分析化学化学分析.pptx
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1、1课程基本信息课程基本信息学时学时 16 3学时学时/周周教材 无机及分析化学(第三版)董元彦 王运 张方钰 主编(第5、6、8、9和11章)教师 陈郑博,刘月英 分析化学教研室办公室:实验楼217办公电话:68903047手机:13466580364成绩出勤10%作业20%期末考试70%22024/9/23 周一25.1分析化学的定义、任务分析化学的定义、任务义 第第5 5章章 化学分析化学分析分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略,以获取相关物质在相对时空内的器和策略,以获取相关物质在相对时空内的组成和性质组成和性质的信息的一门科学。的信息的一
2、门科学。定定 义义任任 务务1.1.鉴定物质的组分鉴定物质的组分(元素、离子、基团元素、离子、基团)和和结构以及测定有关组分的结构以及测定有关组分的含量含量。2.2.研究物质的组分测定研究物质的组分测定方法和原理方法和原理3 3分析化学的作用分析化学的作用-提供信息的工具提供信息的工具有什么?有什么?WhatWhat?有多少?有多少?How muchHow much?如何测?如何测?How to How to?环境监测环境监测食品安全食品安全太空探测太空探测生命科学生命科学准确性和可靠性准确性和可靠性误差误差4分分析析化化学学的的作作用用美国化学家从业比例分析化学,国家自然科学基金委员会520
3、24/9/23 周一55.2分析方法的分类与选择分析方法的分类与选择目的和任务目的和任务定性分析(Qualitative analysis)定量分析(Quantitative analysis)结构分析(Structural analysis)物质的性质物质的性质有机分析(Organic analysis)无机分析(Inorganic analysis)分析原理分析原理化学分析(Chemical analysis)仪器分析(Instrumental analysis)62024/9/23 周一6分分析析化化学学方方法法化化学学分分析析仪仪器器分分析析酸酸 碱碱 滴滴 定定配配 位位 滴滴 定定
4、氧化还原滴定氧化还原滴定沉沉 淀淀 滴滴 定定电化学分析电化学分析光化学分析光化学分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析电导、电位、电解、库仑电导、电位、电解、库仑极谱、伏安极谱、伏安发射、吸收,荧光、光度发射、吸收,荧光、光度气相、液相、离子、超临气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱红外、核磁、质谱72024/9/23 周一5.2.2分析方法的分类与选择按照试样用量分方法试样质量试样体积常量分析(经典定量分析化学)半微量分析(无机定性分析化学)微量分析超微量分析100mg10100mg0.110mg10mL110mL0.
5、011mL1%),微量组分(0.01-1%),痕量组分(0.01%).82024/9/23 周一8A.定量分析B.化学分析C.无机分析D.常量分析试选择:试选择:nC.以无机物质为分析对象nB.以物质的化学反应及计量关系为基础nA.测定物质中有关成分的含量nD.被分析组分在试样中的相对含量1%92024/9/23 周一一、分析化学的三次革命:three revolutions 1.19世纪末20世纪初 从手艺(Art)到科学(Science)定性(有什么?)、定量(有多少?)2.二次世界大战前后 从化学分析(Chemical analysis)到仪器分析(Instrumental analys
6、is)3.20世纪70年代 从分析化学(Analytical chemistry)到分析科学5.3 分析化学的发展简史与发展趋势分析化学的发展简史与发展趋势102024/9/23 周一经验分析化学阶段经验分析化学阶段Empirical analytical chemistry早期化学的前沿和主导 任务:发现新元素、鉴定新元素 发现新化合物、鉴定新化合物 自然界存在的90种元素的发现,主要是分析化学家的功劳。特点(characteristics):缺乏系统的理论指导112024/9/23 周一名人名言:Famous remarks of famous personsn我国的化学先驱者徐寿先生认为
7、:考质求数之学,乃格物之大端,是化学之极致也!SzabadvaryF在HistoryofAnalyticalChemistry一书中称:Analytical chemistry is mother of the modern chemistry.经验分析化学阶段其实是分析化学的第一个春天。122024/9/23 周一分析化学的分析化学的第一次革命第一次革命从经验到科学从主角到配角leadingplayertocostar溶液化学的发展奠定了经典分析化学的理论基础分析化学只出数据,不出产品dataandproduct分析化学家科学服务员scientificserver分析化学家不能做教授cann
8、ottobeaprofessor分析化学家不能做院士cannottobeaacademician可怜的而又幸运的Kolthoff!132024/9/23 周一分析化学的分析化学的第二次革命第二次革命物理学原理应用于化学光、色、电的应用仪器分析法(Instrumentalanalysis)测量物理或物理化学性质为基础分析仪器和测量原理的研究Investigationsofanalyticalinstrumentsandmeasurement是物理学家或物理化学家的事,与分析化学家无关。分析化学家干什么?142024/9/23 周一分析化学的分析化学的第三次革命第三次革命学科交叉使分析化学走向分析
9、科学Fromanalyticalchemistrytoanalyticalscience形态、能态、结构、时空分布的分析测量材料科学、生物医学、环境科学的高速发展对分析化学提出了非常高的要求。分析化学家主导创造仪器和方法Analyticalchemists(analysts)shouldleadthecreationofinstrumentsandanalyticalmethods工欲善其事,必先利其器事-要靠自己做;器-不能靠别人提供。152024/9/23 周一扬眉吐气的分析化学家1.人类基因组计划HumanGenomeProject由基因图谱-DNA测序2.二噁英中毒事件Poisonin
10、geventbydioxininBelgiumSandra-拯救了比利时的分析化学家3.美国的疾病诊断diseasediagnosisinUSA70%靠化验,30%靠经验4.2002年诺贝尔化学奖Nobelwinners三位分析化学家!162024/9/23 周一2002年诺贝尔化学奖得主年诺贝尔化学奖得主(Nobel winners)JJ.B.Fenn:美国耶鲁大学分析化学教授电喷雾电离技术(ESI,ElectrosprayIonisation)JK.Tanaka:日本岛津制作公司研发工程师软激光解吸电离技术(SLD,SoftLaserDesorption)应用于质谱使测定的有机物分子量从1
11、00000 Da(道尔顿),从而可以方便测定生物大分子JK.Wuthrich:瑞士苏黎士联邦高等理工学校教授多核-多唯-核磁共振技术(MN-MD-NMR)利用核磁共振技术获取溶液中生物大分子的三维结构,在蛋白质结构的测定中具有举足轻重的作用.172024/9/23 周一175.4分析化学过程和分析结果的表示分析化学过程和分析结果的表示1.分析化学过程分析化学过程 Process of quantitative analysis结果计算分析结果计算分析Calculation and analysis测定测定Determination试样的分解试样的分解Decomposition 取样取样Samp
12、ling客观性、客观性、代表性和代表性和均匀性均匀性湿法分析湿法分析:水水溶溶;酸酸溶溶;碱溶碱溶;醇溶等醇溶等根根据据性性质质、含含量量、对对分分析析结结果果准准确确度度的的要要求求,选选择择合合适适的的分析方法分析方法根据测量结果计算含根据测量结果计算含量量,给出结果的准确度给出结果的准确度定量分析结果的表示定量分析结果的表示和精密度和精密度18182.分析结果的表示分析结果的表示n待测组分的化学表示形式(1)以实际存在形式表示(2)以氧化物或元素形式表示“计算工业纯碱试样中Na2O含量,即为总碱度。”“我国采用mmolL-1(CaCO3)为单位表示水的硬度。”待测组分含量的表示方法(1)
13、固体试样:质量分数等(2)液体试样:物质的量浓度等(3)气体试样:体积分数等 例:在自来水中总硬度测定中4个同学得到如下结果:哪个学生的结果更可信?400.2mg/L395.8mg/L405.2mg/L400.4410.0mg/L408.1mg/L409.4mg/L409.2389.0mg/L415.0mg/L410.6mg/L404.9401.3mg/L399.5mg/L400.1mg/L400.3()191 准确度和精密度准确度和精密度E=x-xT准确度准确度:测定结果与真值接近的程度,用误差衡量。测定结果与真值接近的程度,用误差衡量。绝对误差绝对误差:测量值与真值间的差值测量值与真值间的
14、差值,用用 E表示表示误差误差相对误差相对误差:绝对误差占真值的百分比绝对误差占真值的百分比,用用Er表示表示Er=E/xT=x-xT/xT100E=x-xT绝对误差绝对误差:测量值与真值间的差值测量值与真值间的差值,用用 E表示表示误差误差相对误差相对误差:绝对误差占真值的百分比绝对误差占真值的百分比,用用Er表示表示Er=E/xT=x-xT/xT1005.5 分析化学中的误差分析化学中的误差可正可负可为可正可负可为020例例真值真值 称得量称得量绝对误绝对误差差相对误相对误差差体重62.5 kg62.6 kg0.1 kg0.16%买白糖1 kg1.1 kg0.1 kg10%抓中药0.2 k
15、g0.3 kg0.1 kg50%用相对误差表示测定结果的准确度更为准确用相对误差表示测定结果的准确度更为准确思考思考:当天平的:当天平的E一定时(一定时(E=0.0002g),称称量的误差小于量的误差小于0.1%,要求:要求:m称称?21d=x-xdi=0精密度:平行测定结果相互靠近的程度,用偏差衡量。还常用重复性和再现性表示。偏差:测量值与平均值的差值,用 d表示21平均偏差:平均偏差:各单个偏差绝对值的平各单个偏差绝对值的平均值相对平均偏差:相对平均偏差:平均偏差与测量平均值的比值平均偏差与测量平均值的比值22标准偏差:标准偏差:Standard deviation,s 相对标准偏差:相对
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