分析化学教学大纲.doc

分析化学课程教学大纲（生命科学专业）华中师范大学分析化学精品课程 发布时间：2009-2-18 阅读次数：215课程名称：分析化学课程代码：84310005编 写 人：曾胜年编写时间：2005.3周学时数：2（总学时数：36）任课教师：宋丹丹，杜丹，周燕平，曾胜年，梁沛，徐晖开课院系：生命科学院课程性质：B、专业基础课 先修课程：无机化学使用教材（按作者、教材名称、出版社、出版年月顺序填写）： 无机及分析化学（第3版），南京大学，高教社，1998。教学参考资料（按作者、参考资料名称、出版者、出版年月顺序填写；填写的教学参考资料应不少于三种）： 1.定量分析化学，刘东等，华中师大出版社，1996。 2.分析化学（上册，第3版），华中师大等4校合编（华中师大主编）面向21世纪课程教材，高等教育出版社，2001年6月。 3.分析化学（第4版），武汉大学主编，高等教育出版社，2003。 本课程教学的目的 分析化学是化学学科的传统重要分支，在科学研究和生产实践的许多领域，尤其在生命科学、环境科学、材料科学和能源科学等新兴领域中起着基础和十分重要的作用。 分析化学是高等学校化学专业的学生必修的核心课程，目前是我校化学学院为化学教育和应用化学两个专业开设的主干课程之一，也是我校生命科学学院为生物科学和生物技术两个专业开设的专业基础课程之一，在学习了无机化学的酸碱理论、配位化学和元素化学等知识的基础上进行。 本课程以每个学生学习并掌握分析化学的基本原理、基础知识、基本方法和基本应用，提高自身的科学素养为总目标。通过本课程的学习，学生可以从以下三个方面提升自己的能力：一是掌握了学习后续课程和进行毕业论文必须的知识基础和实验技能；二是树立“量”和“准确度”的概念，培养严谨细致的科学态度和思维方法；三是了解分析科学的进展和前沿，激发自己的进取意识，并为在新世纪的继续发展奠定良好的基础。学习方法指导 1、分析化学是一门以实验为基础的学科，在学习中一定要以理论联系实际、理论指导实践为指导思想，用课堂上学到的理论解决实验中的问题，通过实验加深对分析化学基本原理的理解，融会贯通； 2、逐步学习、准确树立“量”和“准确度”的概念，加深对定量分析核心知识的理解和掌握； 3、做到课前预习、课后复习，在复习的基础上独立完成作业； 4、在学完每章内容后进行总结、写出提纲，重点是理解各分析方法的基本原理，为提高方法准确度所采取的措施；着重基本概念和知识点的掌握；熟练基本计算和解题技巧。特别是对典型的、有代表型的、体现重要知识点的习题（或综合题），一定要掌握分析解决问题的正确思路，才能通过解题达到掌握所学知识的目的和效果； 5、在考试前进行全面复习，注意比较所学各方法的特点、共性和差异，以加深对分析化学知识的总体理解； 6、各师范院校和综合性大学编著的分析化学教材和习题集均可作为本课程的参考书籍。 7、本课程全面采用多媒体课件辅助教学（34学时），条理清楚，重点突出，信息量大，形象生动，有利于提高教学效果。 本课程的重、难点 在基础课中，以定量分析为主要内容。重点是滴定分析法中的酸碱、络合和氧化还原滴定法，它们的方法原理（亦是难点，包括滴定反应的完全程度，滴定突跃和影响因素，指示剂的正确选择和终点误差，准确滴定或分步滴定的可行性条件等）和典型应用（包括原理和计算）。此外，重量分析法中影响沉淀溶解度和纯度的因素及溶解度的计算（也是难点），换算因素等是重点内容。其它重点内容还有有效数字及其运算规则以及吸光光度法的基本原理等。本课程教学基本内容及课时分配和教学环节安排 第十四章 分析化学概论（讲授，1学时） 【知识点提示】 分析化学的任务和作用；分析方法的分类；定量分析的过程和结果表示；分析化学的发展趋势；学习本课程的方法和要求。 【重、难点提示】 分析方法的分类。 第一节分析化学的任务和它与生物学的关系 第二节定量分析方法的分类 一.无机分析和有机分析 二.化学分析和仪器分析 三.常量分析、半微量分析和微量分析 第三节定量分析的过程和分析结果的表示 第十五章 定量分析误差和分析结果的数据处理（讲授，2学时） 【知识点提示】 1误差的基本概念和表示方法 误差与偏差的计算方法（绝对值和相对值。偏差包括平均偏差、标准偏差）。误差的来源和性质；准确度与精密度的含义、表示方法与两者的关系；误差对分析结果的影响。 2有效数字有效数字的含义、位数的确定、记录、修约和运算规则及其在定量分析计算中的运用。 3提高分析结果准确度的方法 重点是如何减小测量的相对误差。 【重、难点提示】 通过学习误差等基本概念和有关计算，能判断误差的来源、性质及其对分析结果的影响（重点），理解为提高测定准确度采取的措施，较牢固地树立“量”和“准确度”的概念。能正确运用有效数字的概念记录、计算和表示分析结果（重点）。学生可将本节讲述的原则和方法用于后述各章的学习和实验教学中，结合具体内容进行思考，加深理解并作应用，提高自己的综合素质。 第一节有效数字及其运算规则 一.有效数字的意义和位数 二.数字修约规则 三.有效数字的运算规则 四. 有效数字的运算规则在分析化学中的应用 第二节误差的产生和表示方法 一.准确度与误差 二.精密度与偏差 三.准确度与精密度的关系 第三节提高分析结果准确度的方法 【习题】根据实际情况，本课程采用补充习题，下同。 第十六章 重量分析法（讲授，4学时） 【知识点提示】 1沉淀重量法对沉淀的要求 沉淀重量法的特点和分析过程，提高方法准确度的要点。对沉淀形式和称量形式的要求。 2沉淀的溶解度及影响因素 溶解度、溶度积和条件溶度积的含义，相互关系和有关计算；影响沉淀溶解度的因素，包括同离子效应、酸效应、络合效应和盐效应等。 3沉淀的形成 沉淀的类型；沉淀的形成过程；定向速度与聚集速度。 4影响沉淀纯度的因素 共沉淀（表面吸附共沉淀及其选择性为重点）；后沉淀。提高沉淀纯度的措施。 5进行沉淀的条件 晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件。 6重量分析结果的计算 换算因素和分析结果的计算。 【重、难点提示】 在学习沉淀平衡的基础上掌握重量分析法的原理。影响沉淀溶解度、纯度的因素及有关计算（亦是难点），还有重量分析的换算因素和结果的计算是本章的重点。 第一节概述 一.重量分析法的特点 二.重量分析对沉淀形式和称量形式的要求 第二节影响沉淀溶解度的因素 一.沉淀的溶解度 二.影响沉淀溶解度的因素 第三节影响沉淀纯度的因素 一.影响沉淀纯度的因素 二.提高沉淀纯度的措施 第四节沉淀的形成和条件 第五节重量分析结果的计算 第十七章 滴定分析法（讲授，25学时）第一节 滴定分析法概论（2学时） 【知识点提示】 1滴定分析法简介 滴定分析法的过程、有关术语、方法特点、分类、滴定方式和对滴定反应的要求。 2滴定分析中的标准溶液 基准物质的含义和必备条件；标准溶液浓度的表示方法。正确配制标准溶液（直接法和标定法），包括正确选择相应的基准试剂和反应条件等；各类滴定分析法中常用的基准试剂。 3滴定分析中的计算熟练运用基本公式进行滴定分析法的有关计算，包括标准溶液的配制、标定的计算，基准物的称量范围、滴定体积的估算以及待测组分质量分数的计算等。 【重、难点提示】 通过学习滴定分析法的基本内容和共性问题，重点掌握标准溶液浓度的表示及配制方法，并能熟练地运用滴定分析中基本的定量计算公式进行有关计算，为后续章节的学习打好基础。以上知识是重点内容但并非难点。 一、滴定分析法的术语、分类和特点 二、滴定分析法对滴定反应的要求和滴定方式 三、标准溶液的配制和浓度的标定 1、直接配制法2、间接配制法 四、滴定分析中的计算 1、滴定分析计算的依据和常用公式 2. 滴定分析法的有关计算 第二节 酸碱滴定法（讲授，10学时） 【知识点提示】 1酸碱质子理论质子理论酸碱定义；酸碱的强度及其表示方法（Ka与Kb）；水的质子自递常数；共轭酸碱对中Ka与Kb的关系。 2处理水溶液中酸碱平衡的方法分析浓度与平衡浓度的含义和表示方法；质子平衡的含义，其平衡方程式PBE的正确书写。 3酸度对弱酸（碱）溶液中各型体分布的影响弱酸弱碱溶液中各型体分布分数及平衡浓度的计算，主要型体的判断；分布分数pH曲线的意义和应用。 4酸碱溶液pH的计算 一元强酸（碱）、一元弱酸（碱）、多元弱酸（碱）、两性物质（多元酸的酸式盐，组成为1：1的弱酸弱碱盐）、各近似式和最简式使用的条件，相应条件判别式的含义，其中一元弱酸（碱）的有关计算是基础和重点。 5缓冲溶液 酸碱缓冲溶液pH的计算，最简式（重点）及其使用的条件；缓冲溶液的选择和配制的计算；常用缓冲溶液。缓冲容量的含义和影响因素；缓冲的pH范围。 6酸碱滴定法原理 滴定中化学计量点（一元酸碱）与滴定突跃范围（一元酸碱）pH的计算，有关指示剂的选择（一元，多元），终点误差的判断（只限一元酸碱），其中一元酸碱是基础和重点。酸碱指示剂变色的pH范围和变色点（理论、实际），常用酸碱指示剂；直接准确滴定一元弱酸（碱）的可行性判据；多元酸（碱）分步滴定的可行性判据。酸碱指示剂的作用原理；影响一元酸碱滴定突跃大小的因素。 7酸碱滴定法的应用混合碱的分析，重点是双指示剂法；铵盐中含氮量测定的原理和计算。 【重、难点提示】 以酸碱质子理论为基础，在学习酸碱平衡原理的基础上掌握酸碱滴定法的原理、典型应用和有关计算是本章的重点（亦是难点）。 一、弱酸（碱）各型体的分布1、处理水溶液中酸碱平衡的方法 2、酸度对弱酸碱各型体分步的影响 二、酸碱溶液中氢离子浓度的计算 1、一元强酸碱溶液中氢离子浓度的计算 2、一元弱酸碱溶液中氢离子浓度的计算 3、多元弱酸碱溶液中氢离子浓度的计算 4、两性物质溶液中氢离子浓度的计算 三、酸碱缓冲溶液1、缓冲溶液pH的计算 2、缓冲容量与缓冲范围 3、缓冲溶液的选择与配制 四、酸碱指示剂1、指示剂的作用原理 2、指示剂变色的pH范围 五、滴定曲线和指示剂的选择 1、强碱（酸）滴定强酸（碱） 2、 强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）3、直接滴定一元弱酸（碱）的可行性判据 六、酸碱滴定的应用 1、混合碱的分析2、铵盐中含氮量的测定 第三节 络合滴定法（讲授，8学时） 【知识点提示】 1络合滴定中的滴定剂 EDTA及其二钠盐的性质；金属离子-EDTA络合物的特点。 2络合物的形成常数 逐级形成常数、累积形成常数和总形成常数，它们彼此间的关系与有关计算；配位体（络合剂）的质子化常数和累积质子化常数。 3络合滴定中的主反应和副反应 各副反应系数、条件形成常数KMY的含义和计算，影响KMY大小的诸因素及其控制。 4络合滴定法原理 金属指示剂变色点pMt的含义和计算，常用指示剂及其使用条件；滴定中化学计量点pMsp（pMsp）和滴定突跃的计算；林邦终点误差公式的含义；单一金属离子准确滴定的可行性判据，其意义和应用。指示剂的作用原理和选择的原则；影响滴定突跃大小的因素；影响终点误差大小和正负的因素。 5络合滴定酸度的选择 单一金属离子滴定的最高酸度、最低酸度的含义和计算，结合具体指示剂选择滴定适宜的酸度范围。络合滴定中控制酸度的重要性和具体措施。 6络合滴定的4种方式，有关原理和应用。 【重、难点提示】 在学习络合平衡原理的基础上掌握络合滴定法的原理（亦是难点）、计算和应用（重点）。 一、概述 1、络合滴定中的滴定剂 2、EDTA及其二钠盐的性质 3、金属离子-EDTA络合物的特点 二、氨羧配位剂与配位平衡 1、络合滴定中的副反应和副反应系数2、MY络合物的条件形成常数 三、配位滴定法的基本原理 1、 滴定曲线的绘制 2、影响滴定突跃的主要因素3、金属指示剂的作用原理4、金属指示剂变色点的pM值5、终点误差 和直接准确滴定金属离子的条件 6、配位滴定中酸度的选择与控制 四、混合离子的滴定（不讲授） 五、配位滴定的方式和应用 第四节 氧化还原滴定法（讲授，5学时） 【知识点提示】 1氧化还原平衡 条件电位的含义和影响因素，氧化还原电对的可逆性与对称性。 2氧化还原滴定法原理滴定中化学计量点电位和滴定突跃范围的计算（对称电对，重点）；指示剂的选择；滴定误差的定性判断。影响滴定突跃的因素，化学计量点的位置与电对电子转移数的关系；氧化还原指示剂的变色点电位和变色的电位范围。自身指示剂与专属指示剂的应用。 3氧化还原滴定前的预处理 以K2Cr2O7法测铁为重点。 4常用的氧化还原滴定法 KMnO4法、K2Cr2O7法和碘量法（重点）的方法原理和特点；标准溶液；标定和滴定的条件；指示剂；应用示例；为提高方法准确度采取的措施；滴定分析结果的计算。 【重、难点提示】 在学习氧化还原平衡的基础上掌握氧化还原滴定法的原理、主要应用和有关计算，特别是关于待测组分含量的计算，这些是本章的重点亦是难点。 一、条件电位 影响条件电位的因素 二、氧化还原滴定法的基本原理 1、氧化还原滴定曲线和计量点电位的通式 2、氧化还原滴定中的指示剂】 三、氧化还原滴定前的预处理 四、氧化还原滴定法的分类和应用示例 1、高锰酸钾法 2、重铬酸钾法 3、碘量法 第十八章 紫外可见吸光光度法（讲授，2学时） 【知识点提示】 1物质对光的选择性吸收 吸光光度法的特点，光的基本性质（单色光、复色光、互补光、白光、可见光）。物质对光的选择性吸收。最大吸收波长，吸收曲线的绘制、性质和作用。 2. 吸光光度法的基本原理 朗伯-比尔定律的意义，表达式，使用的前