分析化學緒論

教學要求與安排1.學時:講課24h2.成績評定:平時成績、考試成績3.學習方法:預習、聽講、復習、做作業(yè)；課堂討論；歸納總結教材1.華東理工大學，四川大學化工學院.分析化學(第六版).高等教育出版社,2009.2.武漢大學，分析化學（第四版）.高教出版社，2000.3.華中師大，東北師大，陜西師大.分析化學（第二版）.高教出版社，1998.AnalyticalChemistry緒論第1章分析化學概論1.1分析化學的任務和作用（了解）

1.2分析方法的分類（掌握）1.3分析化學的進展簡況（了解）1-1分析化學的任務和作用1.1.1定義：研究物質(zhì)化學組成、結構信息、分析方法及相關理論的科學。分析化學的定義（FECS對分析化學的定義）AnalyticalChemistryisascientificdisciplinethatdevelopsandappliesmethods,instrumentsandstrategiestoobtaininformationonthecompositionandnatureofmatterinspaceandtime.分析化學是一門發(fā)展并運用各種方法、儀器及策略以在時空的維度里獲得有關物質(zhì)組成及性質(zhì)的信息的一門科學。AnalyticalChemistry

——InformationScience1.1.2分析化學內(nèi)容吸取當代科學技術的最新成就（包括化學、物理、數(shù)學、電子學、生物學等），利用物質(zhì)的一切可以利用的性質(zhì)，研究新的檢測原理，開發(fā)新的儀器設備，建立表征測量的新方法和新技術，最大限度地從時間和空間的領域里獲取物質(zhì)的結構信息和質(zhì)量信息。In-between-science1.1.3分析化學的特點

1.分析化學中突出“量”的概念

如：測定的數(shù)據(jù)不可隨意取舍；數(shù)據(jù)準確度、偏差大小與采用的分析方法有關。

2.分析試樣是一個獲取信息、降低系統(tǒng)的不確定性的過程

3.實驗性強

強調(diào)動手能力、培養(yǎng)實驗操作技能，提高分析解決實際問題的能力。

4.綜合性強

涉及化學、生物、電學、光學、計算機等,體現(xiàn)能力與素質(zhì)。

分析化學工作者應具有很強的責任心。1.1.4任務：定性分析：確定化學組成定量分析：確定相對含量結構分析：確定化學結構、形態(tài)、能態(tài)及對化學性質(zhì)的影響

分子結構，晶體結構，分子聚集體的高級結構蛋白質(zhì)的構象(-螺旋、型結構，球狀蛋白的三級結構）ConformationanalysisDNA測序（DNASequencing)動態(tài)分析：表征組成、含量、結構、形態(tài)、能態(tài)的動力學特征Adenine(A)Guanine(G)

腺嘌呤鳥嘌呤BaseSuger-phosphoatebackboogCytosine(C)Thymine(T)Uracil(U)

胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶例如：茶葉茶葉中有哪些微量元素？茶葉中咖啡堿的含量？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？在不同的生長階段，茶葉中的營養(yǎng)成分的變化？1.1.5作用：

分析化學已成為21世紀生命科學和納米

科技發(fā)展的關鍵

基因組計劃、蛋白組計劃等的實現(xiàn)納米技術的發(fā)展和應用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)污染源早期診斷疾病保證人類健康興奮劑的檢測原子量的準確測定生命過程的控制工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展

礦物的勘探產(chǎn)品的質(zhì)量檢查工業(yè)方面工藝過程質(zhì)量控制商品檢驗環(huán)境檢測水、土成分調(diào)查農(nóng)業(yè)方面農(nóng)藥、化肥、殘留物、營養(yǎng)分析其它部門：國防、公安、航天、醫(yī)藥、食品、材料、能源、環(huán)保等都離不開分析化學。正因為如此，分析化學的水平被認為是衡量一個國家科學技術水平的重要標志之一。

二噁英世紀之毒蘇丹紅三聚氰氨農(nóng)藥殘留120多年前，恩格斯在《自然辯證法》中就告誡人們：不要過分陶醉對自然界的勝利。對于每一次這樣的勝利，自然界都報復了我們。1-2分析方法的分類根據(jù)分析任務、分析對象、測定原理、操作方法和具體要求的不同，分析方法可分為許多種類。1定性分析、定量分析和結構分析2無機分析和有機分析

3

化學分析和儀器分析

4常量分析、半微量分析和微量分析5例行分析和仲裁分析1.2.1

*定性分析-Qualitativeanalysis:鑒定物質(zhì)由哪些元素、原子團或化合物所組成；

*定量分析-Quantitativeanalysis:測定物質(zhì)中有關的成分的含量。

*結構分析-Structureanalysis:研究物質(zhì)的分子結構或晶體結構。

根據(jù)化學家在化學中的作用：

波義耳定性研究的創(chuàng)始

貝格曼定量研究的創(chuàng)始1.2.2

*無機分析-Inorganicanalysis，組成無機物的元素種類較多，要求鑒定物質(zhì)的組成和測定各成分的含量。

*有機分析-Organicanalysis，組成有機物的元素種類不多，但結構相當復雜，分析的重點是官能團分析和結構分析。2023/2/6分析化學化學分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學分析光化學分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導、電位、電解、庫侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜1.2.3原理不同

1.化學分析法-Chemicalanalysis:以物質(zhì)的化學反應為基礎的分析方法。經(jīng)典分析法，有重量分析法和滴定分析（容量分析）法。

(1)滴定分析法分類：酸堿滴定法：是以質(zhì)子傳遞反應為基礎的

一種滴定分析法。沉淀滴定法：是以沉淀反應為基礎的一種滴定分析法。配位滴定法：是以配位反應為基礎的一種滴定分析法。氧化還原滴定法：是以氧化還原反應為基礎的一種滴定分析法(2)重量分析法(Gravimetry)：是通過化學反應及一系列操作步驟使試樣中的待測組分轉化為另一種化學組成恒定的化合物，再稱量該化合物的質(zhì)量，從而計算出待測組分的含量。

2.儀器分析法----Instrumentalanalysis:

以物質(zhì)的物理和化學性質(zhì)為基礎的分析方法稱為物理和物理化學分析法。這類方法需要特殊的儀器。有光學分析法；電化學分析法；熱分析法；色譜法等。1.2.4按試樣用量及操作規(guī)模分：常量、半微量、微量和超微量分析方法試樣質(zhì)量試液體積常量分析>0.1g>10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析<0.1mg<0.01ml按待測成分含量分：常量分析(>1%),微量分析(0.01-1%),痕量分析(<0.01％)常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-9～10-12）

克毫克微克納克皮克飛克

10-310-610-910-1210-15ppmpptppb1.2.5*例行分析-Routineanalysis:一般化驗室日常生產(chǎn)中的分析。*仲裁分析-Refereeanalysis:不同單位對分析結果有爭論時，請權威的單位進行裁判的分析工作.定量分析過程1.取樣具有代表性2.試樣的預處理（儲存、分解、制備）

溶液，污染3.測定

方法的選擇（常量-化學分析；微量-儀器分析）4.分析結果的計算與評價

計算結果、獲得數(shù)據(jù)的可信程度,分析報告1-3分析化學的進展簡況一分析化學的歷史起源：古代煉金術手段：人類的感官和雙手16世紀：天平的出現(xiàn)，向定量邁進了一大步19世紀：化學方法，鑒定物質(zhì)的組成和含量的技術20世紀以來分析化學的主要變革時期1900～19401940～19501970～Present特點經(jīng)典分析－化學分析為主近代分析－儀器分析為主現(xiàn)代分析－化學計量學為主理論熱力學溶液四大平衡熱力學化學動力學熱力學化學動力學物理動力學儀器分析天平光度極譜電位色譜自動化分析儀聯(lián)用技術分析對象無機化合物有機和無機樣品有機、無機、生物及藥物樣品二.發(fā)展趨勢1.由分析對象來看

有機物分析無機物分析活性物質(zhì)2.由分析對象的數(shù)量級來看常量微量痕量分子水平3.由分析自動化程度來看手工操作儀器自動化智能化儀器分析化學主要發(fā)展趨向生物分析環(huán)境分析

過程分析表面分析大分子表征化學圖象無損分析單細胞分析單分子單聚集體分析化學計量學在線分析原位分析實時分析接口教育定性傳感器固定化自動化微型化新技術新原理新儀器

分離技術儀器和計算機聯(lián)用技術其它科技領域活體分析環(huán)境保護與分析化學1.

碘鹽：黑龍江省集賢村,1000多人.約200個傻子,引用水、土壤嚴重缺碘所致。2.

綠地毯的秘密—鉬：新西蘭某牧場，鉬礦場礦工往返的路上三葉草碧綠繁茂，生機勃勃。鉬參與兩種酶的反應：將硝酸根離子還原為銨離子，利于植物合成氨基酸；參與合成“鉬鐵蛋白”，與氮分子結合生成氨。3.

莫名其妙的自燃—硫：經(jīng)地質(zhì)學家考察，開采硫磺礦，硫磺粉塵與空氣接觸極易燃燒，形成“鬼火”。4.置人于死地的骨骼痛—鎘：1955年日本富山縣，痛痛病，骨骼嚴重變形，發(fā)脆易折，鎘中毒。村子上游是神崗鉛鋅礦區(qū)，廢水中含鎘，灌溉稻田，污染飲水。鎘使骨骼脫鈣，造成骨質(zhì)疏松。痛苦終生。我國分析化學現(xiàn)狀1)分析測試人員發(fā)展情況.分析測試人員人分布主要為高等學校2～3萬名;環(huán)保及各產(chǎn)業(yè)部門約7萬名;進出口商檢部門3000名,石油化工行業(yè)分析人員占10%,冶金部門分析人員占7%,地質(zhì)部門也有一支較龐大的分析隊伍.分析測試領域現(xiàn)有中科院院士14名,博士點約15個.恢復研究生招生以來,培養(yǎng)的碩士生在2000名以上,博士生在200名以上.2)研究機構狀況.隨著設備儀器在我國的較大發(fā)展,現(xiàn)已建立了許多測試中心及開放實驗室。1）國家分析測試中心國家有色金屬及電子材料測試中心國家電化學和光譜研究分析中心國家鋼鐵材料測試中心中國上海分析測試中心中國廣州分析測試中心國家環(huán)境分析測試中心國家建筑材料測試中心國家化學建材測試中心國家色譜研究分析中心國家地質(zhì)實驗測試中心2）中國科學院開放實驗室3）國家教委直屬高等學校測試中心

（備3000多萬美元）中山大學，中國科技大學，四川大學吉林大學，蘭州大學，南開大學武漢大學，浙江大學，清華大學廈門大學中國科學院長春應用化學研究所，電分析化學開放研究實驗室省部級實驗室和測試中心4）國家教委廈門大學材料與生命過程分析化學開放研究實驗室5）中國興奮劑檢測中心6）