分析化学概述第1 章概论 - 教学目标

第1章概论教学目标1.了解分析化学的定义、任务和作用，分析方法的分类与选择，分析化学发展简史；2.掌握定量分析的基本概念；3.掌握滴定分析中的计算；4.理解滴定分析中常用的几种滴定方式。重点：分析化学的定义、分类、任务和作用；定量分析化学的基本概念；滴定分析中的计算难点：物质基本单元的选择，反应计量数比内容提要分析化学概述一、分析化学的定义、任务和作用1、分析化学定义：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。其他定义：H.A.Laitinen：化学表征与测量的科学。分析化学是一门交叉学科，又被称为分析科学。分析化学的全部内容就在于：吸取当代科学技术的最新成就（包括化学、物理、数学、电子学、生物学等等），利用物质的一切可以利用的性质，建立表征测量的新方法和新技术，最大限度地从时间和空间的维度获取物质的结构和质量信息。2、任务：鉴定物质的化学组成定性分析测定各组分的含量定量分析确定物质的化学结构结构分析3、作用：a.21世纪是生命和信息科学的世纪，科技和社会生产发展的需要要求分析化学尽可能快速、全面和准确地提供丰富地信息和有用的数据。b.现代分析化学正在把化学与数学、物理学、计算机科学、生物学、精密仪器制造科学等学科结合起来。c.在工农业生产、科学技术、国防建设等社会主义建设中起着重要作用。d.在各学科的科学研究中的作用―科学技术的眼睛,是进行科学研究的基础。应用领域：环境分析食品分析生化分析药物分析临床分析材料分析毒物分析法医分析地质分析星际分析在线分析表面分析二、分析方法的分类与选择1、按任务分：结构分析、定性分析、定量分析2、按研究对象分：无机分析、有机分析3、按试样用量和操作方法分：常量分析0.1克10毫升半微量分析0.01~0.1克1~10毫升微量分析0.1~10毫克0.01~1毫升超微量分析0.1毫克0.01毫升4、按方法原理分：化学分析法重量分析法酸碱滴定法（酸碱、络合、沉淀、氧化还原）仪器分析法：光学分析法、电化学分析法、热分析法、色谱分析法等化学分析以物质的化学反应为基础的分析方法，又称经典分析法，主要有重量分析法和滴定分析法，滴定分析法又叫容量分析法。仪器分析以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法，这类方法通常需要较特殊的仪器，通常称为仪器分析法。5、其他特殊命名的方法仲裁分析、例行分析、微区分析、表面分析、在线分析等。6、分析方法的选择应考虑以下几方面：①测定的具体要求，待测组分的性质及其含量范围；②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；③对测定准确度、灵敏度的要求与对策；④实验室现有条件、测定成本以及完成测定的时间要求等。三、分析化学发展简史与发展趋势人类有科技就有化学，化学从分析化学开始。1661Boyle“TheSceptionalChemistry”Lavoisier发明天平1841Fresenius定性分析导论定量分析导论1885/1886Mohr化学分析滴定法专论1862Fresenius“ZeitschriftfuranalystischeChemie”第一本分析化学杂志1874英国Analyst1887美国AnalyticalChemistry第一本物理化学杂志问世1894Ostward“分析化学科学基础”奠定经典分析的科学基础三次重大变革：①经典分析化学的建立：19世纪末－20世纪30年代，溶液中四大平衡理论，使分析化学从一门技术转变成一门独立的科学。②仪器分析的建立：20世纪40年代，开创了仪器分析的新时代――物理方法大发展，改变了经典分析化学以化学分析为主的局面。③分析化学向信息科学转化：20世纪70年代以来，以计算机应用谓主要标志的信息时代的到来，多学科发展的需要，促使了分析化学进入第三次变革时期。在确定物质组成和含量的基础上，提供物质更全面的信息。因此，一些新技术和新方法也就应运而生。常量――微量及微粒分析静态――快速反应追踪分析组成――形态分析破坏试样――无损分析总体――微区表面分析及逐层分析离线（脱线）――在线过程分析宏观组分―――微观结构分析分析化学发展趋势：1)高灵敏度（达分子级、原子级水平）2)高选择性3)准确、快速、简便、经济4)分析仪器自动化、数字化、计算机化和信息化5)解决更多、更新、更复杂的问题四、分析化学参考文献1.丛书、大全和手册2.教材和参考书3.期刊杂志4.因特网上化学信息简介（自学内容）五、定量分析的过程及分析结果的表示1.分析化学过程定量分析的一般过程大体分为四个步骤：①取样;②样品处理;③测定;④计算与评价（1）、取样关键是分析试样要有代表性（2）、试样分解和分析试液的制备定量分析常采用湿法分析。固体试样分解：溶解水；酸(HCl、HNO3、H2SO4、HClO4、HF)混合酸；碱(NaOH、KOH)；加热熔融酸性熔剂：K2S2O7碱性熔剂：NaCO3、NaOH、Na2O2（3）、分离及测定复杂样品分离：沉淀分离、萃取分离、离子交换、层析分离分离要求：被测组分不能损失；干扰组分减少到不干扰。消除干扰方法：控制酸度、加掩蔽剂等测定方法：手续简单、快捷、准确、试剂便宜易得分析方法：化学方法：准确度高，常量组分的测定仪器方法：灵敏度高，微量组分的测定（4）、分析结果的计算及评价根据分析过程中有关反应的计量关系及分析测量所得数据，计算试样中待测组分含量。2.定量分析结果的表示（1）.待测组分的化学表示形式a.以待测组分实际存在形式表示分子、离子例如，含氮量测量，以实际存在形式表示为NH3、NO3-、NO2-、N2O5或N2O3等形式的含量表示分析结果。b.以氧化物（矿石分析中常用）或者元素形式表示（金属材料、有机分析）例如铁矿分析中以Fe2O3的含量表示分析结果。有机物分析中以C、H、O、P、N的含量表示分析结果。（2）.待测组分含量的表示方法固体试样：质量分数液体试样：物质的量浓度；质量浓度mg/L等气体试样：体积分数3.分析全过程示例土壤油污染分析步骤作用者内容提出问题客户地表下土壤层原油渗透确定分析的任务客户与分析者原油渗透污染的面积有多大确定分析程序分析者油的萃取、分离和定量测定取样分析者与客户取100g具有代表性的固体样品样品制备分析者混匀，二次取样、用CCl4萃取测量分析者GC分析法分析萃取液数据评价分析者对GC流出曲线的时间及峰高进行定性、定量结论分析者与样品量相关的GC值是否在允许限之下报告分析者向客户提出进一步处理问题的方法。