分析化學武漢大學（課堂PPT）

1、分分 析析 化化 學學( (第五版）上冊第五版）上冊 武漢大學武漢大學第第1章章 概概 述述1.1 分析化學的定義、任務(wù)和作用分析化學的定義、任務(wù)和作用 1.2 分析方法的分類與選擇分析方法的分類與選擇1.3 分析化學的發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢分析化學的發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢1.4 分析化學的參考文獻分析化學的參考文獻1.5 分析化學過程及分析結(jié)果的表示分析化學過程及分析結(jié)果的表示1.6 滴定分析法概述滴定分析法概述1.7 基準物質(zhì)和標準溶液基準物質(zhì)和標準溶液1.8 滴定分析中的計算滴定分析中的計算分析化學是研究分析方法的科學或?qū)W科分析化學是研究分析方法的科學或?qū)W科 是化學的一個分支是化學的一個分支 是

2、獲得物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的信息的科學是獲得物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的信息的科學 是科學技術(shù)的眼睛、尖兵、偵察員，是進行是科學技術(shù)的眼睛、尖兵、偵察員，是進行科學研究的基礎(chǔ)學科科學研究的基礎(chǔ)學科 掌握基本理論、基礎(chǔ)知識和實驗方法，培養(yǎng)嚴掌握基本理論、基礎(chǔ)知識和實驗方法，培養(yǎng)嚴謹?shù)膽B(tài)度、踏實的作風、求實的道德。謹?shù)膽B(tài)度、踏實的作風、求實的道德。1.1 分析化學的定義、任務(wù)和作用分析化學的定義、任務(wù)和作用1.1 分析化學的定義、任務(wù)和作用分析化學的定義、任務(wù)和作用中文名中文名徐壽徐壽出生地出生地江蘇省無錫市郊外江蘇省無錫市郊外出生日期出生日期1818年年02月月26日日逝世日期逝世日期1884年年09月

3、月24日日職業(yè)職業(yè)中國近代化學的啟蒙者中國近代化學的啟蒙者畢業(yè)院校畢業(yè)院校自學成才自學成才主要成就主要成就引進和傳播國外先進的科學技術(shù)引進和傳播國外先進的科學技術(shù)代表作品代表作品翻譯了關(guān)于蒸汽機的專著翻譯了關(guān)于蒸汽機的專著汽機發(fā)初汽機發(fā)初譯書譯書17部部105本本168卷共約卷共約287萬余字。萬余字。1.2 分析方法的分類與選擇分析方法的分類與選擇分析化學是研究分析方法的科學，一個完整具分析化學是研究分析方法的科學，一個完整具體的分析方法包括測定方法和測定對象兩部分體的分析方法包括測定方法和測定對象兩部分沒有分析對象，就談不到分析方法，對象與方?jīng)]有分析對象，就談不到分析方法，對象與方法存在分

4、析化學或者分析科學的各個方面法存在分析化學或者分析科學的各個方面 分析化學三要素分析化學三要素理論、方法與對象理論、方法與對象反映了科學、技術(shù)和生產(chǎn)之間的關(guān)系反映了科學、技術(shù)和生產(chǎn)之間的關(guān)系高校和科研單位、儀器制造部門和生產(chǎn)單位的高校和科研單位、儀器制造部門和生產(chǎn)單位的合作反映了分析化學三要素之間的關(guān)系合作反映了分析化學三要素之間的關(guān)系理論對象（問題）技術(shù)生產(chǎn)科學技術(shù)1.2.1按分析任務(wù)分類按分析任務(wù)分類定性分析：元素、原子團、官能團 定量分析：有關(guān)成分含量結(jié)構(gòu)分析：分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)或綜合形態(tài) （立體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與活性等）1.2.2按分析原理分類按分析原理分類化學分析:以物質(zhì)的化學反應(yīng)為基礎(chǔ)的

5、分析方法儀器分析:以物質(zhì)的物理和物理化學性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法 1.2.3按分析對象分類按分析對象分類：無機分析，有機分析，生物分析，環(huán)境分析等無機分析，有機分析，生物分析，環(huán)境分析等1.2.4按試樣用量及操作規(guī)模分類按試樣用量及操作規(guī)模分類：方法方法試樣質(zhì)量試樣質(zhì)量試液體積試液體積常量分析0.1g10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析0.1mg1%), 微量組分分析微量組分分析(0.01-1%), 痕量組分分析痕量組分分析(0.01)和超痕量組分分析和超痕量組分分析(0.0001)1.2.4 例行分析及仲裁分析例行分析及仲裁分析1.2

6、.5 分析方法的選擇：要求、共存組分、條件分析方法的選擇：要求、共存組分、條件1.3 分析化學發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢分析化學發(fā)展簡史與發(fā)展趨勢 分析化學歷史悠久分析化學歷史悠久 無機定性分析曾一度是化學科學的前沿無機定性分析曾一度是化學科學的前沿 公元一世紀橡子提取物檢驗鐵公元一世紀橡子提取物檢驗鐵 十七世紀十七世紀Boyle將石蕊作酸堿指示劑將石蕊作酸堿指示劑 1751年年Margraf 硫氰酸鹽檢驗硫氰酸鹽檢驗Fe(III)1.1.由分析對象來看由分析對象來看 有機物分析無機物分析生物活性物質(zhì)生物活性物質(zhì)2.2.由分析對象的數(shù)量級來看由分析對象的數(shù)量級來看3.3.由分析自動化程度來看由分析自動

7、化程度來看常量微量痕量分子水平分子水平手工操作儀器自動全自動智能化儀器智能化儀器分析化學發(fā)展經(jīng)歷分析化學發(fā)展經(jīng)歷3次重大變革次重大變革第一個重要階段：第一個重要階段：20世紀起初的世紀起初的20-30年間分年間分析化學發(fā)展成為一門獨立的學科析化學發(fā)展成為一門獨立的學科 物理化學的溶液理論發(fā)展，推動物理化學的溶液理論發(fā)展，推動化學分析化學分析快速快速發(fā)展用物理化學中的溶液平衡理論、動力學等研究發(fā)展用物理化學中的溶液平衡理論、動力學等研究分析化學中的基本理論問題：沉淀的形成和共沉淀分析化學中的基本理論問題：沉淀的形成和共沉淀；指示劑變色原理；滴定曲線和終點誤差；緩沖原；指示劑變色原理；滴定曲線和終

8、點誤差；緩沖原理及催化和誘導(dǎo)反應(yīng)等。建立了溶液中四大平衡理理及催化和誘導(dǎo)反應(yīng)等。建立了溶液中四大平衡理論。論。第二個重要階段第二個重要階段: 20世紀世紀40年代，年代，儀器分析的發(fā)展。儀器分析的發(fā)展。 分析化學與物理學及電子學結(jié)合的時代。分析化學與物理學及電子學結(jié)合的時代。 原子能和半導(dǎo)體技術(shù)興起，如要求超純材料，原子能和半導(dǎo)體技術(shù)興起，如要求超純材料，99.9999999.99999，砷化鎵，要測定其雜質(zhì)，化學分析，砷化鎵，要測定其雜質(zhì)，化學分析法無法解決，促進了儀器分析和各種分離方法的法無法解決，促進了儀器分析和各種分離方法的發(fā)展。發(fā)展。第三個重要階段第三個重要階段: 20世紀世紀70年

9、代以來年代以來, 分析化學發(fā)展到分析科學階段分析化學發(fā)展到分析科學階段 現(xiàn)代分析化學把化學與數(shù)學、物理學、計算科現(xiàn)代分析化學把化學與數(shù)學、物理學、計算科學、精密儀器制造、生命科學、材料科學等學科結(jié)學、精密儀器制造、生命科學、材料科學等學科結(jié)合起來，成為一門多學科性的綜合科學。合起來，成為一門多學科性的綜合科學。 分析化學發(fā)展趨向分析化學發(fā)展趨向高靈敏度高靈敏度單分子單分子(原子原子)檢測檢測高選擇性高選擇性復(fù)雜體系復(fù)雜體系(如生命體系、中藥如生命體系、中藥)原位、活體、實時、無損分析原位、活體、實時、無損分析自動化、智能化、微型化、圖像化自動化、智能化、微型化、圖像化高通量、高分析速度高通量、

10、高分析速度生物分析生物分析分析化學主分析化學主要發(fā)展趨向要發(fā)展趨向新技術(shù)新技術(shù)新儀器新儀器微型化微型化新原理新原理化學計量學化學計量學環(huán)境分析環(huán)境分析過程分析過程分析原位分析原位分析表面分析表面分析活體分析活體分析實時分析實時分析大分子表征大分子表征化學圖象化學圖象無損分析無損分析在線分析在線分析單細胞分析單細胞分析單分子檢測單分子檢測接口接口定性定性傳感器傳感器分離技術(shù)分離技術(shù)聯(lián)用技術(shù)聯(lián)用技術(shù)1.4分析化學參考文獻分析化學參考文獻 1、叢書、大全、手冊、叢書、大全、手冊 2、參考書、參考書 3、雜志、雜志 4、網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)定量分析化學中的基本工具、專業(yè)名詞定量分析化學中的基本工具、專業(yè)名詞 定

11、量分析的操作步驟定量分析的操作步驟經(jīng)典定量分析方法化學分析經(jīng)典定量分析方法化學分析1.5 定量分析化學概論定量分析化學概論 1.5.1定量分析的操作步驟定量分析的操作步驟( (分析過程）分析過程） 1) 取樣取樣2) 試樣分解和分析試液的制備試樣分解和分析試液的制備3) 分離及測定分離及測定4) 分析結(jié)果的計算和評價分析結(jié)果的計算和評價2 經(jīng)典定量分析方法經(jīng)典定量分析方法重量法：重量法： 分離分離 稱重稱重 沉淀法、氣化法和電解法等沉淀法、氣化法和電解法等滴定分析法：又稱容量分析法滴定分析法：又稱容量分析法 酸堿滴定法、酸堿滴定法、 絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法 氧化還原滴定法、沉淀滴定法氧化還原滴定

12、法、沉淀滴定法1 滴定分析法：又稱容量分析法。滴定分析法：又稱容量分析法。1.6 滴定分析法概論滴定分析法概論 標準溶液標準溶液標準溶液標準溶液待測溶液待測溶液被測物質(zhì)被測物質(zhì)指示劑指示劑化學計量關(guān)系化學計量關(guān)系酸堿滴定法、酸堿滴定法、 絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法氧化還原滴定法、沉淀滴定法氧化還原滴定法、沉淀滴定法 有確定的化學計量關(guān)系，反應(yīng)按一定的反有確定的化學計量關(guān)系，反應(yīng)按一定的反應(yīng)方程式進行應(yīng)方程式進行 反應(yīng)要定量進行反應(yīng)要定量進行 反應(yīng)速度較快反應(yīng)速度較快 容易確定滴定終點容易確定滴定終點 2 滴定分析法對化學反應(yīng)的要求滴定分析法對化學反應(yīng)的要求3 滴定方式滴定方式a.直接滴定法直接滴定法

13、 b. 返滴定法返滴定法如測定如測定CaCO3,加入過量鹽酸，多余鹽酸用加入過量鹽酸，多余鹽酸用標準氫氧化鈉溶液返滴標準氫氧化鈉溶液返滴c.置換滴定法置換滴定法 絡(luò)合滴定多用絡(luò)合滴定多用d.間接滴定法間接滴定法 如如Ca2+沉淀為沉淀為CaC2O4，再用硫酸溶解，用，再用硫酸溶解，用KMnO4滴定滴定C2O42-,間接測定間接測定Ca2+1.7基準物質(zhì)和標準溶液基準物質(zhì)和標準溶液基準物質(zhì)基準物質(zhì): 能用于直接配制和標定標準溶液的物質(zhì)。能用于直接配制和標定標準溶液的物質(zhì)。要求：試劑與化學組成一致；純度高；穩(wěn)定；摩爾要求：試劑與化學組成一致；純度高；穩(wěn)定；摩爾質(zhì)量大；滴定反應(yīng)時無副反應(yīng)。質(zhì)量大；滴

14、定反應(yīng)時無副反應(yīng)。標準溶液標準溶液: 已知準確濃度的試劑溶液。已知準確濃度的試劑溶液。 配制方法有直接配制和標定兩種。配制方法有直接配制和標定兩種。標準溶液濃度計算標準溶液濃度計算 a. 直接配制法直接配制法 稱一定量的基準物質(zhì)稱一定量的基準物質(zhì)B(mB g）直接溶于一定）直接溶于一定量量(V L)的溶劑配制。的溶劑配制。 cB=nB/V=mB/MBV b 標定法：標定法： 根據(jù)滴定劑和被測物質(zhì)的比計算求出。根據(jù)滴定劑和被測物質(zhì)的比計算求出。bBtT=aAcB=b/t cTVT/VB =bmT/tMT VB計算計算 示例示例例例1 準確稱量基準物質(zhì)準確稱量基準物質(zhì)K2Cr2O71.471g，溶，溶解后定量轉(zhuǎn)入解后定量轉(zhuǎn)入250.0mL容量瓶，求容量瓶，求K2Cr2O7溶液的濃度。溶液的濃度。例例2欲配制欲配制0.1000mol/L的的Na2CO3標準溶