分析化学绪论ppt课件.ppt

分析化学 AnalyticalChemistry 化学分析部分 课程安排 1 15周 60学时 3学分 第1章绪论 2学时 第2章定量分析化学概论 5学时 第3章分析化学中的误差与数据处理 7学时 第4章酸碱滴定法 10学时 第5章络合滴定法 10学时 第6章氧化还原滴定法 7学时 第7章重量分析和沉淀滴定法 7学时 第8章吸光光度分析法 8学时 第9章分析化学常用分离和富集方法 6学时 教材 分析化学第五版上册 武汉大学主编 高等教育出版社 辅导书 分析化学同步辅导及习题全解中国水利水电出版社 参考书目 1 分析化学第六版 华东理工大学化学系 四川大学化工学院编 高等教育出版社2 定量分析习题精解 大学基础课化学类习题精解丛书 科学出版社3 分析化学辅导与习题详解 赵中一邱海鸥编 华中科技大学出版社4 大学化学实验教程 上 刘结平等编 安徽大学出版社 2010 分析化学是化学类专业的基础课程之一 本课程为分析化学 上册 主要内容分为五大部分 分析化学中的误差与数据处理 滴定分析法 重量分析法 吸光光度法 分离与富集方法 分析化学的基本原理与方法不仅是分析科学的基础 也是从事化学分支学科 生物 环境 医药 农学等学科的基础 分析化学与其它基础课程有着密切的联系 分析化学的研究方法与检测原理能使学生建立起严格的 量 的概念 通过该课程的系统学习 能够培养学生严谨的科学态度 踏实细致的作风 实事求是的科学道德和初步从事科学研究的技能 提高其综合素质和创新能力 学习本课程的目的及达到的目标 考核方式 平时成绩 出勤 作业 纪律 30 期末考试 闭卷 70 学习方法 兴趣预习 认真听讲 做笔记 课后复习 一定量练习题 与实验结合 科学计算器 第1章绪论 1 1分析化学的定义 任务和作用1 2分析方法的分类与选择1 3分析化学发展简史与发展趋势1 4分析化学参考文献 1 1分析化学的定义 任务和作用 什么是化学 chemistry 化学是研究物质的组成 结构 性质 以及变化规律的科学 Chemistryisthescienceconcernedwiththecomposition structure andpropertiesofmatter aswellasthechangesitundergoesduringchemicalreactions 世界是由物质组成的 化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一 它是一门历史悠久而又富有活力的学科 它的成就是社会文明的重要标志 根据研究对象和方法的不同一般把化学分为若干个分支领域 无机化学 InorganicChemistry 有机化学 OrganicChemistry 分析化学 AnalyticalChemistry 物理化学 PhysicalChemistry 高分子化学 PolymerChemistry 生物化学 Biochemistry 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性质的信息的一门科学 又被称为分析科学 AnalyticalChemistryisascientificdisciplinethatdevelopsandappliesmethods instruments andstrategiestoobtaininformationonthecompositionandnatureofmatterinspaceandtime 分析化学的定义 FECS对分析化学的定义 FECS 欧洲化学会联盟 FederationofEuropeanChemicalSocieties 分析化学 分析科学 信息科学 分析化学是关于研究物质的组成 含量 结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学 是化学的一个重要分支 分析化学不再局限于有什么 what 有多少 howmuch 而是要求提供更多更全面的信息 1 确定物质的化学组成 定性分析 what 2 测量试样中各组份的相对含量 定量分析 howmuch 3 表征物质的化学结构 形态 能态 结构分析 形态分析 能态分析 structure state 4 表征组成 含量 结构 形态 能态的动力学特征 动态分析 dynamic 例如 茶叶中有哪些微量元素 微量元素的形态 含量 化学成分的空间分布 在不同的生长阶段 茶叶中的营养成分的变化 5 分析化学检测新原理与新技术研究 6 分析仪器的设计与制造 分析化学的任务 分析化学的作用 分析化学是化学学科的一个重要分支 它不仅对化学各学科的发展起着重要作用 而且在生命科学 环境科学 材料科学 医药卫生 工业 农业 国防 资源开发等许多领域中都有广泛的应用 对国民经济的发展 国防力量的壮大 科学技术的进步和自然资源的开发等具有举足轻重的作用 化学 新化合物的结构表征 高灵敏度 高选择性的分析方法 生命科学 生物分子的结构与生物活性 DNA测序 活体检测 环境科学 环境监测 污染物分析 材料科学 新材料结构与性能 医药 临床化验与疾病诊断 天然药物有效成分与结构及构效关系研究农业 水土调查 农作物品质检查 农药及其残留物检验工业 原料分析 产品检验 生产工艺流程控制国防 武器生产 犯罪活动的侦破 社会 体育 兴奋剂 生活产品质量 鱼新鲜度 食品添加剂 农药残留量 环境质量 污染实时检测 法庭化学 DNA技术 物证 文物鉴定 国际贸易 商品检验 分析化学在不同领域的作用举例 分析化学不仅是科学技术的眼睛 用于发现问题 而且参与实际问题的解决 分析化学的地位 被称为 现代化学之母 被称为 科学技术的眼睛 诺贝尔物理 化学奖中 有四分之一的项目与分析化学有关 国内国际上大量的分析化学机构 无数从事分析化学岗位的工作者 大量高等院校中 分析化学专业的设定 中国 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 8000多个环境监测机构 数十万庞大的分析队伍 分析化学与社会和其它科学技术领域的关系 1 2分析方法的分类与选择 分析化学是研究分析方法的科学 一个完整具体的分析方法包括测定对象和测定方法两部分 没有分析对象 就谈不到分析方法 对象与方法存在分析化学或者分析科学的各个方面 分析化学三要素 理论 方法与对象 反映了科学 技术和生产之间的关系 根据分析要求 分析对象 测定原理 试样用量与待测成分含量的不同及工作性质等 分析方法可以分为很多种 分析方法的分类 1 2 1定性分析 定量分析和结构分析 按分析任务不同 分析方法可以分为 定性分析 qualitativeanalysis 鉴定物质由哪些元素 原子团或化合物组成 定量分析 quantitativeanalysis 测定物质中有关成分的含量 结构分析 structureanalysis 研究物质的分子结构 晶体结构或综合形态 1 2 2化学分析和仪器分析 按方法原理不同 分析方法可以分为 化学分析法 chemicalanalysis 以物质的化学反应及其计量关系为基础的分析方法 是分析化学的基础 又称经典分析法 主要有重量分析 gravimetry 法和滴定分析 titrimetry 容量分析 法等 重量分析法和滴定分析法主要用于高含量和中含量组分 又称常量组分 即待测组分的质量分数在1 以上 的测定 重量分析法的准确度很高 至今还是一些组分测定的标准方法 但其操作繁琐 分析速度较慢 滴定分析法操作简单 条件易于控制 省时快速且测定结果的准确度高 相对误差约为 0 2 是重要的例行分析方法 仪器分析法 instrumentalanalysis 以物质的物理性质和物理化学性质为基础的分析方法 这些方法通过测量物质的物理或物理化学参数来进行 需要较特殊的仪器 通常称为仪器分析 这是本系列教材下册的内容 仪器分析根据测定的方法原理不同 可分为电化学分析 光学分析 色谱分析 其他分析法等 化学分析和仪器分析是分析化学的两大分支 两者互为补充且前者是后者的基础之一 仪器分析是目前的发展方向 化学分析仍有重要的应用价值 不可忽视 第5章 第6章 第7章 第8章 第10章 第9章 化学分析 仪器分析 化学分析与仪器分析方法比较 通常称含较多量Ca2 Mg2 的水为硬水 水的总硬度是指水中含有Ca2 Mg2 的总量 硬度又分钙硬度和镁硬度 钙硬度是由Ca2 引起的 镁硬度是由Mg2 引起的 举例 自来水硬度的测定 配位滴定法 相对于1 水的总硬度测定一般采用配位滴定法 也叫络合滴定法 在pH 10的氨缓冲溶液中 以铬黑T EBT 为指示剂 用EDTA标准溶液直接测定Ca2 Mg2 总量 由于KCaY KMgY KMg EBT KCa EBT 铬黑T先与部分Mg络合为Mg EBT 红色 当EDTA滴入时 EDTA与Ca2 Mg2 络合 终点时EDTA夺取Mg EBT中的Mg2 将EBT置换出来 溶液有红色转为蓝色 若测定钙离子时 另取等量水样加NaOH调节溶液pH为12 13 使Mg2 生成Mg OH 2沉淀 加入钙指示剂 用EDTA滴定 测定水中的Ca2 含量 已知Ca2 Mg2 的总量及Ca2 的含量 即可算出Mg2 的含量 实验原理 铬黑T EBT Mg2 EBT 滴定前 M2 EBTM2 EBT EBT EDTA 自来水样 滴定 M2 EDTAM2 EDTA 滴定终点时 EDTA M2 EBTM2 EDTA EBT 蓝色 红色 无色 德国硬度 数据记录与处理 1 2 3无机分析和有机分析 按分析对象不同 分析方法可以分为 无机分析 inorganicanalysis 分析对象为无机物质 有机分析 organicanalysis 分析对象为有机物质 分析对象不同 对分析的要求和使用的方法多有不同 针对不同的分析对象 还可以进一步分类 如 冶金分析 地质分析 环境分析 药物分析 材料分析和生物分析等 1 2 4常量 半微量 微量和超微量分析 按分析过程中所需试样量的多少 分析方法可分为 按待测成分在试样中相对含量的高低 分析方法分为 常量分析 major 1 微量分析 micro 0 01 1 痕量分析 trace 0 01 和超痕量分析 ultratrace 0 01 1 2 5例行分析和仲裁分析 一般分析实验室对日常生产流程中的产品质量指标进行检查控制的分析称为例行分析 routineanalysis 不同企业部门间对产品质量和分析结果有争议时 请权威的分析测试部门进行裁判的分析称为仲裁分析 arbitralanalysis 十大国家分析测试中心 国家有色金属及电子材料测试中心国家电化学和光谱研究分析中心国家钢铁材料测试中心中国上海分析测试中心中国广州分析测试中心国家环境分析测试中心国家建筑材料测试中心国家化学建材测试中心国家色谱研究分析中心国家地质实验测试中心 1 2 6分析方法的选择 对分析方法的选择通常应考虑以下几个方面 a 测定的具体要求 待测组分及其含量范围 欲测组分的性质 b 获取共存组分的信息并考虑共存组分对测定的影响 拟定合适的分离富集方法 以提高分析方法的选择性 c 对测定准确度 灵敏度的要求与对策 d 现有条件 测定成本及完成测定的时间要求等 综合考虑 评价各种分析方法的灵敏度 检出限 选择性 标准偏差 置信概率等因素 再查阅有关文献 拟定有关方案并进行条件试验 借助标准样检测方法的实际准确度与精密度 再进行试样的分析并对分析结果进行统计处理 铁矿石中铁含量的测定工业盐酸中微量铁的测定 分析方法的选择举例 721S可见分光光度计 上海棱光技术有限公司 1 3分析化学发展简史与发展趋势 分析化学有悠久的历史 在科学史上 分析化学曾经是研究化学的开路先锋 它对元素的发现 相对原子质量的测定 定比定律等化学基本理论的确立 矿产资源的勘察利用等 都曾做出巨大贡献 一般认为 分析化学学科的发展经历了三次巨大的变革 具体如下 第一次变革 20世纪初 由于物理化学溶液理论的发展 为分析化学提供了理论基础 使分析化学由化验师的一门技术发展为一门科学 第二次变革 20世纪中叶 物理学和电子学的发展 促进了各种仪器分析法的发展 冲破了分析化学只限于化学分析的局面 第三次变革 20世纪70年代以来 许多先进科学技术如计算机 激光 光纤在分析化学中发挥了重要作用 由于环境科学 生命科学 材料科学等的发展对分析化学提出了更高的要求 基础理论与测试手段的完善 使分析化学进入第三次变革时期 成为一门多学科性的综合科学 由于现代分析化学完全可能为各种物质提供组成 含量 结构 分布 形态等等全面的信息 使得微区分析 无损分析 瞬时分析以及在线 on line 实时 real time 甚至是活体内 invivo 原位分析新方法应运而生 分析化学发展趋向 高灵敏度 单分子 原子 检测高选择性 复杂体系 如生命体系 中药 原位 活体 实时 无损分析自动化 智能化 微型化 图像化高通量 高分析速度简便 经济 环保 1 4分析化学参考文献 1 4 1丛书 大全和手册1 4 2参考书1 4 3杂志 中英文 1 4 4因特网上化学信息 分析化学参考文献的种类和形式多样 如丛书 大全 手册 教材 期刊