01第一章_分析化学绪论

1,分析化学 Analytical Chemistry,欢迎你,2,教学要求与安排,1.学时：26学时课，(实验42学时，6次)。 2.教材：定量化学分析简明教程第二版，第二次印刷。 3.成绩评定：期末考占80%; 作业10%，每周交一次，准备2个本； 小结+小测验（2-3次）10%。 4.学习方法：预习、听讲、复习、做作业；课堂讨论；答疑（周四下午),3,教学参考书,见P379-380所列 补充: 1. 分析化学，RKellner等编，李克安 金钦汉等译，北京大学出版社，2001，8 2. 分析化学（第四版），武汉大学等，高等教育出版社，2000，3 3. 21世纪的分析化学，汪尔康主编，科学出版社，1999,4,4. 分析化学前沿，高鸿主编，科学出版社， 1991,5. Chemical equilibrium and analysis，Ramette, Richard W.,Addison-Wesley Pub. Co., 1981 6. Quantitative chemical analysis （5th ed），Daniel C. Harris，New York : W.H. Freeman, c1999. 参考书存放地点：图书馆E315室,5,第一章 分析化学概论,6,1.1 分析化学的任务与作用,分析化学是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的一门科学，是表征和量测的科学。 原子量的准确测定、工农业生产的发展、生态环境的保护、生命过程的控制等都离不开分析化学。,7,正如1991年IUPAC国际分析科学会议主席E.NIKI教授所说，21世纪是光明还是黑暗取决于人类在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学。,8,医学与分析化学,1) 肉毒杆菌毒素：迄今最毒的致死毒素,据推算,成人致死量仅需一亿分之七克(70ng),有7种不同免疫型体. 2) 硒与白内障:营养需要范围为110-7 210-6;达到310-6 110-5将引起慢性中毒;超过110-5会引起急性中毒,以致突然死亡. 人视网膜含硒量7g正常。 动物肝脏、海味、大蒜、蘑菇等含硒丰富。 3) 碘盐:黑龙江省集贤村,1000多人.约200个傻子,引用水、土壤严重缺碘所致。 4)拿破仑死因：头发分析(中子活化、荧光)，As、Pb含量特高，中毒而死。侍者所为。,9,现代分析化学学科发展趋势及特点,1）提高灵敏度 解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性 3）扩展时空多维信息 4）微型化及微环境的表征与测定 5）形态、状态分析及表征 6）生物大分子及生物活性物质的表征与测定 7）非破坏性检测及遥控 8）自动化与智能化,10,分析化学与化学的其他分支及其他科学的关系,引自美Douglas A. Skoog等著 Analytical Chemistry 2000,7th ed.,11,生命科学、医学研究的是生命体内的化学反应(基因工程、克隆技术、生物芯片-) 。 需要学习基本理论、方法、实验技能；培养严谨的工作作风、科学态度；建立准确的量的概念；训练科学研究素质。,12,1.2 定量分析过程,取样 处理 消除干扰 测定 计算 均匀 溶解 掩蔽 常量组分 有代表性 熔融 分离 (1%,化学法) 符合实际 消解 微量组分 妥善保存 灰化 (仪器分析法),13,1.3 定量分析方法,仪器分析法： 光化学：紫外-可见、红外、荧光、磷光、激光拉曼、核磁共振、原子发射、原子吸收 电化学：电位、电导、库仑、安培、极谱 色谱法：柱、纸、薄层、GC、HPLC 其他：MS、电子能谱、活化分析、免疫分析,化学分析法: 重量分析 滴定分析: 酸碱、络合、氧化还原、沉淀,14,按试样量大小分,方法 固体试样质量(mg) 液体试样体积(mL) 常量 100 10 半微量 10100 110 微量 10 1,按待测组分含量分 常量组分(1%)、微量组分(0.01-1%)、痕量组分(0.01%),15,1.4 滴定分析法概述,1.4.1 方法介绍 2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3 滴定管 化学计量点(sp) 滴定剂 Stoichiometric point 滴定终点(ep) End point 被滴定溶液 终点误差(Et ),16,1.4.2 滴定分析对反应的要求 和滴定方式,置换滴定：用K2Cr2O7标定Na2S2O3(+KI),直接滴定,1. 按一定的反应式定量进行(99.9%以上); 2. 快(或可加热、催化剂); 3. 有适当的方法确定终点(指示剂)。,返滴定: Al+EDTA(过量)、,CaCO3+HCl(过量),17,1.4.3 基准物质和标准溶液,标准溶液：具有准确浓度的溶液 1. 直接配制：K2Cr2O7、KBrO3 2. 标定法配制：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3- 基准物质： 1. 组成与化学式相符(H2C2O42H2O、NaCl ); 2. 纯度99.9%; 3. 稳定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等）,18,实验室常用试剂分类,级别 1级 2级 3级 生化试剂,中文名 优级纯 分析纯 化学纯 英文标志 GR AR CP BR 标签颜色 绿 红 蓝 咖啡色,实验讲义p7-15 标准试剂、高纯试剂、专用试剂,19,1.4.4 滴定分析中的体积测量,常用容量分析仪器: 容量瓶(量入式)、 移液管(量出式)、 滴定管(量出式) 校准方法: 1.绝对校准 2.相对校准: 移液管与容量瓶,20,1.4.5 滴定分析计算,分析化学中常用的量和单位 物质的量 n (mol、 mmol) 摩尔质量M(gmol-1) 物质的量浓度c(molL-1) 质量m(g、mg)， 体积V(L、mL) 质量分数w(%),质量浓度 (gmL-1 、mgmL-1) 相对分子量Mr、相对原子量Ar,必须指明 基本单元,21,A. 标准溶液的配制,1:稀释后标定(NaOH、HCl) n1=n2 c1V1= c2V2 2: 用基准物质直接配制(K2Cr2O7) 准确称量并配成准确体积。,22,例1.1 配0.01000 molL-1 K2Cr2O7标准 溶液250.0mL,求m=?,解 m(K2Cr2O7)=nM=cVM =0.010000.2500294.2=0.7354(g) 通常仅需要溶液浓度为0.01 molL-1左右, 做法是: 准确称量0.74g(10%) K2Cr2O7基准物质, 于容量瓶中定容, 再计算出其准确浓度：,23,B. 标定及滴定计算 方法1：等物质的量规则,ZA和ZB分别为A物质和B物质在反应中的得失质子数或得失电子数。,24,等物质的量规则举例,H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O,H2SO4 的基本单元: NaOH 的基本单元: NaOH 等物质的量规则:,MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O,MnO4-的基本单元: Fe2+的基本单元: Fe2+ 等物质的量规则:,例1.4 以K2Cr2O7为基准物质,采用析出I2的方法标定0.020molL-1Na2S2O3溶液的浓度,需称多少克K2Cr2O7?如何做才能使称量误差不大于0.1%?,解: Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,n( K2Cr2O7)=n(Na2S2O3),m(K2Cr2O7 )= n( K2Cr2O7) M( K2Cr2O7) =c(Na2S2O3) V(Na2S2O3) M(K2Cr2O7) =0.0200.025294.18/6=0.025(g),26,称大样-减少称量误差,准确称取0.25g左右K2Cr2O7,于小烧杯中溶解后定量转移到250mL容量瓶中定容,用25mL移液管移取3份于锥形瓶中,分别用Na2S2O3滴定.,标定0.10molL-1NaOH: 若用H2C2O42H2O,约0.15g, 应称大样; 若用KHC8H4O4,约0.5g, 称小样为好(?),27,计算方法二: 换算因数法,(例1.6),n(Ca2+)=n(H2C