分析化学概论 (2)精选PPT.ppt
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1、关于分析化学概论(2)第1页,讲稿共45张,创作于星期一第一章第一章 分析化学概论分析化学概论AnalyticalChemistrySummarization第2页,讲稿共45张,创作于星期一 分析化学的定义是一个发展、变化的动态概念分析化学的定义是一个发展、变化的动态概念!是信息科学的组成部分是信息科学的组成部分!1.1什么是分析化学什么是分析化学?1894年F.W.Ostwald:鉴定物质及其组成的技术技术技术技术。1950s:研究物质组成的测定方法及其原理原理的一门科学科学科学科学。1990s:人们获得物质化学组成和结构信息结构信息结构信息结构信息的科学。现在:一个发展和应用各种方法、仪
2、器和策略,以获得物质在特特特特定定定定时时时时间间间间和空空空空间间间间里的有关组成和性质信息的科学分支。第3页,讲稿共45张,创作于星期一 它不能直接提供或合成新型的材料和化合物,而是提供与这些新材料、新化合物的化学成分和结构相关的信息,研究获取这些信息的最优方法和策略。1.2分析化学的特点分析化学的特点分析化学的产品分析化学的产品:数据数据(Data)和仪器和仪器(Instrument)!第4页,讲稿共45张,创作于星期一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、偏差大小与采用的分析方法有关。分析试样是一个获取信息、降低系统不确定性的过程分析
3、试样是一个获取信息、降低系统不确定性的过程实验性强实验性强 强调动手能力、培养实验操作技能,提高分析解决实际问题的能力。综合性强综合性强 涉及化学、生物、电学、光学、计算机等,体现能力与素质。第5页,讲稿共45张,创作于星期一4/9/20231.3分析化学的分类分析化学的分类定性分析定性分析:确定样品由哪些组分(元素、离子或 化合物)组成的。定量分析定量分析:测定物质中各组分的含量,或确定物质中各组分的量的关系。uu按分析任务按分析任务按分析任务按分析任务定性分析和定量分析定性分析和定量分析定性分析和定量分析定性分析和定量分析uu按试样量大小按试样量大小按试样量大小按试样量大小常量、半微量和微
4、量常量、半微量和微量常量、半微量和微量常量、半微量和微量方法方法固体试样质量固体试样质量/mg液体试样体积液体试样体积/mL常量常量10010半微量半微量10 1001 10微量微量101%)微量组分微量组分 (0.01-1%)痕量组分痕量组分 (0.01%)uu按待测组分含量按待测组分含量常量、微量和痕量组分常量、微量和痕量组分常量、微量和痕量组分常量、微量和痕量组分第7页,讲稿共45张,创作于星期一定定量量分分析析化学分析法化学分析法仪器分析法仪器分析法重量分析法重量分析法滴定分析法滴定分析法酸碱滴定法 沉淀滴定法络合滴定法氧化还原滴定法挥发法沉淀重量法光学分析法光学分析法电化学分析法电化
5、学分析法色谱分析法色谱分析法直接电位法电位滴定法伏安法可见及紫外分光光度法原子发射光谱、火焰分光光度法、荧光分析法原子吸收分光光度法红外吸收光谱法气相色谱法液相色谱法u按分析方法或工具按分析方法或工具化学分析和仪器分析化学分析和仪器分析第8页,讲稿共45张,创作于星期一l化化学学分分析析法法:又称为经典分析方法,是以化学反应为基础,依据实验测定的重量或体积,利用化学计量关系来确定试样中某成分含量的方法。l化学分析法的化学分析法的分离方法分离方法:沉淀、萃取、蒸馏等l化化学学分分析析法法的的定定性性方方法法:加入各种试剂,测量待测物的颜色、熔沸点、气味、光学性质(拆射、反射、衍射等)以及在不同溶
6、剂中的溶解特性。第9页,讲稿共45张,创作于星期一l化化学学分分析析法法的的优优点点:(1)重量法不需要标准物质,只要求沉淀的形式与其化学式一致;而对于滴定分析,只要指示剂能够正确指出终点,滴定反应的方程式计量关系成立;(2)分析的准确度高(相对误差0.1%-0.2%),适合于常量组分的分析。l化化学学分分析析法法的的缺缺点点:(1)灵敏度低,不适于微量组分分析;(2)耗时,不够快速简便。l化化学学分分析析法法的的历历史史贡贡献献:(1)建立了一大批适合于不同物质的分析方法和分离技术;(2)设计、创制了一大批实验器械;(3)为基本化学定律的确定做出了重大贡献;(4)新元素的发现;(5)第10页
7、,讲稿共45张,创作于星期一l仪仪器器分分析析法法:自从1920s以来,在不断吸取其它相关领域的新成就的基础上,建立发射光谱法、吸收光度法、原子荧光法、极谱法、红外光谱法、核磁共振谱法、质谱法、色谱法等一系列仪器的分析方法。l仪仪器器分分析析法法的的分分离离方方法法:色谱技术和毛细管电泳技术开始取代沉淀、萃取、蒸馏等分离方法。l仪仪器器分分析析法法的的定定性性定定量量方方法法:利用物质原子、分子、离子等的特性,如电导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧光等。l仪仪器器分分析析法法的的优优点点:(1)灵敏度高,可以进行微量和痕量组分的测定;(2)快速、简便,易于自动化。l仪仪器器分分析析的的缺缺点点
8、:(1)一般准确度1%5%;(2)几乎所有的方法都是比较法,需要标准物质作为参照;(3)设备费用高,一次性投入大。第11页,讲稿共45张,创作于星期一1.3分析化学发展简史的分类分析化学发展简史的分类uu第第第第一一一一个个个个重重重重要要要要阶阶阶阶段段段段: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为一门独立的学科成为一门独立的学科成为一门独立的学科成为一门独立的学科 物理化学溶液理论的发展,推动了物理化学溶液理论的发展,推动了化学分析化学分析的的快速发展。快速发展。用物理化学中的溶液平衡理论、动力
9、学等研究分析化学中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;指示剂变色原理;滴的基本理论问题:沉淀的形成和共沉淀;指示剂变色原理;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。建立了溶液中的四大平衡理论。液中的四大平衡理论。第12页,讲稿共45张,创作于星期一uu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,仪器分析的发展年代,仪器分析的发展年代,仪器分析的发展年代,仪器分析的发展 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。原原子子能能和和半半
10、导导体体技技术术兴兴起起,如如要要求求超超纯纯材材料料,99.99999,砷砷化化镓镓,要要测测定定其其杂杂质质,化化学学分分析析法法根根本本无无法法解解决决,促促进进了了仪器分析和各种分离方法的发展。仪器分析和各种分离方法的发展。第13页,讲稿共45张,创作于星期一uu第第第第三三三三个个个个重重重重要要要要阶阶阶阶段段段段:2020世世世世纪纪纪纪7070年年年年代代代代以以以以来来来来,分分分分析析析析化化化化学学学学发发发发展展展展到到到到分析科学阶段分析科学阶段分析科学阶段分析科学阶段现现代代分分析析化化学学把把化化学学与与数数学学、物物理理学学、计计算算机机科科学学、精精密密仪仪器
11、器制制造造、生生命命科科学学、材材料料科科学学等等学学科科结结合合起起来来,成成为一门多学科性的综合科学。为一门多学科性的综合科学。第14页,讲稿共45张,创作于星期一911事件震惊全球事件震惊全球!世贸大厦原貌世贸大厦原貌世贸大厦原貌世贸大厦原貌1.4分析化学的作用分析化学的作用uu物质的鉴定(分子科学、遗传密码)物质的鉴定(分子科学、遗传密码)物质的鉴定(分子科学、遗传密码)物质的鉴定(分子科学、遗传密码)第15页,讲稿共45张,创作于星期一如何鉴别死者的身份是如何鉴别死者的身份是9.11后一项棘手的工作后一项棘手的工作第16页,讲稿共45张,创作于星期一uu天体科学天体科学天体科学天体科
12、学人类遣往其它行星上第一个可以移动的、自动化的大型人类遣往其它行星上第一个可以移动的、自动化的大型人类遣往其它行星上第一个可以移动的、自动化的大型人类遣往其它行星上第一个可以移动的、自动化的大型LabLabLabLab2004年年1月月4日火星登陆的美国日火星登陆的美国“勇气勇气”号火星号火星车车第17页,讲稿共45张,创作于星期一第18页,讲稿共45张,创作于星期一卫卫卫卫星星星星成成成成分分分分的的的的分分分分析析析析可可可可以以以以帮帮帮帮助助助助了了了了解解解解银银银银河河河河系系系系及及及及卫卫卫卫星星星星的的的的形形形形成成成成,可可可可以以以以检检检检测是否有氮测是否有氮测是否有
13、氮测是否有氮-生命形成的基础。生命形成的基础。用光谱分析法分析恒星上的组成、变化规律等。用光谱分析法分析恒星上的组成、变化规律等。用光谱分析法分析恒星上的组成、变化规律等。用光谱分析法分析恒星上的组成、变化规律等。第19页,讲稿共45张,创作于星期一实时在位自动程序控制分析检测实时在位自动程序控制分析检测 测测测测定定定定空空空空气气气气中中中中污污污污染染染染物物物物如如如如COCO、SOSO2 2、NONO2 2等等等等含含含含量量量量,不不不不仅仅仅仅对对对对呼呼呼呼吸吸吸吸道道道道有有有有影影影影响响响响,而而而而且且且且造造造造成成成成酸酸酸酸雨;雨;雨;雨;烟烟烟烟镉镉镉镉会会会会
14、引引引引起起起起肾肾肾肾功功功功能能能能衰衰衰衰退退退退,吸吸吸吸入入入入过过过过多多多多会头晕、呕吐、胸痛,甚至死亡。会头晕、呕吐、胸痛,甚至死亡。会头晕、呕吐、胸痛,甚至死亡。会头晕、呕吐、胸痛,甚至死亡。uu环境监测(大气、水、土壤分析等)环境监测(大气、水、土壤分析等)环境监测(大气、水、土壤分析等)环境监测(大气、水、土壤分析等)第20页,讲稿共45张,创作于星期一 六价铬的毒性大于三价铬,对呼吸器官、皮肤有损害,也能致癌;六价铬的毒性大于三价铬,对呼吸器官、皮肤有损害,也能致癌;六价铬的毒性大于三价铬,对呼吸器官、皮肤有损害,也能致癌;六价铬的毒性大于三价铬,对呼吸器官、皮肤有损害
15、,也能致癌;水水水水源源源源根根根根据据据据不不不不同同同同的的的的需需需需要要要要,各各各各国国国国制制制制定定定定了了了了不不不不同同同同的的的的用用用用水水水水标标标标准准准准,生生生生活活活活用用用用水水水水,考考考考虑虑虑虑有有有有害害害害物物物物对对对对人人人人体体体体的的的的影影影影响响响响,世世世世界界界界卫卫卫卫生生生生组组组组织织织织允允允允许许许许的的的的限限限限量量量量,如如如如PbPb0.10.1mg/L,mg/L,CrCr0.050.05mg/L,mg/L,CdCd0.010.01mg/L,mg/L,HgHg0.001mg/L0.001mg/L;工业用水,考虑钙、镁
16、、铁、铅、硫酸盐、工业用水,考虑钙、镁、铁、铅、硫酸盐、工业用水,考虑钙、镁、铁、铅、硫酸盐、工业用水,考虑钙、镁、铁、铅、硫酸盐、pHpH、溶解氧等;、溶解氧等;、溶解氧等;、溶解氧等;农业用水,考虑微量元素对作物的影响;农业用水,考虑微量元素对作物的影响;农业用水,考虑微量元素对作物的影响;农业用水,考虑微量元素对作物的影响;水产用水,考虑农药及微量元素与对立类的影响;水产用水,考虑农药及微量元素与对立类的影响;水产用水,考虑农药及微量元素与对立类的影响;水产用水,考虑农药及微量元素与对立类的影响;工业废水的排放标准,我国河水的污染极为严重。工业废水的排放标准,我国河水的污染极为严重。工业
17、废水的排放标准,我国河水的污染极为严重。工业废水的排放标准,我国河水的污染极为严重。例例例例如如如如,2020世世世世纪纪纪纪5050年年年年代代代代日日日日本本本本发发发发生生生生的的的的公公公公害害害害病病病病-痛痛痛痛痛痛痛痛病病病病,曾曾曾曾惊惊惊惊动动动动了了了了全全全全世世世世界界界界。为为为为了了了了寻寻寻寻找找找找痛痛痛痛痛痛痛痛病病病病的的的的病病病病因因因因,经经经经历历历历了了了了1111年年年年之之之之久久久久,后后后后来来来来环环环环境境境境分分分分析析析析化化化化学学学学工工工工作作作作者者者者用用用用光光光光谱谱谱谱分分分分析析析析检检检检查查查查出出出出病病病病
18、区区区区的的的的河河河河水水水水中中中中含含含含有有有有铅铅铅铅、镉镉镉镉、砷砷砷砷等等等等有有有有害害害害元元元元素素素素,继继继继而而而而用用用用元元元元素素素素追追追追踪踪踪踪的的的的手手手手段段段段,分分分分析析析析病病病病区区区区的的的的土土土土壤壤壤壤和和和和粮粮粮粮食食食食,发发发发现现现现铅铅铅铅、镉镉镉镉等等等等含含含含量量量量偏偏偏偏高高高高,以以以以后后后后有有有有进进进进一一一一步步步步对对对对痛痛痛痛痛痛痛痛病病病病患患患患者者者者的的的的尸尸尸尸骨骨骨骨进进进进行行行行光光光光谱谱谱谱定定定定量量量量分分分分析析析析,发发发发现现现现骨骨骨骨灰灰灰灰中中中中的的的的
19、锌锌锌锌、铅铅铅铅、镉镉镉镉含含含含量量量量高高高高的的的的惊惊惊惊人人人人。为为为为了了了了确确确确定定定定治治治治病病病病因因因因子子子子,又又又又以以以以锌锌锌锌、铅铅铅铅、镉镉镉镉分分分分别别别别掺掺掺掺入入入入饲饲饲饲料料料料喂喂喂喂养养养养动动动动物物物物,在在在在动动动动物物物物身身身身上进行元素追踪分析,证实了镉对骨质的严重危害性。上进行元素追踪分析,证实了镉对骨质的严重危害性。上进行元素追踪分析,证实了镉对骨质的严重危害性。上进行元素追踪分析,证实了镉对骨质的严重危害性。第21页,讲稿共45张,创作于星期一uu医疗卫生医疗卫生医疗卫生医疗卫生疾病的检测(抽血化验)和预防;新药
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