第1章分析化学概论

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1、分析化学分析化学课件课件赣南师范学院化学与生命科学学院赖晓绮 Email： 教学安排教学安排章节章节内容内容课时课时第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章总计分析化学概论分析化学概论分析试样的采集与制备分析试样的采集与制备分析化学中的误差与数据处理分析化学中的误差与数据处理酸碱滴定法酸碱滴定法络合滴定法络合滴定法氧化还原滴定法氧化还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离富集方法分离富集方法复杂物质分析复杂物质分析21588718611 教学目的教学目的 通过绪论教学，使学生初步了解分析化学的任务和作用，了解分析方法的分类和发展概

2、况，并使学生对分析化学感兴趣。初步了解分析化学中的误差、有效数字等基本概念，掌握有效数字的定位和运算规则。教学重点与难点教学重点与难点 有效数字的定位和运算规则，基准物质和标准溶液，滴定分析法计算。第第1章章 分析化学概论分析化学概论1.1 分析化学的定义、任务和作用分析化学的定义、任务和作用 分析化学是发展和应用各种方法、仪器和策分析化学是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质略，以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的信息科学。的信息科学。分析化学的任务是确定物质的化学组成，测量分析化学的任务是确定物质的化学组成，测量各组成的含量以及表征物质的化学结构。

3、它们分别各组成的含量以及表征物质的化学结构。它们分别隶属于定性分析、定量分析和结构分析研究的范畴。隶属于定性分析、定量分析和结构分析研究的范畴。原子量的准确测定、工农业生产的发展、生态环境原子量的准确测定、工农业生产的发展、生态环境的保护、生命过程的控制等都离不开分析化学。的保护、生命过程的控制等都离不开分析化学。分析化学已成为分析化学已成为21世纪生命科学和纳米科世纪生命科学和纳米科技发展的关键。技发展的关键。基因组计划、蛋白组计划等的实现基因组计划、蛋白组计划等的实现 纳米技术的发展和应用纳米技术的发展和应用 人类在分子水平上认识世界人类在分子水平上认识世界 生态环境保护检测和发现污染源生

4、态环境保护检测和发现污染源 早期诊断疾病保证人类健康早期诊断疾病保证人类健康 兴奋剂的检测兴奋剂的检测 原子量的准确测定原子量的准确测定 生命过程的控制生命过程的控制 工农业生产的发展工农业生产的发展分析化学分析化学化学学科的化学学科的所有分支所有分支物理、天体物理、物理、天体物理、天文和生物物理天文和生物物理工程学、民事、化学工程学、民事、化学、电以及机械、电以及机械医学、临床化学医学、临床化学药物化学、药学药物化学、药学毒物学毒物学生物学、植物学、生物学、植物学、遗传学、微生物学、遗传学、微生物学、分子生物学和动物学分子生物学和动物学地质学、地球物理学、地质学、地球物理学、地球化学和古生物

5、学地球化学和古生物学环境科学、环境科学、生态学和海洋科学生态学和海洋科学农业、动物科学农业、动物科学农作物科学、食品科学、农作物科学、食品科学、园艺学和土壤科学园艺学和土壤科学材料科学、材料科学、冶金学冶金学和高分子科学等学科和高分子科学等学科社会科学、考古学社会科学、考古学人类学和法医学人类学和法医学 根据分析任务、分析对象、测定原理、根据分析任务、分析对象、测定原理、操作方法和具体要求的不同，分析方法可分操作方法和具体要求的不同，分析方法可分为许多种类。为许多种类。1 定性分析、定量分析和结构分析定性分析、定量分析和结构分析 2 无机分析和有机分析无机分析和有机分析 3 化学分析和仪器分析

6、化学分析和仪器分析 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:鉴定物质由鉴定物质由哪些元素、原子团或化合物所组成；哪些元素、原子团或化合物所组成；2.定量分析定量分析-Quantitative analysis:测定物质测定物质中有关的成分的含量。中有关的成分的含量。3.结构分析结构分析-Structure analysis:研究物质的研究物质的分子结构、晶体结构或综合形态。分子结构、晶体结构或综合形态。1.化学分析法化学分析法-Chemical analysis：以

7、物质的化：以物质的化学反应及其计量关系为基础的分析方法。经典学反应及其计量关系为基础的分析方法。经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.仪器分析法仪器分析法-Instrumental analysis：以物质：以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法称为的物理和物理化学性质为基础的分析方法称为物理和物理化学分析法。这类方法需要特殊的物理和物理化学分析法。这类方法需要特殊的仪器。有光学分析法；电化学分析法仪器。有光学分析法；电化学分析法；热分析；热分析法；色谱法等。法；色谱法等。1.无机分析无机分析-Inorganic analy

8、sis，组成无，组成无机物的元素种类较多，要求鉴定物质的机物的元素种类较多，要求鉴定物质的组成和测定各成分的含量。组成和测定各成分的含量。2.有机分析有机分析-Organic analysis，组成有，组成有机物的元素种类不多，但结构相当复杂，机物的元素种类不多，但结构相当复杂，分析的重点是官能团分析和结构分析。分析的重点是官能团分析和结构分析。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 试样质量试样质量/mg 试液试液/mL 常量常量(Macro)分析分析 100 10 半微量半微量(semimicro)10100 110 微

9、量微量(micro)0.110 0.011 超微量超微量(ultramicro)0.1 99.9%;3.性质稳定，不易与空气中氧，二氧化碳反应，也性质稳定，不易与空气中氧，二氧化碳反应，也不吸收空气中水分不吸收空气中水分(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等等）。）。.试剂参加滴定反应时，应按反应式定量进行，没试剂参加滴定反应时，应按反应式定量进行，没有副反应。有副反应。常用的基准物质常用的基准物质:1、纯金属如：Zn2、纯化合物如：K2Cr2O7,Na2C2O4,CaCO31.7.2 标准溶液的配制标准溶液的配制 具有准确浓度的溶液。具有准确浓度的溶液。配制标准溶液的方法有：配制标准溶

10、液的方法有：1.直接配制直接配制：准确称取一定量的基准物质，溶解后配成一定体积的溶液，然后根据物质质量和溶液体积计算出该标准溶液的准确浓度。如：如：K2Cr2O7、KBrO32.标定法配制标定法配制：有很多物质不能直接用来配制标准溶液，但可将其先配制成一种近似于所需浓度的溶液，然后用基准物质来标定它的准确浓度。如：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3-实验室常用试剂分类：实验室常用试剂分类：级别级别 1级级 2级级 3级级 生化试剂生化试剂中文名中文名 优级纯优级纯 分析纯分析纯 化学纯化学纯英文标志英文标志 GR AR CP BR标签颜色标签颜色 绿绿 红红 蓝蓝 咖啡色咖啡色常用滴

11、定分析仪器常用滴定分析仪器容量瓶容量瓶吸量管吸量管锥形瓶锥形瓶移液管移液管 酸式滴定管酸式滴定管烧杯烧杯量筒量筒容容 量量 仪仪 器器1.8 滴定分析中的计算滴定分析中的计算国际单位制（国际单位制（SI）的基本单位（）的基本单位（7个）：个）：长度长度(l)米米(m)质量质量(m)千克（千克（kg）时间时间(t)秒秒(s)电流强度电流强度(i)安培安培(A)热力学温度单位热力学温度单位(T)开尔文开尔文(K)物质的量物质的量(n)摩尔摩尔(mol)光强度单位光强度单位(I)坎德拉坎德拉(cd)物理量符号为斜体物理量符号为斜体,单位符号为正体单位符号为正体分析化学中常用的量和单位分析化学中常用的

12、量和单位物质的量物质的量:n(mol、mmol)摩尔质量摩尔质量:M(gmol-1)物质的量浓度物质的量浓度:c(molL-1)质量质量:m(g、mg)体积体积:V(L、mL)质量分数质量分数:w(%)质量浓度质量浓度:(gmL-1、mgmL-1)相对分子量相对分子量:Mr 相对原子量相对原子量:Ar必须指明必须指明基本单元基本单元1.8.1 标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法1.通常用物质的量浓度表示。cB=nB/V2.在生产单位的例行分析中，为简化计算常用滴定度表示标准溶液的浓度。滴定度每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量。1.8.2 滴定剂与被滴定物质之间的计量关系 在直接滴定

13、法中，设滴定剂T(标准溶液)与被滴物质B有下列化学反应：tT+bB=cC+dD nT:nB=t:b b/t或t/b称为反应计量数比等物质的量规则等物质的量规则AB11(A)(B)nnZZ AA11(A)(A)MMZZAA1(A)(A)cZcZ等物质的量反应规则等物质的量反应规则：在滴定反应中，待测物在滴定反应中，待测物质质B与滴定剂与滴定剂T反应完全反应完全时，消耗的两反应物特时，消耗的两反应物特定基本单元的物质的量定基本单元的物质的量相等。适用于多反应。相等。适用于多反应。ZA和和ZB分别为分别为A物质和物质和B物质在物质在反应中的得失质子数或得失电反应中的得失质子数或得失电子数。子数。AA

14、1(A)(A)nZnZ例如：例如：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2OH2SO4 的基本单元的基本单元:NaOH 的基本单元的基本单元:NaOH等物质的量规则等物质的量规则:241H SO2241(H SO)(NaOH)2nn MnO4-的基本单元的基本单元:Fe2+的基本单元的基本单元:Fe2+等物质的量规则等物质的量规则:MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O241(MnO)(Fe)5nn 41MnO5 1.8.3 标准溶液浓度的计算标准溶液浓度的计算AAAmnMAAAncV 标定法标定法：稀释后标定稀释后标定(NaOH、HCl)n1=n2 c1V1=c2V2直

15、接法：直接法：用基准物质直接配制用基准物质直接配制(K2Cr2O7)准确称量并配成准确体积。准确称量并配成准确体积。例例 配制配制0.02000 molL-1 K2Cr2O7标标 准准溶液溶液250.0mL,求求m=?解解 m(K2Cr2O7)=nM=cVM =0.020000.2500294.2=1.471(g)例例 以以K2Cr2O7为基准物质为基准物质,采用析出采用析出I2的方法标的方法标定定0.020molL-1Na2S2O3溶液的浓度溶液的浓度,需称多少克需称多少克K2Cr2O7?n(K2Cr2O7)=n(Na2S2O3)16解解:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62-1.8.4 待测组分含量的计算 W B=mB/mS =b/t cT VT MB/ms