第1章分析化學(xué)概論

1、分析化學(xué)分析化學(xué)課件課件贛南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院賴曉綺 email： 教學(xué)安排教學(xué)安排章節(jié)章節(jié)內(nèi)容內(nèi)容課時課時第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第9章第10章第11章總計分析化學(xué)概論分析化學(xué)概論分析試樣的采集與制備分析試樣的采集與制備分析化學(xué)中的誤差與數(shù)據(jù)處理分析化學(xué)中的誤差與數(shù)據(jù)處理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氧化還原滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法重量分析法重量分析法吸光光度法吸光光度法分離富集方法分離富集方法復(fù)雜物質(zhì)分析復(fù)雜物質(zhì)分析21588718611 教學(xué)目的教學(xué)目的 通過緒論教學(xué)，使學(xué)生初步了解分析化學(xué)的任務(wù)和作用，了解分析方法的分類和發(fā)展概

2、況，并使學(xué)生對分析化學(xué)感興趣。初步了解分析化學(xué)中的誤差、有效數(shù)字等基本概念，掌握有效數(shù)字的定位和運算規(guī)則。 教學(xué)重點與難點教學(xué)重點與難點 有效數(shù)字的定位和運算規(guī)則，基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴定分析法計算。第第1章章 分析化學(xué)概論分析化學(xué)概論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 分析化學(xué)是發(fā)展和應(yīng)用各種方法、儀器和策分析化學(xué)是發(fā)展和應(yīng)用各種方法、儀器和策略，以獲得有關(guān)物質(zhì)在空間和時間方面組成和性質(zhì)略，以獲得有關(guān)物質(zhì)在空間和時間方面組成和性質(zhì)的信息科學(xué)。的信息科學(xué)。 分析化學(xué)的任務(wù)是確定物質(zhì)的化學(xué)組成，測量分析化學(xué)的任務(wù)是確定物質(zhì)的化學(xué)組成，測量各組成的含量以及表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)

3、構(gòu)。它們分別各組成的含量以及表征物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。它們分別隸屬于定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析研究的范疇。隸屬于定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析研究的范疇。原子量的準(zhǔn)確測定、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境原子量的準(zhǔn)確測定、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的保護、生命過程的控制等都離不開分析化學(xué)。的保護、生命過程的控制等都離不開分析化學(xué)。 分析化學(xué)已成為分析化學(xué)已成為21世紀(jì)生命科學(xué)和納米科世紀(jì)生命科學(xué)和納米科技發(fā)展的關(guān)鍵。技發(fā)展的關(guān)鍵。 基因組計劃、蛋白組計劃等的實現(xiàn)基因組計劃、蛋白組計劃等的實現(xiàn) 納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 人類在分子水平上認(rèn)識世界人類在分子水平上認(rèn)識世界 生態(tài)環(huán)境保護檢測和發(fā)現(xiàn)

4、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(zhǔn)確測定原子量的準(zhǔn)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(xué)分析化學(xué)化學(xué)學(xué)科的化學(xué)學(xué)科的所有分支所有分支物理、天體物理、物理、天體物理、天文和生物物理天文和生物物理工程學(xué)、民事、化學(xué)工程學(xué)、民事、化學(xué)、電以及機械、電以及機械醫(yī)學(xué)、臨床化學(xué)醫(yī)學(xué)、臨床化學(xué)藥物化學(xué)、藥學(xué)藥物化學(xué)、藥學(xué)毒物學(xué)毒物學(xué)生物學(xué)、植物學(xué)、生物學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和動物學(xué)分子生物學(xué)和動物學(xué)地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)

5、和古生物學(xué)地球化學(xué)和古生物學(xué)環(huán)境科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和海洋科學(xué)生態(tài)學(xué)和海洋科學(xué)農(nóng)業(yè)、動物科學(xué)農(nóng)業(yè)、動物科學(xué)農(nóng)作物科學(xué)、食品科學(xué)、農(nóng)作物科學(xué)、食品科學(xué)、園藝學(xué)和土壤科學(xué)園藝學(xué)和土壤科學(xué)材料科學(xué)、材料科學(xué)、 冶金學(xué)冶金學(xué)和高分子科學(xué)等學(xué)科和高分子科學(xué)等學(xué)科社會科學(xué)、考古學(xué)社會科學(xué)、考古學(xué)人類學(xué)和法醫(yī)學(xué)人類學(xué)和法醫(yī)學(xué) 根據(jù)分析任務(wù)、分析對象、測定原理、根據(jù)分析任務(wù)、分析對象、測定原理、操作方法和具體要求的不同，分析方法可分操作方法和具體要求的不同，分析方法可分為許多種類。為許多種類。 1 定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析 2 無機分析和有機分析無機分析和有機分析 3 化學(xué)分

6、析和儀器分析化學(xué)分析和儀器分析 4 常量分析、半微量分析和微量分析常量分析、半微量分析和微量分析 5 例行分析和仲裁分析例行分析和仲裁分析1. 定性分析定性分析-qualitative analysis:鑒定物質(zhì)由鑒定物質(zhì)由哪些元素、原子團或化合物所組成；哪些元素、原子團或化合物所組成；2. 定量分析定量分析-quantitative analysis:測定物質(zhì)測定物質(zhì)中有關(guān)的成分的含量。中有關(guān)的成分的含量。3. 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析- structure analysis:研究物質(zhì)的研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)或綜合形態(tài)。分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)或綜合形態(tài)。 1. 化學(xué)分析法化學(xué)分析法-chemica

7、l analysis：以物質(zhì)的化：以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)及其計量關(guān)系為基礎(chǔ)的分析方法。經(jīng)典學(xué)反應(yīng)及其計量關(guān)系為基礎(chǔ)的分析方法。經(jīng)典分析法主要有重量分析法和滴定分析（容量分分析法主要有重量分析法和滴定分析（容量分析）法。析）法。 2. 儀器分析法儀器分析法-instrumental analysis：以物質(zhì)：以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法稱為的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法稱為物理和物理化學(xué)分析法。這類方法需要特殊的物理和物理化學(xué)分析法。這類方法需要特殊的儀器。有光學(xué)分析法；電化學(xué)分析法儀器。有光學(xué)分析法；電化學(xué)分析法 ；熱分析；熱分析法；色譜法等。法；色譜法等。1. 無機分析無機分析

8、-inorganic analysis ，組成無，組成無機物的元素種類較多，要求鑒定物質(zhì)的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。組成和測定各成分的含量。2. 有機分析有機分析-organic analysis ，組成有，組成有機物的元素種類不多，但結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，機物的元素種類不多，但結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，分析的重點是官能團分析和結(jié)構(gòu)分析。分析的重點是官能團分析和結(jié)構(gòu)分析。1.2.4 常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析 方方 法法 試樣質(zhì)量試樣質(zhì)量/ mg 試液試液/ml 常量常量(macro)分析分析 100 10 半微量半微量(s

9、emimicro) 10100 110 微量微量(micro) 0.110 0.011 超微量超微量(ultramicro) 0.1 99.9% ; 3. 性質(zhì)穩(wěn)定，不易與空氣中氧，二氧化碳反應(yīng)，也性質(zhì)穩(wěn)定，不易與空氣中氧，二氧化碳反應(yīng)，也不吸收空氣中水分不吸收空氣中水分( na2co3、caco3、na2c2o4等等）。）。. 試劑參加滴定反應(yīng)時，應(yīng)按反應(yīng)式定量進行，沒試劑參加滴定反應(yīng)時，應(yīng)按反應(yīng)式定量進行，沒有副反應(yīng)。有副反應(yīng)。常用的基準(zhǔn)物質(zhì)常用的基準(zhǔn)物質(zhì):1、純金屬如：zn2、純化合物如：k2cr2o7, na2c2o4 , caco31.7.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 具有準(zhǔn)確濃

10、度的溶液。具有準(zhǔn)確濃度的溶液。 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法有：配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法有：1. 直接配制直接配制：準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后配成一定體積的溶液，然后根據(jù)物質(zhì)質(zhì)量和溶液體積計算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。 如：如： k2cr2o7、kbro32. 標(biāo)定法配制標(biāo)定法配制：有很多物質(zhì)不能直接用來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，但可將其先配制成一種近似于所需濃度的溶液，然后用基準(zhǔn)物質(zhì)來標(biāo)定它的準(zhǔn)確濃度。 如：naoh、hcl、edta、kmno4、i3-實驗室常用試劑分類：實驗室常用試劑分類：級別級別 1級級 2級級 3級級 生化試劑生化試劑中文名中文名 優(yōu)級純優(yōu)級純 分析純分析純 化學(xué)純化學(xué)純英文標(biāo)志英文標(biāo)志 g

11、r ar cp br標(biāo)簽顏色標(biāo)簽顏色 綠綠 紅紅 藍(lán)藍(lán) 咖啡色咖啡色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1.8 滴定分析中的計算滴定分析中的計算國際單位制（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(s) 電流強度電流強度(i) 安培安培(a)熱力學(xué)溫度單位熱力學(xué)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

12、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分析化學(xué)中常用的量和單位分析化學(xué)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?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù): w (%)質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度: (gml-1 、mgml-1)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1.8.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法1. 通常用物質(zhì)的量濃度表示。 cb=nb/v2. 在生產(chǎn)單位的例行分析中，為

13、簡化計算常用滴定度表示標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。滴定度每毫升滴定劑溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量。1.8.2 滴定劑與被滴定物質(zhì)之間的計量關(guān)系 在直接滴定法中，設(shè)滴定劑t(標(biāo)準(zhǔn)溶液)與被滴物質(zhì)b有下列化學(xué)反應(yīng)： tt+bb=cc+dd nt: nb=t:b b/t或t/b稱為反應(yīng)計量數(shù)比等物質(zhì)的量規(guī)則等物質(zhì)的量規(guī)則ab11(a)(b)nnzz aa11(a)(a)mmzzaa1(a)(a)czcz等物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則等物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則：在滴定反應(yīng)中，待測物在滴定反應(yīng)中，待測物質(zhì)質(zhì)b與滴定劑與滴定劑t反應(yīng)完全反應(yīng)完全時，消耗的兩反應(yīng)物特時，消耗的兩反應(yīng)物特定基本單元的物質(zhì)的量定基本單元的物質(zhì)的量相等。適用于多反應(yīng)

14、。相等。適用于多反應(yīng)。za和和zb分別為分別為a物質(zhì)和物質(zhì)和b物質(zhì)在物質(zhì)在反應(yīng)中的得失質(zhì)子數(shù)或得失電反應(yīng)中的得失質(zhì)子數(shù)或得失電子數(shù)。子數(shù)。aa1(a)(a)nznz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 mno4-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 1.8.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計算標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計算aaamnmaaancv 標(biāo)定法標(biāo)定法： 稀釋后標(biāo)定稀釋后標(biāo)定(naoh、hcl) n1=n2 c1v1= c2v2直接法：直接法： 用基準(zhǔn)物質(zhì)直接配制用基準(zhǔn)物質(zhì)直接配制(k2cr2o7) 準(zhǔn)確稱量并配成準(zhǔn)確體積。準(zhǔn)確稱量并配成準(zhǔn)確體積。例例 配制配制0.02000 moll-1 k2cr2o7標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)溶液溶液250.0ml,求求m = ?解解 m(k2cr2o7) = nm = cvm = 0.020000.2500294.2 =