浙江大学分析化学 第一章

1、Chapter One The Introduction第一章第一章: : 绪论绪论2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章2Introduction Myself2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章3本课程的教学内容和进度12.20/22定量分析概论误差及数据处理422.27/29误差及分析数据的统计处理酸碱滴定法2233.5/7酸碱滴定法443.12/14络合滴定法453.19/3.21氧化还原滴定法463.26/28重量分析法和沉淀滴定法474.2分光光度法284.9/11常用分离方法及分析试样前处理4104.14考试2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章4

2、Content of the chapter1. The mission, function and short history of analytical chemistry分析化学的任务和作用分析化学的任务和作用2. The classification of analytical methods 分析方法的分类分析方法的分类3. The process of quantitative analysis 定量分析过程定量分析过程4. The introduction of titration analysis 滴定方法简介滴定方法简介5. 5. The calculation of ana

3、lytical results分析结果计算分析结果计算2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章5The mission, function and short history of analytical chemistry 第一节第一节 分析化学的任务和作用分析化学的任务和作用当今的分析化学：当今的分析化学： 是以化学基础理论是以化学基础理论与实验技术为基础、吸收物理、生物、与实验技术为基础、吸收物理、生物、统计、计算机、自动化等多学科的知识统计、计算机、自动化等多学科的知识以充实本身的内容，达到解决科学技术以充实本身的内容，达到解决科学技术所提出的日新月异的各种分析问题的目所提出的日

4、新月异的各种分析问题的目的的。2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章6化学为总管物质在原子、分子层化学为总管物质在原子、分子层次上变化之科学次上变化之科学。唐有祺Chemistry is a science to study the changes of substances in atomic and molecular level. 2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章7分析化学是人们获得物质化学组成、结构和信息的科学。Analytical Chemistry is a branch of science about the chemical composed, st

5、ructure and information of the world.2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章8Tasks：1.物质中有哪些元素和(或)集团(定性分析定性分析)Qualitative Analysis2.每种成分的数量或物质的纯度如何(定量分析定量分析) Quantitative Analysis3.物质中原子间彼此如何连接及在空间如何排列(结构和立体分析结构和立体分析)Structure and Stereo Analysis2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章9Research Objects: 从单质到复杂的混合物及大分子化合物；从单质到复杂的混合

6、物及大分子化合物； 从无机物到有机物，乃至从无机物到有机物，乃至DNA(测序定位测序定位)、多肽、蛋白质等；多肽、蛋白质等； 从低分子量的到高分子量的；从低分子量的到高分子量的； 从气态、液态到固态；从气态、液态到固态； 从取样几吨到几十微克从取样几吨到几十微克2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章10References汪尔康主编，21世纪的分析化学世纪的分析化学，科学出版社，2001年汪尔康主编，分析化学新进展分析化学新进展，科学出版社，2002年湖南大学化学化工学院编，分析化学分析化学，科学出版社，2001年高华寿主编，化学平衡与滴定分析化学平衡与滴定分析，北京：高等教育出版社

7、，1996年R.Kellner等编著，李克安、金钦汉等译，分析化学分析化学北京大学出版社，2001年2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章11ReferencesDavid Harvey Modern Analytical Chemistry, USA The McCraw-Hill Companies, 2000.彭崇慧、冯建章、张锡瑜编著，定量分析化学定量分析化学简明教程简明教程(第二版)，北京：北京大学出版社，1997年周光明主编，分析化学习题精解分析化学习题精解，科学出版社，2001年许宏鼎等编，分析化学习题课讲义分析化学习题课讲义，吉林大学出版社，1988年武汉大学化学系编

8、，定量分析习题精解定量分析习题精解，科学出版社，1999年王令今、王桂花编，分析化学计算基础分析化学计算基础，化学工业出版社，2002年返回2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章12The classification of analytical methods第二节第二节 分析方法的分类分析方法的分类1. 按按目的目的分：分： Component anal. Qualitative 确定物质的元素、原子团、官能团 Quantitative 确定组分的含量 Structural anal.确定分子结构、晶体结构2. 按按对象对象分：分： Inorganic Anal.确定元素的种类、

9、各成分含量、存在形式等 Organic Anal.确定组成元素、官能团种类、基本结构等2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章133. 按按 方方 法法 分：分：Chemical anal.以化学以化学反应为基础的方法反应为基础的方法，属常量分析，准确度高(RE0.10.01-110-2-10-410-5-10-7方法分类样品量(重量) 样品量(体积)常量 major anal. 半微量 semimicro anal. 微量 micro anal. 痕量 trace anal. 0.1 g0.01-0.1 g0.1-10 mg 10 ml 1-10 ml 0.01-1.0 ml10 l

10、返回2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章16 Filiation:创名于R.波意尔，古代东西方兴起的炼丹术和炼金术可视为分析化学的前驱 。 Development：20世纪的几次科技的巨大变革，不但使分析化学由一门技术跃升为一门独立的科学，而且得到迅猛的发展。 Application：医学、考古、环保、刑侦、生物工程、天文、体育、其他。The Filiation and Advantages of Analytical Chemistry第三节第三节 分析化学沿革与展望分析化学沿革与展望2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章17Developing uptrend：不是“

11、化学正在走出出分析化学”，而是“新仪器和基于物理新成果的测量方法正在走进进分析化学”。2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章18Two Basic Characteristics ：(1)Means：分析化学是采用光、电、磁、热、声等物理现象基础上进一步采用数学、计算机学、生物学等新成就对物质作全面的纵深分析的科学；(2)Roles：现代分析化学正发展成为获取形形色色物质尽可能多和尽可能全面的结构和成分信息，进一步认识自然改造自然的科学。 上天入地，无所不能。上天入地，无所不能。2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章191Instrument and Automatizat

12、ion 可获得高灵敏度、高选择性的分析方法和结果。2Coupling techniques 已有 GC-MS HPLC-MS GC-FTIR等，可在短时间内获得最大量的信息; (多机联用可在10至20分钟同时获得石油馏分中的几百个组分的定性定量信息)3Modifying pretreated methods 更简单、更方便。2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章20The relationship between Anal. Chem. and other sciences2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章212022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章22Stud

13、ing Method： 认真思考，及时整理，拓展思路，学会学习C3H3： Clear Head, Clever Hand, Clean Habit2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章23未来的化学家不但要有深厚的专未来的化学家不但要有深厚的专业知识与技能，而且必须有宽业知识与技能，而且必须有宽广的思路以及思维的灵活性与广的思路以及思维的灵活性与适应能力适应能力。 (俄) Kh. M. Yakubov2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章24The Introduction of Titration Analysis第四节：滴定分析概述第四节：滴定分析概述1、Procedu

14、res of analysis 分析过程分析过程1). Sampling： 所取样品必须要有代表性 2). Decomposition： 分为干法和湿法分解；必须分解完全3). Separation and de-interference：对复杂样品的必要过程 4). Determination：根据样品选择合适方法；必须准确可靠 5). Calculation： 必须准确无误6). Report： 根据要求以合适形式报出2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章25重量分析法重量分析法(Gravimetric Methods)操作烦琐，周期长，但设备简单，准确度高滴定分析法滴定分析法(

15、Titrimetric Methods)结果纯物质沉淀溶液取样计算称量烘干或灼烧洗涤过滤沉淀剂溶解 结果至终点定量溶液取样计算标准溶液滴定选指示剂溶解VC2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章262.Clasiffication and Characteristics 方法分类与特点方法分类与特点 Titration analysis将一种已知准确浓度的试剂溶液(即标准溶液)滴加到被测物质的溶液中(或反向滴加)，根据按化学计量完成化学反应所消耗的试剂量来确定被测物质的量。Notice. 用标准溶液来滴定. 有一定的准确性 (精确计量). 有合适的指示剂 (确定化学计量点化学计量点或终

16、点终点) (stoichiometry point end point)2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章27A. The types of titration analysis1. The Acid-Base Titration以酸碱反应为基础的滴定方法 (以所用酸碱强弱分类)2. Complexition Titration以配位反应为基础的滴定方法(以胺羧络合剂为主)3. Precipitated Titration 以沉淀反应为基础的滴定方法(以所用指示剂分类) Mohr法 以K2CrO4为指示剂 Volhard法以铁铵矾为指示剂 Fajans法 以吸附指示剂指示终点20

17、22-2-23分析化学分析化学 第一章第一章284. Oxidation-Reduction(Redox) Titration 以氧化还原反应为基础的滴定方法(以所用滴定剂分类) KMnO4法自身指示剂 K2Cr2O7法二苯胺磺酸钠为指示剂 碘量法分间接碘量法和直接碘量法 溴量法 铈量法 等2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章29B. The requirement of titration reaction1. 反应能按化学反应式定量完成定量完成 (没有副反应、反应完全程度达99.9%以上)2. 反应能迅速完成迅速完成3. 有合适的指示化学计量点(或终点)的方法4. 不能有干扰主

18、反应的杂质存在2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章30C. The methods of titration1.Direct titration适用于满足四个要求的滴定反应(强酸强碱滴定及一般的络合滴定)2. Back titration 适用于反应速度慢或无合适指示剂的反应(如络合滴定测铝)3. Replacement titration适用于不能直接滴定的物质的测定(K2Cr2O7碘量法标定Na2S2O3)4. Indirect titration适用于不与滴定剂直接起反应的物质的测定。(KMnO4法测钙)2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章31Standard s

19、olutions and exprection第五节第五节. . 标准溶液及浓度表示法标准溶液及浓度表示法(1)、Standard Solution已知准确浓度的溶液已知准确浓度的溶液(2)、Primary Standard Substance能直接配能直接配制或标定标准溶液的物质制或标定标准溶液的物质2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章32I、 Standard solutions 1. 浓度的确定浓度的确定confirm of concentration直接法直接法： 准确称取一定量的物质(基准物质基准物质)，溶解后稀释至一定体积，从而求出准确浓度间接法间接法：粗略配制成近似浓

20、度，再用基准物质或用另一种标准溶液来确定其准确浓度2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章33 2. 浓度的选择浓度的选择 Selection of Concentration 按如下标准确定其浓度范围 a. 测定终点的变色敏锐程度 b. 测量标准溶液的相对误差 c. 分析试样的成分和性质 d. 对分析准确度的要求标准溶液的浓度一般在 0.050.2 molL-1之间，以0.1 molL-1 为常用(在络合滴定中为 0.02 molL-1为多见)。2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章343.浓度的表示浓度的表示 Express of Concentration以“物质的量浓

21、度物质的量浓度”来表示，也即过去的“体积摩尔浓度体积摩尔浓度”，单位为“ molL-1”在表示“物质的量浓度”时必须注明其基本基本单元单元，基本单元不同则其摩尔质量不同，浓度也不同：1)2)21()2()(1)21105. 02212 . 01 . 04242)42LmolCCCCLmolCLmolCSOHBBBSOHSOH（即2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章354. 滴定度滴定度(titre) 定义定义毫升标准溶液毫升标准溶液(A)相当于被测物相当于被测物(B)的的重量或百分含量重量或百分含量 分别表示为 TA/B = gml-1 或 %ml-1.2022-2-23分析化学分

22、析化学 第一章第一章361.requirement for primary standard substances1) 纯度高 99.9%2) 性质稳定 在空气中不吸湿、不氧化、不分解3) 组成确定 与化学式相符，结晶水数量也相符4) 有较大的摩尔质量 保证称量时有一定的重量5) 能按反应式定量完成所参与的反应II、 Primary standard substances2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章372、Kinds of Primary Standard Substances酸碱反应类：NaCO3(无水),Na2B4O710H2O, C6H4(COOH)(COOK), H

23、2C2O4络合反应类：CaCO3 ZnO 及各种光谱纯金属沉淀反应类：NaCl KBr氧化还原类：K2Cr2O7 H2C2O42H2O返回2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章38The calculation of analytical results 第五节第五节 分析结果计算分析结果计算1、Stoichiometric relationship between titrant and analyte如此，便可由所消耗的滴定剂的物质的量以求得被测物的物质的量。BTdnntTDtnnd对反应tT + dD = qQ + rR ，需先确定T与D的物质的量的相互关系：化学计量数为t/d

24、，被测物的摩尔数nD与滴定剂摩尔数nT 有如下关系2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章392、Express of analyte1). 化学形式化学形式 视样品不同而不同。2). 含量含量 不同性质的样品有不同的表示方法A)Solid sample %100%克样品重克被测物重Xfgpgnggmgg151296310101010101 含量低时可用其他单位 (g/g、ng/g) 2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章40 B) Liquid sample 质量百分数待测组分在试液中所占的质量百分率体积百分数100毫升试液中待测组分所占的体积(毫升)质量体积百分数100毫

25、升试液中待测组分的质量(克)微量组分 mgL-1 、gL-1、gmL-1、ngmL-1 、pgmL-1 (对应于 ppm ppb ppm ppb ppt ) C) Gas sample随环保工作的重视气体分析的比例加大现多用g/m3 , mg/m3等 返回2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章41二、二、The calculation of standard solution1)Preparing with primary standard substance：准确称取摩尔质量为 MB 的B物质mB克，并定容至VB升，则其浓度为： (单位 molL-1)例题：欲配制浓度为0.01666 mol/L的K2Cr2O7溶液0.250升，需称取基准K2Cr2O7 多少克？BBBMVmCB解：根据公式mB=CBVB MB ，所需的K2Cr2O7的量为： mB = 0.016660.25294.18 = 1.2258(克克) 2022-2-23分析化学分析化学 第一章第一章422) Standardization with standard solution: :以另一浓度为(C)的标准溶液(VT)标定一定量(VD)待测标准溶液时，该待测标准溶液的浓度为(/ )TTDDd C VCmol LtVd/t