分析化学--绪论省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

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,*,*,分 析 化 学,Analytical Chemistry,张兴文,哈尔滨工业大学理学院化学系,2026/5/3 周日,第1页,主讲教师,:,张兴文,助教,:,樊箫，刘蕾，潘也唐，孙延玉,办公室：理学楼,1024,Tel.[phone],（,18004513682,）,E-mail:zhangxingwen,上课时间：周一（,3-4,节）、周四（,3-4,节）,上课地点：正心,22,（周一）；正心,24,（周四）,试验地点：理学楼,709,（,24,课时（公共时间：周六（,3,组），周日（,2,组）。,2026/5/3 周日,第2页,试验分组,L607,（孟详丽,(13936643922),，试验书）,L701,（试验汇报和试验统计卡片每人,6,套）,试验时间：,7,：,20 200,分钟,10,分,周六全天：,7:2010:40,；,11:0014:20,；,14:3017:50,。组别（,1-3,组）,周日早晨：,7:2010:40,；,11:0014:20,（,4-5,组）,2026/5/3 周日,第3页,2026/5/3 周日,第4页,课堂教学目录,第一章 绪论,第二章 误差及分析数据统计处理,第三章 滴定分析,第四章 酸碱滴定法,第五章 配位滴定法,第六章 氧化还原滴定法,2026/5/3 周日,第5页,主要参考资料,:,分析化学,（第三版）华东化工学院,分析化学常见错误解析,路纯明等,分析化学,国际性教科书，李克安,金钦汉译,分析化学,第四版 武汉大学主编,分析化学,湖南大学张正奇主编，,分析化学基本原理问题详解,D.A.,斯摩克,D.W.,韦斯特,Quantitative Analysis,R.A.Day,JR.A.L.Underwood,Analytical Chemistry,Larry G.Hargis,2026/5/3 周日,第6页,2026/5/3 周日,第7页,2026/5/3 周日,第8页,2026/5/3 周日,第9页,2026/5/3 周日,第10页,2026/5/3 周日,第11页,2026/5/3 周日,第12页,1.1,分析化学任务和作用,1.2,分析方法分类,1.3,分析化学进展,第,1,章 绪 论,2026/5/3 周日,第13页,（,1,）分析化学定义,分析化学：是人们取得物质化学组成和结构信息科学。主要研究取得物质化学组成，结构信息，分析方法及相关理论一门科学。分析化学是化学研究中最基础、最根本领域之一。,1.1,分析化学任务和作用,2026/5/3 周日,第14页,(2),分析化学任务和特点,定性分析：,判定物质化学组成,(,或成份,),如元素,离子,原 子团,化合物等,即,处理物质是什么问题,。,定量分析：,测定物质中相关组分含量,即,“,处理物质是 多少问题,。,结构分析：,确定物质化学结构,如分子结构,晶体结构等,。,2026/5/3 周日,第15页,分析化学任务,确定,物质,化学组成,定性分析,测量,各组成,含量,定量分析,表征物质,化学结构、构象、形态、能态,结构分析、,构象分析，形态分析、能态分析,表征,物质组成、含量、结构、形态、能态,动力学特征,动态分析,(2),分析化学任务和特点,2026/5/3 周日,第16页,分析化学特点,1.分析化学中突出“量”概念,如：测定数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采取分析方法相关。,2.分析试样是一个获取信息、降低系统不确定性过程,(2),分析化学任务和特点,2026/5/3 周日,第17页,分析化学特点,3.试验性强,强调动手能力、培养试验操作技能，提升分析处理实际问题能力。,4.综合性强,包括化学、生物、电学、光学、计算机等,表达能力与素质。,分析化学工作者应含有很强责任心,。,2026/5/3 周日,第18页,(3),分析化学地位和作用,在化学学科发展中作用：分子科学、遗传密码,在化学研究工作中作用：新物质判定,结构与性能,在当代化学工业中作用：质量控制与自动检测,分析化学与社会：环境、体育、破案,2026/5/3 周日,第19页,地位,：化学学科主要分支，四大基础化学之一。,内容,：分析化学是研究物质化学组成分析方法及相关理论一门学科,任务,：物质化学组成，,a:,是什么？（定性分析）、,b:,是多少？（定量分析）,范围,：分析化学包含范围很广泛。,从分析对象来说，包含各种气态、固态或液态无机物和有机物；从分析要求说，包含各种元素、化合物，原子团和有机官能团等定性和定量分析以及它们存在形式和化学结构等方面分析。,从分析方法来说：化学法、物理法、物理化学（仪器分析）研究范围越来越大,.,三、分析化学地位和作用,2026/5/3 周日,第20页,在科学应用中占有显著地位。称为科学和技术眼睛。,诺贝尔物理、化学奖中，有四分之一项目与分析化学相关。,国际：,36,国家，,1075,个分析化学机构；美国,20,万化学家，,4,万热从事分析化学，,3000,多所大学，,270,多全部分析化学专业。,有国家、大学单独设系。,2026/5/3 周日,第21页,中 国：,10,个国家级分析测试中心,12,个部级测试中心,21,个省市测试中心,137,个国家级产品质量监督检验中心,300,多个进出口商品检验室,8,千多个环境监测机构,数十万庞大分析队伍,2026/5/3 周日,第22页,研究结果：,人工合成胰岛素结构分析；,DNA,新结构发觉；,生命登月计划,1%,；,超导材料研究；,兴奋剂检测中心等。,2026/5/3 周日,第23页,社会,其它科学技术领域,社会需要,研究与发展,分析问题,分析化学,分析化学与社会和其它,科学技术领域关系,4,2026/5/3 周日,第24页,分析化学六面体,2026/5/3 周日,第25页,1.2,分析方法分类,(1),按分析任务分类,(2),按分析对象分类,(3),按分析方法分类,(4),按数量级分类,2026/5/3 周日,第26页,一、分析化学分类,5,1.按分析任务分类,(1)定性,含何种元素，何种官能团,(2)定量,含量,(3)结构,形态分析,立体结构,结构与活性,2026/5/3 周日,第27页,2.,按分析对象分类,5,(1)无机分析,(2)有机分析,(3)生物分析,(4)药品分析,2026/5/3 周日,第28页,3.按分析方法分类,5,化学分析：,重量分析,容量分析（各种滴定分析）,仪器分析：,电化学分析,光化学分析,色谱分析,波谱分析,2026/5/3 周日,第29页,4.按数量级分类,常量，微量，痕量（10,-6,），超痕量（10,-9,10,-12,）,克 毫克 微克 纳克 皮克 飞克,10,-3,10,-6,10,-9,10,-12,10,-15,ppm ppt ppb,2026/5/3 周日,第30页,分,析,化,学,化,学,分,析,仪,器,分,析,酸碱滴定,配位滴定,氧化还原滴定,沉淀滴定,电化学分析,光化学分析,色谱分析,波谱分析,重量分析,滴定分析,电导、电位、电解、库仑极谱、伏安,发射、吸收，荧光、光度,气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳,红外、核磁、质谱,2026/5/3 周日,第31页,分析化学研究对象,1.由分析对象来看,有机物分析,无机物分析,生物活性物质,2.由分析对象数量级来看,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,全自动,智能化仪器,2026/5/3 周日,第32页,分析化学建立与发展,在,19,世纪,无机化学,知识逐步系统化时候,永斯,贝采利乌斯,(,Jns Jakob Berzelius,),分析天平,创造和使用,使测量得到试验数据愈加靠近真实值,这么任何一个定律都有一个确凿事实证实,.,永斯,贝采利乌斯,把测定原子量很多新方法,新试剂,新仪器引用到分析化学中来,使定量分析准确度到达了一个新高度,.,而以后人们都尊称他为分析化学之父,.,1.3,分析化学进展,2026/5/3 周日,第33页,在定性分析方面,1829,年,德国,化学家,罗斯,(,Hoinrich Rose,),编写了一本,分析化学教程,，首次提出了系统定性分析方法,.,这与当前通用分析方法已经基本相同了,.,而到,18,世纪末,酸碱滴定各种形式和标准也基本确定,.,分析化学建立与发展,2026/5/3 周日,第34页,而对于分析化学一个主要部分,光谱,分析,则是从,牛顿,开始,.,牛顿,从,1666,年开始研究光谱,并于,1672,年发表了他第一篇论文,光和色新理论,。从此,观察和研究光谱人也越来越多,观察技术也越来越高明,.,而在,1825,年,英国,物理学家,包特,(,Talbot,),制造了一个研究,光谱,仪器,对,碱金属,火焰进行研究,发觉了元素有特征光谱现象,.,以后德国科学家,本生,(,Bunsen,),与,基尔霍夫,(,Kirchhoff,),利用本生灯发觉了元素,铯,和,铷,.,光谱学,作为分析化学一个主要分支从此诞生,.,分析化学建立与发展,2026/5/3 周日,第35页,进入,20,世纪之后,伴随科学技术和工业发展,新分析方法,-,仪器分析产生了,包含,吸光光度法,发射光度法,极谱分析法,放射分析法,红外光谱,紫外可见光光谱,核磁共振,等当代化分析方法,.,这些分析方法超越了经典分析方法局限,灵敏度能够到达很高水平,.,分析化学建立与发展,2026/5/3 周日,第36页,当前分析化学还处于第三次变革,这意味着分析化学不再局限于测定物质组成和含量,而还要对物质,状态,结构,微区,薄层,和表面组成与结构以及,化学行为,和,生物活性,等到做出瞬时追踪,无损和在线监测等分析及过程控制,.,甚至是要求直接观察原子或分子形态和排列,.,分析化学建立与发展,2026/5/3 周日,第37页,第一个主要阶段：,20,世纪二三十年代利用当初物理化学中溶液化学平衡理论，动力学理论，如沉淀生成和共沉淀现象，指示剂作用原理，滴定曲线和终点误差，催化反应和诱导反应，缓冲作用原理大大地丰富了分析化学内容，并使分析化学向前前进了一步,.,2026/5/3 周日,第38页,第二个主要阶段：,20,世纪,40,年代以后几十年，第二次世界大战前后，物理学和电子学发展，促进了各种仪器分析方法发展，改变了经典分析化学以化学分析为主局面。,原子能技术发展，半导体技术兴起，要求分析化学能提供各种灵敏准确而快速分析方法，如半导体材料，有要求纯度达,99.9999999%,以上，在新形势推进下，分析化学到达了快速发展。,最显著特点是各种仪器分析方法和分离技术广泛应用。,2026/5/3 周日,第39页,第三个主要阶段,自,20,世纪,70,年代以来，以计算机应用为主要标志信息时代到来，促使分析化学进入第三次变革时期。,因为生命科学、环境科学、新材料科学发展需要，基础理论及测试伎俩完善，当代分析化学完全可能为各种物质提供组成、含量、结构、分布、形态等等全方面信息，使得微区分析、薄层分析、无损分析、瞬时追踪、在线监测及过程控制等过去难题都迎刃而解。,分析化学广泛吸收了当代科学技术最新成就，成为当代最富活力学科之一。,2026/5/3 周日,第40页,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,固定化,传感器,定性,教育,接口,活体分析,实时分析,原位分析,在线分析,化学计量学自动化,微型化,新技术,新仪器,新原理,分离技术,仪器和计算机,联用技术,其它科技领域,2026/5/3 周日,第41页,分析化学应用,(,一,),、农业：,土壤,农药,化肥,2026/5/3 周日,第42页,(,二,),、工业生产：,质检（产品、原材料）,2026/5/3 周日,第43页,(,三,),、生命科学：,头发中微量元素含量与疾病关系。,正常人发锰含量为,0.7ug/g,。心脏病者为,0.42ug/g,。肿瘤患者及早衰者发锰含量也较低。,又如体分析，将很小探头插入体细胞中，测定多巴胺、肾上腺素、维生素、糖等含量，对了解生命规律、大脑功效很有意义。,又如人体一天终究需要多少糖，人体中糖是怎样循环改变，就需测定体内糖含量。人工胰脏就需糖检测器。,2026/5/3 周日,第44页,(,四,),、环境保护,：,环境监测,(,大气、水、土壤分析等）,测定空气中污染物如,NO,2,SO,2,CO,等含量，这二者不但对人体呼吸道有影响，而且造成酸雨。烟镉会引发肾功效衰退，吸入过多会头痛，头晕，呕吐，胸痛，死亡。,2026/5/3 周日,第45页,六价铬毒性大于三价铬，对呼吸器管，皮肤有损害，也能致癌。,水源依据不一样需要，各国制订了不一样用水标准，生活用水，考虑有害物对人体影响，世界卫生组织允许限量，如铅,0.1mg/l,铬,0.05mg/l,镉,0.01mg/l,汞,0.001 mg/l,。,工业用水，考虑钙、镁、铁、铅、硫酸盐、,pH,、溶解氧等。农业用水，考虑微量元素对作物影响。水产用水，考虑农药及微量元素与对立类影响。另外还有废水排放标准，我国河水污染及为严重。,2026/5/3 周日,第46页,比如,20,世纪,50,年代日本 发生,公害病,痛痛病和水俣病，曾惊动了全世界。,为了寻找痛痛病病因，经历了,11,年之久。以后环境分 析化学工作者用光谱检验出病区河水中含有铅、镉、砷等有害元素，继而用元素追踪伎俩，分析病区土 壤和粮食,发觉铅、镉等含量偏高,以后又深入对痛痛 病患者尸骨进行光谱定量分析。骨灰中锌、铅、镉 含量高得惊人。为了确定致病因子，又以锌、铅、镉分 别掺入饲料喂养动物,在动物身上进行元素追踪分析,配 合病了解剖，证实了镉对骨质严重危害性，揭开了痛 痛病病因之谜。,与这类似，日本渔民,水俣病,是汞污 染引发这一事实，也是经过对元素追踪分析确定。,2026/5/3 周日,第47页,(,五,),、军事,生化武器,化学武器含有很大威胁力，人们对此很恐惧，如中东伊拉克能够制作毒气检测器装备在士兵及车辆上，以防止,a:,人睡觉时被中毒。,b:,毒气闻多时，失去判别力。,a:,神经类，含磷有机物；,b:,溃烂类，芥子气。,F-117A,潜隐飞机是用塑料、树脂等有机物制成，或涂上一层物质。,2026/5/3 周日,第48页,(,六,),、天体科学,月球岩石分析能够帮助了解太阳系及月亮形成，用飞行器到其它星上检测是否会有氮生命基础。,用光谱分析法分析恒星上组成、改变规律等。,2026/5/3 周日,第49页,(,七,),、医药卫生,医院里常需对病人进行血化验，全国各地都有药检分析杂志。,制备中成药前需测量中药中有效成份含量及配比。,兴奋剂检测,2026/5/3 周日,第50页,1),肉毒杆菌毒素,：迄今最毒致死毒素,据推算,成人致死量仅需一亿分之七克,(70ng),有,7,种不一样免疫型体,.,2),硒与白内障,:,营养需要范围为,110,-7,210,-6,;,到达,310,-6,110,-5,将引发慢性中毒,;,超出,110,-5,会引发急性中毒,以致突然死亡,.,人视网膜含硒量,7,g,正常。,动物肝脏、海味、大蒜、蘑菇等含硒丰富。,3),碘盐,:,黑龙江省集贤村,1000,多人,.,约,200,个傻子,引用水、土壤严重缺碘所致。,4),拿破仑死因,：头发分析,(,中子活化、荧光,),，,As,、,Pb,含量特高，中毒而死。侍者所为。,2026/5/3 周日,第51页,(,八,),、科学研究,几乎全部包括化学研究均用到分析化学，,有机合成时，需测定产品含量，产品是什么，中间产物是什么？,无机化学研究络合物时，需测定络合比，电化学、光化学特征；,新型材料合成也需分析化学（超导、高分子导电材料），考古学需测定古物年代、组成。,2026/5/3 周日,第52页,(,九,),刑事侦破,各人头发中微量元素含量不一样，经过测定可判断现场头发是谁，,绘画中白粉既做颜料，又可打底，古时只有铅白，,1870,年前无,ZnO,和二氧化钛，文艺复兴时油画中白粉若有锌、钛，那就是复制品。,德黑兰附近有个牧场，,1972,年大批羊死亡，场主指控有些人破坏,经过测定羊胃中草,发觉含大量硒,Se(,剧毒,),植物含有富集地下化学元素能力。以后在当地地下发觉了金属矿床。金矿地表面一吨草中含,100,克金。,慢性中毒后，头发中含有铅、砷。,2026/5/3 周日,第53页,总结,分析化学在工业、农业、国防等中担负着极其主要任务。,Chemical Abstract,摘录,分析化学,杂志文章在国内全部杂志中名列榜首,可见当代科学对分析测试重视程度。,2026/5/3 周日,第54页,正如,1991,年,IUPAC,国际分析科学会议主席,E.NIKI,教授所说，,21,世纪是光明还是黑暗取决于人类在,能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境科学四大领域,进步，而,取得这些领域进步关键问题处理主要依赖于分析科学。,2026/5/3 周日,第55页,对同学要求,主要性：,对,工科专业学生来说，分析化学是一门基础课程，把无机化学理论应用到分析化学中来，着重 培养严格认真实事求是科学态度，观察分析和判断问题能力，精密细致进行试验技能。,1,、记好笔记；,2,、独立完成作业；,3,、做好试验；,4,、看参考书。,2026/5/3 周日,第56页,年,分析化学,教学方法与考试方法改革示范关键点,1.,利用当代信息技术，经过移动互联网络推进教学信息化进程；,2.,基于前期建立,哈工大师生互动平台,，实现随时随地进行师生互动目标；,3.,充分展示教育信息化在教学方法和考试方法中教学效果，利用教育信息化平台实现无纸化测试，深入开展考试方法改革；,4.,突出试验主要性，经过虚拟化学试验室填补试验时间和试验场所不足缺点，力争经过在线学习与虚拟操作逐步提升学生学习质量。,无纸化测试及化学虚拟试验室资源详见：,周日,第57页,