分析化学概论

1、1分析化学分析化学Analytical Chemistry2 教学要求与安排教学要求与安排1.学时学时：50学时课，实验学时课，实验20学时。学时。2.教材教材：分析化学分析化学第二版第二版，高职高专化学教，高职高专化学教材编写组编，高等教育出版社。材编写组编，高等教育出版社。3.成绩评定成绩评定：期末考占：期末考占80%;作业占作业占10%，平时占，平时占10%。4.学习方法学习方法：预习、听讲、复习、做作业；课：预习、听讲、复习、做作业；课堂讨论；答疑。堂讨论；答疑。需要学习基本理论、方法、需要学习基本理论、方法、实验技能；培养严谨的工作作风、科学实验技能；培养严谨的工作作风、科学态度；建

2、立准确的量的概念。态度；建立准确的量的概念。3本课程的内容安排本课程的内容安排 第一章第一章 概论概论 第二章第二章 滴定分析法概述滴定分析法概述 第三章第三章 酸碱滴定法酸碱滴定法 第四章第四章 配位滴定法配位滴定法 第五章第五章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 第六章第六章 重量分析法和沉淀滴定法重量分析法和沉淀滴定法 第七章第七章 吸光光度法吸光光度法 第八章第八章 物质的定量分析过程物质的定量分析过程 4 教学参考书教学参考书1. 分析化学（第四版），武汉大学等，分析化学（第四版），武汉大学等，高等教育出版社，高等教育出版社，2000，3 2. 定量化学分析简明教程（第二版）。定量化学分

3、析简明教程（第二版）。北京：北京大学出版社，北京：北京大学出版社，1997 5 第一章第一章 概概 论论 1-1 分析化学概述分析化学概述 6一、分析化学的任务和作用分析化学的任务和作用 分析化学分析化学是研究物质化学是研究物质化学组成组成、含量含量、结构结构的分析方法及有关理论的一门学科。的分析方法及有关理论的一门学科。 分为定性分析和定量分析两部分。分为定性分析和定量分析两部分。定性分析的定性分析的任务任务是鉴定物质由哪些元素或离子是鉴定物质由哪些元素或离子所组成，对于有机物质还需要确定其官能团所组成，对于有机物质还需要确定其官能团及分子结构；及分子结构；定量分析的定量分析的任务任务是测定

4、物质各组成部分的含量。是测定物质各组成部分的含量。7 21 21世纪是光明还是黑暗取世纪是光明还是黑暗取决于人类在决于人类在能源与资源科学、能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境信息科学、生命科学与环境科学四大领域科学四大领域的进步，而的进步，而取取得这些领域进步的关键问题得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学。的解决主要依赖于分析科学。81) 肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素：迄今最毒的致死毒素：迄今最毒的致死毒素,据推算据推算,成人成人致死量仅需一亿分之七克致死量仅需一亿分之七克(70ng),有有7种不同免疫型种不同免疫型体体.2) 硒与白内障硒与白内障:营养需要范围为营养需要范围为1

5、10-7 210-6;达到达到310-6 110-5将引起慢性中毒将引起慢性中毒;超过超过110-5会引会引起急性中毒起急性中毒,以致突然死亡以致突然死亡. 人视网膜含硒量人视网膜含硒量7 g正正常。常。 动物肝脏、海味、大蒜、蘑菇等含硒丰富。动物肝脏、海味、大蒜、蘑菇等含硒丰富。3) 碘盐碘盐:黑龙江省集贤村黑龙江省集贤村,1000多人多人.约约200个傻子个傻子,引用引用水、土壤严重缺碘所致。水、土壤严重缺碘所致。4)拿破仑死因拿破仑死因：头发分析，：头发分析，As、Pb含量特高，中毒而含量特高，中毒而死。侍者所为。死。侍者所为。5）生物大分子及生物活性物质的表征与测定生物大分子及生物活性

6、物质的表征与测定 基因工程、克隆技术、生物芯片。基因工程、克隆技术、生物芯片。9 Analytical Chemistry Chemistry Biochemistry Inor.Chem. Organic Chem. Physical Chem. PhysicsAstrophysics Astronomy BiophysicsEngineering Civil Chemical ElectricalMechanical Medicine Clin. Chem.Medicinal Chem. Pharmacy Toxicology Materials Science Metallurgy Po

7、lymers Solid State Social Sciences ArcheologyAnthropology ForensicsBiologyBotanyGeneticsMolecular Biology MicrobiologyZoologyGeologyGeophysicsGeochemistryPaleontologyPaleobiologyEnvironmentalSciencesEcologyMeteorologyOceanographyAgricultureAgronomyAnimal ScienceCrop ScienceFood ScienceHorticultureSo

8、il Science10二、分析化学的分类二、分析化学的分类1、任务：、任务： 定性分析；定性分析；定量分析定量分析2、分析对象：、分析对象：无机分析；无机分析；有机分析有机分析3、分析手段和依据：、分析手段和依据：化学分析；化学分析；仪器分析仪器分析 以物质的化学反应为基础的分析方法称为化以物质的化学反应为基础的分析方法称为化学分析法，主要有滴定分析法和重量分析法。学分析法，主要有滴定分析法和重量分析法。 以物质的物理和物理化学性质为基础的分析以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法称为物理和物理化学分析法。这类方法都需方法称为物理和物理化学分析法。这类方法都需要特殊的仪器，通常称为仪器分

9、析法。要特殊的仪器，通常称为仪器分析法。11酸碱滴定滴重定量分分析析分分析析化化学学配位滴定沉淀滴定氧化还原滴定电化学分析光化学分析波谱分析色谱分析化学分析仪器分析重量分析124、试样用量：、试样用量：方方 法法 固固 态态 试试 样样 质质 量量 液液 态态 试试 液液 体体 积积 常 量 分 析 1 0 .1 g 1 0 1 m L 半 微 量 分 析 0 .1 0 .0 1 g 1 m L 0 .0 1 m L 微 量 分 析 0 .1 m g 1%）；）； 微量组微量组分（分（1%0.01%）；）； 痕量组分（痕量组分（0.01%）分析）分析6、任务功能：、任务功能：例行分析；例行分析

10、；快速分析；快速分析； 仲裁分仲裁分析析131-2 定量分析的误差定量分析的误差一、误差的表征一、误差的表征准确度与精密度准确度与精密度准确度准确度分析结果与真实值相接近的程度。分析结果与真实值相接近的程度。 准确度的高低用准确度的高低用误差误差来衡量；来衡量；精密度精密度几次平行测定结果相互接近的程度。几次平行测定结果相互接近的程度。 精密度的高低用精密度的高低用偏差偏差来衡量。来衡量。（P3P3图图1-11-1）关系：关系：精密度高是保证准确度高的先决条件；精密度高是保证准确度高的先决条件； 精密度高，准确度不一定高；精密度高，准确度不一定高； 准确度高，精密度一定高。准确度高，精密度一定

11、高。 14二、误差的表示二、误差的表示1.1.误差：一般用误差：一般用绝对误差绝对误差和和相对误差相对误差来表示。来表示。绝对误差绝对误差E = E = 测定值测定值xi 真实值真实值 相对误差相对误差RE =RE =（E/E/）100%100%2.2.偏差：各次测定值与平均值之差。偏差：各次测定值与平均值之差。算术平均值：算术平均值：绝对偏差：绝对偏差：相对偏差：相对偏差：niinnn13211iid%100iidRd15例例: 滴定的体积误差滴定的体积误差VERE20.00 mL 0.01 mL 0.05%2.00 mL 0.01 mL 0.50%16例例：测定含铁样品中：测定含铁样品中w

12、(Fe), 比较结果的准确度比较结果的准确度。xA.铁矿中铁矿中, =62.38%, = 62.32%xE = = - 0.06%xB. Li2CO3试样中试样中, =0.042%, =0.044%xE = =0.002%100EREarA . 1 0 0 %EET =0.06/62.38= - 0.1%arB . 1 0 0 %EET %100ERE=0.002/0.042=5%17判断各精密度与准确度的高低，并说明哪一个最判断各精密度与准确度的高低，并说明哪一个最可靠？可靠？18三、误差的分类三、误差的分类按性质不同分为：系统误差和随机误差。按性质不同分为：系统误差和随机误差。1.系统误差

13、系统误差分析过程中某些确定的、经常性的因素引起的误差。分析过程中某些确定的、经常性的因素引起的误差。特点：特点：（1）重现性）重现性即重复测定重复出现即重复测定重复出现（可测误差）（可测误差）（2）单向性）单向性 即误差或大、或小、或正、或负即误差或大、或小、或正、或负（3）可测性）可测性即误差恒定，可以校正即误差恒定，可以校正19产生的主要原因：产生的主要原因： 方法误差：由于分析方法本身不够完善方法误差：由于分析方法本身不够完善 或有缺陷而造成的误差或有缺陷而造成的误差仪器误差：仪器不够准确或未校准仪器误差：仪器不够准确或未校准试剂误差：试剂不纯和蒸馏水中的微量杂试剂误差：试剂不纯和蒸馏水

14、中的微量杂 质而造成的误差质而造成的误差操作误差：由于操作人员的主观原因操作误差：由于操作人员的主观原因备注备注因人因人而异而异不不因因人人而而异异 来源来源 202.随机误差随机误差(偶然误差偶然误差)由于某些偶然和意外因素引起的误差。由于某些偶然和意外因素引起的误差。特点：特点：误差大小、正负不定、非单向。误差大小、正负不定、非单向。随机因素包括：随机因素包括：（1）测量时周围环境的温度、湿度、气压、外电）测量时周围环境的温度、湿度、气压、外电路电压的微小变化；路电压的微小变化；（2）尘埃的影响；）尘埃的影响；（3）测量仪器自身的变动性；）测量仪器自身的变动性；（4）分析工作者处理各份试样

15、时的微小差别等。）分析工作者处理各份试样时的微小差别等。21 a.a.方法误差方法误差选择的方法不够完善选择的方法不够完善 例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当 b.b.仪器误差仪器误差仪器本身的缺陷仪器本身的缺陷 例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。 c.c.试剂误差试剂误差所用试剂有杂质所用试剂有杂质 例：蒸馏水不合格；试剂纯度不够例：蒸馏水不合格；试剂纯度不够( (含待测组份或干扰离子含待测组份或干扰离子) )。 d.d.主观误差主观误差操作人员主观

16、因素造成操作人员主观因素造成 例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。2223四、误差的减免四、误差的减免5、进行多次平行测定：、进行多次平行测定：在消除系统误差的情况下，在消除系统误差的情况下，当测量次数很多时，随机误差的分布服从正态分布，当测量次数很多时，随机误差的分布服从正态分布，则测得值的算术平均值越接近真值。则测得值的算术平均值越接近真值。减免误差的主要方法：减免误差的主要方法：1、对照试验；、对照试验；2、空白试验：、空白试验：在不加试样的情况下，按照试样的分析在不加试样的情况下，按照试样的分析步骤和条件而进行的测定叫做空白试

17、验。得到的结果称步骤和条件而进行的测定叫做空白试验。得到的结果称为为“空白值空白值”；3、校准仪器；、校准仪器；4、方法校正；、方法校正；24 1. 1. 系统误差的减免系统误差的减免 (1) (1) 方法误差方法误差 方法校正，采用标准方方法校正，采用标准方法法, ,对照试验对照试验 (2) (2) 仪器误差仪器误差 校准仪器校准仪器 (3) (3) 试剂误差试剂误差 空白试验空白试验 2. 2. 偶然误差的减免偶然误差的减免 增加平行测定的次数（一般平行测定增加平行测定的次数（一般平行测定4646次）次）253. 过失过失 由粗心大意引起，可以避免的。由粗心大意引起，可以避免的。重重 做做

18、 !例：指示剂的选择例：指示剂的选择261-3 有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则 一、有效数字及位数一、有效数字及位数1. 数字前数字前0不计不计,数字后计入数字后计入 : 0.024502. 数字后的数字后的0含义不清楚时含义不清楚时, 最好最好用指数形式用指数形式表示表示 : 1000 ( 1.0103 ，1.00103 ,1.000 103 )3. 自然数自然数可看成具有无限多位数可看成具有无限多位数(如倍数关系、如倍数关系、分数关系分数关系)；常数常数亦可看成具有无限多位数，亦可看成具有无限多位数，如如,e 274. 数据的数据的第一位数大于等于第一位数大于等于8的的,可多计一

19、可多计一位有效数字，如位有效数字，如 9.459.4510104 4, 95.2%, 8.65, 95.2%, 8.655. 对数与指数对数与指数的有效数字位数按尾数计，的有效数字位数按尾数计， 如如 1010-2.34-2.34 ; pH=11.02, ; pH=11.02, 则则HH+ +=9.5=9.51010-12-126. 误差误差只需保留只需保留1 12 2位；位；7. 化学平衡计算化学平衡计算中中,结果一般为两位有效数结果一般为两位有效数字字(由于由于K值一般为两位有效数字值一般为两位有效数字)；28m 分析天平分析天平(称至称至0.1mg):12.8218g(6) , 0.2338g(4) ,0.0500g(3) 千分之一天平千分之一天平(称至称至0.001g): 0.234g(3) 台秤台秤(称至称至0.1g): 4.0g(2), 0.2g(1)V 滴定管滴定管(量至量至0.01mL):26.32mL(4)