哈工程分析化学 第1章绪论课件

1、分 析 化 学 （analytical chemistry） 主讲教师：李占双 哈尔滨工程大学材化学院Harbin Engineering University第1章 绪论 1学时 第2章 定量分析中的误差与数据处理 5学时 第3章 滴定分析法 18学时 第4章 电化学分析法 8学时第5章 色谱分析法 14学时第6章 紫外可见分光光度法 6学时第7章 原子吸收光谱法 6学时第8章 红外吸收光谱法 4学时第9章 核磁共振波谱法和质谱法简介 2学时 合计 64学时Harbin Engineering University第 1 章 绪论本章教学基本的要求 1.了解分析化学的性质、任务、作用及发展趋

2、势。 2.熟悉分析方法的分类，课程的特点。 3.掌握化学分析基本过程，分析方法选择的基本原则。 Harbin Engineering University 1.1 分析化学的性质、任务和作用 1.2 分析方法的分类 1.3 分析化学的变革与发展 1.4 定量分析基本过程与分析方法选择 1.5 本课程的基本任务和要求1.1.1 分析化学的定义与任务 分析化学（analytical chemistry）化学及其相关专业的一门基础课。 科学工作者了解化学世界的视窗、探索物质微观世界的工具。 分析化学研究获取物质的化学组成、形态（物质的价态和状态）、化合物结构信息、分析方法及相关理论的科学 回答：是什

3、么？有多少？ 1.1 分析化学的性质、任务和作用第 1 章 绪论分析化学与社会 医药质量 DNA与生命 环境监测兴奋剂检测 食品分析分析化学与社会环境：大气、水质和土壤监测；生产：生产过程的质量控制；食品：农药残留量，食品的营养成分；法庭：DNA技术，物证；生命：临床诊断、病理研究、基因序列，基因 缺陷；医药：构效关系，新药筛选，天然药物的有效 成分与结构；宇宙：登陆月球后的岩样分析，火星、土星的 临近探测；人类所有这些活动的每一步都离不开分析化学。按分析原理分类: 化学分析和仪器分析 （1）化学分析：重量分析，容量分析（各种滴定分析）。重量分析过程：过滤、洗涤烘干灼烧称量1.2.2 化学分析

4、与仪器分析容量分析包括各种滴定分析。使用各种容量器皿： 滴定管； 容量瓶； 移液管。光学分析法电化学分析法色谱分析法其他：热分析；质谱；毛细管电泳等。 （2）仪器分析按试样的用量分类方法 试样质量试样体积常量分析0.1g10mL半微量分析0.010.1g110mL微量分析0.110mg0.011mL超微量分析 0.1mg0.01mL 按待测组分含量高低分类 常量组分分析（质量分数1); 微量组分分析（质量分数0.011)； 痕量组分分析（质量分数 0.01). 根据作用分类 例行分析 Routine analysis 仲裁分析 Referee analysis分析化学化学分析仪器分析酸碱滴定配

5、位滴定氧化还原滴定沉淀滴定电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析重量分析滴定分析电导、电位、电解、库仑极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱1.3 分析化学的变革与发展1.由分析对象来看 有机物分析无机物分析生物活性物质2.由分析对象的数量级来看3.由分析自动化程度来看常量微量痕量分子水平手工操作仪器自动全自动智能化仪器1.3.1分析化学的变革发展过程 分析化学的三个发展阶段，三次变革。阶段一： 16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵； 20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析化学的理论基础，分析化学由一门操作技术变成一门科学，

6、 形成了分析化学的第一次变革。 20世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析方法的种类少、精度低。阶段二： 20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期 仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展 化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低 为什么出现在这一时期？ 一系列重大科学发现,为仪器分析的建立和发展奠定基础。 （1）布洛赫（Bloch）和伯塞尔（Purcell E M）；建立了核磁共振测定方法获1952年诺贝尔化学奖； （2）Martin A J P 和Synge R L M ，建立气相色谱分析法，获1952年诺贝尔化学奖； （3）Heyrovsky J，建立极谱分析法，获1959年诺

7、贝尔化学奖。 仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革阶段三： 20世纪80年代初，以计算机应用为标志的第三次变革。（1）计算机控制的分析数据采集与处理： 实现分析过程的连续、快速、实时、智能；分析自动化 促进化学计量学的建立。（2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分析条件，获得最大程度的化学信息。 化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等（3）以计算机为基础的新仪器的出现： 如傅里叶变换红外光谱仪，色-质联用仪等。 1.3.2 分析化学的发展趋势传统分析化学课题：“有什么？”和“有多少？”高要求：物质的成分，价态、状态和结构；进展：常量(1%)微量(0.01%1)痕量(0.

8、01%)； 静态分析动态分析； 离线(off line)在线(on line)、 实时(real time); 活体内(in vivo)原位分析；方向：高灵敏度（达原子级、分子级水平）； 高选择性（复杂体系）、快速、简便、经济； 自动化、数字化、计算机化、信息化和智能化。分析化学的发展方向：微型高效自动智能 1.4.2 分析方法选择的基本原则 分析对象的多样性决定了分析方法的众多。 对某种物质，有多种分析方法可以选择。 例铁含量分析： 如果不考虑其含量范围，可供选择的分析方法就有配位滴定、氧化还原滴定、分光光度法、伏安分析法、原子吸收及原子发射法等各种分析方法。 各种分析方法的灵敏度和准确度的

9、不同。 应根据具体情况和要求选择适当的分析方法。分析方法的选择通常应遵循一些基本原则 常量分析：一般采用化学分析方法；微量成分分析：应选择灵敏度高的仪器分析方法；生产过程的中间控制分析：选快速简便的分析方法；标准物质和重要产品（如食品、药品及化学试剂）的分析：必须采用带有强制性的标准分析方法。国家颁布有标准的分析检验方法（国家标准、部颁标准或行业标准）；出口产品的分析检验：需要采用国际通用标准。 根据被测组分的性质、含量范围、对结果准确度的要求、分析速度的要求及具体条件，选择适当的分析方法是分析化学工作者所应该具有的基本能力。 1.5.2 分析化学的特点 1.分析化学中突出“量”的概念 如：测

10、定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。 2.分析试样是一个获取信息、降低系统的不确定性的过程 过程合理，方法适当，信息准确。 3.实验性强 强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决实际问题的能力。 4.综合性强 涉及化学、生物、电学、光学、计算机等，体现能力与素质。 分析化学工作者应具有很强的责任心。1.4.3 定量分析结果的表达 给出分析结果时，要考虑组分的存在形式和含量的表示形式。 复杂试样中，某种组分在试样中可能以一种或多种形式存在。 例：测定试样中的Ca2+ 的量，当溶液中有少量配位体共存时，溶液中的Ca2+既有游离态，也有配合物，有的方法仅能测定游离态的

11、Ca2+ 含量，而有的方法测定的则是其总含量。 氮：铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、有机胺等形式存在。定量分析结果的表达 需根据实际工作要求和测定原理决定。 合金和矿物成分：分析常以元素的形式给出。 电解质溶液：常用离子的形式表示，含氧复杂物质则常用被测元素的氧化物表示。 行业表示：化肥工业需要标出氮肥的总含氮量。环境监测分析中常用“化学耗氧量（COD） 。 组分含量的分析结果通常表示为相对含量： 质量百分数、体积百分数 或摩尔百分数x 微量和痕量组分：常用百万分之一（10-6，即mgkg-1、mgL-1）来表示，或用十亿分之一(10-9，即gkg-1、gL-1 )来表示。 1.5.3 分析化学文献

12、1主要参考书（1）华东理工大学化学系 四川大学化工学院,分析化学(第五版) 北京,高等教育出版社, 2000（2）武汉大学,分析化学(第四版) 北京,高等教育出版社 2000（3）华中师范大学,东北师范大学,陕西师范大学,北京师范大学分析化学(第三版)北京,高等教育出版社 2001（4）李克安主编,分析化学北京,北京大学出版社,2005 （5）钟佩珩 郭璇华 黄如杕 吴奇藩,分析化学,化学工业出版社,北京,2004（6）湖南大学化学化工学院,分析化学，科学出版社，北京2001（7）刘志广主编,仪器分析,高等教育出版社, 2007（8）朱明华,仪器分析(第三版),高等教育出版社 2000年 （9）刘志广 张华 李亚明,仪器分析(第二版),大连理工大学出版社 2004（10）刘志广主编,分析化学学习指导,大连理工大学出版社,2002（11）刘志广主编,仪器分析学习指导与综合练习,高等教育出版社 20052.重要的国内外分析化学专业期刊 （1）分析化学，中国化学会主办，1973年创刊（2）分析测试学报，中国分析测试学会主办，1982年创刊（3）分析科学学报，武汉大学、北京大学、南京大学联合主办主办，1982年创刊（4）Analytical Chemistry（美国），1929年创刊（5）The Analyst (英国) ，18