分析化学教学PPT概论课件.ppt

1、Analytical Chemistry 山东大学化学与化工学院山东大学化学与化工学院 张晓丽张晓丽化学新楼341 Tel:61318 教材教材分析化学分析化学第五版第五版 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 第一章第一章 概论概论 第二章第二章 分析试样的采集与制备分析试样的采集与制备 第三章第三章 分析化学中的误差和数据处理分析化学中的误差和数据处理 第四章第四章 分析化学中的质量保证与质量控制分析化学中的质量保证与质量控制 第五章第五章 酸碱滴定法酸碱滴定法 第六章第六章 络合滴定法络合滴定法 第七章第七章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 第八章第八章 沉淀滴定法和滴定

2、分析小结沉淀滴定法和滴定分析小结 第九章第九章 重量分析法重量分析法 第十章第十章 吸光光度法吸光光度法第十一章第十一章 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章节内容章节内容 分析化学定义、任务、作用 分析方法分类 分析化学发展及趋势 分析结果表示 滴定分析概述 滴定分析计算第第1章章 概论概论 分析化学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信息的一门科学，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。又称分析科学。任务任务n分析化学包括成分分析和结构分析

3、。分析化学包括成分分析和结构分析。n成分分析又可分为定性分析和定量分析两部分。成分分析又可分为定性分析和定量分析两部分。作用作用在国民经济发展、国防力量壮大、科学技术进步、自然资源开发等各方面举足轻重。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

4、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。地位地位分分析析化化学学化学分析仪器分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析电分析电分析光分析光分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析酸碱滴定酸碱滴定配位滴定配位滴定氧化还原滴定氧化还原滴定沉淀滴定沉淀滴定电导、电位、电解、库仑、极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度气/液相、离子、薄层、超临界、毛细管电泳红外、核磁、质谱等 分析任务分析任务结构分析结构分析定性分析定性分析定量分析定量分析分析对象分析对象无机分析无机分析有机分析有机分析测定原理测定原理化学分析化学分析仪器分析仪器分析样品用量样品用量常量分析常量分析

5、（0.1g 或或10mL10mL）半微量分析半微量分析（0.010.1g 或或110mL）微量分析微量分析（0.110mg 或或 0.011mL）痕量分析痕量分析（0.1mg）具体要求具体要求例行分析例行分析仲裁分析仲裁分析分析化学的特点1.突出“量”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。2.实验性 强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决问题能力 3.综合性 涉及化学、生物、电学、光学、计算机等,体现能力与素质4.责任心。1.3 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

6、中的溶液理论发展，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。推动推动化学分析化学分析快速发展快速发展 第二次第二次：2020世纪世纪4040年代，物理学和电子学技术的发展被年代，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为仪引入到分析化学中，出现了由经典的化学分析发展为仪器分析的新时期

7、。原子能技术发展，半导体技术的兴起，器分析的新时期。原子能技术发展，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分析方法，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，有的要求纯度达如半导体材料，有的要求纯度达 99.9999999%99.9999999%以上，在以上，在该形势推动下，分析化学得到了迅速发展。最显著的特该形势推动下，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技术的广泛应用。点是各种仪器分析方法和分离技术的广泛应用。仪器分析仪器分析的发展的发展第三次第三次：7070年代末开始，以计算机应用为主要标志的信息时代的年代末开始，以计算机应用

8、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。计算机的应用可使操来临，分析化学进入了第三次变革的时代。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与其它仪器联用等。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入分析化学，出现了化学计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、环境科学、新材料科学发展的需要，基础量学。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，理论及测试手段的完善，现代分析化学已从组成、含量、结构分现代分析化学已从组成、含量、结构分析扩展到分布、形态

9、分析、微区分析、薄层分析、无损分析、瞬析扩展到分布、形态分析、微区分析、薄层分析、无损分析、瞬时追踪、在线监测及过程控制时追踪、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。技术的最新成就，成为当代最富活力的学科之一。分析科学分析科学阶段阶段 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常量微量微量痕量痕量分子水平分子水平手工自动全自动智能化仪器智能化仪器生物活性物质生物活性物

10、质有机物分析有机物分析仪器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无损分析表面分析单细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的分析化学的主要发展趋势主要发展趋势思考题 分析化学的任务是什么？简述分析方法的分类？主要参考书主要参考书1分析化学分析化学 李克安李克安,金钦汉译，北京大学出版社，金钦汉译，北京大学出版社，20012分析化学分析化学 彭崇慧等，定量化学分析简明教程，北京大学出版社，彭崇慧等，定量化学分析简明教程，北京大学出版社，19973分析化学分析化学 湖南大学化学化

11、工学院组，科学出版社，湖南大学化学化工学院组，科学出版社，20014 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，5分析化学分析化学 华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，北京师范大学华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，北京师范大学 高等教育出版社，高等教育出版社，20016 Quantitative Analysis R.A.Day,JR.A.L.Underwood7 Analytical Chemistry Kellner R,Mermet J M,Otto M,etal.Wiley-VCH,19981.5 分析化学过程及分析结果表示分析化学过程及分析结果表示1

12、.1.取样取样 具有代表性具有代表性:必须代表整批物料的平均化学组成必须代表整批物料的平均化学组成2.2.试样的预处理试样的预处理 分解、消除干扰分解、消除干扰3.3.测定测定 方法的选择、测定方法的选择、测定4.4.分析结果的计算与评价分析结果的计算与评价 计算结果、获得数据的可信程度计算结果、获得数据的可信程度,给出分析报告给出分析报告 1.以以被测组分的化学表示形式被测组分的化学表示形式 (1)以被测组分实际存在形式表示以被测组分实际存在形式表示 (2)以氧化物或元素形式表示以氧化物或元素形式表示（存在（存在 形式不清楚）形式不清楚）(3)金属材料和有机分析中，常以元素形式金属材料和有机

13、分析中，常以元素形式 含量表示。含量表示。(4)电解质溶液的分析，以所存在离子形式表示含量电解质溶液的分析，以所存在离子形式表示含量。分析结果的表示分析结果的表示(1)固体试样：固体试样：常量组分常量组分 质量分数质量分数:微量组分微量组分 以以gg-1(或或10-6),ngg-1(或或10-9)和和 pg g-1(或或10-12)来表示。来表示。(2)液体试样：液体试样：a.物质的量浓度：物质的量浓度：molL-1 b.质量摩尔浓度：质量摩尔浓度：molkg 1 (kg-溶剂的质量溶剂的质量)c.质量分数质量分数:mB/m试液试液 d.体积分数体积分数:(VB/V试液试液)e.质量浓度质量浓

14、度 mgL-1、gL-1、或、或 gmL-1、ngmL-1、2.被测组分含量的表示方法被测组分含量的表示方法 VncBBBBSmm 对于极稀的水溶液，视其密度为对于极稀的水溶液，视其密度为1，此时，此时mgL-1 （或（或 gmL-)，与，与mg kg-1 (gg-)在数值上相在数值上相 等，但概念不同。等，但概念不同。(3)气体常以体积百分数（气体常以体积百分数（V/V）表示）表示 定义定义：将一种已知准确浓度的试剂溶将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到待测物质的溶液中，直到液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴加的试剂与待测物质按所滴加的试剂与待测物质按化学计化学计量关系量关系定量反应为止，然后

15、根据试定量反应为止，然后根据试液的浓度和体积，通过定量关系计液的浓度和体积，通过定量关系计算待测物质含量的方法。算待测物质含量的方法。滴定滴定：将滴定剂通过滴定管滴入待测溶液中的操作过程：将滴定剂通过滴定管滴入待测溶液中的操作过程 滴定剂滴定剂：用于滴定的溶液（装入滴定管）：用于滴定的溶液（装入滴定管）指示剂指示剂：滴定分析中能发生颜色改变而指示终点的试剂：滴定分析中能发生颜色改变而指示终点的试剂 滴定终点滴定终点：滴定分析中指示剂发生颜色改变而停：滴定分析中指示剂发生颜色改变而停 止滴定的那一点（实际点）止滴定的那一点（实际点）化学计量点化学计量点：滴定剂与待测溶液按化学计量关系：滴定剂与待

16、测溶液按化学计量关系 反应完全的那一点（理论点）反应完全的那一点（理论点）特点特点：简便、快速，适于常量分析 准确度高 应用广泛方法：方法：（1）酸碱滴定，络合滴定，氧化还原滴定，沉淀滴定（2）非水滴定法：水以外的有机溶剂中进行要求要求：a.反应定量、完全b.反应迅速c.具有合适的确定终点的方法主要方式主要方式：直接法：标准溶液滴定待测物 返滴定法 置换滴定法 间接法 概念（能直接配制标准溶液或标定溶液准确浓 度的物质）对基准物质的要求（组成、纯度、稳定性、反应）标准溶液的配制方法（直接法、标定法）标准溶液浓度的表示方法（常用量浓度）标准溶液标准溶液：浓度准确已知的溶液浓度准确已知的溶液 基准

17、物质：基准物质：能用于直接配制或标定标准溶液的物质能用于直接配制或标定标准溶液的物质a.试剂的组成与化学式相符b.纯度高c.性质稳定d.反应定量，无副反应。1.直接配制法：基准物质基准物质 称量 溶解 定量转移至容量瓶稀释至刻度。根据称量的质量和体积计算标准溶液的准确 浓度2.间接配制法：标定法：标定法：利用基准物质确定溶液准确浓度的方法（比较法）：用一种已知浓度的标液来确定另一种溶液 的浓度方法1.8 滴定分析结果计算滴定分析结果计算 量浓度 滴定度溶液浓度的表示物质的量浓度溶液浓度的表示物质的量浓度/BBcnV单位体积溶液中所含溶质单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，单位的物质的量，单位:

18、mol/L另一溶液浓度的表示滴定度另一溶液浓度的表示滴定度227/0.005000/FeK Cr OTg mL 滴定度指每毫升滴定剂溶液相当于被滴定物质的质量，滴定度指每毫升滴定剂溶液相当于被滴定物质的质量，常用单位常用单位:g/mL 上式重铬酸钾对铁的滴定度，表示上式重铬酸钾对铁的滴定度，表示1毫升的重铬酸钾相毫升的重铬酸钾相对于被测铁的质量为对于被测铁的质量为0.005克。克。227227/10006Fe K Cr OK Cr OFeTCM滴定反应：OHCrFeHOCrFe2332722726146()BaAbBcCdDV滴定剂通常，用毫升。用滴定度表示，则滴定剂与被滴物质之间的计量关系滴定剂与被滴物质之间的计量关系M=1000BACaTb:1000ABBBAABBAABBAAnna bC VaCbVC V MaamC V Mmbb或TTBBsbC V Mtm B=mB/mS第1章作业p21 2,3,4,5,6,8,9,11,12,14,16,17,20