituent.n nStructure:Structure:MorphologicalMorphological analysisanalysis SpatialSpatial structurestructure StructureStructureandperformance.andperformance.Functionn nIn chemistry discipline development:molecular scienceIn chemistry discipline development:molecular science bor

40、derline scienceborderline science new disciplines new disciplines n nIn chemical research work:identification of new materialIn chemical research work:identification of new material structure and performance testingstructure and performance testingn nIn the modern chemical industry:automatic testing

41、 and quality In the modern chemical industry:automatic testing and quality control control n nAgriculture:waterAgriculture:water soil composition;pesticides soil composition;pesticides fertilizer fertilizer residuesresidues nutritional components nutritional components n nSociety:environmentSociety:

42、environment case case defense defense aerospace aerospace medicine medicine foodfood materialmaterial energy energy Be called the eyes of the science and technologyBe called the eyes of the science and technologyStatus ThereareprojectsrelatedwithanalyticalchemistryinNobelphysicsThereareprojectsrelat

43、edwithanalyticalchemistryinNobelphysics chemistryprize.chemistryprize.n nInternational:36countries,1075analyticalchemistryorganization;International:36countries,1075analyticalchemistryorganization;thereare200.000chemistsinAmerican,40.000peopleareengagedinthethereare200.000chemistsinAmerican,40.000pe

44、opleareengagedintheanalyticalchemistry.Thereare270universitiesin3000areequippedwithanalyticalchemistry.Thereare270universitiesin3000areequippedwiththeanalyticalchemistryspecialty,Someuniversitiesalonesupposethetheanalyticalchemistryspecialty,Someuniversitiesalonesupposethedepartment.department.n nOu

45、rcountry:10nationallevelsanalysistestcenter,12levelstestsOurcountry:10nationallevelsanalysistestcenter,12levelstestscenter,21provincesandcitiestestscenter,137nationallevelsproductcenter,21provincesandcitiestestscenter,137nationallevelsproductqualitysurveillancetestcenter,Morethan300import-exportgood

46、squalitysurveillancetestcenter,Morethan300import-exportgoodscheckoutroom,Morethan8,000environmentalmonitoringorganization,checkoutroom,Morethan8,000environmentalmonitoringorganization,Hundredsofthousandsofhugeanalysistroops.Hundredsofthousandsofhugeanalysistroops.n nTheanalyticalchemistrylevelwascon

47、sideredasanimportantsymbolsTheanalyticalchemistrylevelwasconsideredasanimportantsymbolsinweighinganationalsscienceandtechnologylevel.inweighinganationalsscienceandtechnologylevel.Analytical chemistryElectrochemical analysis Photochemical analysis Chromatographic AnalysisSpectral analysis Gravimetric

48、 analysisTitration analysischemicalanalysisinstrumentalanalysismethod classification The analytical chemistry content is extremely rich,Besides presses the duty to divide into the structure analysis The analytical chemistry content is extremely rich,Besides presses the duty to divide into the struct

49、ure analysis qualitative analysis and the quantitative analysis.Also may according to the analysis object determination qualitative analysis and the quantitative analysis.Also may according to the analysis object determination principle and the amount of the measured ingredient sample,Divides into m

50、any different categories.principle and the amount of the measured ingredient sample,Divides into many different categories.Structure analysis Structure analysis Analysis duty Qualitative analysis organic analysis Analysis duty Qualitative analysis organic analysis Quantitative analysis Quantitative