化工专业英语课件.ppt
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1、Analytical chemistry2022/12/241Introduction to Analytical Chemistry22022/12/2432022/12/24 Analytical chemistry involves separating,identifying,and determining the relative amounts of the components making up a sample of matter.分析化学分析化学包括包括样样品分离、定性以及确定品分离、定性以及确定组组成成分的成成分的相相对对含量含量三方面内容三方面内容。Qualitativ
2、e analysis reveals the chemical identity of the analytes.定性分析定性分析是确定是确定被分析物被分析物(待待测测物物)的化学的化学组组成。成。42022/12/24 Quantitative analysis tells us the relative amounts of one or more of these analytes in numerical terms.定量分析是确定一种或多种不同形式的被分析物的相定量分析是确定一种或多种不同形式的被分析物的相对对含量。含量。Qualitative information is requ
3、ired before a quantitative analysis can be undertaken.在在进进行定量分析之前需要先行定量分析之前需要先进进行定性分析。行定性分析。A separation step is usually a necessary part of both qualitative and qualitative analysis.通常情况下,通常情况下,样样品的品的预预先分离是先分离是进进行定性和定量分析行定性和定量分析之前必不可少的步之前必不可少的步骤骤。The role of analytical chemistry in the sciencenAnal
4、ytical chemistry,or the art of recognizing different substances and determined their constituents,takes a prominent position among the applications of science,since the questions which it enables us to answer arise whenever chemical processes are employed for scientific or technical purpose.n分析化学是一分
5、析化学是一门门确定不同物确定不同物质组质组成及其含量的学科,成及其含量的学科,在科学在科学应应用中用中处处于主于主导导地位。地位。这这是由于分析化学可以是由于分析化学可以帮助我帮助我们们解决所有利用化工能解决的科学和技解决所有利用化工能解决的科学和技术术所所产产生的生的问题问题。52022/12/24nIts supreme importance has caused it to be assiduously cultivated from a very early period in the history of chemistry,and its records comprise a la
6、rge part of the quantitative work which is spread over the whole domain of science.n分析化学的重要性使其在化学分析化学的重要性使其在化学历历史的最初期就得到史的最初期就得到了全面了全面发发展,同展,同时时分析化学分析化学记录记录包含了大部分的定包含了大部分的定量分析工作,并在整个科学量分析工作,并在整个科学领领域得到广泛域得到广泛传传播。播。62022/12/24nQuantitative analytical measurement also play a vital role in many researc
7、h areas in chemistry,biochemistry,biology,geology,and the other sciences.n定量分析定量分析测测量也在化学、生物化学、生物学、量也在化学、生物化学、生物学、地理学以及其他科学的地理学以及其他科学的许许多研究多研究领领域扮演者重域扮演者重要的角色。要的角色。72022/12/24nFor example,chemists unravel the mechanisms of chemical reactions through reaction-rate studies,the rate at which reactants
8、are consumed or products formed in a chemical reaction can be calculated from quantitative measurements made at equal time intervals.n比如,化学家通比如,化学家通过过研究反研究反应应速率来速率来阐阐明化学反明化学反应应机理。机理。而化学反而化学反应应中反中反应应物的消耗速率或物的消耗速率或产产物的生成速率可物的生成速率可以通以通过过在相同在相同时间间时间间隔下隔下进进行定量行定量测计测计算得到。算得到。82022/12/24nQuantitative analy
9、sis for potassium,calcium,and sodium ions in the body fluids of animals permit physiologists to study the role these ions play in nerve-signal conduction and muscle contraction and relaxation.n生理学家通生理学家通过对动过对动物体液内物体液内钾钾离子、离子、钙钙离子和离子和钠钠离子的定量分析,来研究离子的定量分析,来研究这这些离子在神些离子在神经经信号信号传传导导和肌肉收和肌肉收缩缩和松弛中的作用。和松弛
10、中的作用。92022/12/24nMaterials scientists rely heavily upon quantitative analysis of crystalline germanium and silicon in their studies of the behavior of semiconductor devices.n材料学家主要依材料学家主要依赖对赖对晶体晶体锗锗和硅的定量分析来研究他和硅的定量分析来研究他们们作作为为半半导导体元件的性能。体元件的性能。nImpurities in these devices are in the concentrations r
11、ange 1*10-6 to 1*10-10 percent.n这这些元件中的些元件中的杂质杂质含量在百分之含量在百分之1*10-6 到到 1*10-10 的的范范围围内。内。102022/12/24nArchaeologists identify the source of volcanic glasses by measuring the concentrations of minor elements in samples taken from various locations.n考古学家通考古学家通过测过测量从不同位置采集的量从不同位置采集的样样品中的微量元品中的微量元素的素的浓浓度
12、来确定火山玻璃岩的来源。度来确定火山玻璃岩的来源。nThis knowledge in turn makes it possible to trace prehistoric trade routes for tools and weapons fashioned from obsidian.n以此以此类类推,推,这这种方法也有望用于史前流行的黑曜石工种方法也有望用于史前流行的黑曜石工具和武器的交易路具和武器的交易路线线的追踪研究。的追踪研究。112022/12/24A classification of quantitative methods of analysisnWe compute
13、the results of a typical quantitative analysis from two productive amounts of the components making up a sample of matter.n典型的定量分析典型的定量分析结结果是通果是通过计过计算算组组成成样样品的两种大品的两种大量成分的含量得到的。量成分的含量得到的。nQualitative analysis reveals the chemical measurements.n定性分析是指化学定性分析是指化学测测量。量。122022/12/24nOne is the weight or
14、volume of sample to be analyzed.n第一步是分析第一步是分析样样品的重量或体品的重量或体积积。nThe second is the measurement of some quantity that is proportional to the amount of analyte in that sample.n第二步是第二步是测测量与量与样样品中被分析物相当的物品中被分析物相当的物质质的量。的量。nThis seconds step normally completes the analysis.n第二步通常是完成分析的步第二步通常是完成分析的步骤骤。13202
15、2/12/24nChemists classify analytical methods according to the nature of this final measurement.n化学家根据最后一步化学家根据最后一步测测量的性量的性质对质对分析方法分析方法进进行行分分类类。nIn a gravimetric method,the mass of the analyte or of some compounds chemically related to it is determined.n 重量分析法是用来确定被分析物或其他一些化学重量分析法是用来确定被分析物或其他一些化学相关的物
16、相关的物质质的的质质量。量。142022/12/24nIn a volumetric method,the volume of a solution containing sufficient reagent to react completely with the analyzer is measured.n容量法是指用含有容量法是指用含有过过量量试剂试剂的溶液与被分析物完全反的溶液与被分析物完全反应应,并,并测测量反量反应应的溶液的体的溶液的体积积的方法。的方法。nElectro-analytical methods involve the measurement of such elec
17、trical properties as potential,current,resistance,and quantity of electricity.n电电化学分析法是化学分析法是测测量量电电化学性化学性质质的方法,如的方法,如测测量量电压电压、电电流、流、电电阻及阻及电电量等。量等。152022/12/24nSpectroscopic methods are based upon measurements of the interaction between electromagnetic radiation and analyte atoms or molecules or upon
18、 the production of such radiation by analytes.n光光谱谱分析法是基于分析法是基于测测量被分析物原子或分子与量被分析物原子或分子与电电磁磁辐辐射之射之间间的相互作用,或的相互作用,或测测量被分析物量被分析物产产生的生的辐辐射的方射的方法。法。nFinally,a group of miscellaneous methods should be mentioned.n最后,最后,还应还应介介绍绍一一组组不同种不同种类类的分析方法。的分析方法。162022/12/24nThese include the measurement of such prope
19、rties as mass-to-charge ratio(mass spectrometry),rate of radioactive decay,heat of reaction,rate of reaction,thermal conductivity,optical activity,and refractive index.n这这些分析方法些分析方法测测量被分析物的一些其他性量被分析物的一些其他性质质,包括,包括荷荷质质比(比(质谱质谱),放射性衰),放射性衰变变速率,反速率,反应热应热、反、反应应速率、速率、导热导热性、光学活性(旋光度)以及折射率。性、光学活性(旋光度)以及折射率
20、。172022/12/24Step in a typical quantitative analysisnSelecting a methodnSelecting which method to use to solve an analytical problem is a vital first step in any quantitative analysis.n在任何定量分析中在任何定量分析中选择选择分析方法是解决分析方法是解决问题问题至关重至关重要的第一步。要的第一步。nThe choice is sometimes difficult,an important considerati
21、on in selection is the accuracy required.n有有时时很很难选择难选择到合适的分析方法,其中一个至关重到合适的分析方法,其中一个至关重要的考要的考虑虑因素就是分析因素就是分析对对精确度的要求。精确度的要求。182022/12/24nUnfortunately,high reliability nearly always required a large investment of time.n但是,要但是,要获获得高可信度一般需要花得高可信度一般需要花费费大量的大量的时间进时间进行分析。行分析。nThe chosen method is most ofte
22、n a compromise between accuracy and economics.n分析方法的分析方法的选择选择往往是往往是综综合考合考虑虑了精确度和了精确度和经济经济性性两方面因素。两方面因素。192022/12/24nSamplingnTo produce meaningful information,an analysis must be performed on a sample whose composition faithfully represents that of the bulk of material from which the sample was take
23、n.n为为了了获获得有价得有价值值的信息,分析所使用的的信息,分析所使用的样样品必品必须须能能够够如如实实地代表大部分被分析物的地代表大部分被分析物的组组成。成。nWhere the bulk is large and inhomogeneous,great effort is required to get a representative sample.n当待当待测测物物质质是体是体积庞积庞大并且大并且组组成不均匀的成不均匀的样样品品时时,想要想要获获得具有代表性的得具有代表性的样样品并不容易。品并不容易。202022/12/24nConsider,for example,a railro
24、ad car containing 25 tons of silver ore.n例如,例如,试试想有一想有一辆辆装有装有15吨吨银矿银矿石的有石的有轨电车轨电车。nBuyer and seller must agree on the value of the shipment based primarily its silver content.n买买家和家和卖卖家家对这对这批批货货物的价物的价值值达成共达成共识识,主要是依,主要是依据据货货物中物中银银的含量。的含量。nThe ore is inherently heterogeneous,consisting of productive
25、amounts of the components making up a sample of matter.n矿矿石是内部均匀的,由大量的石是内部均匀的,由大量的组组分构成的分构成的样样品。品。212022/12/24nPreparing a laboratory samplenAfter sampling,solid materials frequently are ground to decrease particle size,mixed to ensure homogently,and stored for various lengths of time before the ana
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