北大分析化學緒論武夷學院課件

1、北大分析化學緒論武夷學院1分分 析析 化化 學學Analytical Chemistry北大分析化學緒論武夷學院2 教師聯(lián)系方式教師聯(lián)系方式陳培珍陳培珍 辦公室：辦公室：同文同文5繼續(xù)教育學院辦公室繼續(xù)教育學院辦公室 Tel：北大分析化學緒論武夷學院3教學要求與安排教學要求與安排1. 學時學時: 講課講課32h 期末考期末考2h2. 成績評定成績評定: 平時平時30% 期末期末70% 3. 學習方法學習方法: 預習、聽講、復習、預習、聽講、復習、作業(yè)；課堂討論；答疑（時間？）作業(yè)；課堂討論；答疑（時間？）北大分析化學緒論武夷學院4主要參考書主要參考書1. RKellner等編，李克安等編，李克

2、安,金欽漢等譯金欽漢等譯. 分析化學，分析化學， 北京大學出版社，北京大學出版社，2001.2. 梁文平，莊乾坤主編梁文平，莊乾坤主編. 分析化學的明天，科學出版分析化學的明天，科學出版社，社，2003.3. 張錫瑜等編著張錫瑜等編著. 化學分析原理，科學出版社，化學分析原理，科學出版社，2000.4. 武漢大學分析化學教研室編，武漢大學分析化學教研室編，分析化學（第五版）分析化學（第五版）5. 華東理工大學、成都科學技術大學分析化學教研華東理工大學、成都科學技術大學分析化學教研室編室編，分析化學（第四版），分析化學（第四版）北大分析化學緒論武夷學院5求學問求學問 需學問需學問 只學答只學答

3、非學問非學問李政道李政道北大分析化學緒論武夷學院6 第第1章章 分析化學概論分析化學概論 1.1 分析化學的任務和作用分析化學的任務和作用 1.2 定量分析過程定量分析過程 1.3 定量分析方法定量分析方法 1.4 滴定分析法概述滴定分析法概述北大分析化學緒論武夷學院71.1 分析化學的任務與作用分析化學的任務與作用 分析化學是發(fā)展和應用各種方法、儀分析化學是發(fā)展和應用各種方法、儀器和策略，以獲得有關物質(zhì)在空間和時器和策略，以獲得有關物質(zhì)在空間和時間方面組成和性質(zhì)的信息科學。間方面組成和性質(zhì)的信息科學。北大分析化學緒論武夷學院8u 確定確定物質(zhì)的物質(zhì)的化學組成化學組成定性分析定性分析u 測量測

4、量各組成的各組成的含量含量定量分析定量分析u 表征物質(zhì)的表征物質(zhì)的化學結構、構象、形態(tài)、能態(tài)化學結構、構象、形態(tài)、能態(tài)結構分析、結構分析、 構象分析，形態(tài)分析、能態(tài)分析構象分析，形態(tài)分析、能態(tài)分析u 表征表征物質(zhì)組成、含量、結構、形態(tài)、能態(tài)的物質(zhì)組成、含量、結構、形態(tài)、能態(tài)的動力學特征動力學特征 動態(tài)分析動態(tài)分析例如：例如：茶葉中有哪些微量元素茶葉中有哪些微量元素？茶葉中咖啡堿的含量茶葉中咖啡堿的含量？咖啡堿的化學結構咖啡堿的化學結構？微量元素的形態(tài)？化學成分的空間分布？微量元素的形態(tài)？化學成分的空間分布？在不同的生長階段，茶葉中的在不同的生長階段，茶葉中的營養(yǎng)成分的變化營養(yǎng)成分的變化？ 例如

5、：生物大分子結構與功能的關系？例如：生物大分子結構與功能的關系？分析化學的任務分析化學的任務北大分析化學緒論武夷學院9分析化學的作用分析化學的作用科學研究：科學研究： 是科學技術的眼睛、尖是科學技術的眼睛、尖兵、偵察員，是進行科兵、偵察員，是進行科學研究的基礎學科學研究的基礎學科國民經(jīng)濟：國民經(jīng)濟： 質(zhì)量的保證質(zhì)量的保證 分析：分析：毒奶粉事件的根源毒奶粉事件的根源北大分析化學緒論武夷學院10案例分析：毒奶事件的根源案例分析：毒奶事件的根源北大分析化學緒論武夷學院11 凡是涉及物質(zhì)的有關領域，其研究的前言也是分析化凡是涉及物質(zhì)的有關領域，其研究的前言也是分析化學的前言。學的前言。 例：從二十世

6、紀例：從二十世紀7070年代至今，材料科學的前言是納米年代至今，材料科學的前言是納米材料和納米組裝技術的研究，其必備工具是高分辨率的材料和納米組裝技術的研究，其必備工具是高分辨率的顯微技術。高分辨率電子顯微鏡、原子力顯微鏡、掃描顯微技術。高分辨率電子顯微鏡、原子力顯微鏡、掃描遂道顯微鏡等顯微技術就是在這一時期發(fā)展起來的。其遂道顯微鏡等顯微技術就是在這一時期發(fā)展起來的。其中：對晶體晶體顯微鏡（中：對晶體晶體顯微鏡（19821982年）、掃描遂道顯微鏡年）、掃描遂道顯微鏡（19861986年）獲諾貝爾獎。年）獲諾貝爾獎。 北大分析化學緒論武夷學院12 基因組計劃、蛋白組計劃等的實現(xiàn)基因組計劃、蛋白

7、組計劃等的實現(xiàn) 納米技術的發(fā)展和應用納米技術的發(fā)展和應用 人類在分子水平上認識世界人類在分子水平上認識世界 生態(tài)環(huán)境保護檢測和發(fā)現(xiàn)污染源生態(tài)環(huán)境保護檢測和發(fā)現(xiàn)污染源 早期診斷疾病保證人類健康早期診斷疾病保證人類健康 興奮劑的檢測興奮劑的檢測 原子量的準確測定原子量的準確測定 生命過程的控制生命過程的控制 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展分析化學已成為分析化學已成為2121世紀生命科學和納米世紀生命科學和納米科技發(fā)展的關鍵科技發(fā)展的關鍵 北大分析化學緒論武夷學院13北大分析化學緒論武夷學院14 起源起源：古代煉金術古代煉金術 手段：手段：人類的感官和雙手人類的感官和雙手16世紀：世紀：天平的出現(xiàn)

8、，向定量邁進了一大步天平的出現(xiàn)，向定量邁進了一大步19世紀：世紀：化學方法，鑒定物質(zhì)的組成和含量的化學方法，鑒定物質(zhì)的組成和含量的技術技術分析化學的歷史分析化學的歷史北大分析化學緒論武夷學院1520世紀以來分析化學的主要變革世紀以來分析化學的主要變革時期時期19001940194019501970Present特點特點經(jīng)典分析經(jīng)典分析化學分析為主化學分析為主近代分析近代分析儀器分析為主儀器分析為主現(xiàn)代分析現(xiàn)代分析化學計量學為主化學計量學為主理論理論熱力學熱力學溶液四大平衡溶液四大平衡熱力學熱力學化學動力學化學動力學熱力學熱力學化學動力學化學動力學物理動力學物理動力學儀器儀器分析天平分析天平光度

9、光度 極譜極譜電位電位 色譜色譜自動化分析儀自動化分析儀 聯(lián)用技術聯(lián)用技術分析分析對象對象無機化合物無機化合物有機和無機樣品有機和無機樣品 有機、無機、生有機、無機、生物及藥物樣品物及藥物樣品北大分析化學緒論武夷學院16提高提高靈敏度靈敏度解決復雜體系的分離問題以及提高分析方解決復雜體系的分離問題以及提高分析方法的法的選擇性選擇性擴展時空擴展時空多維信息多維信息微型化及微環(huán)境微型化及微環(huán)境的表征與測定的表征與測定形態(tài)、狀態(tài)形態(tài)、狀態(tài)分析及表征分析及表征生物大分子及生物活性物質(zhì)生物大分子及生物活性物質(zhì)的表征與測定的表征與測定非破壞性檢測及非破壞性檢測及遙控遙控自動化與智能化自動化與智能化現(xiàn)代分析

10、化學學科發(fā)展趨勢及特點現(xiàn)代分析化學學科發(fā)展趨勢及特點北大分析化學緒論武夷學院175124361.2定量分析過程定量分析過程北大分析化學緒論武夷學院18分析試樣的采集與制備分析試樣的采集與制備試樣的制備試樣的制備: 試樣的采集和預處理試樣的采集和預處理分析試樣的采集分析試樣的采集: 指從大批物料中采取少量樣本作指從大批物料中采取少量樣本作為原始試樣，所采試樣應具有高為原始試樣，所采試樣應具有高度的代表性，采取的試樣的組成度的代表性，采取的試樣的組成能代表全部物料的平均組成。能代表全部物料的平均組成。 取樣的基本原則代表性取樣的基本原則代表性（影響分析結果的可靠性）（影響分析結果的可靠性）北大分析

11、化學緒論武夷學院19根據(jù)具體測定需要，根據(jù)具體測定需要， 樣品狀態(tài)樣品狀態(tài): : 氣，固，液氣，固，液 樣品種類樣品種類: : 礦物巖石，生物，金屬與合金，食品礦物巖石，生物，金屬與合金，食品 遵循代表性原則，系統(tǒng)或隨機采樣遵循代表性原則，系統(tǒng)或隨機采樣 采樣應按照一定的原則、方法進行，可參閱相關的采樣應按照一定的原則、方法進行，可參閱相關的國家國家標準標準和各和各行業(yè)行業(yè)制定的制定的標準標準。北大分析化學緒論武夷學院20試樣多樣化，不均勻試樣應，選取不同部位進行試樣多樣化，不均勻試樣應，選取不同部位進行采樣，以保證所采試樣的代表性。采樣，以保證所采試樣的代表性。 固體試樣固體試樣土壤樣品土壤

12、樣品: 采集深度采集深度0-15cm的表地為試樣，按的表地為試樣，按3點式點式(水田出口，水田出口，入口和中心點入口和中心點)或或5點式點式(兩條對角線交叉點和對角線的兩條對角線交叉點和對角線的其它其它4個等分點個等分點)取樣。每點采取樣。每點采1-2kg，經(jīng)壓碎、風干、，經(jīng)壓碎、風干、粉碎、過篩、縮分等步驟，取粒徑小于粉碎、過篩、縮分等步驟，取粒徑小于0.5 m mm的樣品的樣品作分析試樣。作分析試樣。沉積物沉積物: 用采泥器從表面往下每隔用采泥器從表面往下每隔1米取一個試樣，經(jīng)壓碎、風米取一個試樣，經(jīng)壓碎、風干、粉碎、過篩、縮分，取小于干、粉碎、過篩、縮分，取小于0.5 m mm的樣品作分

13、析的樣品作分析試樣。試樣。金屬試樣金屬試樣: 經(jīng)高溫熔煉，比較均勻，鋼片可任取。對鋼錠和鑄鐵，經(jīng)高溫熔煉，比較均勻，鋼片可任取。對鋼錠和鑄鐵，鉆取幾個不同點和深度取樣，將鉆屑置于沖擊缽中搗鉆取幾個不同點和深度取樣，將鉆屑置于沖擊缽中搗碎混勻作分析試樣。碎混勻作分析試樣。北大分析化學緒論武夷學院21采樣量的確定 平均試樣采取量與試樣的均勻度、粒度、易破碎度有關，平均試樣采取量與試樣的均勻度、粒度、易破碎度有關，可按切喬特采樣公式：可按切喬特采樣公式： QKdQKda a Q Q為保留樣品的為保留樣品的最小質(zhì)量最小質(zhì)量(kg)(kg) d d為樣品中最大顆粒直徑為樣品中最大顆粒直徑(mm)(mm)

14、 a a 由實驗求得，一般介于由實驗求得，一般介于1.5-2.71.5-2.7之間；之間；K K為固體試樣特性系為固體試樣特性系數(shù)或縮分常數(shù)，它由各部門根據(jù)經(jīng)驗擬定，通常在數(shù)或縮分常數(shù)，它由各部門根據(jù)經(jīng)驗擬定，通常在0.050.051 1之間，之間，因固體物料種類和性質(zhì)不同而異。因固體物料種類和性質(zhì)不同而異。北大分析化學緒論武夷學院22固體試樣制備固體試樣制備固體樣品的固體樣品的破碎、過篩、混勻、縮分破碎、過篩、混勻、縮分(1(1）破碎和過篩：）破碎和過篩： 粗碎粗碎-用鄂式破碎機用鄂式破碎機 中碎中碎-盤式破碎機盤式破碎機 細碎細碎-用盤式破碎機和研缽研究磨用盤式破碎機和研缽研究磨 過篩過篩

15、-用標準孔篩篩制得篩過物，通常過用標準孔篩篩制得篩過物，通常過1 100200目篩目篩北大分析化學緒論武夷學院23（2 2）縮分）縮分 試樣每經(jīng)過一次破碎，全用機械或人工的方法取試樣每經(jīng)過一次破碎，全用機械或人工的方法取出一部分有代表性的試樣，再進行下一次處理，這出一部分有代表性的試樣，再進行下一次處理，這樣就可以將試樣量逐漸縮小，這個過程稱為縮分。樣就可以將試樣量逐漸縮小，這個過程稱為縮分。 常用常用四分法四分法北大分析化學緒論武夷學院24Form cone Pour on apex Flatten Reform cone Pour on apex Flatten Reform corn P

16、our on apex Repeat as often as necessary 固體取樣：樣品增量逐一混合示意圖四分法縮分四分法縮分北大分析化學緒論武夷學院25采樣與縮分試樣量計算示例l 例：采集礦石樣品，若試樣的最大直徑為10 mm， k =0.2 kg/mm2, 則應采集多少試樣？l 解： mQ kd 2 = 0.2 10 2 = 20 (kg)l 例： 有一樣品 mQ = 20 kg ， k =0.2 kg / mm2, 用6號篩過篩, 問應縮分幾次？l 解：解： mQ kd 2 = 0.2 3.36 2 = 2.26 (kg) 縮分縮分1次剩余試樣為次剩余試樣為20 0.5 = 10

17、 (kg) 縮分縮分3次剩余試樣為次剩余試樣為20 0.53= 2.5 (kg) 2.26，故縮分，故縮分3次次從分析成本考慮，樣品量盡量少，從樣品的代表從分析成本考慮，樣品量盡量少，從樣品的代表性考慮，不能少于臨界值性考慮，不能少于臨界值 mQ kd 2北大分析化學緒論武夷學院26 例：有試樣例：有試樣20kg20kg，粒度，粒度6mm6mm，K K值為值為0.20.2，縮分后剩，縮分后剩10kg10kg若要求試樣粒度不大于若要求試樣粒度不大于2mm,2mm,應縮分幾次？應縮分幾次？那么那么m mQ Q0.2kgmm0.2kgmm-2-2(6mm)(6mm)2 2; ;即即m mQ Q7.2

18、kg;7.2kg; m mQ Q0.2kgmm0.2kgmm-2-2(2mm)(2mm)2 2; ;即即m mQ Q0.8kg; 0.8kg; 縮分縮分1 1次剩余試樣為次剩余試樣為20 20 0.5 = 10 (kg)0.5 = 10 (kg)縮分縮分3 3次剩余試樣為次剩余試樣為20 20 ( (0.5)0.5)3 3=1.25(kg)0.8kg=1.25(kg)0.8kg，故縮分，故縮分3 3次次北大分析化學緒論武夷學院27采集平均試樣時的最小質(zhì)量采集平均試樣時的最小質(zhì)量篩號篩號/目目篩孔篩孔直徑直徑/mm最小質(zhì)量最小質(zhì)量/KgK=0.10.20.30.51.036.724.529.03

19、13.5522.645.263.361.132.263.395.6511.3102.000.400.801.202.004.00200.830.0690.140.210.350.69400.420.0180.0350.0530.0880.176600.250.0060.0130.0190.0310.063800.1770.0030.0060.0090.0160.031北大分析化學緒論武夷學院28 液體試樣一般比較均勻，取樣單元可以較少。液體試樣一般比較均勻，取樣單元可以較少。 當物料的量較大時，應從不同的位置和深度分別采樣，混當物料的量較大時，應從不同的位置和深度分別采樣，混合均勻后作為分析試

20、樣，以保證它的代表性。合均勻后作為分析試樣，以保證它的代表性。液體試樣液體試樣 液體試樣采樣器多為塑料或玻液體試樣采樣器多為塑料或玻璃瓶，一般情況下兩者均可使用。璃瓶，一般情況下兩者均可使用。但當要檢測試樣中的但當要檢測試樣中的有機物有機物時，宜時，宜選用選用玻璃器皿玻璃器皿；而要測定試樣中；而要測定試樣中微微量的金屬元素量的金屬元素時，則宜選用時，則宜選用塑料取塑料取樣器樣器，以減少容器吸附和產(chǎn)生微量，以減少容器吸附和產(chǎn)生微量待測組分的影響。待測組分的影響。 北大分析化學緒論武夷學院29液體試樣的化學組成液體試樣的化學組成容易發(fā)生變化容易發(fā)生變化，應，應立即立即對其進行測試對其進行測試, ,

21、否則否則應采取適當保存措施，以防止或減少在存放期間試樣的變化。應采取適當保存措施，以防止或減少在存放期間試樣的變化。保存措施有：保存措施有： 控制溶液的控制溶液的pHpH值；值； 加入化學穩(wěn)定試劑；加入化學穩(wěn)定試劑； 冷藏和冷凍；冷藏和冷凍； 避光和密封等。避光和密封等。 采取這些措施旨在采取這些措施旨在減緩生物作用減緩生物作用、化合物或配合物的水解化合物或配合物的水解、氧化還原作用氧化還原作用及及減少組分的揮發(fā)減少組分的揮發(fā)。保存期長短與待測物的穩(wěn)定。保存期長短與待測物的穩(wěn)定性及保存方法有關。性及保存方法有關。北大分析化學緒論武夷學院30 用泵將氣體充入取樣容器；采用裝有用泵將氣體充入取樣容

22、器；采用裝有固體吸附劑固體吸附劑或或過濾器過濾器的的裝置收集。裝置收集。 固體吸附劑采樣固體吸附劑采樣：是讓一定量氣體通過裝有吸附劑顆粒的裝：是讓一定量氣體通過裝有吸附劑顆粒的裝置，收集揮發(fā)性或半揮發(fā)性的氣體；過濾法用于收集氣溶膠置，收集揮發(fā)性或半揮發(fā)性的氣體；過濾法用于收集氣溶膠中的非揮發(fā)性組分（固體顆粒或固體顆粒結合的成分）。中的非揮發(fā)性組分（固體顆粒或固體顆粒結合的成分）。 大氣試樣，根據(jù)被測組分在空氣中存在的狀態(tài)大氣試樣，根據(jù)被測組分在空氣中存在的狀態(tài)( (氣態(tài)、蒸氣或氣態(tài)、蒸氣或氣溶膠氣溶膠) )、濃度以及測定方法的靈敏度，可用、濃度以及測定方法的靈敏度，可用直接法直接法或或濃縮法濃

23、縮法取樣。取樣。 貯存于貯存于大容器大容器( (如貯氣柜或槽如貯氣柜或槽) )內(nèi)的物料，因密度不同可能影內(nèi)的物料，因密度不同可能影響其均勻性時，響其均勻性時，應在上、中、下等應在上、中、下等不同處采取部分試樣后混不同處采取部分試樣后混勻勻氣體試樣氣體試樣北大分析化學緒論武夷學院31靜態(tài)氣體試樣靜態(tài)氣體試樣：直接采樣，用換氣或減壓的方法將氣體試樣直接采樣，用換氣或減壓的方法將氣體試樣直接裝入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接與氣體分析儀連接直接裝入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接與氣體分析儀連接；動態(tài)氣體試樣動態(tài)氣體試樣：采用取樣管取管道中氣體，應插入管道采用取樣管取管道中氣體，應插入管道1/31/3直直徑處，面

24、對氣流方向徑處，面對氣流方向；常壓常壓，打開取樣管旋塞即可取樣。若為，打開取樣管旋塞即可取樣。若為負壓負壓，連接抽氣泵，連接抽氣泵，抽氣取樣抽氣取樣；固體吸附法取樣固體吸附法取樣：用裝有吸附劑如硅膠（吸附帶氨基、羥基用裝有吸附劑如硅膠（吸附帶氨基、羥基的氣體）、活性炭（吸附苯、四氯化碳）、活性氧化鋁和分的氣體）、活性炭（吸附苯、四氯化碳）、活性氧化鋁和分子篩等的柱子吸附氣體，吸附的氣體用加熱法或萃取法解脫，子篩等的柱子吸附氣體，吸附的氣體用加熱法或萃取法解脫，或與或與GCGC連接檢測連接檢測；對于對于大氣粉塵大氣粉塵采用過濾式、沖擊式和靜電式取樣，過濾式最采用過濾式、沖擊式和靜電式取樣，過濾式

25、最普遍普遍-采用玻璃纖維素纖維采用玻璃纖維素纖維(0.3(0.3mm) )過濾過濾大氣試樣大氣試樣北大分析化學緒論武夷學院32采樣制樣應注意的問題采樣制樣應注意的問題 避免采樣過程對樣品的污染。避免采樣過程對樣品的污染。 在過篩時，未篩過物不得丟棄，應繼續(xù)破碎直到在過篩時，未篩過物不得丟棄，應繼續(xù)破碎直到守全篩過。守全篩過。 制備好的試樣應立即裝于袋或試樣瓶中，編號，制備好的試樣應立即裝于袋或試樣瓶中，編號，干燥，避光保存。干燥，避光保存。北大分析化學緒論武夷學院33試樣的分解試樣的分解分析方法分為干法分析（原子發(fā)射光譜的電弧激發(fā)）和濕法分析分析方法分為干法分析（原子發(fā)射光譜的電弧激發(fā)）和濕法

26、分析 無機試樣：常用溶解法和熔融法無機試樣：常用溶解法和熔融法 對有機試樣：灰化法和濕式消化法對有機試樣：灰化法和濕式消化法北大分析化學緒論武夷學院34分解方法（分解試劑）的選擇：分解方法（分解試劑）的選擇： 1）使試樣完全分解或有效分解 完全分解：使試樣各組分都進入溶液，無殘渣 有效分解：使試樣中待測的組分進入溶液。 2）與分離方法銜接 3）待測組分不應損失（濺失、揮發(fā)等） 4）減免試劑引入待測組分或干擾組分 5）減免器皿引入正負玷污 6）對環(huán)境友好 7）快速、簡便、成本低北大分析化學緒論武夷學院35 無機試樣無機試樣常用溶劑為水、酸、堿及混酸等，常用溶劑為水、酸、堿及混酸等，酸有鹽酸、硫酸

27、、硝酸、高氯酸、氫氟酸、磷酸；酸有鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸、氫氟酸、磷酸；混酸有王水、紅酸、硝酸混酸有王水、紅酸、硝酸+ +高氯酸，高氯酸，HF+ +硫酸、硫酸、HF+ +硝酸等；硝酸等；NaOH溶液用于溶解一些兩性金屬溶液用于溶解一些兩性金屬（Al）和氧化物和氧化物1. 溶解法（濕法分解）溶解法（濕法分解）北大分析化學緒論武夷學院36北大分析化學緒論武夷學院37 熔劑分為酸性熔劑和堿性熔劑。熔劑分為酸性熔劑和堿性熔劑。 K2S2O7與與KHSO4為酸性熔劑，銨鹽也屬酸性溶劑，它們與堿為酸性熔劑，銨鹽也屬酸性溶劑，它們與堿性氧化物反應。性氧化物反應。 NaOH、Na2CO3、Na2O2等為堿性

28、溶劑，用于分解大多酸性等為堿性溶劑，用于分解大多酸性礦物礦物2 熔融法熔融法 將試樣與酸性或堿性固體熔劑混合，在高溫下讓其進行復將試樣與酸性或堿性固體熔劑混合，在高溫下讓其進行復分解反應，使欲測組分轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇芤河谒蛩岬幕衔铮玮c分解反應，使欲測組分轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇芤河谒蛩岬幕衔?，如鈉鹽、鉀鹽、硫酸鹽或氯化物。鹽、鉀鹽、硫酸鹽或氯化物。北大分析化學緒論武夷學院38熔劑試樣 坩堝材料 碳酸鈉硅酸鹽、粘土、高嶺土、碳酸鹽、磷酸鹽、氟化物等鉑氫氧化鈉硅酸鹽、粘土、耐火材料、黑鎢礦鐵、鎳、銀過氧化鈉幾乎所有礦石（鉬礦、鉻鐵礦、黑鎢礦、鋯英石等）鋯、鎳、墨銨鹽方鉛礦、黃鐵礦、硫化礦等瓷、TFE、鉑KHS

29、O4與K2S2O7鈮、鉭酸鹽，F(xiàn)e、Ti、Al氧化物礦瓷、石英、鉑KHF2與NH4HF2鋯石、綠柱石、鈮鉭酸鹽鉑、銀偏硼酸鋰巖石，硅酸鹽，土壤，陶瓷，鋼渣等 石墨，鉑 北大分析化學緒論武夷學院39 又稱為燒結法，它是在低于熔點的溫度下，使試樣與熔劑又稱為燒結法，它是在低于熔點的溫度下，使試樣與熔劑發(fā)生反應。通常在瓷坩堝中進行。常用發(fā)生反應。通常在瓷坩堝中進行。常用MgO或或ZnO與一與一定比例的定比例的Na2CO3混合物作為熔劑混合物作為熔劑 用來分解鐵礦及煤中的硫。其中用來分解鐵礦及煤中的硫。其中MgO、ZnO的作用在于的作用在于其熔點高，可以預防其熔點高，可以預防Na2CO3在灼燒時熔合，

30、而保持松散在灼燒時熔合，而保持松散狀態(tài)，使礦石氧化得更快、更完全，反應產(chǎn)生的氣體容易狀態(tài)，使礦石氧化得更快、更完全，反應產(chǎn)生的氣體容易逸出。逸出。 碳酸鈉與氯化銨也用于半熔融分解的溶劑。熔劑與試樣混碳酸鈉與氯化銨也用于半熔融分解的溶劑。熔劑與試樣混勻置于鉄勻置于鉄( (或者鎳或者鎳) ) 坩堝內(nèi)，在坩堝內(nèi)，在750-800左右半熔融。主左右半熔融。主要用于硅酸鹽中要用于硅酸鹽中K+、Na+的測定等。的測定等。3 半熔法半熔法北大分析化學緒論武夷學院40二、有機物試樣二、有機物試樣1.1.溶解法溶解法 水是許多有機物的溶劑。水是許多有機物的溶劑。 許多不溶于水的有機物可用有機溶劑溶解許多不溶于水

31、的有機物可用有機溶劑溶解。2.2.分解法分解法 將試樣與硝酸和硫酸混合物一起置于克氏燒瓶內(nèi)，煮解，硝酸能破壞大將試樣與硝酸和硫酸混合物一起置于克氏燒瓶內(nèi)，煮解，硝酸能破壞大部分有機物和被蒸發(fā)，最后剩余硫酸冒濃厚的部分有機物和被蒸發(fā)，最后剩余硫酸冒濃厚的SO3白煙時，在燒瓶內(nèi)進白煙時，在燒瓶內(nèi)進行回流，溶液變?yōu)橥该餍谢亓鳎芤鹤優(yōu)橥该?用體積比為用體積比為 3 3：1 1：1 1 的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物進行消化，能收的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物進行消化，能收到更好的效果到更好的效果 濕式消化法的優(yōu)點是速度快，缺點是因加入試劑而引入雜質(zhì)，盡可能使?jié)袷较ǖ膬?yōu)點是速度快，缺點是因加入試劑而引

32、入雜質(zhì)，盡可能使用高純度的試劑用高純度的試劑 （1） 濕式灰化法濕式灰化法北大分析化學緒論武夷學院41 適于分解有機物或生物試樣，以便測定其中的金屬元素、適于分解有機物或生物試樣，以便測定其中的金屬元素、硫及鹵素元素的含量。硫及鹵素元素的含量。 將試樣置于馬弗爐中加熱燃燒將試樣置于馬弗爐中加熱燃燒( (一般為一般為400700)分解，分解，大氣中的氧起氧化劑的作用，燃燒后留下無機殘余物。殘大氣中的氧起氧化劑的作用，燃燒后留下無機殘余物。殘余物通常用少量濃鹽酸或熱的濃硝酸浸取，然后定量轉(zhuǎn)移余物通常用少量濃鹽酸或熱的濃硝酸浸取，然后定量轉(zhuǎn)移到玻璃容器中到玻璃容器中； 氧瓶燃燒法氧瓶燃燒法 （2）干

33、式灰化法）干式灰化法北大分析化學緒論武夷學院423.3.微波（微波（0.75-3.75mm)0.75-3.75mm)輔助消解法輔助消解法 利用試樣和適當?shù)娜芾迷嚇雍瓦m當?shù)娜? (熔熔) )劑吸收微波能產(chǎn)生熱量加熱試樣，劑吸收微波能產(chǎn)生熱量加熱試樣，同同時時微波產(chǎn)生的交變磁場使介質(zhì)分子極化，極化分子在高頻磁場微波產(chǎn)生的交變磁場使介質(zhì)分子極化，極化分子在高頻磁場交替排列導致分子高速振蕩，使分子獲得高的能量，這兩種作交替排列導致分子高速振蕩，使分子獲得高的能量，這兩種作用，試樣表層不斷被攪動破裂，促使試樣迅速溶用，試樣表層不斷被攪動破裂，促使試樣迅速溶( (熔熔) )解解。 微波能直接轉(zhuǎn)遞給溶液中

34、的各微波能直接轉(zhuǎn)遞給溶液中的各個個分子，溶液整體快速升溫，加分子，溶液整體快速升溫，加熱效率高熱效率高； 微波消解一般采用密閉容器，這樣可以加熱到較高溫度和較高微波消解一般采用密閉容器，這樣可以加熱到較高溫度和較高壓力，使分解更有效，同時也可減少溶劑用量和易揮發(fā)組分壓力，使分解更有效，同時也可減少溶劑用量和易揮發(fā)組分(As,B,Cr,Hg,Se,Sb(As,B,Cr,Hg,Se,Sb，SnSn等）的損失等）的損失； 微波消解法可用于有機和生物樣品的氧化分解，也可用于難熔微波消解法可用于有機和生物樣品的氧化分解，也可用于難熔無機材料的分解無機材料的分解。北大分析化學緒論武夷學院43測定前的預處理

35、測定前的預處理 對試樣處理的方法根據(jù)試樣的組分和采用的測定方法而定，對試樣處理的方法根據(jù)試樣的組分和采用的測定方法而定，不同的分析方法和分析項目對試樣的要求不一樣。不同的分析方法和分析項目對試樣的要求不一樣。1.1.試樣的狀態(tài)：水溶液，固態(tài)或非水溶液試樣的狀態(tài)：水溶液，固態(tài)或非水溶液2.2.被測組分的存在形式：氧化數(shù)、存在的化學形式被測組分的存在形式：氧化數(shù)、存在的化學形式3.3.被測組分的濃度或含量：檢測范圍（高含量、低含量）被測組分的濃度或含量：檢測范圍（高含量、低含量）4.4.共存物的干擾情況：掩蔽、沉淀、萃取、離子交換共存物的干擾情況：掩蔽、沉淀、萃取、離子交換5.5.輔助試劑的選擇：

36、催化劑、增敏劑、顯色劑輔助試劑的選擇：催化劑、增敏劑、顯色劑北大分析化學緒論武夷學院44取樣取樣 處理處理 消除干擾消除干擾 測定測定 計算與評價計算與評價定量分析的操作步驟定量分析的操作步驟均勻均勻代表性代表性符合實際符合實際妥善保存妥善保存溶解溶解熔融熔融消解消解灰化灰化掩蔽掩蔽分離分離常量組分常量組分(1%,(1%,化學法化學法) )微量組分微量組分( (儀器分析法儀器分析法) )北大分析化學緒論武夷學院451.3 定量分析方法定量分析方法重量分析法：重量分析法： 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

37、堿滴定法、絡合滴定法酸堿滴定法、絡合滴定法 氧化還原滴定法、沉淀滴定法氧化還原滴定法、沉淀滴定法 化學分析法化學分析法 (常量組分常量組分)北大分析化學緒論武夷學院46 儀器分析法儀器分析法 ( (微量組分微量組分) ) 光化學光化學：紫外紫外-可見可見、紅外、紅外、熒光熒光、磷光磷光、 激光拉曼激光拉曼、核磁共振、原子發(fā)射核磁共振、原子發(fā)射、原子吸收原子吸收 電化學電化學：電位電位、電導、庫侖、安培、極譜電導、庫侖、安培、極譜 色譜法色譜法：柱、紙、薄層柱、紙、薄層、GC、HPLC、CE 其他其他： 質(zhì)譜、電子能譜、活化分析、免疫分析質(zhì)譜、電子能譜、活化分析、免疫分析北大分析化學緒論武夷學院

38、47 按試樣量大小分按試樣量大小分方法方法 固體試樣質(zhì)量固體試樣質(zhì)量(mg) 液體試樣體積液體試樣體積(mL)常量常量 100 10半微量半微量 10100 110 微量微量 10 1%) 微量組分微量組分 (0.01-1%) 痕量組分痕量組分 (0.01%) 北大分析化學緒論武夷學院48滴定分析法：又稱容量分析法。滴定分析法：又稱容量分析法。標準溶液標準溶液待測溶液待測溶液標準溶液標準溶液被測物質(zhì)被測物質(zhì)指示劑指示劑化學計量關系化學計量關系1.4 滴定分析法概論滴定分析法概論化學計量點化學計量點(sp) 滴定終點滴定終點(ep)指示劑（指示劑（In) 終點誤差終點誤差(Et )北大分析化學緒

39、論武夷學院49將一種已知準確濃度的試劑溶液已知準確濃度的試劑溶液滴加到待測物質(zhì)待測物質(zhì)的溶液中，直到所滴加的試劑與待測物質(zhì)按化學計量關系化學計量關系定量反應為止，然后根據(jù)試液的濃度和體積，通過定量關系計算待測物質(zhì)含量的方法。北大分析化學緒論武夷學院50 滴定滴定：將滴定劑通過滴管滴入待測溶液中的過程 滴定劑：滴定劑：濃度準確已知的試樣溶液 指示劑：指示劑：滴定分析中能發(fā)生顏色改變而指示終點的試劑 滴定終點滴定終點：滴定分析中指示劑發(fā)生顏色改變的那一點（實際） 化學計量點：化學計量點：滴定劑與待測溶液按化學計量關系反應完全的那一點（理論） 終點誤差：終點誤差：滴定終點與化學計量點不一致所造成的誤

40、差北大分析化學緒論武夷學院51 特點特點： 簡便、快速，適于常量分析； 準確度高； 應用廣泛。 方法：方法： 1）酸堿滴定，沉淀滴定，氧化-還原滴定，絡合滴定 2）非水滴定法：水以外的有機溶劑中進行北大分析化學緒論武夷學院52 有確定的化學計量關系，反應按一定的反有確定的化學計量關系，反應按一定的反應方程式進行應方程式進行; 反應要定量進行反應要定量進行; 反應速度較快反應速度較快; 容易確定滴定終點容易確定滴定終點 滴定分析法對化學反應的要求滴定分析法對化學反應的要求北大分析化學緒論武夷學院53滴定方式滴定方式a.直接滴定法直接滴定法 （基本）（基本）b.返滴定法返滴定法 先準確加入過量標準

41、溶液，使與試液中的待測物質(zhì)或固體試樣進行反應，待反應完成以后，再用另一種標準溶液滴定剩余的標準溶液的方法。適用：反應較慢或難溶于水的固體試樣適用：反應較慢或難溶于水的固體試樣例例2：固體：固體CaCO3 + 定過量定過量HCl標液標液 剩余剩余HClHCl標液標液 NaOHNaOH標液標液 返滴定返滴定北大分析化學緒論武夷學院54c.c.置換滴定法置換滴定法 先用適當試劑與待測物質(zhì)反應，定量置換出另一種物質(zhì)，再用標準溶液去滴定該物質(zhì)的方法。適用：無明確定量關系的反應適用：無明確定量關系的反應北大分析化學緒論武夷學院55d.間接滴定法間接滴定法 通過另外的化學反應，以滴定法定量進行。適用：不能與

42、滴定劑起化學反應的物質(zhì)適用：不能與滴定劑起化學反應的物質(zhì) 如氧化還原法測定如氧化還原法測定Pb2+ Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 HCl Cr2O72- Cr2O72-14H+6Fe2+ 2Cr3+6Fe3+ + H2O北大分析化學緒論武夷學院56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)。 要求要求：試劑與化學組成一致；：試劑與化學組成一致； 純度高純度高(99.9%以上以上)； 穩(wěn)定；穩(wěn)定； 摩爾質(zhì)量大；摩爾質(zhì)量大； 滴定反應時無副反應。滴定反應時無副反應。標準溶液標準溶液: 已知準確濃度的

43、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。降低稱量降低稱量誤差誤差北大分析化學緒論武夷學院57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 北大分析化學緒論武夷學院58b 標定法：標定法：基準物標定基準物標定 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 VB2. 2. 標定標定 準確稱取基準物，準

44、確稱取基準物， 溶解后，滴定。溶解后，滴定。1. 1. 配制溶液配制溶液 配制成近似所需濃度的溶液。配制成近似所需濃度的溶液。3. 3. 確定濃度確定濃度 由基準物質(zhì)量和滴定液體積計算之由基準物質(zhì)量和滴定液體積計算之。北大分析化學緒論武夷學院591.2.3 滴定分析中的體積測量滴定分析中的體積測量常用容量分析儀器常用容量分析儀器: 容量瓶容量瓶(量入式量入式) 移液管移液管(量出式量出式) 滴定管滴定管(量出式量出式)校準方法校準方法: 1. 絕對校準絕對校準 2. 相對校準相對校準: 移液管與容量瓶移液管與容量瓶北大分析化學緒論武夷學院60常用滴定分析儀器常用滴定分析儀器容量瓶容量瓶吸量管吸

45、量管錐形瓶錐形瓶移液管移液管 酸式滴定管酸式滴定管燒杯燒杯量筒量筒容容 量量 儀儀 器器北大分析化學緒論武夷學院61討論問題：討論問題：如何準確量取如何準確量取100.0 mL溶液？溶液？是否可以用別人的滴定管放溶液到自己的是否可以用別人的滴定管放溶液到自己的 滴定管中，以求校正自己的滴定管滴定管中，以求校正自己的滴定管?1.移液管尖處的液體是否可吹出移液管尖處的液體是否可吹出?北大分析化學緒論武夷學院621.2.4 滴定分析計算滴定分析計算國際單位制（國際單位制（SI）的基本單位（）的基本單位（7個）：個）：長度長度(l) 米米( m) 質(zhì)量質(zhì)量(m) 千克（千克（kg）時間時間(t) 秒秒

46、(s) 電流強度電流強度(i) 安培安培(A)熱力學溫度單位熱力學溫度單位(T) 開爾文開爾文(K)物質(zhì)的量物質(zhì)的量(n) 摩爾摩爾(mol)光強度單位光強度單位 (I) 坎德拉坎德拉(cd)物理量符號為斜體物理量符號為斜體, 單位符號為正體單位符號為正體北大分析化學緒論武夷學院63分析化學中常用的量和單位分析化學中常用的量和單位物質(zhì)的量物質(zhì)的量: n (mol、 mmol)摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量: M (gmol-1)物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度: c (molL-1)質(zhì)量質(zhì)量: m (g、mg)體積體積: V (L、mL)質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù): w (%)質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度: (gmL-1 、mgmL-1

47、)相對分子量相對分子量: Mr 相對原子量相對原子量: Ar必須指明必須指明基本單元基本單元北大分析化學緒論武夷學院64A. 標準溶液的配制標準溶液的配制AAAmnMAAAncV 標定法標定法： 稀釋后標定稀釋后標定(NaOH、HCl) n1=n2 c1V1= c2V2直接法：直接法： 用基準物質(zhì)直接配制用基準物質(zhì)直接配制(K2Cr2O7) 準確稱量并配成準確體積。準確稱量并配成準確體積。北大分析化學緒論武夷學院65例例1.1 配制配制0.02000 molL-1 K2Cr2O7標標 準溶液準溶液250.0mL,求求m = ?解解 m(K2Cr2O7) = nM = cVM = 0.02000

48、0.2500294.2 = 1.471 (g)準確稱量準確稱量1.47g(10%) K2Cr2O7基準物質(zhì)基準物質(zhì), 于容量瓶中定容于容量瓶中定容, 再計算出其準確濃度：再計算出其準確濃度：227227227227(K CrO )(K CrO )(K CrO )(K CrO )mcMV 通常僅需要溶液濃度為通常僅需要溶液濃度為0.02 molL-1左右左右, 做法是做法是:北大分析化學緒論武夷學院66 B. 標定及滴定計算標定及滴定計算 方法一方法一: 等物質(zhì)的量規(guī)則等物質(zhì)的量規(guī)則 AB11(A)(B)nnZZ AA11(A)(A)MMZZ AA1(A)(A)nZnZ AA1(A)(A)cZc

49、Z ZA和和ZB分別為分別為A物質(zhì)和物質(zhì)和B物質(zhì)在反應中物質(zhì)在反應中的得失質(zhì)子數(shù)或得失電子數(shù)。的得失質(zhì)子數(shù)或得失電子數(shù)。北大分析化學緒論武夷學院67例如例如H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2OH2SO4 的基本單元的基本單元: NaOH 的基本單元的基本單元: NaOH等物質(zhì)的量規(guī)則等物質(zhì)的量規(guī)則: 241H SO2241(H SO )(NaOH)2nn 北大分析化學緒論武夷學院68MnO4-的基本單元的基本單元: Fe2+的基本單元的基本單元: Fe2+等物質(zhì)的量規(guī)則等物質(zhì)的量規(guī)則:MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O241(MnO )(Fe)5nn 41MnO5 北大分析化學緒論武夷學院69例例1.4 以以K2Cr2O7為基準物質(zhì)為基準物質(zhì),采用析出采用析出I2的方法的方法標定標定0.020m