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1、分析化学分析化学Analytical ChemistryAnalytical Chemistry授课教师：季桂娟授课教师：季桂娟2023/1/181第一章第一章 概论概论第一节第一节 分析化学及其作用分析化学及其作用一、分析化学的定义一、分析化学的定义二二、分析化学的作用、分析化学的作用2023/1/182一一、分析化学的定义、分析化学的定义分析化学是一门信息科学。分析化学是一门信息科学。分析化学是一门理论：分析化学是一门理论：分析测试的基本原理。分析测试的基本原理。分析化学是一门技术：分析化学是一门技术：分析测试方法。分析测试方法。分析化学是一门交叉科学。分析化学是一门交叉科学。是人们获得物
2、质化学是人们获得物质化学组成组成和和结构信息结构信息的科学。的科学。它所解决的问题是它所解决的问题是:物质是由物质是由什么组分组成什么组分组成的，这的，这些组分在物质中是些组分在物质中是如何存在如何存在的，以及各的，以及各组分的含量组分的含量有有多少。多少。2023/1/183分析化学的特点：分析化学的特点：1.1.分析化学中突出分析化学中突出“量量”的概念的概念如：测定的数据不可随意取舍；数据如：测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准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。有关。2023/1/184分析化学的特点：分析化学的特点：.实验性强实验性强 培养实验操作技能，提高
3、培养实验操作技能，提高动手能力、分析和解决实际动手能力、分析和解决实际问题的能力。问题的能力。2023/1/185分析化学的特点：分析化学的特点：.综合性强综合性强 不仅涉及化学知识，不仅涉及化学知识，还涉及物理学、生物学、还涉及物理学、生物学、电学、光学、计算机科学电学、光学、计算机科学等方面的知识。等方面的知识。2023/1/186 二、分析化学的作用二、分析化学的作用科学研究科学研究在其它科学研究中的作用：在其它科学研究中的作用：化学信息的获取（组成、化学信息的获取（组成、成分、结构）成分、结构）在化学学科发展中的作用：在化学学科发展中的作用：分子科学、新物质鉴定分子科学、新物质鉴定（结
4、构与性能（结构与性能）2023/1/187 二、分析化学的作用二、分析化学的作用社会实践社会实践在社会中的作用：在社会中的作用：生命、环境、体育、破案生命、环境、体育、破案在现代工业中的作用：在现代工业中的作用：质量控制与自动检测质量控制与自动检测2023/1/188分析化学与社会和其它科学分析化学与社会和其它科学技术领域的关系技术领域的关系2023/1/189为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 正如1991年IUPAC国际分析科学会议主席E.NIKI教授所说：21世纪是光明还是黑暗，取决于人类在能源与资源科学、信息科
5、学、生命科学与环境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学。2023/1/1810第一章第一章 概论概论第二节第二节 分析方法的分类与选择分析方法的分类与选择一、分析方法的分类一、分析方法的分类二、分析方法的选择二、分析方法的选择2023/1/1811为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、分析方法的分类一、分析方法的分类1.按分析要求分类按分析要求分类 (1)(1)定性分析定性分析 含何种元素，何种官能团含何种元素，何种官能团 (2)(2)定量分析定量分析 含量含量 (3)(3)结构分析
6、结构分析 形态分析形态分析,立体结构立体结构,结构与活性结构与活性2023/1/1812为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 2.按分析对象分类按分析对象分类 (1)(1)无机分析无机分析 无机物无机物 (2)(2)有机分析有机分析 有机物有机物 2023/1/1813为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3.按测定原理分类按测定原理分类电化学分析电化学分析光化学分析光化学分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析化学分析：化学分析：重量分析重量分析容量分
7、析（各种滴定分析）容量分析（各种滴定分析）仪器分析：仪器分析：2023/1/1814为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能分分析析化化学学化化学学分分析析仪仪器器分分析析酸碱滴定酸碱滴定配位滴定配位滴定氧化还原滴定氧化还原滴定沉淀滴定沉淀滴定电化学分析电化学分析光化学分析光化学分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析电导、电位、电解、库仑电导、电位、电解、库仑极谱、伏安极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度发射、吸收，荧光、光度气相、液相、离子、超临气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳界、薄层、
8、毛细管电泳红外、核磁、质谱红外、核磁、质谱2023/1/1815为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4.4.按试样用量与待测成分含量分类按试样用量与待测成分含量分类 按分析试样的质量分：按分析试样的质量分：常量，微量，痕量（常量，微量，痕量（1010-6-6），超痕量（），超痕量（1010-9-91010-12-12）克克 毫克毫克 微克微克 纳克纳克 皮克皮克 飞克飞克 10 10-3-3 10 10-6-6 10 10-9-9 10 10-12-12 10 10-15-15按被分析成分的质量分数分：按被分析成分的质量
9、分数分：常量，微量，痕量（常量，微量，痕量（1010-6-6），超痕量（），超痕量（1010-9-91010-12-12）1010-2 -2 1010-3-3 10 10-6-6 10 10-9-9 10 10-12-12 10 10-15-15%ppm ppb ppt ppm ppb ppt 2023/1/1816为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能5.按工作性质分类按工作性质分类对分析结果进行裁判对分析结果进行裁判例行分析：例行分析：实验室的常规分析实验室的常规分析仲裁分析：仲裁分析：2023/1/1817为深入学习
10、习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、分析方法的选择二、分析方法的选择 在选择分析方法时，应考虑一下几个方面：在选择分析方法时，应考虑一下几个方面：a测定的基本要求测定的基本要求b共存组分对测定的影响共存组分对测定的影响c对测定准确度、灵敏度的要求对测定准确度、灵敏度的要求d现有条件、测定成本及完成时间的要求现有条件、测定成本及完成时间的要求2023/1/1818第一章第一章 概论概论第三节第三节 分析化学的发展分析化学的发展分析化学的发展分析化学的发展2023/1/1819为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大
11、精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一、分析化学发展简史一、分析化学发展简史 进进入入2020世世纪纪，分分析析化化学学发发展展经经历历了了三三次次巨巨大大的的变革。变革。第第一一次次是是在在2020世世纪纪初初，由由于于物物理理化化学学溶溶液液理理论论的的发展，为分析化学提供了理论基础。发展，为分析化学提供了理论基础。第第二二次次变变革革发发生生在在二二战战前前后后，物物理理学学和和电电子子学学的的发展，促进了各种仪器分析法的发展。发展，促进了各种仪器分析法的发展。第第三三次次变变革革是是从从2020世世纪纪7070年年代代至至今今，以以计计算算机机应应用用为为主主要要标
12、标志志的的信信息息时时代代的的到到来来，为为分分析析化化学学注注入入了新鲜的活力了新鲜的活力。2023/1/1820为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、现代分析化学学科发展趋势：二、现代分析化学学科发展趋势：1.1.提高灵敏度；提高灵敏度；提高灵敏度；提高灵敏度；2.2.解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性；选择性；选择性；选择性；3.3.扩展时空多位信息；扩展时空多位信息；扩展时空多位信息；扩展
13、时空多位信息；4.4.微型化及微环境的表征与测定；微型化及微环境的表征与测定；微型化及微环境的表征与测定；微型化及微环境的表征与测定；5.5.形态、状态分析及表征；形态、状态分析及表征；形态、状态分析及表征；形态、状态分析及表征；6.6.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物质的表征与测定；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物质的表征与测定；7.7.非破坏性检测及遥控；非破坏性检测及遥控；非破坏性检测及遥控；非破坏性检测及遥控；8.8.自动化与智能化。自动化与智能化。自动化与智能化。自动化与智能化。2023/1/1821第一章第一章 概论概论第四节
14、第四节 定量分析过程定量分析过程一、定量分析过程一、定量分析过程二、分析试样的二、分析试样的采集、制备及分解采集、制备及分解2023/1/1822为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1.1.取样：取样：具有代表性具有代表性2.2.试样的预处理试样的预处理 制备、制备、分解、分离分解、分离3.3.测定测定 方法的选择方法的选择4.4.分析结果的计算与评价分析结果的计算与评价 计算结果、获得数据的可信程度计算结果、获得数据的可信程度,分析报告分析报告 一、定量分析过程2023/1/1823为深入学习习近平新时代中国特色社会主
15、义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、分析试样的采集、制备和分解 分析试样有固体、液体和气体之分析试样有固体、液体和气体之分，不同形态的试样处理方法不同，分，不同形态的试样处理方法不同，下面以固体试样为例进行介绍：下面以固体试样为例进行介绍：1.分析试样的采集分析试样的采集取样点取样点取样量取样量 mQ=kd22023/1/1824为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、分析试样的采集、制备和分解缩分：缩分：四分法、正方形法、二分器法等四分法、正方形法、二分器法等,使试样量逐步减少
16、使试样量逐步减少2.2.分析试样的制备分析试样的制备破碎：破碎：粗碎、中碎和细碎，甚至研磨，粗碎、中碎和细碎，甚至研磨，以减小试样颗粒直径以减小试样颗粒直径过筛：过筛：控制试样的颗粒大小控制试样的颗粒大小混匀：混匀：保证试样的代表性保证试样的代表性2023/1/1825为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能二、分析试样的采集、制备和分解 熔融法：熔融法：常用的熔剂可分为常用的熔剂可分为 酸性熔剂酸性熔剂 K K2 2S S2 2O O7 7 KHSO KHSO4 4 碱性熔剂碱性熔剂 NaNa2 2COCO3 3 NaOH
17、 Na NaOH Na2 2O NaO Na2 2O O2 2 3.试样的分解最常用的方法有最常用的方法有:溶解法和熔融法溶解法和熔融法溶解法溶解法:常用的溶剂有水、酸、碱和混合酸常用的溶剂有水、酸、碱和混合酸当测定有机试样中的无机成分时，分解试样常采当测定有机试样中的无机成分时，分解试样常采用干式灰化法和湿式消化法用干式灰化法和湿式消化法 2023/1/1826第一章第一章 概论概论第五节第五节 定量分析结果的表示定量分析结果的表示定量分析结果的表示定量分析结果的表示2023/1/1827为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育
18、人功能定量分析结果的表示定量分析结果的表示1 1、待测组分的化学表示形式、待测组分的化学表示形式 A.A.实际存在形式实际存在形式 B.B.实际存在形式不清楚的，最好用实际存在形式不清楚的，最好用氧化物或元素表示氧化物或元素表示 C.C.有时用所需要的形式表示有时用所需要的形式表示2023/1/1828为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能定量分析结果的表示2 2、待测组分含量的表示方法、待测组分含量的表示方法A.A.固体试样固体试样 通常以质量分数表示通常以质量分数表示 (B)=(B)=m mB B/m mS S 或或(
19、B)/10(B)/10-2-2=(=(m mB B/m/mS S)100 )100 m mB B、m mS S的单位相同的单位相同例例:(Fe)=0.5643:(Fe)=0.5643也可以表示为也可以表示为(Fe)/10(Fe)/10-2-2=56.43=56.43 就相当于就相当于56.43%56.43%当待测组分含量非常低时当待测组分含量非常低时,可用下列方法表示可用下列方法表示 1010-6-6（g g/g)10g)10-9-9(ng/g)10(ng/g)10-12-12(pg/g)(pg/g)等等 ppm ppb pptppm ppb ppt2023/1/1829为深入学习习近平新时代
20、中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能定量分析结果的表示2 2、待测组分含量的表示方法、待测组分含量的表示方法 B.B.液体试样液体试样 待测组分的含量表示方法较多：待测组分的含量表示方法较多：(B(B）a.a.物质的量浓度物质的量浓度(mol/L):(mol/L):待测组分的物质的量待测组分的物质的量/溶液体积溶液体积 b.b.质量摩尔浓度质量摩尔浓度(mol/kg):(mol/kg):待测组分的物质的量待测组分的物质的量/溶剂质量溶剂质量 c.c.质量分数（量纲为质量分数（量纲为1 1）：待测组分的质量）：待测组分的质量/溶液质量溶液质量
21、d.d.体积分数（量纲为体积分数（量纲为1 1）：待测组分的体积）：待测组分的体积/溶液的体积溶液的体积 e.e.摩尔分数（量纲为摩尔分数（量纲为1 1）：待测组分的物质的量）：待测组分的物质的量/溶液的物溶液的物 质的量质的量 f.f.质量浓度（质量浓度（mg/Lmg/L、g/Lg/L、g/mLg/mL、ng/mLng/mL、pg/mLpg/mL）：）：待测组分的质量待测组分的质量/溶液的体积溶液的体积 2023/1/1830为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能定量分析结果的表示2 2、待测组分含量的表示方法、待测组分
22、含量的表示方法 C.C.气体试样气体试样 气体试样中，通常以体积分数表示，气体试样中，通常以体积分数表示，即待测组分的体积即待测组分的体积/气体的体积气体的体积2023/1/1831为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能小结1 1、系统地理解分析化学的定义、作用及其、系统地理解分析化学的定义、作用及其发展史、分析方法的分类。发展史、分析方法的分类。2 2、掌握定量分析结果的表示方法、掌握定量分析结果的表示方法3.3.熟悉定量分析过程熟悉定量分析过程4 4、了解分析试样的采集、制备及分解、了解分析试样的采集、制备及分解2023/1/1832为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能预习内容分析化学中的误差分析化学中的误差2023/1/1833