无机及分析化学——绪论

1、材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry绪绪 论论材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry1、什么是化学？、什么是化学？p自然界的一切物质，大至天体，星球，小至生物、自然界的一切物质，大至天体，星球，小至生物、原子，无论有生命还是无生命的，都是由各种化原子，无论有生命还是无生命的，都是由各种化学元素组成的。学元素组成的。p不同的物质具有不同的组成和结构，因而

2、具有不不同的物质具有不同的组成和结构，因而具有不同的性质。同的性质。p化学是一门在原子分子上研究物质的组成、结构、化学是一门在原子分子上研究物质的组成、结构、性能、应用以及物质相互之间分子转变规律的科性能、应用以及物质相互之间分子转变规律的科学。学。化学化学中心的、实用性和创造性的科学中心的、实用性和创造性的科学材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry(1) 化学处于现代自然科学的中心位置化学处于现代自然科学的中心位置生物学生物学生物化学生物化学化学工程化学工程天文学天文学化

3、学物理化学物理物理学物理学地球化学地球化学地质学地质学药学药学生物物生物物理学理学核化学核化学天体物天体物理学理学宇宙化学宇宙化学古生物学古生物学化学化学材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry(2) 化学是实用性的科学化学是实用性的科学p人本身就是一个由复杂化学物质组成并不断起着人本身就是一个由复杂化学物质组成并不断起着复杂化学变化的高级有机体。复杂化学变化的高级有机体。p人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息息相关。化学

4、息息相关。p化学在改善生存环境、提高生活质量方面起着重化学在改善生存环境、提高生活质量方面起着重要作用。要作用。p没有化学，就没有人类的文明。没有化学，就没有人类的文明。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry早期化学的发展早期化学的发展仰韶文化时期，我国已有手制和模制的陶器。仰韶文化时期，我国已有手制和模制的陶器。新石器时代晚期，我国已经进入铜、石并用的时代。新石器时代晚期，我国已经进入铜、石并用的时代。公元前公元前25002500年，埃及人用砂和苏打打造玻璃。年，埃及人用

5、砂和苏打打造玻璃。春秋战国时期，我国冶炼铸铁的技术已相当发展。春秋战国时期，我国冶炼铸铁的技术已相当发展。 青铜人头像 陶 瓷材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry 衣衣：色泽鲜艳的衣料经过化学处理； 丰富多彩的合成纤维更是化学的一大贡献； 洗涤液、干洗液等。涤纶短纤维尼龙66树脂材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry 食食：装满粮袋子、：装满粮袋子、丰

6、富菜篮子关键之丰富菜篮子关键之一是发展化学和农一是发展化学和农药生产；药生产； 加工制造色味俱加工制造色味俱佳的食品离不开食佳的食品离不开食品添加剂、甜味剂、品添加剂、甜味剂、防腐剂、香料、色防腐剂、香料、色素等。素等。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry 住：建筑材料（水泥、：建筑材料（水泥、石灰、油漆、玻璃和石灰、油漆、玻璃和塑料）是化工产品。塑料）是化工产品。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorgani

7、c and Analytical Chemistry 行：用以代步的现代交通工具需石油化工产品。：用以代步的现代交通工具需石油化工产品。 （汽油、柴油、防冻剂、润滑剂等）（汽油、柴油、防冻剂、润滑剂等）美国航天飞机东方红I号人造卫星加压气化法城市煤气生产材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry(3) 化学是富有创造性的科学化学是富有创造性的科学能源能源信息信息材料材料环境环境 医药医药有待解决有待解决的问题的问题2020世纪最伟大的世纪最伟大的十个科技发明十个科技发明阿斯匹林

8、阿斯匹林飞机飞机原子弹原子弹合成氨合成氨电视电视人造卫星人造卫星电脑电脑移动电话移动电话因特网因特网克隆羊克隆羊材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry2、化学的分类：经典四大化学分支、化学的分类：经典四大化学分支无机化学有机化学分析化学物理化学研究所有元素及化合物（除碳氢化合物及其衍生物）研究碳、氢化合物及其衍生物研究物质的分离和表征用物理方法研究化学，以寻求化学现象和物理现象之间本质联系的普遍规律此外，还有高分子化学、环境化学、核化学、放射化学等。材料科学与化学工程学院材

9、料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical ChemistryCareerB: 2008 2008年度美国本科毕业生薪酬年度美国本科毕业生薪酬专业专业薪酬薪酬( (美元美元/ /年年) )化学工程化学工程6375063750计算机信息计算机信息5690056900电子电子5650056500机械机械5645056450经济经济5290052900化学化学5215052150金融会计金融会计4880048800文史文史/ /新闻新闻/ /广告广告/ /出版出版3500035000材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院

10、 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry2011年美国大学收入最高的15个专业毕业起薪（平均年薪中位数）第15 名 机械工程技术：63000 美元第14名 金融管理：63000美元第13 名 经济学：63300美元第12 名 电子工程技术：65000美元第11 名 土木工程：72000美元第10 名 物理及天文：72200 美元第9名 工业工程：73000 美元第8名 计算机科学：73000 美元第7 名 宇航工程： 74000美元第6 名 机械工程：75000美元第5 名 电子工程：75000美元第4 名 化学工程：

11、80000美元第3 名 药学：84000美元第2 名 计算机系统工程： 85000美元第1 名 医生助理 (尚未获得医学博士的本科生)：100000美元材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry2010年中国就业率最高的十大专业年中国就业率最高的十大专业 能源动力类化学类机械类化工与制药类土建类电气信息类工程力学类材料科学类管理科学与工程类工商管理类 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Anal

12、ytical Chemistry就业愿景就业愿景 教育、材料、军工、汽车、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。石油化工、环保、商品检验、卫生防疫、海关、医药、精细化工厂等生产、技术、行政部门和厂矿企业。应用研究、科技开发、生产技术和管理工作。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry化学和化学工作者化学和化学工作者前途前途潜途潜途钱途钱途材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页Dolton （道尔顿）分压定律 定温时，混合理

13、想气体中某组分气体占有与混合气体相同体积时所表现的压力称为该组分气体的分压。 B(B)(C)(B)(A)总ppppp)总(B)(B)(B)pxRT/Vnp材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页解解n(O2)=0.25moln(N2)=0.50molp(总总)=n(总总)RT/V=0.75 8.31 300/3.0=623.3kPap(O2)= p(总总) x(O2)=623.3 1/3=207.8kPap(N2)= p(总总) -p(O2)=415.5kPa例 在3 .0L的容器内盛有8g O2和14g N2 , 求300K时混合气体的总压及O2 、N2的分压。

14、材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则有效数字有效数字(significant figure)1)定义：指实际能测到的数字。定义：指实际能测到的数字。2)构成构成:全部准确数字全部准确数字+最后最后一位一位估计的可疑数字估计的可疑数字 如滴定管读数如滴定管读数23.45mL，23.4是准确的，而第四位是准确的，而第四位5可能是可能是4也可能是也可能是6，虽然是可疑的，但又是有效的。，虽然是可疑的，但又是有效的。材料科学与化学工程学院材料科学与

15、化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry 数字前数字前0不计不计,数字后计入数字后计入 : 0.02450有效数字未明确指出时（这种做法是不妥的）只好有效数字未明确指出时（这种做法是不妥的）只好 认为其是正确的认为其是正确的, 最好最好用指数形式用指数形式表示表示 : 1000 ( 1.0103 ，1.00103 ,1.000 103 ) 自然数、常数、倍数、分数等非测量数字自然数、常数、倍数、分数等非测量数字，为无误差数字，为无误差数字，可看成具有无限多位数；可看成具有无限多位数；3) 有效数字位数的确定有效数字

16、位数的确定 pH、pKa、pKb、pM、lgK等对数值的意义等对数值的意义。例如：。例如： pH=4.30表示表示H+=5.0*10-5（mol/L），两位有效数字），两位有效数字有效数字的位数反映了测量的相对误差，有效数字的位数反映了测量的相对误差，不能随意舍去或不能随意舍去或保留最后一位数字。保留最后一位数字。10 g10 g和和10.0 g10.0 g的区别的区别材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry分析天平分析天平(称至称至0.1mg):12.8218g(6) , 0.23

17、38g(4) , 0.0500g(3) 千分之一天平千分之一天平(称至称至0.001g): 0.234g(3) 1%天平天平(称至称至0.01g): 4.03g(3), 0.23g(2) 台秤台秤(称至称至0.1g): 4.0g(2), 0.2g(1) 滴定管滴定管(量至量至0.01mL):26.32mL(4), 3.97mL(3) 容量瓶容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 移液管移液管:25.00mL(4); 量筒量筒(量至量至1mL或或0.1mL):25mL(2), 4.0mL(2)材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-5-21I

18、norganic & Analytical Chemistry有效数字的修约有效数字的修约1)修约修约(rounding)规则规则四舍六入五留双四舍六入五留双当尾数当尾数4时舍弃；当尾数时舍弃；当尾数6时进位；当尾数时进位；当尾数=5时，其时，其前一位为偶数舍去，其前一位为奇数则入。前一位为偶数舍去，其前一位为奇数则入。2)在修约有效数字时，只能一次修约到所需位数。在修约有效数字时，只能一次修约到所需位数。如将如将0.1749修约成修约成2位有效数字，应为位有效数字，应为0.17。3)与与“四舍五入四舍五入”比较该规则的优点：比较该规则的优点：避免数据偏避免数据偏向一边的缺点，避免引入系统的舍

19、入误差。向一边的缺点，避免引入系统的舍入误差。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry如，将下列数字修约成如，将下列数字修约成4位有效数字：位有效数字：0.5266610.245210.235010.24500.5267 10.2510.2410.24严格的讲：只要数字5之后有不为零的数字均应该进位！教材上为10.24材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry有效数字的运算有

20、效数字的运算1)加减法加减法 保留有效数字的位数，以绝对误差最大即保留有效数字的位数，以绝对误差最大即以小数点后位数以小数点后位数最少的那个数为标准。最少的那个数为标准。例：例：0.0121+1.0356+25.64 =0.01+1.04+25.64 =26.692)2)乘除法乘除法 保留有效数字的位数，以相对误差最大即保留有效数字的位数，以相对误差最大即以有效数字位数最以有效数字位数最少的那个数为标准。少的那个数为标准。例：例：0.01211.035625.64 =0.01211.0425.6 =0.322一般一般“先修约，后运算先修约，后运算”材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院 上一页上一页下一页下一页2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry保留有效数字位数时，如果位数最少的数字首位数是8或9，则应多算一位。 9.45104, 95.2%, 8.65。计算过程中，有时可以暂时多保留一位，最后结果再进行取舍。3）计算过程的其它要求计算过程的其它要求0.012125.641.05782=0.32818230808=0.3280.012125.61.06=0.3283456=0.328上述计算规则均为理论讨论，在早期可以简化运算。现在电子计算器非常普及，其显示的数字位数很多，在实际工作时可以直接计算后，将结果进行恰当修约