分析化学的定义任务和作用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

分析化学分析化学Analytical Chemistry 第1页教师联络方式教师联络方式于岩于岩 15945206776 办公室：化学楼办公室：化学楼308 Tel：[phone]第2页教学要求与安排教学要求与安排1.课时课时:322.成绩评定成绩评定:出勤及纪律出勤及纪律10%,作业作业10%,期末期末80%第3页参考书参考书分析化学，武汉大学等五所院校编著，高等教育出版社，20。分析化学，华东理工大学和四川大学编著，高等教育出版社，20；分析化学，大连理工大学编著，高等教育出版社，年；分析化学，北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学编著，高等教育出版社，。第4页第一章第一章第一章第一章定量分析误差及分析定量分析误差及分析定量分析误差及分析定量分析误差及分析结果数据处理结果数据处理结果数据处理结果数据处理 第一节第一节概述概述一、分析化学定义一、分析化学定义二、分析化学任务和作二、分析化学任务和作用用三、分析化学分类三、分析化学分类第5页一、分析化学定义（欧洲化学会对分析化学定义）Analytical ChemistryAnalytical Chemistry is a scientific is a scientific discipline that develops and applies methods,discipline that develops and applies methods,instruments and strategies to obtain instruments and strategies to obtain information on the composition and nature of information on the composition and nature of matter in space and time.matter in space and time.分析化学分析化学是一门发展和应用各种理论、方法、是一门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组成仪器和策略以获取相关物质在相对时空内组成和性质信息一门科学。和性质信息一门科学。分析化学是化学学科一个主要分支，是研究物分析化学是化学学科一个主要分支，是研究物质化学组成、含量、结构及相关理论一门科学。质化学组成、含量、结构及相关理论一门科学。第6页二、分析化学任务和作用定性分析定性分析定量分析定量分析第7页三、分析化学分类三、分析化学分类1 1、按分析任务分类、按分析任务分类2 2、按分析对象分类按分析对象分类3 3、按分析方法分类按分析方法分类 4、其它分类方法其它分类方法 第8页1、按分析任务分类按分析任务分类 定性分析 Qualitative analysis 物质组成 定量分析 Quantitative analysis 成份含量 结构分析 Structure analysis 物质结构 分子结构，晶体结构，分子聚集体高级结构 蛋白质构象(-螺旋、型结构，球状蛋白三级结构）Conformation analysis DNA测序（DNA Sequencing)形态分析 Speices analysis 物质形态 能态分析 Energy-state analysis 物质能态第9页Adenine(A)Guanine(G)腺嘌呤腺嘌呤 鸟嘌呤鸟嘌呤 BaseSuger-phosphoate backboog Cytosine(C)Thymine(T)Uracil(U)胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 尿嘧啶尿嘧啶DNADNA双螺旋结构与碱基结构示意图双螺旋结构与碱基结构示意图双螺旋结构与碱基结构示意图双螺旋结构与碱基结构示意图DNADNA测序是当代分析化学中一项主要任务测序是当代分析化学中一项主要任务测序是当代分析化学中一项主要任务测序是当代分析化学中一项主要任务第10页2.按分析对象分类按分析对象分类 无机分析 Inorganic analysis（元素、离子、化合物等）有机分析 Organic analysis（元素、官能团、结构）生化分析 Biochemical analysis （蛋白质分析、氨基酸分析、核酸分析、糖类分析等）第11页酸碱滴定酸碱滴定配位滴定配位滴定氧化还原滴定氧化还原滴定沉淀滴定沉淀滴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3.按测定原理按测定原理(分析方法分析方法)分类分类第12页4、其它分类方法其它分类方法u依据作用分类 例行分析 Routine analysis 仲裁分析 Referee analysisu按应用领域分类 药品分析 Pharmacological analysis 水质分析 Water analysis 食品分析 Food analysis 临床分析 Clinical analysis 等等第13页 常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-910-12）克 毫克 微克 纳克 皮克 飞克 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 ppm ppt ppbu按数量级分类常量分析常量分析(0.1gor10mL)半微量分析半微量分析(0.010.1gor110mL)微量分析微量分析(0.110mgor0.011mL)超微量分析超微量分析(0.1mgor1%微量组分分析微量组分分析 0.01%-1%痕量组分分析痕量组分分析 s2第27页三、三、平均值标准偏差平均值标准偏差m个n次平行测定平均值：由关系曲线，当n 大于5时，s s 改变不大，实际测定5次即可。以 Xs形式表示分析结果更合理。由统计学可得：由s s n 作图：第28页例题例题例：水垢中例：水垢中 Fe2O3 百分含量百分含量测定数据定数据为(测 6次次)：79.58%，79.45%，79.47%，79.50%，79.62%，79.38%X=79.50%s=0.09%s=0.04%则真真值所所处范范围为（无系（无系统误差）差）：79.50%+0.04%数据可信程度数据可信程度多大？多大？第29页四、置信度和置信区间四、置信度和置信区间 在一定置信度下在一定置信度下(把握性把握性),预计总体均值可预计总体均值可能存在区间能存在区间,称置信区间称置信区间.测定值在一定范围内几率为置信度（置信概率）。测定值在一定范围内几率为置信度（置信概率）。第30页对于有限次测量：对于有限次测量：，n，s总体均值总体均值 置信区间为置信区间为 t 与置信度与置信度 p 和自由度和自由度 f 相关相关x第31页t t 分布曲线分布曲线f=n-1 f=f=10 f=2 f=1-3-2-10123ty(概率密度概率密度)第32页 称小概率称小概率 又称显著水平；又称显著水平；1-=置信度置信度 p -t(f)t(f)y第33页t 分布值表分布值表 t(f)f显显著著水水平平0.50*0.10*0.050.0111.006.3112.7163.6620.822.924.309.9330.772.353.185.8440.742.132.784.6050.732.022.574.0360.721.942.453.7170.711.902.373.5080.711.862.313.36200.691.732.092.850.671.641.962.58第34页x例例 测测w(Fe):n=4,=35.21%,s=0.06%求求:(1)置信度为置信度为95%时时 置信区间置信区间;(2)置信度为置信度为99%时时 置信区间置信区间.置信区间确定第35页小结小结 置信度与置信区间置信度与置信区间讨论：1.置信度不置信度不变时：n 增加，增加，t 变小，置信区小，置信区间变小；小；2.n不不变时：置信度增加，：置信度增加，t 变大，置信区大，置信区间变大；大；置信度置信度真真值在置信区在置信区间出出现几率几率；置信区置信区间以平均以平均值为中心，真中心，真值出出现范范围；第36页一一、可疑数据取舍、可疑数据取舍 1Q 检验法检验法 2 格鲁布斯格鲁布斯(Grubbs)检验法检验法二、分析方法准确性检验二、分析方法准确性检验 1.t 检验法检验法 2.检验法检验法第三节 定量分析数据评价第37页 定量分析数据评价 处理两类问题:(1)可疑数据取舍 过失误差判断 方法：Q检验法;格鲁布斯（Grubbs）检验法。确定某个数据是否可用。(2)分析方法准确性 系统误差判断 显著性检验：利用统计学方法，检验被处理问题 是否存在 统计上显著性差异。方法：t 检验法和F 检验法；确定某种方法是否可用，判断试验室测定结果准确性。第38页一、可疑数据取舍一、可疑数据取舍 过失误差判断过失误差判断1 1 Q Q 检验法检验法步骤：步骤：（1 1）数据排列数据排列 X X1 1 X X2 2 X Xn n （2 2）求极差求极差 X Xn n X X1 1 （3 3）求可疑数据与相邻数据之差求可疑数据与相邻数据之差 X Xn n X Xn-1 n-1 或或 X X2 2 X X1 1 （4 4）计算计算：第39页（5 5）依据依据测定次数和要求置信度定次数和要求置信度,查表：表：表表1-2 不一不一样置信度下，舍弃可疑数据置信度下，舍弃可疑数据Q值表表 测定次数定次数 Q90 Q95 Q99 3 0.94 0.98 0.99 4 0.76 0.85 0.93 8 0.47 0.54 0.63 （6 6）将将Q与与QX（如如 Q90）相比，相比，若若Q QX 舍弃舍弃该数据数据,（过失失误差造成）差造成）若若Q G 表表，弃去可疑，弃去可疑值，反之保留。，反之保留。因因为格格鲁布斯布斯(Grubbs)检验法引入了法引入了标准偏准偏差，故准确性比差，故准确性比Q 检验法高。法高。基本步基本步骤：（1）排序：）排序：1,2,3,4（2）求）求和和标准偏差准偏差S（3）计算算G值：第41页二、分析方法准确性二、分析方法准确性检验 -系系统误差判断差判断 b.b.由要求置信度和由要求置信度和测定次数定次数,查表表,得得:t t表表 c.c.比比较 t t计 t t表表,表示有表示有显著性差异著性差异,存在系存在系统误差差,被被检验方法需要改方法需要改进。t t计 t t表表,表示无表示无显著性著性差异，被差异，被检验方法能方法能够采取。采取。2.2.两组数据平均值比较（同一试样）两组数据平均值比较（同一试样）(1)t 检验法检验法(2)F检验法检验法1.1.平均值与标准值平均值与标准值()比较比较 t t 检验法检验法 a.a.计算计算t t值值第42页第四节第四节有效数字运算有效数字运算一、有效数字 二、有效数字运算规则第43页一、一、有效数字有效数字包含全部可靠数字及一位不确定数字在内包含全部可靠数字及一位不确定数字在内 m 台秤台秤(称至称至0.1g):12.8g(3),0.5g(1),1.0g(2)分析天平分析天平(称至称至0.1mg):12.8218g(6),0.5024g(4),0.0500g(3)V 滴定管滴定管(量至量至0.01mL):26.32mL(4),3.97mL(3)容量瓶容量瓶:100.0mL(4),250.0mL(4)移液管移液管:25.00mL(4);量筒量筒(量至量至1mL或或0.1mL):26mL(2),4.0mL(2)第44页 1 1试验过程中常碰到两类数字试验过程中常碰到两类数字（1）数目：如测定次数；倍数；系数；分数（2）测量值或计算值。数据位数与测定准确度相关。统计数字不但表示数量大小，而且要正确地反应测量准确程度。结果 绝对偏差 相对偏差 有效数字位数 0.51800 0.00001 0.002%5 0.5180 0.0001 0.02%4 0.518 0.001 0.2%3第45页3 3改变单位，不改变有效数字位数改变单位，不改变有效数字位数如：如：24.01 24.01mL 24.01mL 24.01 103 L L 4 4注意点注意点（1 1）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4 4位有效数位有效数字字（2 2）分析天平（万分之一）取）分析天平（万分之一）取4 4位有效数字位有效数字（3 3）标准溶液准溶液浓度，用度，用4 4位有效数字表示位有效数字表示:0.1000 0.1000 mol/Lmol/L（4 4）pH 4.34 ,pH 4.34 ,小数点后数字位数小数点后数字位数为有效数字位数有效数字位数 对数数值，lglgX X=2.38=2.38；lg(2.4lg(2.4 10102 2)第46页二、运算规则1.1.加减运算加减运算 以小数点后位数最少数据位数为准，即结果位数取决于绝对误差最大数据位数 例：0.0121 绝对误差：0.0001 25.64 0.01 1.057 0.001 26.70910.01+25.64+1.06=26.71第47页2.乘除运算时由有效数字位数最少者为准，即有效数字位数有效数字位数取决于相取决于相对误差最大数据位数。差最大数据位数。例：例：(0.0325(0.0325 5.103 5.103 60.0)/139.8=0.071179184 60.0)/139.8=0.071179184 0.0325 0.0001/0.0325 0.0325 0.0001/0.0325 100%=0.3%100%=0.3%5.103 0.001/5.103 5.103 0.001/5.103 100%=0.02%100%=0.02%60.06 0.01/60.06 60.06 0.01/60.06 100%=0.02%100%=0.02%139.8 0.1/139.8 139.8 0.1/139.8 100%=0.07%100%=0.07%第48页3.3.注意点注意点1 1）分数；百分比系数；分数；百分比系数；试验次数等不次数等不记位数；位数；2 2）第一位数字大于第一位数字大于8 8时，多取一位，如：，多取一位，如：8.488.48，按，按4 4位算；位算；3 3）四舍六入五留双，五后非零）四舍六入五留双，五后非零则进一，五后皆零一，五后皆零视奇偶，五奇偶，五前前为奇奇则进一，五前一，五前为偶偶则舍弃，不舍弃，不许连续修修约；4 4）注意注意pHpH计算算,H H+=5.02=5.02 10 10-3-3 ；pH=2.299 pH=2.299；有效数字按小数点后位数有效数字按小数点后位数计算。算。5 5）常数：常数有效数字可取无限多位；）常数：常数有效数字可取无限多位；6 6）在计算过程中，可暂时多保留一位有效数字；）在计算过程中，可暂时多保留一位有效数字；7 7）误差或偏差取）误差或偏差取 1 12 2 位有效数字即可。位有效数字即可。第49页本章小本章小结：第一第一节 定量分析中定量分析中误差差 第二第二节 分析分析结果数据果数据处理理 第三第三节 定量分析数据定量分析数据评价价 第四第四节 有效数字及其运算有效数字及其运算规则 结束束第50页