分析化學(xué)武漢大學(xué)（課堂PPT）

1、分分 析析 化化 學(xué)學(xué)( (第五版）上冊(cè)第五版）上冊(cè) 武漢大學(xué)武漢大學(xué)第第1章章 概概 述述1.1 分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用 1.2 分析方法的分類(lèi)與選擇分析方法的分類(lèi)與選擇1.3 分析化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史與發(fā)展趨勢(shì)分析化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史與發(fā)展趨勢(shì)1.4 分析化學(xué)的參考文獻(xiàn)分析化學(xué)的參考文獻(xiàn)1.5 分析化學(xué)過(guò)程及分析結(jié)果的表示分析化學(xué)過(guò)程及分析結(jié)果的表示1.6 滴定分析法概述滴定分析法概述1.7 基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液1.8 滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算分析化學(xué)是研究分析方法的科學(xué)或?qū)W科分析化學(xué)是研究分析方法的科學(xué)或?qū)W科 是化學(xué)的一個(gè)分支是化學(xué)的一個(gè)分支 是

2、獲得物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的信息的科學(xué)是獲得物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的信息的科學(xué) 是科學(xué)技術(shù)的眼睛、尖兵、偵察員，是進(jìn)行是科學(xué)技術(shù)的眼睛、尖兵、偵察員，是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)學(xué)科科學(xué)研究的基礎(chǔ)學(xué)科 掌握基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)嚴(yán)掌握基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、踏實(shí)的作風(fēng)、求實(shí)的道德。謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、踏實(shí)的作風(fēng)、求實(shí)的道德。1.1 分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用1.1 分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用中文名中文名徐壽徐壽出生地出生地江蘇省無(wú)錫市郊外江蘇省無(wú)錫市郊外出生日期出生日期1818年年02月月26日日逝世日期逝世日期1884年年09月

3、月24日日職業(yè)職業(yè)中國(guó)近代化學(xué)的啟蒙者中國(guó)近代化學(xué)的啟蒙者畢業(yè)院校畢業(yè)院校自學(xué)成才自學(xué)成才主要成就主要成就引進(jìn)和傳播國(guó)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)引進(jìn)和傳播國(guó)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)代表作品代表作品翻譯了關(guān)于蒸汽機(jī)的專(zhuān)著翻譯了關(guān)于蒸汽機(jī)的專(zhuān)著汽機(jī)發(fā)初汽機(jī)發(fā)初譯書(shū)譯書(shū)17部部105本本168卷共約卷共約287萬(wàn)余字。萬(wàn)余字。1.2 分析方法的分類(lèi)與選擇分析方法的分類(lèi)與選擇分析化學(xué)是研究分析方法的科學(xué)，一個(gè)完整具分析化學(xué)是研究分析方法的科學(xué)，一個(gè)完整具體的分析方法包括測(cè)定方法和測(cè)定對(duì)象兩部分體的分析方法包括測(cè)定方法和測(cè)定對(duì)象兩部分沒(méi)有分析對(duì)象，就談不到分析方法，對(duì)象與方?jīng)]有分析對(duì)象，就談不到分析方法，對(duì)象與方法存在分

4、析化學(xué)或者分析科學(xué)的各個(gè)方面法存在分析化學(xué)或者分析科學(xué)的各個(gè)方面 分析化學(xué)三要素分析化學(xué)三要素理論、方法與對(duì)象理論、方法與對(duì)象反映了科學(xué)、技術(shù)和生產(chǎn)之間的關(guān)系反映了科學(xué)、技術(shù)和生產(chǎn)之間的關(guān)系高校和科研單位、儀器制造部門(mén)和生產(chǎn)單位的高校和科研單位、儀器制造部門(mén)和生產(chǎn)單位的合作反映了分析化學(xué)三要素之間的關(guān)系合作反映了分析化學(xué)三要素之間的關(guān)系理論對(duì)象（問(wèn)題）技術(shù)生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)1.2.1按分析任務(wù)分類(lèi)按分析任務(wù)分類(lèi)定性分析：元素、原子團(tuán)、官能團(tuán) 定量分析：有關(guān)成分含量結(jié)構(gòu)分析：分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)或綜合形態(tài) （立體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與活性等）1.2.2按分析原理分類(lèi)按分析原理分類(lèi)化學(xué)分析:以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的

5、分析方法儀器分析:以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法 1.2.3按分析對(duì)象分類(lèi)按分析對(duì)象分類(lèi)：無(wú)機(jī)分析，有機(jī)分析，生物分析，環(huán)境分析等無(wú)機(jī)分析，有機(jī)分析，生物分析，環(huán)境分析等1.2.4按試樣用量及操作規(guī)模分類(lèi)按試樣用量及操作規(guī)模分類(lèi)：方法方法試樣質(zhì)量試樣質(zhì)量試液體積試液體積常量分析0.1g10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析0.1mg1%), 微量組分分析微量組分分析(0.01-1%), 痕量組分分析痕量組分分析(0.01)和超痕量組分分析和超痕量組分分析(0.0001)1.2.4 例行分析及仲裁分析例行分析及仲裁分析1.2

6、.5 分析方法的選擇：要求、共存組分、條件分析方法的選擇：要求、共存組分、條件1.3 分析化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史與發(fā)展趨勢(shì)分析化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史與發(fā)展趨勢(shì) 分析化學(xué)歷史悠久分析化學(xué)歷史悠久 無(wú)機(jī)定性分析曾一度是化學(xué)科學(xué)的前沿?zé)o機(jī)定性分析曾一度是化學(xué)科學(xué)的前沿 公元一世紀(jì)橡子提取物檢驗(yàn)鐵公元一世紀(jì)橡子提取物檢驗(yàn)鐵 十七世紀(jì)十七世紀(jì)Boyle將石蕊作酸堿指示劑將石蕊作酸堿指示劑 1751年年Margraf 硫氰酸鹽檢驗(yàn)硫氰酸鹽檢驗(yàn)Fe(III)1.1.由分析對(duì)象來(lái)看由分析對(duì)象來(lái)看 有機(jī)物分析無(wú)機(jī)物分析生物活性物質(zhì)生物活性物質(zhì)2.2.由分析對(duì)象的數(shù)量級(jí)來(lái)看由分析對(duì)象的數(shù)量級(jí)來(lái)看3.3.由分析自動(dòng)化程度來(lái)看由分析自動(dòng)

7、化程度來(lái)看常量微量痕量分子水平分子水平手工操作儀器自動(dòng)全自動(dòng)智能化儀器智能化儀器分析化學(xué)發(fā)展經(jīng)歷分析化學(xué)發(fā)展經(jīng)歷3次重大變革次重大變革第一個(gè)重要階段：第一個(gè)重要階段：20世紀(jì)起初的世紀(jì)起初的20-30年間分年間分析化學(xué)發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科析化學(xué)發(fā)展成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科 物理化學(xué)的溶液理論發(fā)展，推動(dòng)物理化學(xué)的溶液理論發(fā)展，推動(dòng)化學(xué)分析化學(xué)分析快速快速發(fā)展用物理化學(xué)中的溶液平衡理論、動(dòng)力學(xué)等研究發(fā)展用物理化學(xué)中的溶液平衡理論、動(dòng)力學(xué)等研究分析化學(xué)中的基本理論問(wèn)題：沉淀的形成和共沉淀分析化學(xué)中的基本理論問(wèn)題：沉淀的形成和共沉淀；指示劑變色原理；滴定曲線和終點(diǎn)誤差；緩沖原；指示劑變色原理；滴定曲線和終

8、點(diǎn)誤差；緩沖原理及催化和誘導(dǎo)反應(yīng)等。建立了溶液中四大平衡理理及催化和誘導(dǎo)反應(yīng)等。建立了溶液中四大平衡理論。論。第二個(gè)重要階段第二個(gè)重要階段: 20世紀(jì)世紀(jì)40年代，年代，儀器分析的發(fā)展。儀器分析的發(fā)展。 分析化學(xué)與物理學(xué)及電子學(xué)結(jié)合的時(shí)代。分析化學(xué)與物理學(xué)及電子學(xué)結(jié)合的時(shí)代。 原子能和半導(dǎo)體技術(shù)興起，如要求超純材料，原子能和半導(dǎo)體技術(shù)興起，如要求超純材料，99.9999999.99999，砷化鎵，要測(cè)定其雜質(zhì)，化學(xué)分析，砷化鎵，要測(cè)定其雜質(zhì)，化學(xué)分析法無(wú)法解決，促進(jìn)了儀器分析和各種分離方法的法無(wú)法解決，促進(jìn)了儀器分析和各種分離方法的發(fā)展。發(fā)展。第三個(gè)重要階段第三個(gè)重要階段: 20世紀(jì)世紀(jì)70年

9、代以來(lái)年代以來(lái), 分析化學(xué)發(fā)展到分析科學(xué)階段分析化學(xué)發(fā)展到分析科學(xué)階段 現(xiàn)代分析化學(xué)把化學(xué)與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算科現(xiàn)代分析化學(xué)把化學(xué)與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算科學(xué)、精密儀器制造、生命科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科結(jié)學(xué)、精密儀器制造、生命科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科結(jié)合起來(lái)，成為一門(mén)多學(xué)科性的綜合科學(xué)。合起來(lái)，成為一門(mén)多學(xué)科性的綜合科學(xué)。 分析化學(xué)發(fā)展趨向分析化學(xué)發(fā)展趨向高靈敏度高靈敏度單分子單分子(原子原子)檢測(cè)檢測(cè)高選擇性高選擇性復(fù)雜體系復(fù)雜體系(如生命體系、中藥如生命體系、中藥)原位、活體、實(shí)時(shí)、無(wú)損分析原位、活體、實(shí)時(shí)、無(wú)損分析自動(dòng)化、智能化、微型化、圖像化自動(dòng)化、智能化、微型化、圖像化高通量、高分析速度高通量、

10、高分析速度生物分析生物分析分析化學(xué)主分析化學(xué)主要發(fā)展趨向要發(fā)展趨向新技術(shù)新技術(shù)新儀器新儀器微型化微型化新原理新原理化學(xué)計(jì)量學(xué)化學(xué)計(jì)量學(xué)環(huán)境分析環(huán)境分析過(guò)程分析過(guò)程分析原位分析原位分析表面分析表面分析活體分析活體分析實(shí)時(shí)分析實(shí)時(shí)分析大分子表征大分子表征化學(xué)圖象化學(xué)圖象無(wú)損分析無(wú)損分析在線分析在線分析單細(xì)胞分析單細(xì)胞分析單分子檢測(cè)單分子檢測(cè)接口接口定性定性傳感器傳感器分離技術(shù)分離技術(shù)聯(lián)用技術(shù)聯(lián)用技術(shù)1.4分析化學(xué)參考文獻(xiàn)分析化學(xué)參考文獻(xiàn) 1、叢書(shū)、大全、手冊(cè)、叢書(shū)、大全、手冊(cè) 2、參考書(shū)、參考書(shū) 3、雜志、雜志 4、網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)定量分析化學(xué)中的基本工具、專(zhuān)業(yè)名詞定量分析化學(xué)中的基本工具、專(zhuān)業(yè)名詞 定

11、量分析的操作步驟定量分析的操作步驟經(jīng)典定量分析方法化學(xué)分析經(jīng)典定量分析方法化學(xué)分析1.5 定量分析化學(xué)概論定量分析化學(xué)概論 1.5.1定量分析的操作步驟定量分析的操作步驟( (分析過(guò)程）分析過(guò)程） 1) 取樣取樣2) 試樣分解和分析試液的制備試樣分解和分析試液的制備3) 分離及測(cè)定分離及測(cè)定4) 分析結(jié)果的計(jì)算和評(píng)價(jià)分析結(jié)果的計(jì)算和評(píng)價(jià)2 經(jīng)典定量分析方法經(jīng)典定量分析方法重量法：重量法： 分離分離 稱(chēng)重稱(chēng)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(chēng)容量分析法滴定分析法：又稱(chēng)容量分析法 酸堿滴定法、酸堿滴定法、 絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法 氧化還原滴定法、沉淀滴定法氧化還原滴定

12、法、沉淀滴定法1 滴定分析法：又稱(chēng)容量分析法。滴定分析法：又稱(chēng)容量分析法。1.6 滴定分析法概論滴定分析法概論 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液待測(cè)溶液待測(cè)溶液被測(cè)物質(zhì)被測(cè)物質(zhì)指示劑指示劑化學(xué)計(jì)量關(guān)系化學(xué)計(jì)量關(guān)系酸堿滴定法、酸堿滴定法、 絡(luò)合滴定法絡(luò)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 有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，反應(yīng)按一定的反有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，反應(yīng)按一定的反應(yīng)方程式進(jìn)行應(yīng)方程式進(jìn)行 反應(yīng)要定量進(jìn)行反應(yīng)要定量進(jìn)行 反應(yīng)速度較快反應(yīng)速度較快 容易確定滴定終點(diǎn)容易確定滴定終點(diǎn) 2 滴定分析法對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求滴定分析法對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求3 滴定方式滴定方式a.直接滴定法直接滴定法

13、 b. 返滴定法返滴定法如測(cè)定如測(cè)定CaCO3,加入過(guò)量鹽酸，多余鹽酸用加入過(guò)量鹽酸，多余鹽酸用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液返滴標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液返滴c.置換滴定法置換滴定法 絡(luò)合滴定多用絡(luò)合滴定多用d.間接滴定法間接滴定法 如如Ca2+沉淀為沉淀為CaC2O4，再用硫酸溶解，用，再用硫酸溶解，用KMnO4滴定滴定C2O42-,間接測(cè)定間接測(cè)定Ca2+1.7基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)基準(zhǔn)物質(zhì): 能用于直接配制和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。能用于直接配制和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。要求：試劑與化學(xué)組成一致；純度高；穩(wěn)定；摩爾要求：試劑與化學(xué)組成一致；純度高；穩(wěn)定；摩爾質(zhì)量大；滴定反應(yīng)時(shí)無(wú)副反應(yīng)。質(zhì)量大；滴

14、定反應(yīng)時(shí)無(wú)副反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液: 已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。 配制方法有直接配制和標(biāo)定兩種。配制方法有直接配制和標(biāo)定兩種。標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度計(jì)算 a. 直接配制法直接配制法 稱(chēng)一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)稱(chēng)一定量的基準(zhǔn)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 b 標(biāo)定法：標(biāo)定法： 根據(jù)滴定劑和被測(cè)物質(zhì)的比計(jì)算求出。根據(jù)滴定劑和被測(cè)物質(zhì)的比計(jì)算求出。bBtT=aAcB=b/t cTVT/VB =bmT/tMT VB計(jì)算計(jì)算 示例示例例例1 準(zhǔn)確稱(chēng)量基準(zhǔn)物質(zhì)準(zhǔn)確稱(chēng)量基準(zhǔn)物質(zhì)K2Cr2O71.471g，溶，溶解后定量轉(zhuǎn)入解后定量轉(zhuǎn)入250.0mL容量瓶，求容量瓶，求K2Cr2O7溶液的濃度。溶液的濃度。例例2欲配制欲配制0.1000mol/L的的Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶