环境分析化学-00-绪论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,绪论(Introduction),1.1,分析化学的任务和作用,1.2,分析化学的分类,1.3,分析化学提供的信息,1.4,定量分析工作的一般步骤,1.5,分析化学进展,1,1.1 分析化学的任务和作用,1.1.1,分析化学任务,化学中的信息科学,分析化学是研究获得物质化学组成，结构信息，分析方法及相关理论的科学，它所要解决的问题是确定物质中含有哪些组分，这些组分在物质中是如何存在的，以及各个组分的相对含量是多少，以及如何表征物质的化学结构,2,1.1.2 分析化学的作用,在化学学科发展中的作用：,分子科学、边缘科学、新兴学科,在化学研究工作中的作用：,鉴定新物质的结构、性能与形态,在现代化学工业中的作用：,生产过程控制、现代化生产管理,在环境保护中的作用：,连续监测大气、水质,3,1.2.1 按分析对象分类,1.无机分析,(inorganic analysis),2.有机分析,(organic analysis),1.2.2 按分析方法分类,化学分析,仪器分析,6,1,化学分析,法,(Chemical analysis),以化学反应为为基础的分析方法，称为化学分析法，,包括,滴定分析法,和,重量分析法,.,7,滴定分析法：,是将已知浓度的标准溶液，滴加到待测物质溶液中，使两者定量完成反应，根据用去的标准溶液的准确体积和浓度即可计算出待测组分的含量。,化学分析法常用于常量组分的测定，即待测组分的含量一般在,1%,以上。,滴定分析法按照所利用的化学反应类型不同，可分为下列四种,:,8,酸碱滴定法,是以质子传递反应为基础的一种滴定分析法。,沉淀滴定法,是以沉淀反应为基础的一种滴定分析法。,络合滴定法,是以络合反应为基础的一种滴定分析法。,氧化还原滴定法,是以氧化还原反应为基础的一种滴定分析法,滴定分析法分类：,9,重量分析法(Gravimetry)：,是通过化学反应及一系列操作步骤使试样中的待测组分转化为另一种化学组成恒定的化合物，再称量该化合物的质量，从而计算出待测组分的含量。,10,2仪器分析法(Instrumental Analysis),以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的分析方法。,常用的仪器分析法可分为以下几类：,光化学分析,电化学分析,色谱分析,11,光化学分析,是根据物质对特定波长的辐射能的吸收或发射建立起来的分析方法，如紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、发射光谱法、原子吸收光谱法、荧光光谱法、波谱分析等。,电化学分析,是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。,色谱分析,是以物质的吸附或溶解性能不同而建立起来的分离、分析方法。主要有气相色谱分析法和高效液相色谱分析法。,12,1.2.3,按试样用量和被测组分含量分类,常量分析 微量分析 痕量,试样质量,m,0.1g 0.110mg 1%0.011%0.01%,13,1.3 分析化学提供的信息,1.无机定性与定量,2.有机定性与定量,（包括元素分析和 功能团分析）,当前，分析化学的任务已不只限于测定物质的组成、结构和含量以及提供分析数据等，它已发展成为研究物质的存在形式和运动的一门科学，它的发展与数学、物理学、电子学、生物学以及生命、环境、材料、资源、信息、医药等科学的发展息息相关，其应用范围几乎涉及国民经济、国防建设、资源开发、环境保护、科学研究和人类的衣、食、住、行、用等各个方面。,14,1.4,定量分析工作的一般步骤,1.4.1,采样,(sampling),要使样品具有代表性,要注意：,1.,避免损失,2.,避免不均匀；,3.,保存完好；,4.,足够的量以保证分析的进行,。,采样,预处理,测定,计算评价,15,1.4.2 试样分解,试样预处理,目的是利用有效的手段将样品处理成便于分析的待测样品；,与待测样品有关的因素：,分析方法（常量、微量）；,物态与相（多相、均相、固态、液态、气态）；,待测成分在样品中的含量（针对不同的分析方法）。,试样处理方法的原则：,利用样品化学、物理性质的不同；,适应测定方法和要求的不同。,*,必要时要进行样品的分离与富集,。,16,1.4.3 测定,方法选择,分析体系和分析方法的选择：,要满足对被测组分的性质、含量、结果的准确度的要求。,确定保证分析结果准确的措施（方案、方式、条件）：,需要利用各种物理与化学性质。,实验数据的正确、有效记录：,与所选定的方法和使用的仪器有关。,17,1.4.4 分析结果计算及评价,了解针对于分析方法的正确的计量关系；,结果的正确计算：,1.,有效数字的读取；,2.,数据的正确取舍；,3.,正确的数据处理；,合理的结果分析,（误差的来源及方法的可行性分析）：,系统误差、方法误差、偶然误差、操作误差,18,1.5 分析化学进展,1.5,.,1,分析化学发展简史,追述分析化学产生的确切时间已无法考证，但据记载，应当在炼金术前后已有分析化学的萌芽。根据化学家在化学史上的作用，认定,波义耳,是,定性分析,的创始人，,定量分析,则是从,贝格曼,开始的。,19,分析化学发展简史,分析化学定性发展史始于波义耳（1627-1691年）英国化学家和物理学家，他首次给化学元素提出了科学的定义，为人们研究物质的组成指明了方向。1821年德国化学家汉立希（1773-1852年）提出了选择一定量的试剂区分溶液中不同性质的元素，这个方法已有了定性分析系统化的萌芽；,20,分析化学发展简史,1829年德国化学家罗塞进一步提出阴离子系统定性分析法，并提出了使用缓冲溶液和络合掩蔽剂的办法。1841年经德国化学家伏累森纽斯（1818-1897年）修改，把常见的金属氧化物分成六个族，并以定性化学分析导论教科书的形式出版，使系统分析方法得到广泛采用。后来美国分析化学家诺艾斯进一步改进使系统分析趋于完善，一直沿用至今。,21,分析化学发展简史,分析化学定量发展史则是从贝格曼他制定了湿法分析矿物详细的步骤开始的，他所倡导的一些反应直到现在仍在分析化学中保留。而创建酸碱滴定法的则是法国人日夫鲁瓦；氧化还原滴定法始于,18,世纪末，,1795,年由法国人德克劳西以靛蓝的硫酸溶液滴定次氯酸，至溶液颜色变绿为止，是最早的氧化还原法。,22,1826,年比拉狄厄制得碘化钠，滴定次氯酸钙，用淀粉做指示剂，这是碘量法的首次应用。,19,世纪,40,年代后，又发展出高锰酸钾氧化还原滴定法、重铬酸钾滴定法等多种容量分析方法。,分析化学发展简史,23,分析化学发展简史,在定量分析中重量法采用的也比较早，,1823,年已经能生产出精密的分析天平，灵敏度可达,0.5,毫克。,1846,年伏累森纽斯的,定量分析教程,对定量分析作了全面的总结，基本达到我们现在的水平。,24,分析化学发展简史,近些年来，分析化学学科正在经历着重大的变革，从与分析化学的发展历程来看，可将其概括为,50,年代仪器化、,60,年代电子化、,70,年代计算机化、,80,年代智能化、,90,年代信息化，,21,世纪必将是仿生化和进一步智能化的时代。总体说来，分析化学的发展方向是向着灵敏度（分子、原子水平）、高选择性、快速、自动、简便、经济、分析仪器自动化、数学化和计算机化发展，并向智能化、仿生化纵深发展。,25,分析化学发展历史,分析化学创立阶段：,16401840,年之间,第一次变革：,2030,年代,溶液四大平衡理论的建立，分析化学 由 技术,科学,第二次变革：,4060,年代,经典分析化学（化学分析）,现代分析化学（仪器分析为主）,第三次变革：,由,70,年代末至今,提供组成、结构、含量、分布、形态等全面信息,成为当代最富活力的学科之一,26,1.5.2分析化学的发展趋势,1.由分析对象来看,有机物分析,无机物分析,活性物质,2.由分析对象的数量级来看,3.由分析自动化程度来看,常量,微量,痕量,分子水平,手工操作,仪器,自动化,智能化仪器,27,分析化学主要发展趋向,生物分析,环境分析,过程分析,表面分析,大分子表征,化学图象,无损分析,单细胞分析,单分子单聚集体分析,化学计量学,在线分析,原位分析,实时分析,接口,教育,定性,传感器,固定化,自动化,微型化,新技术,新原理,新仪器,分离技术,仪器和计算机,联用技术,其它科技领域,活体分析,28,我国分析化学现状,1)分析测试人员发展情况,.,分析测试人员人分布主要为高等学校2 3 万名;环保及各产业部门约7 万名;进出口商检部门3 000 名,石油化工行业分析人员占10%,冶金部门分析人员占7%,地质部门也有一支较庞大的分析队伍.,分析测试领域现有中科院院士14 名,博士点约15 个.恢复研究生招生以来,培养的硕士生在2 000名以上,博士生在200 名以上.,2)研究机构状况,.,随着设备仪器在我国的较大发展,现已建立了许多测试中心及开放实验室。,29,1）国家分析测试中心,国家有色金属及电子材料测试中心,国家电化学和光谱研究分析中心,国家钢铁材料测试中心,中国上海分析测试中心,中国广州分析测试中心,国家环境分析测试中心,国家建筑材料测试中心,国家化学建材测试中心,国家色谱研究分析中心,国家地质实验测试中心,30,2）中国科学院开放实验室,中国科学院长春应用化学研究所，电分析化学开放研究实验室,3）国家教委直属高等学校测试中心 （备3000多万美元）,中山大学，中国科技大学，四川大学,吉林大学，兰州大学，南开大学,武汉大学，浙江大学，清华大学,厦门大学,31,较重要的分析化学学术会议有:,(1)美国Pittsburg国际分析化学及展览会,(2)亚州分析化学会议,(3)国际华裔学者分析化学研讨会,(4)全国分析化学年会暨全国微量技术及痕量分析学术会议,32,国内外有影响的分析化学期刊：,Anal.Chem.,、,Anal.,Chim,.,Acta,、,Talanta,、,Anal.,Lett,.,、,J.Anal.Chem.,。,分析化学,、,分析试验室,、,分析测试学报,、,分析科学学报,、,药物分析杂志,、,岩矿测试,、,第四世纪研究,、,冶金分析,、,理化检验化学分册,、,岩石学报,、,物理学进展,、,地质学报,。,33,1.6,本课程的任务和要求,1.6.1,注重对学生综合素质的培养,1.6.2,要求,树立明确的“量”的概念；掌握常用分析方法的原理和测定步骤；学会各种分析方法的有关计算，初步具备对测定结果用数理统计方法进行数据评价的能力；初步具备查阅文献、选择分析方法、拟订实验方案的能力。实验中培养观察、分析和解决问题的能力，掌握分析实验的基本操作和技能，培养严格认真、实事求是的工作作风和科学态度。,34,