《分析化学》理论教学大纲(供四年制本科生物工程专业使用)

PAGE《分析化学》理论教学大纲(供四年制本科生物工程专业使用)Ⅰ前言《分析化学》是研究物质的化学组成和分析方法的科学。其任务是：鉴定物质的化学组成（或成分），测定各组分的相对含量及确定物质的化学结构。内容分为两部分：第一部分为化学分析，主要介绍滴定分析方法，重量分析法，误差和分析数据的处理等内容；第二部分仪器分析，主要介绍紫外-可见光分析、荧光分析、原子吸收、红外光谱分析、质谱分析、经典色谱分析、气相色谱分析、高效液相色谱分析、平面色谱、核磁共振谱等方法的基本原理、基本知识和常用仪器的基本操作技能。通过化学分析内容的学习，使学生充分掌握分析的目的、任务、基本理论思想；学习“四大化学平衡”理论在分析化学中的具体体现和实际应用；结合无机化学和物理化学学过的理论知识，理解各类分析方法的基本理论、化学反应过程中各种平衡状态、各成分的浓度变化；要牢固树立“量”和“定量”的概念；了解如何控制实验条件，实现定量分析的目的；掌握各类分析测定中的计算方法和技能以及结果的正确表达。通过仪器分析内容的学习，可以学习各种仪器分析的基本原理、分析对象、分析结果、分析过程的注意事项等，为今后在实际工作中有效地选用相应的方法和仪器来解决物质的定性和定量问题。培养和造就适应于现代化条件下的生物技术及医药生产人才打下扎实的基础，逐步培养独立分析与解决相关问题的能力，为学习后续课程打下良好的基础。本大纲适用于四年制本科生物工程专业使用。现将大纲使用中有关问题说明如下：一为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别相对应，并统一标示（核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示）便于学生重点学习。二教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。三总教学参考学时为124学时,其中理论68学时，实验56学时；理论与实验学时之比1.21:1。四教材：《分析化学》，人民卫生出版社，李发美主编，第7版，2011年。II正文绪论一教学目的了解分析化学的主要任务和作用，分类方法和发展，熟悉分析过程和步骤；了解分析化学的学习方法。二教学要求（一）了解分析化学的任务和作用。（二）了解分析化学的分类。（三）熟悉分析方法的分类。（四）了解分析化学发展趋向。（五）掌握分析化学的基本学习方法和要求。三教学内容（一）分析化学的任务和作用。（二）分析化学的分类。（三）化学分析和仪器分析。（四）常量、半微量、微量、超微量分析与常量组分、微量组分、痕量组分分析的区别，分析结果的表达意义。（五）分析化学的基本学习方法和要求。误差和分析数据处理一教学目的掌握误差产生的原因及减免方法，准确度和精密度的表示方法；测量误差对计算结果的影响；熟悉逸出值舍弃原则，了解统计检验的方法。二教学要求（一）了解测量准确度和精密度的概念和表示方法。（二）熟悉分析结果的误差和偏差的概念及表示方法。（三）掌握有限次实验数据的统计处理。（四）掌握有效数字的意义及其运算规则。（五）了解相关分析与回归分析的方法与意义。三教学内容（一）定量分析中误差的分类及其产生的原因，误差的表征（准确度与精密度），误差的减免，检验或校正定量分析的误差常用方法有，对照试验、回收试验及空白试验。（二）有效数字及其运算，有效数字及位数，数字修约规则，有效数字的运算规则。（三）分析数据处理与报告，离群值的舍弃、结果处理与报告。（四）相关与回归分析。第三章滴定分析概论一教学目的掌握滴定分析的特点，滴定分析对反应的要求，标准溶液的配制和标定，基准物质的要求，标准溶液浓度的表示方法和有关计算。二教学要求（一）熟悉滴定分析法对化学反应的要求，掌握常用滴定方式。（二）学会标准溶液的配制方法，掌握基准物质应具备的条件。（三）掌握标准溶液浓度的表示法。（四）熟悉滴定度的表示及应用。（五）掌握滴定分析法的计算。三教学内容（一）滴定分析的特点及分类，滴定分析，滴定反应类型，滴定方式。（二）基准物质，标准溶液的配制，标准溶液的浓度表示。（三）滴定分析法的计算，滴定分析法的计算基础，被测物质百分含量的计算，滴定度的计算和运用。酸碱滴定法一教学目的在理解酸碱质子理论和各种类型滴定曲线的基础上，掌握指示剂的选择原则；学会处理简单酸碱平衡，各种溶液滴定过程中pH值的计算，酸碱滴定条件的判断，滴定误差的计算；熟悉各种类型的酸碱滴定方法。二教学要求（一）了解酸碱溶液中氢离子浓度计算公式的推导过程。（二）熟悉各类酸碱溶液体系的pH计算的简略公式及应用条件。（三）掌握酸碱指示剂的变色原理，变色点和变色范围。（四）掌握酸碱滴定法中各类被测物的滴定曲线特点及指示剂的选择。（五）熟悉一元酸，碱滴定的滴定曲线特点和直接滴定弱酸或弱碱的条件。（六）熟悉溶液中酸碱分布系数与终点误差。（七）掌握酸碱滴定分析法中的常用标准溶液的配制和标定方法。（八）熟悉一些酸碱滴定分析的应用实例。三教学内容（一）酸碱溶液中质子平衡关系及氢离子浓度计算公式的推导。（二）各类酸碱溶液体系的pH计算的简略公式及应用条件。（三）酸碱指示剂的变色原理，指示剂的变色范围，指示剂的理论变色点，影响指示剂变色范围的因素。（四）酸碱滴定曲线，选择指示剂的原则，各类型酸（或碱）可准确滴定的条件。（五）溶液中酸碱分布系数与终点误差。（六）酸碱滴定分析法中的常用标准溶液的配制和标定方法。（七）简介应用实例。第五章配位滴定法一教学目的掌握EDTA滴定的基本原理、副反应系数、条件稳定常数，络合滴定终点误差计算；掌握滴定条件和金属指示剂的选择；熟悉钙、镁、铝等离子的测定方法。二教学要求（一）了解EDTA的性质及其配合物结构特点。（二）熟悉配位反应的稳定常数表达。（三）了解配位反应的副反应和条件稳定常数。（四）掌握配位滴定的基本原理。（五）熟悉化学计量点时pM′的计算方法。（六）熟悉金属指示剂变色原理。（七）掌握配位滴定标准溶液的配制与标定。（八）了解配位滴定的应用。三教学内容（一）概述EDTA的性质及其配合物结构特点。（二）EDTA与金属离子的反应特点及副反应关系。（三）配位滴定的基本原理，滴定曲线，准确滴定的条件，金属离子指示剂。（四）EDTA标准溶液的配制和标定。EDTA滴定方式：直接、回滴、置换及间接滴定；应用于Ca2+，Mg2+，A13+等离子的测定。第六章氧化还原滴定法一教学目的掌握氧化还原滴定法的基本原理，重要的滴定反应，氧化还原反应进行程度的计算及条件电位的概念和影响条件电位的因素和有关计算；掌握碘量法有关原理，溶液配制和标定，指示剂的选择、应用等；掌握各种氧化还原滴定法的定量计算。了解其它氧化还原滴定法的原理、特点和应用等。二教学要求（一）了解氧化还原滴定法的特点、分类；反应速度及其影响因素。（二）掌握氧化还原反应方向及其影响因素；（三）反应进行次序和进行程度的判据；（四）滴定四阶段溶液电位的计算,影响滴定突跃的因素及指示剂的选择；（五）熟悉碘量法、高锰酸钾法的原理、特点及应用。三教学内容（一）氧化还原反应的实质，运用能斯特方程式计算电极电位及条件电位。（二）影响氧化还原反应进行的各种因素，氧化还原反应的条件平衡常数。（三）氧化还原滴定的基本原理。（四）高锰酸钾法。（五）碘量法。（六）其他氧化还原滴定法。第七章沉淀滴定法和重量分析法一教学目的掌握重量分析对沉淀的要求，影响沉淀纯度的因素，沉淀条件、沉淀的称量形式与结果计算。掌握银量法中的铬酸钾指示剂法、铁胺矾指示剂法和吸附指示剂法的基本原理、滴定条件，了解银量法的应用范围。二教学要求（一）了解重量分析法的分析过程和要求。（二）掌握沉淀形态及其形成过程。（三）熟悉影响沉淀纯度的因素。（四）熟悉获得纯净沉淀的条件和方法。（五）熟悉沉淀过滤的操作和对称量形式、沉淀形式的要求。（六）掌握几种干燥法的条件和使用对象。（七）了解银量法的应用范围和主要反应原理。（八）了解滴定曲线的绘制过程及观察指标。（九）掌握银量法中的铬酸钾指示剂法的基本原理、滴定条件。（十）熟悉铁胺矾指示剂法和吸附指示剂法的基本原理、滴定条件。三教学内容（一）概述重量分析法的特点和分类及操作的一般过程。（二）重量分析中的挥发法和萃取法。（三）重量分析法中沉淀法。对沉淀形成的要求：沉淀形式和称量形式。（四）影响沉淀溶解度的因素：同离子效应、盐效应、酸效应和配位效应。沉淀的形成和沉淀的类型。影响沉淀纯度的因素：共沉淀和后沉淀。沉淀条件的选择。（五）重量分析结果计算。（六）沉淀滴定法的基本原理。（七）铬酸盐指示终点法。（八）铁铵钒指示剂法。（九）吸附指示剂法。（十）银量法的基准物质与标准溶液。第八章电位法和永停滴定法一教学目的通过本章的学习掌握指示电极和参比电极的分类和原理，pH玻璃电极的结构、测定原理和方法。熟悉电位滴定法的原理和永停滴定法。二教学要求（一）掌握电位法的基本原理；直接电位法；电位滴定法。（二）熟悉永停滴定法。（三）了解电化学分析概述。三教学内容（一）电化学分析法概述。（二）电位分析法的基本原理：相界电位与电极电位、化学电池、指示电极、参比电极、液接电位、可逆电极与可逆电池、盐桥及其作用。（三）直接电位法：玻璃电极的有关原理，pH测量原理与方法，注意事项，离子选择性电极的类型及特点、测定方法。（四）电位滴定法：确定电位滴定终点的方法，特点。（五）永停滴定法：测定原理、测定曲线类型、应用与示例。第九章光谱分析法概论一教学目的通过本章的学习掌握光学分析法的分类；波数、波长、频率与光子能量的关系；熟悉电磁波谱的分区；了解光谱分析法的发展概况。二教学要求（一）掌握电磁辐射的基本特征，电磁辐射与电磁波谱。（二）掌握光谱分析法的仪器结构。（三）掌握光学分析法的基本特征。（四）熟悉光学分析法的分类。（五）了解光谱分析的发展趋势。三教学内容（一）电磁辐射及其与物质的相互作用：电磁辐射的概念与特征，波长、波数、频率和能量之间的关系及其计算，电磁波谱的分区，电磁辐射与物质作用的常用术语。（二）光学分析法的分类：非光谱法和光谱法；原子光谱法和分子光谱法；吸收光谱法和发射光谱法。（三）光谱分析仪器的主要部件；分光光度计中常用的光源、分光系统和检测器。（四）光谱分析发展概况。第十章紫外-可见分光光度法一教学目的通过本章教学，使学生理解紫外-可见吸收光谱的产生，掌握紫外-可见吸收光谱法的定性分析和定量分析方法及其应用。二教学要求（一）熟悉紫外、可见光谱的范围和产生的基本原理。（二）了解电磁辐射的基本特征，电磁辐射与电磁光谱。（三）掌握紫外-可见分光光度法的基本原理。（四）了解紫外-可见分光光度计的主要组成部件及个各部件的要求。（五）掌握紫外-可见分光光度法定性、定量分析方法。（六）了解紫外光谱与分子结构的关系。三教学内容（一）紫外-可见吸收光谱法概述。物质对光的选择性吸收，有机化合物的紫外-可见吸收光谱，无机化合物的紫外-可见吸收光谱，影响紫外-可见吸收光谱的因素，。（二）电磁辐射与电磁光谱，光谱分析法。（三）紫外可见吸收光谱的原理，透射比和吸光度，朗伯-比尔定律，吸收系数，偏离朗伯-比尔定律的因素。（四）紫外-可见分光光度计主要部件的性能与应用，紫外-可见分光光度计的类型，分光光度计的校正与检验。（五）显色反应及显色条件的选择。（六）分析条件的选择仪器测量条件的选择，参比溶液的选择。（七）定性、定量测定方法，单组分定量方法，多组分定量方法，双波长法，示差分光光度法，导数光谱法。（八）紫外吸收光谱与有机物分子结构的关系。第十一章荧光分析法一教学目的通过本章教学，使学生理解荧光分析法原理，分子荧光分光光度计，定量方法及干扰，分子荧光分光光度法的应用。二教学要求（一）掌握荧光分析法的基本原理。（二）掌握荧光分析的定量方法。（三）了解荧光仪器的基本部件、类型和应用。（四）掌握分子荧光光谱产生的基本原理。（五）掌握分子荧光的类型及产生机理。（六）掌握荧光强度的计算，了解影响荧光强度的因素。（七）了解荧光分析仪器的基本构造。三教学内容（一）分子荧光分析理论，分子荧光发生的机理，激发光谱和荧光光谱，物质的分子结构和荧光的关系，环境对荧光的影响，荧光强度与溶液浓度的关系。（二）定量分析方法，测量条件的选择。（三）荧光分光光度计和荧光分析新技术，荧光分析仪的类型和组成，荧光计的校正。化学发光分析，生物发光分析。（四）分子荧光分析法在医学检验中的应用第十二章红外吸收光谱法一教学目的通过本章教学，使学生理解红外光谱产生的条件、红外光谱与分子结构的关系以及环境因素的影响；掌握重要官能团及典型有机化合物的特征吸收频率、红外光谱定性分析、定量分析方法。二教学要求（一）掌握分子红外光谱产生的原理。（二）掌握红外分光光度法的基本原理。（三）熟悉一些有机化合物的典型红外光谱。（四）掌握简单光谱解析方法。（五）了解红外分光光度计。三教学内容（一）红外吸收光谱法的基本原理，红外吸收光谱及其特征性，主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型。（二）有机化合物的典型光谱，常见基团的特征吸收频率，利用IR谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物的结构。（三）红外光谱仪，色散型IR仪的组成、FTIR仪的特点，红外吸收光谱的实验技术。第十三章原子吸收分光光度法一教学目的掌握原子吸收光谱分析法的基本原理，了解原子吸收光谱仪的构造，重点掌握原子吸收光谱定量分析方法。二教学要求（一）掌握原子吸收分光光度法的基本原理。（二）掌握原子光谱法基本原理（原子光谱的产生、原子光谱特性与原子结构）。（三）了解原子吸收光谱仪（光源、分光器、检测器）。（四）熟悉干扰及其背景消除方法（非光谱干扰、光谱干扰）。（五）掌握分析方法（定性分析、定量分析；内标法、外标法）。三教学内容(一)原子吸收分光光度法的基本原理（原子的量子能级和能级图、原子在各能级的分布、原子吸收线的形状、原子吸收值与原子浓度的关系）。（二）原子吸收分光光度计的主要部件，原子吸收分光光度计的类型。（三）实验方法样品处理、测定条件的选择、干扰及其抑制、灵敏度和检测限，定量分析法方。第十四章核磁共振波谱法一教学目的掌握核磁共振波谱法的基本原理，一级光谱的特点和简单光谱的解析方法。二教学要求（一）掌握核磁共振波谱法的基本原理。（二）了解核磁共振仪的分类。（三）掌握化学位移的表示方法、影响因素、化学位移的计算。（四）理解自旋偶合与自旋系统。（五）掌握简单核磁共振氢谱的解析方法。三教学内容（一）核磁共振波谱法的基本原理：原子核自旋、核磁矩、原子核的共振、进动、能级分裂、弛豫历程。（二）核磁共振仪的分类，溶剂核试样测定。（三）化学位移：局部抗磁屏蔽效应、化学位移的定义、化学位移的影响因素、化学位移的计算。（四）偶合常数：自旋偶合与自旋分裂、偶合常数、自旋系统、命名原则、一级图谱、二级图谱简介。（五）核磁共振氢谱的解析方法与示例。第十六章色谱分析法概论一教学目的理解色谱分析法的分类、理论基础、色谱分离过程和色谱图及分离度的概念。二教学要求（一）掌握色谱法的分类和基本原理。（二）了解色谱流出曲线及有关术语。（三）了解色谱法与其它分析方法的不同原理。（四）掌握分离度与柱效、选择因子、容量因子、分析时间之间的关系。（五）了解色谱法的基本理论。三教学内容(一)色谱法的分类和发展:按两相所处的状态分类，按固定相的几何形状分类，按分离原理分类。(二)色谱分离过程和基本原理：色谱分离过程，色谱图，分配系数和容量因子。色谱术语（保留值、峰宽、容量因子、分离因子和分离度等）。(三)色谱法的理论基础：塔板理论，速率理论。影响谱带扩张的因素和速率理论方程的特点及意义，分离度以及影响分离度的三个因素，色谱定性和定量的方法，保留指数和校正因子。第十七章气相色谱法一教学目的通过本章教学，使学生数学气相色谱法的分类、特点及一般流程，掌握气相色谱法的基本原理，色谱流出曲线和有关术语，了解一般分离理论，理解分离度的含义。了解气相色谱仪的构造及色谱操作条件的选择，重点掌握气相色谱定性定量分析方法。二教学要求（一）掌握气相色谱法的分类和基本原理。（二）了解气相色谱流程及气相色谱仪的结构。（三）掌握气相色谱的基本理论。（四）熟悉塔板理论。（五）了解检测器性能指标的描述方法。（六）掌握定性、定量分析方法。三教学内容

（一）气相色谱法的分类和一般流程。（二）气相色谱法的基本理论，色谱图，分配系数和容量因子。色谱术语（保留值、峰宽、容量因子和分配系数比等）。塔板理论。（三）色谱柱，气-液色谱填充柱，气-固色谱填充柱，毛细管色谱柱。（四）检测器的分类，热导检测器的原理。（五）分离度，气相色谱分离条件的选择，载气及其流速的选择，柱温的选择，色谱柱的长度和柱形的选择，载体粒度的选择，其它条件的选择。（六）柱色谱法的定性分析方法，利用色谱保留参数定性，与其它测定技术联用定性，与化学方法结合定性。柱色谱法的定量分析方法，峰面积的测量，定量校正因子，常用定量方法有归一法、外标法、内标法。第十八章高效液相色谱法一教学目的通过本章教学，使学生掌握高效液相色谱法的基本原理，了解液相色谱仪的构造，液相色谱法的分类。重点掌握液相色谱分析方法的选择。二教学要求（一）掌握高效液相色谱法的分类和特点。（二）了解高效液相色谱法的速率理论。（三）掌握高效液相色谱法的主要类型及固定相、流动相的选择。熟悉正相、反相色谱的区别。（四）熟悉高效液相色谱仪的结构、各不件的功能及检测器性能。（五）了解高效液相色谱法的应用。三教学内容（一）高效液相色谱法的特点和分类，应用范围，使用价值。（二）高效液相色谱法的速率理论，峰型的观察。（三）固定相的类型和选择。（四）流动相的类型和选择，正相、反相色谱的区别。（五）高效液相色谱仪的结构，高压泵，梯度洗脱装置，进样器，色谱柱，检测器。（六）分离方法的选择，药物分析的应用示例。 第十九章平面色谱法一教学目的掌平板握色谱法的基本原理及操作要点。二教学要求掌握平板色谱法的基本原理及操作要点。三教学内容（一）薄层色谱的基本原理、操作与定性定量应用，薄层扫描法简介。（二）纸色谱法的基本原理和实验方法、应用与实例。Ⅲ教学组织与方法一实施机构：由生物工程系化学教研室执行。

二组织内容：教案讲义审核、集体教学备课、教学方法研究、教学手段应用。三教学方法：1采用启发式、互动式、讨论等课堂教学方式，辅助现代教育技术和传统教学手段。核心内容和重点