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1、分析化学第一章第1页，本讲稿共19页第3页，本讲稿共19页第一章第一章 绪论绪论n11分析化学的任务和作用分析化学的任务和作用一一、分析化学定义、分析化学定义n分析化学是研究物质化学组成的分析方法及有关理论的一门学科。分析化学是研究物质化学组成的分析方法及有关理论的一门学科。二、任务二、任务n 定性分析：鉴定物质中含有哪些组分，即定性分析：鉴定物质中含有哪些组分，即物质由什么组分组成。研究有什么？物质由什么组分组成。研究有什么？n 定量分析：测定各种组分的含量。研究有多少？定量分析：测定各种组分的含量。研究有多少？n 结构分析：研究物质的分子结构和或晶体。结构分析：研究物质的分子结构和或晶体。
2、第5页，本讲稿共19页三、作用和地位三、作用和地位在科学的应用中占有显著的地位。称为科学和技术的眼睛。在科学的应用中占有显著的地位。称为科学和技术的眼睛。n诺贝尔物理、化学奖中，有四分之一的项目与分析化学有关。诺贝尔物理、化学奖中，有四分之一的项目与分析化学有关。第6页，本讲稿共19页1914理查兹精确测量大量元素的原子量1922阿斯顿研究质谱法1923普雷格尔 研究有机化合物的微量分析法1927海因里希维兰德研究胆酸的组成1928文道斯研究胆固醇的组成及其与维生素的关系1936德拜研究偶极矩和X射线衍射法1943海维西利用同位素作为化学研究中的示踪原子1948梯塞留斯研究电泳、吸附分析第7页
3、，本讲稿共19页1951麦克米伦 等发现和研究超铀元素镅、锔、锫、锎等1952马丁 等发明分配色谱法1958桑格测定胰岛素分子结构1959海洛夫斯基发明极谱分析法1960利比发明用放射性碳-14 测定地质年代的方法1962约翰肯德鲁测定血红蛋白的结构1969巴顿 等研究有机化合物的三维构象1971赫茨伯格研究分子光谱，特别是自由基的电子结构1980吉尔伯特 等建立脱氧核糖核酸结构的化学和生物分析法第8页，本讲稿共19页1985豪普特曼发展测定分子和晶体结构的方法1986赫希巴赫研究交叉分子束方法。1988罗伯特休伯 等首次确定了光合作用反应中心的立体结构1991年恩斯特发明了傅立叶变换核磁共振
4、分光法和二维核磁共振技术1993穆利斯发明了高效复制DNA片段的“聚合酶链式反应(PCR)”方法，能把一个稀少的DNA样品复制成千百万个。用以检测人体细胞中艾滋病病毒，诊断基因缺陷，可以从犯罪的现场，搜集部分血和头发进行指纹图谱的鉴定。这项技术也可以从矿物质里制造大量的DNA分子，方法简便，操作灵活。1996克鲁托 等发现碳元素的第三种存在形式C60又称“富勒烯”“巴基球”）第9页，本讲稿共19页1999艾哈迈德泽维尔他用可能是世界上速度最快的激光闪光照相机拍摄到一百万亿分之一秒瞬间处于化学反应中的原子的化学键断裂和新形成的过程。这种照相机用激光以几十万亿分之一秒的速度闪光，可以拍摄到反应中一
5、次原子振荡的图像。飞秒即毫微微秒（是一秒的千万亿分之一），2002约翰芬恩等“发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法”和“生物大分子的质谱分析法”、“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”第10页，本讲稿共19页n国际：国际：36国家，国家，1075个分析化学机构；美国个分析化学机构；美国20万万化学家，化学家，4万多从事分析化学，万多从事分析化学，3000多所大学，多所大学，270多所有分析化学专业。有的国家大学单独设系。多所有分析化学专业。有的国家大学单独设系。n中国：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，10多个国家
6、级分析测试中心，多个国家级分析测试中心，12个部级测试中心，个部级测试中心，21个省市测试中心，个省市测试中心，137个国家级产品质量监督检个国家级产品质量监督检验中心，验中心，300多个进出口商品检验室，多个进出口商品检验室，8千多个环境千多个环境监测机构，数十万庞大的分析队伍。监测机构，数十万庞大的分析队伍。第11页，本讲稿共19页n一、国家钢铁材料测试中心二、国家有色金属及电子材料测试中心三、国家建筑材料测试中心四、国家化学建材测试中心五、药物及代谢产物分析研究中心六、兴奋剂及运行营养测试研究中心七、国家生物医学分析中心八、国家环境分析测试中心九、国家地质测试研究中心十、国家食品质量监督
7、检测中心十一、国家色谱研究分析中心十二、国家电化学和光谱研究分析中心十三、广州测试中心十四、上海测试中心 第12页，本讲稿共19页n人工合成胰岛素的结构分析；人工合成胰岛素的结构分析；DNA测序、测序、定位工作；生命登月计划的定位工作；生命登月计划的1%；超导材料；超导材料的研究；兴奋剂检测等。的研究；兴奋剂检测等。n分析化学在促进经济繁荣，科技进步和社会分析化学在促进经济繁荣，科技进步和社会发展中有极其重要的地位和作用。对于生命发展中有极其重要的地位和作用。对于生命科学、材料科学、环境科学和能源科学都是科学、材料科学、环境科学和能源科学都是必不可少的，是科学技术的眼睛，进行科学必不可少的，是
8、科学技术的眼睛，进行科学研究的基础。研究的基础。第13页，本讲稿共19页1-2分析方法的分类与分析化学的进展分析方法的分类与分析化学的进展一、分类一、分类 结构分析结构分析无机分析无机分析n分析任务分析任务定性分析定性分析分析对象分析对象定量分析定量分析有机分析有机分析化学分析化学分析例行分析例行分析n测定原理测定原理具体要求具体要求仪器分析仪器分析仲裁分析仲裁分析常量分析常量分析1%Wt；(0.1gor10mL)n样品用量样品用量半微量分析半微量分析0.01%-1%(0.010.1gor110mL)微量分析微量分析0.01%(0.110mgor0.011mL)第14页，本讲稿共19页二、分析
9、化学的进展二、分析化学的进展n翻开科学发展史，无机定性分析一度是化学科学的前沿，对元素翻开科学发展史，无机定性分析一度是化学科学的前沿，对元素的发现，地质矿产资源勘探起重要作用，定量分析对工农业生产，的发现，地质矿产资源勘探起重要作用，定量分析对工农业生产，化学基本定律确定作出巨大的贡献，在化学基本定律确定作出巨大的贡献，在20世纪初成为一们独立的世纪初成为一们独立的学科。学科。n第一个重要阶段：第一个重要阶段：20世纪二三十年代利用当时物理化学中世纪二三十年代利用当时物理化学中的溶液化学平衡理论，动力学理论，如沉淀的生成和共沉的溶液化学平衡理论，动力学理论，如沉淀的生成和共沉淀现象，指示剂作
10、用原理，滴定曲线和终点误差，催化反淀现象，指示剂作用原理，滴定曲线和终点误差，催化反应和诱导反应，缓冲作用原理大大地丰富了分析化学的内应和诱导反应，缓冲作用原理大大地丰富了分析化学的内容，并使分析化学向前迈进了一步。容，并使分析化学向前迈进了一步。第15页，本讲稿共19页第二个重要阶段：第二个重要阶段：n20世纪世纪40年代以后几十年，年代以后几十年，第二次世界大战前后，物第二次世界大战前后，物理学和电子学的发展，促进了各种仪器分析方法的发展，理学和电子学的发展，促进了各种仪器分析方法的发展，改变了经典分析化学以化学分析为主的局面。改变了经典分析化学以化学分析为主的局面。n原子能技术发展，半导
11、体技术的兴起，要求分析化学能提原子能技术发展，半导体技术的兴起，要求分析化学能提供各种灵敏准确而快速的分析方法，如半导体材料，有的供各种灵敏准确而快速的分析方法，如半导体材料，有的要求纯度达要求纯度达99.9999999%以上，在新形势推动下，分析以上，在新形势推动下，分析化学达到了迅速发展。最显著的特点是各种仪器分析方法化学达到了迅速发展。最显著的特点是各种仪器分析方法和分离技术的广泛应用。和分离技术的广泛应用。第16页，本讲稿共19页第三次变革时期第三次变革时期n自自20世世纪纪70年年代代以以来来，以以计计算算机机应应用用为为主主要要标标志志的的信信息息时代的到来，促使分析化学进入第三次
12、变革时期。时代的到来，促使分析化学进入第三次变革时期。n由由于于生生命命科科学学、环环境境科科学学、新新材材料料科科学学发发展展的的需需要要，基基础础理理论论及及测测试试手手段段的的完完善善，现现代代分分析析化化学学完完全全可可能能为为各各种种物物质质提提供供组组成成、含含量量、结结构构、分分布布、形形态态等等等等全全面面的的信信息息，使使得得微微区区分分析析、薄薄层层分分析析、无无损损分分析析、瞬瞬时时追追踪踪、在在线线监监测测及及过过程程控控制制等等过过去去的的难难题题都都迎迎刃刃而而解解。分分析析化化学学广广泛泛吸吸取取了了当当代代科科学学技技术术的的最最新新成就，成为当代最富活力的学科
13、之一。成就，成为当代最富活力的学科之一。第17页，本讲稿共19页 n 欧洲化学联合会FECS的分析化学部DAC定义说：分析化学是发展和应用各种方法，仪器和策略以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的信息的一门学科。n The Division of Analytical Chemistry（DAC）of FECS（Federation of European Chemical Societies）defines：“Analytical chemistry is a scientific discipline that develops and applies methods，instrume
14、nts and strategies to obtain information on the composition and nature of matter in space and time.”第18页，本讲稿共19页三、对同学们要求三、对同学们要求n重要性：重要性：对工科专业学生来说，分析化学是工科专业学生来说，分析化学是一门基础课程，把化学的理论应用到分析化一门基础课程，把化学的理论应用到分析化学中来，着重培养严格认真、实事求是的科学中来，着重培养严格认真、实事求是的科学态度，观察分析和判断问题的能力，精密、学态度，观察分析和判断问题的能力，精密、细致进行实验的技能。细致进行实验的技能。n1、认真上课；、认真上课；n2、独立作业；、独立作业；n3、做好实验；、做好实验；n4、善于总结。、善于总结。第19页，本讲稿共19页