分析化学(第四版)上册期末复习上

第一章绪论第一节分析化学的任务和作用一、什么是分析化学分析化学（analyticalchemistry）是化学的一个分支学科，是关于测定物质的质与量的科学。二、分析化学与其他学科的关系分析化学需要与其他学科交叉融合才能互相促进1、分析化学受益于其他学科的发展成就，分析化学的新原理、新方法、新技术和新一起层出不穷，并已在实践中获得应用。2、分析化学也为其他学科提供了关于物质组成、形态、结构和含量的必需信息，从而成为这些学科发展的数据源。三、分析化学的作用1、分析化学的任务是制定各种检测方法和标准，进行质量监测和控制，并将其应用到社会的各行各业。2、随着其他学科的发展以及社会对分析化学的需求增加和要求提高，分析化学必须与其他学科相互合作，在新的研究领域从事开拓性的工作；为相关学科的发展建立新的测试方法；为突发事件提供快速应急监控手段。第二节分析化学的内容一、分析化学得分类1、按任务分：定性分析、定量分析、结构分析2、按分析对象分：无机分析、有机分析、生化分析和药物分析3、按分析方法的原理分：化学分析法（主要有重量分析法和滴定分析法）和仪器分析法4、按分析对象（试样）的质量分试样的常量分析＞0.1g半微量分分析0.01~0.1g微量分析0.001~0.01g质量超微量分析＜0.001g试样中待测组分常量组分分析1%~100%小组组分分析0.01%~1.0%痕量分析＜0.01%超痕量分析＜10-4ug.g-1二、分析方法的选择分析工作者应根据试样的复杂性、试样的质量和被测组分的含量，以及对测定结果所要求的准确度和精密度等选择最适宜的方法，以满足具体分析工作的要求。三、如何学习好分析化学1、正确理解分析化学得课程体系2、分析化学工作有广泛的社会需求和发展前景3、理你联系实际，掌握分析化学的内涵第三节分析化学发展简史一、分析化学学科的形成二、分析化学学科的变革第一次变革：经典分析化学第二次变革：近代分析化学第三次变革：现代分析化学第四节分析化学的发展趋势一、分析化学的发展趋势分析对象无机分析有机分析DNA分析蛋白质分析手性药物分析环境有害物质分析生命相关物质分析分析对象的数量级常量、微量、痕量单细胞、单分子分析研究体系简单体系生物、环境体系分析研究区间主体分析薄层、表面、界面微区及形态分析分析仪器人工操作、大型和离线检测智能化、小型化、仪器联用和在线实时检测分析对象的损伤破坏性检测无损及遥测二、分析化学的研究热点1、极端条件下的分析测试2、痕量活性物质的在线、原位和实时分析3、功能纳米材料在分析化学中的应用4、联用技术与联用仪器的使用第二章分析试样的采取和预处理定量分析工作包括下列步骤：①试样的采取与制备；②试样的预处理；③干扰组分的掩蔽与分离；④测定；⑤分析结果的计算与评价。第二节分析试样的采取与制备一、采取试样的一般原则1、采样前必须进行现场勘查并收集有关资料，详细了解采样对象及其周围的环境等。2、采样的试样必须具有代表性，即试样的组分必须能够代表物料整体的平均组成。3、根据试样的性质和分析测定的要求确定采样量。4、为了避免试样中待测组分的形态、价态或含量等发生变化，需要采用合理的方式保存试样。二、固体试样采取（一）矿石试样1、采样点的布设2、固体试样湿存水的去处3、固体试样的制备欲将采取的固体试样制备成量少且高度均匀的分析试样，需经过破碎、过筛、混匀和缩分四个步骤。缩分：将一破碎、过筛后的原始试样进一步破碎、过筛并逐步缩小其量的过程叫做~。缩分常用四分法。公式：m=Kdam为缩分出试样的最小质量（kg）；d为试样颗粒的最大直径（mm）；K与a为经验常数，根据物料的均匀程度和易破碎程度而定。（二）土壤试样1、采样点的布设面积较小，地势平坦且土壤较均匀的地块，可采用梅花形布点法；面积中等，地形开阔但土壤较不均匀的地块，宜采用棋盘式布点法；地块面积较大，地势不太平坦，土壤也不均匀的应采用蛇形布点法。2、采样时间一般在作物收获后或播种施肥前取样3、采样深度土壤剖面按层次取样时，必须自下而上分层取样。4、采样量一般要求1kg左右。5、保存土壤试样宜保存在玻璃及聚乙烯塑料容器中，应尽量避免日光、潮湿、高温和酸碱气体等的影响。（三）金属或金属制品采取时应先将表面清理，然后用刚钻在不同部位和不同深度钻取碎屑混合均匀，作为分析试样。（四）粉状或松散物料试样三、液体试样的采集和保存1、采样点的设置2、采样设备3、水样的保存（1）贮藏水样的容器选择化学性质稳定性好的容器贮存水样。（2）水样贮存时间因此采样和分析时间的间隔越短，分析结果越可靠。（3）水样的保存方法1、冷冻或冷藏：温度一般控制在40C以下。2、加入化学试剂，所加的化学试剂与水样的性质和测定项目有关，其基本要求是不干扰对待测物的测定。四、气体试样的采取1．采样点的布设原理2.采样方法（1）直接采样法（2）浓缩采样法五、生物试样的采取与制备（一）植物试样的采样与制备1.采样点的布设常用梅花形布点法或平行交叉布点法。2.采样量一般植物干重试样要求1kg，如果用新鲜试样，以含水量80%~90%计，测定鲜样至少5kg。3.植物试样的制备（二）动物试样的采取和制备1.血液2.尿液3.毛发和指甲第二节分析试样的预处理分解试样必须注意：①试样分解必须安全，处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末；②在试样分解过程中不损失待测组分；③不应引入待测组分和干扰组分物质。一、无机试样的分解（一）溶解法1.水溶法对可溶性的无机盐直接用水溶解制成试液。2.酸溶性利用酸性溶剂的酸性、氧化还原性和形成络合物的作用使试样溶解，常用的酸性溶剂如下：⑴盐酸(HCl)⑵硝酸（HNO3）⑶硫酸（H2SO4）⑷磷酸（H3PO4）⑸高氯酸（HClO4）⑹氢氟酸（HF）3.碱溶法碱溶法的溶剂主要为NaOH和KOH溶液。（二）熔融法1.酸熔法酸熔法用于碱性试样的分解，常用的酸性熔剂有K2SO4及KHSO4.2．碱熔法碱熔法用于酸性试样的分解，常用的碱性熔剂有：⑴Na2CO3和K2CO3⑵Na2O2⑶NaOH和KOH（三）烧结法烧结法又叫做半熔法，此法是将试样与试剂混合，小心加热至熔结。二、有机试样的分解（一）干式灰化法主要包括坩埚灰化法、氧瓶燃烧法、燃烧法和低温灰化法。干式灰化法的优点是不加人（或加入少量）试剂，避免了由外部引入杂质，而且方法简单；其不足是因为少数元素挥发或器壁上沾浮着金属可能造成损失。（二）湿式消化法湿式消化法的优点是速度快，缺点是因为加入试剂可能引入杂质，因此宜使用高纯度的试剂。三、生物试样的预处理（一）生物组织细胞的破碎方法1.机械法（1）组织捣碎法（2）研磨法2.物理法（1）反复冻融法（2）急热骤冷法（3）超声波破碎法3.化学破碎法4.酶解破碎法（二）蛋白质的除去（三）生物大分子的提取1.水溶液提取2.有机溶剂提取四、利用微波法预处理试样特点：1.加热速度快，消解能力强，缩短溶样时间2.溶剂用量少，空白值低3.可避免挥发损失和试样的污染，提高分析结果的准确度和精密度4.环境友好5.有利于实现试样预处理自动化第三章定性分析第一节概述定性分析（qualitativeanalysis）的任务是鉴定物质中所含的组分。湿法：反应在溶液中进行的称为~。干法：反应在固体之间进行的称为~。一．反应进行的条件三度二剂一物（一）反应物的浓度（二）溶液的酸度（三）溶液的温度（四）溶剂的温度（五）干扰物质的影响（六）反应速率的影响三、鉴定方法的灵敏度和选择性（一）鉴定方法的灵敏度1.最低浓度最低浓度以ρB或1：G表示。G是含有1g被鉴定离子的溶剂的质量；ρB（ug·Ml-1）ρBG=106。2.检出限在一定条件下，某方法所能检出的某种离子的最小质量称为检出限。记为m（ug）。检出限越低，最低浓度越小，则此鉴定方法越灵敏。（二）鉴定反应的选择性定性分析对反应的要求是不仅要灵敏，而且希望鉴定某种离子时不受其他共存离子的干扰。具备这一条件的反应称为特效方法，该试剂则称为特效试剂。能与为数不多的离子发生反应的试剂称为选择性试剂，相应的反应叫做选择反应。对于选择性高的反应，创作条件使其成为特效反应。其主要方法如下：1.控制溶液的酸度2.掩蔽干扰离子3.分离干扰离子四、有机分子结构对鉴定反应的影响进行有机分析时，应考虑到有机化合物的结构特点。五、空白试验和对照试验空白试验（蒸馏水）防止过检对照试验（已知离子溶液）防止漏检六、系统分析和分别分析系统分析：按一定的顺序和步骤向溶液加入某种试剂（主要是沉淀剂），将性质相近的离子逐组沉淀并分离开来，然后继续进行组内分离，直至彼此不再干扰鉴定反应为止。这种用于分组的试剂称为组试剂。分别分析：在多离子共存时，不经过分组分离，利用特效反应及某些选择性高的反应直接鉴定某一离子，称为~。她具有准确、快速、灵敏和机动的特点，不受鉴定顺序的限制。第二节阳离子分析一、常见阳离子的分组组试剂HCl0.3mol.L-1HCl，H2S或0.2~0.6mol.L-1HCl，TAA，加热氨水+NH4Cl(NH4)2S或TAA，加热——————组的名称I组银组盐酸组II组铜锡组硫化氢组III组铁组硫化铵组IV钙钠组可溶组组内离子Ag+Hg22+Pb2+IIAIIBPb2+Hg2+Bi3+As(III,V)Cu2+Sb(III,V)Al3+Mn2+Cr3+Zn2+Fe3+Co2+Fe2+Ni2+Ba2+K+Ca2+Na+Mg2+NH4+Cd2+Sn(II,IV)二、第一组阳离子的分析（一）本组离子的分析特性1.离子的存在形式Ag+、Pb2+、Hg22+2.难溶化合物氯化物、硫化物和铬酸盐3.络合物Ag+具有较强的络合能力。（二）组试剂与分离条件本组离子与组试剂HCl的反应为Ag++Cl-=AgCl↓（白色凝乳状，遇光变紫、变黑）Hg22-+2Cl-=Hg2Cl2↓(白色粉末状)Pb2++2Cl-=PbCl2↓（白色针状或片状晶体）为了创造适宜的沉淀条件，需要注意以下三个方面：1.沉淀的溶解度沉淀本组离子，Cl-的浓度以0.5mol.L-为宜，Pb2+的浓度小于1mg.Ml-1时，就需要在第二组中再去检出。2.防止Bi3+和Sb3+的水解H+的浓度达到2.0~2.4mol.L-1,一般补充HNO3.3.防止生成胶体沉淀综上所诉，使本组离子以氯化物形式沉淀的条件是：在室温下的酸性溶液中（补充适量HNO3）加入适量的HCl溶液，使Cl-的浓度达到0.5mol.L-1，溶液中H+的浓度为2.0~2.4mol.L-1。（三）本组离子的系统分析1.Pb2+的分离和鉴定2.Ag+与Hg22+的分离及Hg22+的鉴定3.Ag+的鉴定三、第二组阳离子的分析（一）本组离子的分析特性1.离子的存在形式本组离子除Cu2+为蓝色外，其余均为无色。2.氧化还原性质3.络合物（二）组试剂与分离条件综上所诉，以TAA作为沉淀时，使本组离子沉淀的条件是：先用氨水和盐酸调节试液中H+的浓度为0.6mol.L-1。（三）铜组与锡组的分离HgS+S2-=HgS22-As2S3+3S2-=2AsS33-Sb2S3+3S2-=2SbS33-SnS+S2-=SnS32-（四）铜组的分析1.铜组硫化物的溶解3PbS+2NO3-+8H+=3Pb2++3S↓+2NO↑+4H2OBi2S3+2NO3-+8H+=2Bi3++3S↓+2NO↑+4H2O2.Cd2+的分离与鉴定3.Cu2+的鉴定2Cu2++Fe(CN)64-=Cu2Fe(CN)6↓4.Pb2+的鉴定5.Bi3+的鉴定2Bi3++3SnO22-+6OH-=2Bi↓+3SnO32-+3H2O(五)锡组的分析1.锡组的沉淀2.汞、砷、与锑、锡的分离Sb2S3+6H++12Cl-=2SbCl63-+3H2S↑SnS2+4H++6Cl-=SnCl62-+2H2S↑4.砷与汞分离和鉴定As2S3+3CO32-=AsS33-+AsO33-+3CO2↑5.Hg2+的鉴定3HgS+2NO3-+12Cl-+8H+=3HgCl42-+3S↓+2NO↑+4H2OSnCl2+2Cl-=SnCl42-2Hg2Cl42-+SnCl42-=Hg2