定量分析化学.doc

定量分析化学教学大纲及主要参考书（中英文班） 北京大学化学学院 李娜 4定量分析化学（A类）目的和要求定量分析化学（A类）是化学学院、元培计划等院系学生的主干基础课之一。该门课程理论和方法不仅是分析化学专业的基础，也是其他一切与化学有关的课程以及专业的基础。定量分析化学课在教给学生基本的分析化学原理和方法的同时，使学生建立起严格的“量”的概念，培养从事理论研究和实际工作的能力以及严谨的科学作风。 定量分析化学课的目的和要求可以归纳为以下几点： 1掌握常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基本分析方法； 2掌握分析测定中的误差来源、误差的表征，以及实验数据的统计处理方法与表达；3. 掌握分子光谱产生的原理，了解吸光光度法和荧光分析法，以及仪器及应用； 4初步了解分析化学在化工、医药、生物、信息、能源等领域中的应用，以及其他学科的新技术。本课程教学过程中不仅要讲清定量分析化学的基本概念和基本理论，而且要让学生懂得建立这些概念和理论的处理方法和思维方式，加强素质教育，注重能力培养，提倡创新精神。本课程的特点是理论的系统性和方法的实用性的有机结合；理论课与实验课紧密配合、相辅相承；在阐明经典定量分析的理论和方法的同时，注意向学生介绍分析化学的新进展、新成果、前沿课题，以拓宽学生眼界、启发学生思路、提高学生的学习兴趣。课程内容和学时分配 本课程共分8章，总授课学时为30学时（包括习题课1学时，期中考试2学时）。本课程的学时分配内 容学时内 容学时绪论误差与分析数据处理酸碱平衡与酸碱滴定法络合滴定法氧化还原滴定法22753沉淀重量法与沉淀滴定法分析测定中常用的分离方法紫外可见吸光光度法、荧光分析法215基本内容一、绪论（2学时）1.分析化学的定义、分类、任务和作用2.分析化学的历史、现状、发展及展望3.定量分析过程和分析方法4.滴定分析概述：滴定分析对化学反应的要求和滴定方式；基准物质和标准溶液二、误差与分析数据处理（2学时）1.测量误差的表征：准确度和精密度2.误差的来源和分类：系统误差和随机误差3.随机误差的分布规律：频率分布、正态分布、随机误差的区间概率4.测量精密度的表征：极差、平均偏差、标准差(s和s)；平均值的标准差(s和s)5.总体均值的置信区间：已知s求m的置信区间；从s求m的置信区间6.显著性检验：u检验法；t检验法；F检验法7.异常值的检验：Q检验法8.减小分析误差的方法：减小测量误差，消除系统误差，增加平行测定次数9.有效数字：有效数字的定义；有效数字的修约和运算规则三、酸碱平衡与酸碱滴定法(7学时)酸碱平衡1. Brnsted酸碱理论及酸碱共轭关系2. 酸碱反应平衡常数：Ka、Kb、Kw和Kt；活度与浓度；热力学常数、浓度常数和混合常数3. 酸碱物质在水溶液中各种存在形式的分布：分析浓度和平衡浓度；一元弱酸（碱）和多元弱酸（碱）各形式的摩尔分数及分布图；优势区域图4. 酸碱溶液pH的计算：水溶液中酸碱平衡处理方法(物料平衡、电荷平衡、质子条件)；一元弱酸（碱）溶液、两性物质及弱酸与弱碱混合溶液、多元酸（碱）溶液、弱酸及其共轭碱混合溶液、强酸(碱)溶液、混合酸(碱)溶液pH的计算5. 酸碱缓冲溶液：缓冲容量及缓冲范围；缓冲溶液的选择及配制；常用标准缓冲溶液酸碱滴定法1. 酸碱指示剂：指示剂的作用原理、常用酸碱指示剂的变色区间；混合酸碱指示剂2. 强酸（碱）和一元弱酸（碱）滴定曲线；一元弱酸(碱)滴定可能性的判据；一元强酸(碱)和弱酸(碱混合溶液分别滴定可能性的判据；多元酸(碱)逐级滴定的可能性的判据及各类滴定中指示剂的选择3. 终点误差：代数法计算强酸(碱)滴定的终点误差、弱酸(碱)滴定的终点误差；误差公式的应用4. 酸碱滴定法的应用：酸碱标准溶液的配制及标定；CO2在酸碱滴定中的影响；酸碱滴定法应用示例四、络合滴定法(5学时)1. 概述：无机络合剂与有机络合剂简介；EDTA的性质及在滴定分析中的应用2. 络合平衡：络合物的稳定常数；络合物各种形式的分布；主反应和副反应；络合反应的副反应系数(aM、aY和aMY)；络合物的条件稳定常数3. 络合滴定原理：络合滴定的滴定曲线；金属指示剂作用原理；常用金属指示剂；终点误差公式及其应用4. 单一金属离子的络合滴定：滴定的可能性；滴定的适宜pH范围及缓冲剂的作用5. 混合金属离子的选择性滴定：分别滴定的可能性及酸度控制；使用掩蔽剂进行选择性滴定；其他滴定剂的应用6. 络合滴定的方式和应用7. EDTA标准溶液的配制与标定五、氧化还原滴定法(3学时)1. 概述：氧化还原反应的特点；条件电位及决定条件电位的因素(盐效应，酸效应，络合效应，生成沉淀的影响)；氧化还原反应平衡常数及进行的程度2. 氧化还原反应历程及影响氧化还原反应速率的因素(催化反应与诱导反应)3. 氧化还原滴定：氧化还原滴定曲线；氧化还原滴定中的指示剂；氧化还原滴定前的预处理4. 氧化还原滴定结果的计算5. 常用氧化还原滴定法的原理、特点及应用：高锰酸钾法；重铬酸钾法；碘量法；溴酸钾法；铈量法六、沉淀重量法与沉淀滴定法(2学时)1. 沉淀的溶解度及其影响因素: 溶解度与溶度积；影响沉淀溶解度的因素：盐效应、同离子效应、酸效应、络合效应、影响S 的其他因素2沉淀重量法：沉淀重量法的分析过程和对沉淀的要求；沉淀重量法的分类：挥发法、电解法、沉淀法；沉淀重量法结果的计算；沉淀的形成；沉淀的纯度：共沉淀、后沉淀、沉淀沾污对分析结果的影响；沉淀的条件和称量形的获得：晶形沉淀(BaSO4)、无定形沉淀(Fe2O3xH2O)；有机沉淀剂简介3沉淀滴定法：滴定曲线；Mohr法铬酸钾作指示剂；Volhard法铁铵矾作指示剂；Fajans法吸附指示剂法七、分析测定中常用的分离方法（1学时）1概述：分离的意义；分离度和回收率；分离方法的分类2. 沉淀分离法的特点及应用：无机沉淀剂分离；有机沉淀剂分离；共沉淀分离和富集；提高沉淀分离的选择性3. 溶剂萃取分离法：萃取原理与基本概念：分配系数、分配比和萃取率；萃取类型与萃取平衡：离子缔合物萃取、螯合物萃取；几种重要的萃取剂；溶剂萃取的应用：萃取分离、富集、比色 八、紫外可见吸光光度法和荧光分析法(5学时)1. 概述：吸光光度法的特点；光的基本性质；分子吸收光谱和发射光谱的产生及特点2. 吸光光度法的基本原理：Lambert-Beer定律；吸光度的加和性；摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度; 偏离比尔定律的原因3. 目视比色法及光电比色法简介；吸光光度法和分光光度计4. 显色反应及影响因素：吸光光度法对显色反应的要求；影响显色反应的主要因素；重要的显色剂；测量条件的选择5. 吸光光度法在定量分析中的应用：工作曲线法；多组分分析；光度滴定法；络合物6. 组成的确定；有机试剂的酸碱离解常数的测定7. 有机化合物分子的电子跃迁类型及对光的吸收；生色团与助色团；溶剂极性对吸收光谱的影响8. 荧光和磷光分析法：光谱的产生及特征；应用于定量分析的依据及影响荧光强度的因素；荧光分光光度计；荧光分析法的应用主要参考书1李克安等编著，分析化学教程北京大学出版杜，2005.2彭崇慧、冯建章、张锡瑜、李克安、赵凤林编著，定量化学分析简明教程，第二版，北京大学出版杜，1997.3张锡瑜等编著，分析化学原理，科学出版杜，1991.4北京大学化学学院仪器分析教学组编，仪器分析教程，北京大学出版社，1997.5武汉大学编，分析化学，第四版，高等教育出版社，2000.6北京大学化学系分析化学教研室，基础分析化学实验，第二版，北京大学出版社，1998.7李克安、金钦汉等译，分析化学，北京大学出版社，2001.8R. Kellner, J.-M. Mermet, M. Otto, H.M. Widmer, Analytical Chemistry, WILEY-VCH Verlag GmbH, 1998.9Douglasa A. Skoog, Donald M. West, F. James Ho