分析化學(2)省公開課一等獎全國示范課微課金獎課件

分析化學AnalyticalChemistry

主講：孫紹暉

shaohui99@

鄭州大學大學化工學院第1頁研究對象：分析方法研究目標：獲取物質(zhì)化學組成和結(jié)構(gòu)信息《分析化學》是取得物質(zhì)化學組成和結(jié)構(gòu)信息學科，需要不停創(chuàng)建相關(guān)試驗技術(shù)，研制儀器設(shè)備，制訂分析方法。分析化學是化學研究中最基礎(chǔ)、最根本領(lǐng)域之一第2頁第3頁第一章緒論1—1分析化學任務和作用一、分析化學定義二、任務三、作用和地位1-2分析方法分類與分析化學進展一、分類二、分析化學進展三、對同學們要求第4頁第一章緒論1—1分析化學任務和作用一、分析化學定義分析化學是研究物質(zhì)化學組成分析方法及相關(guān)理論一門學科。二、任務

定性分析：判定物質(zhì)中含有哪些組分，即物質(zhì)由什么組分組成。研究有什么？

定量分析：測定各種組分含量。研究有多少？

結(jié)構(gòu)分析：研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和或晶體。第5頁三、作用和地位

在科學應用中占有顯著地位。稱為科學和技術(shù)眼睛。諾貝爾物理、化學獎中，有四分之一項目與分析化學相關(guān)。第6頁1914理查茲準確測量大量元素原子量1922阿斯頓研究質(zhì)譜法1923普雷格爾研究有機化合物微量分析法1927海因里希·維蘭德研究膽酸組成1928文道斯研究膽固醇組成及其與維生素關(guān)系1936德拜研究偶極矩和X射線衍射法1943海維西利用同位素作為化學研究中示蹤原子1948梯塞留斯研究電泳、吸附分析第7頁1951麥克米倫等發(fā)覺和研究超鈾元素镅、鋦、锫、锎等1952馬丁等創(chuàng)造分配色譜法1958桑格測定胰島素分子結(jié)構(gòu)1959海洛夫斯基創(chuàng)造極譜分析法1960利比創(chuàng)造用放射性碳-14測定地質(zhì)年代方法1962約翰·肯德魯測定血紅蛋白結(jié)構(gòu)1969巴頓等研究有機化合物三維構(gòu)象1971赫茨伯格研究分子光譜，尤其是自由基電子結(jié)構(gòu)1980吉爾伯特等建立脫氧核糖核酸結(jié)構(gòu)化學和生物分析法第8頁1985豪普特曼發(fā)展測定分子和晶體結(jié)構(gòu)方法1986赫希巴赫研究交叉分子束方法。1988羅伯特·休伯等首次確定了光合作用反應中心立體結(jié)構(gòu)1991年恩斯特創(chuàng)造了傅立葉變換核磁共振分光法和二維核磁共振技術(shù)1993穆利斯創(chuàng)造了高效復制DNA片段“聚合酶鏈式反應(PCR)”方法，能把一個稀少DNA樣品復制成千百萬個。用以檢測人體細胞中艾滋病病毒，診療基因缺點，能夠從犯罪現(xiàn)場，搜集部分血和頭發(fā)進行指紋圖譜判定。這項技術(shù)也能夠從礦物質(zhì)里制造大量DNA分子，方法簡便，操作靈活。1996克魯托等發(fā)覺碳元素第三種存在形式—C60又稱“富勒烯”“巴基球”）第9頁1999艾哈邁德·澤維爾他用可能是世界上速度最快激光閃光攝影機拍攝到一百萬億分之一秒瞬間處于化學反應中原子化學鍵斷裂和新形成過程。這種攝影機用激光以幾十萬億分之一秒速度閃光，能夠拍攝到反應中一次原子振蕩圖像。飛秒即毫微微秒（是一秒千萬億分之一），約翰·芬恩等“創(chuàng)造了對生物大分子進行確認和結(jié)構(gòu)分析方法”和“生物大分子質(zhì)譜分析法”、“創(chuàng)造了利用核磁共振技術(shù)測定溶液中生物大分子三維結(jié)構(gòu)方法”第10頁國際：36國家，1075個分析化學機構(gòu)；美國20萬化學家，4萬多從事分析化學，3000多所大學，270多全部分析化學專業(yè)。有國家大學單獨設(shè)系。中國：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，10多個國家級分析測試中心，12個部級測試中心，21個省市測試中心，137個國家級產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，300多個進出口商品檢驗室，8千多個環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)，數(shù)十萬龐大分析隊伍。第11頁一、國家鋼鐵材料測試中心

二、國家有色金屬及電子材料測試中心

三、國家建筑材料測試中心

四、國家化學建材測試中心

五、藥品及代謝產(chǎn)物分析研究中心

六、興奮劑及運行營養(yǎng)測試研究中心

七、國家生物醫(yī)學分析中心

八、國家環(huán)境分析測試中心

九、國家地質(zhì)測試研究中心

十、國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心

十一、國家色譜研究分析中心

十二、國家電化學和光譜研究分析中心

十三、廣州測試中心

十四、上海測試中心第12頁人工合成胰島素結(jié)構(gòu)分析；DNA測序、定位工作；生命登月計劃1%；超導材料研究；興奮劑檢測等。分析化學在促進經(jīng)濟繁榮，科技進步和社會發(fā)展中有極其主要地位和作用。對于生命科學、材料科學、環(huán)境科學和能源科學都是必不可少，是科學技術(shù)眼睛，進行科學研究基礎(chǔ)。第13頁1-2分析方法分類與分析化學進展一、分類

結(jié)構(gòu)分析無機分析分析任務定性分析分析對象定量分析有機分析

化學分析例行分析測定原理詳細要求儀器分析仲裁分析

常量分析>1%Wt；(>0.1gor10mL)樣品用量半微量分析0.01%-1%(0.01~0.1gor1~10mL)

微量分析<0.01%(0.1~10mgor0.01~1mL)第14頁二、分析化學進展翻開科學發(fā)展史，無機定性分析一度是化學科學前沿，對元素發(fā)覺，地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘探起主要作用，定量分析對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，化學基本定律確定作出巨大貢獻，在20世紀初成為一們獨立學科。第一個主要階段：20世紀二三十年代利用當初物理化學中溶液化學平衡理論，動力學理論，如沉淀生成和共沉淀現(xiàn)象，指示劑作用原理，滴定曲線和終點誤差，催化反應和誘導反應，緩沖作用原理大大地豐富了分析化學內(nèi)容，并使分析化學向前前進了一步。第15頁第二個主要階段：20世紀40年代以后幾十年，第二次世界大戰(zhàn)前后，物理學和電子學發(fā)展，促進了各種儀器分析方法發(fā)展，改變了經(jīng)典分析化學以化學分析為主局面。原子能技術(shù)發(fā)展，半導體技術(shù)興起，要求分析化學能提供各種靈敏準確而快速分析方法，如半導體材料，有要求純度達99.9999999%以上，在新形勢推進下，分析化學到達了快速發(fā)展。最顯著特點是各種儀器分析方法和分離技術(shù)廣泛應用。第16頁第三次變革時期自20世紀70年代以來，以計算機應用為主要標志信息時代到來，促使分析化學進入第三次變革時期。因為生命科學、環(huán)境科學、新材料科學發(fā)展需要，基礎(chǔ)理論及測試伎倆完善，當代分析化學完全可能為各種物質(zhì)提供組成、含量、結(jié)構(gòu)、分布、形態(tài)等等全方面信息，使得微區(qū)分析、薄層分析、無損分析、瞬時追蹤、在線監(jiān)測及過程控制等過去難題都迎刃而解。分析化學廣泛吸收了當代科學技術(shù)最新成就，成為當代最富活力學科之一。第17頁

歐洲化學聯(lián)合會FECS分析化學部DAC定義說：分析化學是發(fā)展和應用各種方法，儀器和策略以取得相關(guān)物質(zhì)在空間和時間方面組成和性質(zhì)信息一門學科。TheDivisionofAnalyticalChemistry（DAC）ofFECS（FederationofEuropeanChemicalSocieties）defines：“Analyticalchemistryisascientificdisciplinethatdevelopsandappliesmethods，instrumentsandstrategiestoobtaininformationonthecomp