分析化学课件(第一章)省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

上册上册 第三版第三版 华中师范大学华中师范大学 东北师范大学东北师范大学 陕西师范大学陕西师范大学 北京师范大学北京师范大学 高等教育出版社高等教育出版社 1编编第1页 温欣荣简历温欣荣简历 温温欣欣荣荣，教教授授，硕硕士士，现现任任化化学学与与环环境境学学院院院院长长，为为广广东东省省高高等等学学校校第第二二批批“千千百百十十工工程程”校校级级培培养养对对象象，广广东东省省化化工工学学会会常常务务理理事事，生生物物化化工工专专业业委委员员会会委委员员，嘉嘉应应学学院院教教学学名名师师。参参加加工工作作以以来来一一直直从从事事高高等等教教育育工工作作，主主要要担担任任 分分析析化化学学、分分析析化化学学试试验验 等等课课程程教教学学任任务务。先先后后主主持持或或负负担担省省级级、市市级级、校校级级科科研研项项目目多多项项，指指导导学学生生撰撰写写论论文文取取得得第第七七届届、第第八八届届“挑挑战战杯杯”广广东东省省大大学学生生课课外外科科技技作作品品竞竞赛赛二二等等奖奖、三三等等奖奖。1999年年以以来来，已已在在各各级级学学术术刊刊物物发发表表论论文文70多多篇篇，其其中中权权威威刊刊物物、关关键键期期刊刊论论文文40多多篇篇，18多多篇篇论论文被文被SCI、EI、ISTP收录。收录。联络电话：联络电话：2352949、13430180689 E-mail:2第2页课时安排（课时安排（1）内容内容课时第一章第一章 绪论绪论1第三章 误差和分析数据处理3第四章第四章 滴定分析法概论滴定分析法概论3第五章第五章 酸碱滴定法酸碱滴定法11第六章第六章 络合滴定法络合滴定法9第3页课时安排（课时安排（2）内容内容课时第七章第七章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法6第八章第八章 沉淀滴定法沉淀滴定法2第九章第九章 重量分析法重量分析法6第十章第十章 吸光光度法法吸光光度法法5第十一章 惯用分离和富集方法3第4页分析、化验！分析、化验！实用性学科，考究实用！实用性学科，考究实用！理、工、医、农、四化（当代工业、理、工、医、农、四化（当代工业、当代农业、当代国防、当代科学技术）、当代农业、当代国防、当代科学技术）、甚至历史甚至历史都离不开分析化学都离不开分析化学3一份耕耘，一份收获一份耕耘，一份收获分析化学分析化学Analytical Chemistry 第5页第一章第一章 绪论绪论 1第一节第一节 分析化学任务和作用分析化学任务和作用第二节第二节 分析方法分类分析方法分类 第三节第三节 分析化学发展趋势分析化学发展趋势第6页 第一章第一章 绪绪 论论第一节第一节 分析化学任务和作用分析化学任务和作用【定义定义】分析化学是发展和应用各种分析化学是发展和应用各种方法方法、仪器仪器和和策略策略，以取得相关物质在空间，以取得相关物质在空间和时间方面组成和性质一门科学，是和时间方面组成和性质一门科学，是研究物质化学组成研究物质化学组成表征表征和和测量测量科学。科学。4业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。第7页 【研究对象研究对象】物质或物料物质或物料组成组成、结构结构，是一门以试验为，是一门以试验为基础学科，重视实用！基础学科，重视实用！【任务任务】判定判定物质化学物质化学组成组成，即，即What 有什么？（定有什么？（定性分析）性分析）测量测量相关组分相关组分含量含量，即，即 How much 有有多少？（定量分析）（经典、化学分析）多少？（定量分析）（经典、化学分析）怎样怎样组合组合（结构（结构)(仪器分析），仪器分析），是什么？是什么？研究研究分析方法分析方法及相关及相关理论理论（专业）（专业）5学无止境学无止境第8页 比如：茶叶中有哪些微量元素？茶叶比如：茶叶中有哪些微量元素？茶叶中咖啡碱含量？咖啡碱化学结构？微量中咖啡碱含量？咖啡碱化学结构？微量元素形态？化学成份空间分布？在不一元素形态？化学成份空间分布？在不一样生长阶段，茶叶中营养成份改变？样生长阶段，茶叶中营养成份改变？比如：生物大分子结构与功效关系？比如：生物大分子结构与功效关系？第9页 考质考质求数求数之学，乃之学，乃格物格物之之大端大端，而为，而为化学化学之之极致极致也也。能精熟焉，则凡天下庶物俱能详考。能精熟焉，则凡天下庶物俱能详考其原质，而深求其准数。遂使法有证据，而理其原质，而深求其准数。遂使法有证据，而理得显明。若欲精究其事以造其极，则有三者为得显明。若欲精究其事以造其极，则有三者为要：要：其一其一，通晓化学通晓化学；其二其二，手法灵便手法灵便；其三其三，专心笃好专心笃好。徐寿徐寿 所谓所谓考质考质，即，即定性分析定性分析；所谓；所谓求数求数，即，即定定量分析量分析。意思是说，。意思是说，定性分析定性分析和和定量分析定量分析是是物物质科学质科学主体主体，是化学，是化学最高境界最高境界。6第10页【作用作用】1.化学化学基础课基础课之一（四大块之一）之一（四大块之一）实际上已发展成为一门独立学科实际上已发展成为一门独立学科 分析科学分析科学2.能能促进促进学科发展：提供组成、含量、结构信学科发展：提供组成、含量、结构信息息 （1）质量守恒、倍比、定比定律发觉，原）质量守恒、倍比、定比定律发觉，原子论、分子论创建，原子量测定、周期律建立子论、分子论创建，原子量测定、周期律建立，无一不是靠大量分析数据，无一不是靠大量分析数据 （2）与化学相关科学领域，如生物学、农）与化学相关科学领域，如生物学、农业科学、环境科学、材料学、海洋学及生命科业科学、环境科学、材料学、海洋学及生命科学等，分析化学都起着主要作用。学等，分析化学都起着主要作用。7第11页 当代科学领域当代科学领域“四大理论四大理论”（即天体、地（即天体、地球、生命、人类起源和演化）球、生命、人类起源和演化）以及人类社见以及人类社见面临面临“五大危机五大危机”（即资源、能源、人口、（即资源、能源、人口、粮食、环境）粮食、环境）问题处理，都与分析化学这一问题处理，都与分析化学这一基础学科研究亲密相关。基础学科研究亲密相关。（3）科学研究）科学研究 3.“四化四化”（当代工业、农业、国防、科学技术）（当代工业、农业、国防、科学技术）离不开分析化学。离不开分析化学。当代分析化学服务面极为广泛，可谓当代分析化学服务面极为广泛，可谓“天、天、地、人地、人”无所不包。无所不包。第12页三名科学家取得诺贝尔化学奖表彰他们在生物大分子研究领域贡献创造了对生物大分子进行识别和结构分析、质谱分析方法田中耕一田中耕一（日本）（日本）约翰约翰芬恩芬恩（美国）（美国）库尔特库尔特维特里希维特里希（瑞士）（瑞士）第13页三名科学家取得诺贝尔化学奖他们因为对核糖体结构和功效研究而获奖万卡特拉曼万卡特拉曼-莱马克里斯南莱马克里斯南（英国）（英国）托马斯托马斯施泰茨施泰茨（美国）（美国）阿达阿达尤纳斯尤纳斯（以色列）（以色列）第14页 11月，中国石油吉林石化企业爆炸事故发生后航拍受污染松花江.主要监测硝基苯第15页 7 7月月2828日早晨，受洪水影响，吉林省新亚强化工厂日早晨，受洪水影响，吉林省新亚强化工厂10001000多只装有三甲基一氯硅烷原料桶冲进松花江。三甲基多只装有三甲基一氯硅烷原料桶冲进松花江。三甲基一氯硅烷遇水后会分解释放出游离盐酸和三甲基羟基硅烷。一氯硅烷遇水后会分解释放出游离盐酸和三甲基羟基硅烷。第16页分析化学已成为二十一世纪生命科学和纳米科技发展关键基因组计划、蛋白组计划等实现基因组计划、蛋白组计划等实现纳米技术发展和应用纳米技术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监测和发觉污染源生态环境保护监测和发觉污染源早期诊疗疾病确保人类健康早期诊疗疾病确保人类健康兴奋剂检测兴奋剂检测原子量准确测定原子量准确测定生命过程控制生命过程控制工农业生产发展工农业生产发展第17页分析化学与社会和其它分析化学与社会和其它科学技术领域关系科学技术领域关系8第18页分析化学六面体 9第19页 分析化学被称为科学技术分析化学被称为科学技术眼睛眼睛，是从事，是从事科学研究科学研究基础基础，分析化学水平是，分析化学水平是衡量衡量一个国一个国家家科学技术水平科学技术水平主要标志主要标志之一之一。美国化学家工作情况美国化学家工作情况 专业专业 从事工作从事工作 专业专业 从事工作从事工作%无机无机 5 环境环境 9 有机有机 14 生化生化 7 物化物化7 药品药品 6 分析分析21 农业及食品农业及食品3高分子高分子11 其它其它 6.4 那么，分析化学包含哪些内容呢？那么，分析化学包含哪些内容呢？10第20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电导、电位、电解、库仑极谱、电导、电位、电解、库仑极谱、伏安伏安发射、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、质谱红外、核磁、质谱第21页第二节第二节 分析方法分类分析方法分类一、按任务分类一、按任务分类 定定性性分分析析（qualitative analysis）：判判定定物物质质所所含含化化学学组组成成，即即判判定定物物质质由由哪哪些些元元素素、原原子子团团、官能团官能团或或化合物化合物所组成；所组成；定定量量分分析析(quantitative analysis)：测测定定各各组分组分相对含量相对含量；结结构构分分析析(structural analysis)：研研究究所所含含组分组分分子结构分子结构、晶体结构晶体结构或或形态形态。如如：蛋蛋白白质质构构象象(-螺螺旋旋、型型结结构构，球球状状蛋蛋白白三三级级结结构构）；形形态态分分析析物物质质形形态态；能能态态分分析析 物质能态等。物质能态等。12第22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23页二、按分析对象分类二、按分析对象分类 无机分析无机分析 有机分析有机分析 药品分析药品分析 水质分析水质分析 食品分析食品分析 元素分析元素分析 工业分析工业分析 法庭分析法庭分析 等等等等14第24页三、测定原理分类三、测定原理分类 化学分析（化学分析（Chemical analysis）：以物质：以物质化学反应为基础分析方法化学反应为基础分析方法。主要是滴定分析。主要是滴定分析（容量分析）法和重量分析法。也称（容量分析）法和重量分析法。也称经典化学经典化学分析法分析法 仪器分析（仪器分析（Instrumental analysis）：以被：以被测物质物理性质和物理化学性质（光、电、热、测物质物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁、声）为基础分析方法。包含光学分析法、磁、声）为基础分析方法。包含光学分析法、电化学分析法、热分析法、色谱法、质谱法等。电化学分析法、热分析法、色谱法、质谱法等。也称也称物理和物理化学分析法物理和物理化学分析法第25页四、按试样用量和被测组分含量分类四、按试样用量和被测组分含量分类（一）按试样用量分类（一）按试样用量分类方法方法 固体试样质量固体试样质量(mg)液体试样体积液体试样体积(mL)常量常量 100 10半微量半微量 10100 110微量微量 0.1 10 0.01 1痕量痕量 0.1 1%)、微微量量组组分分(0.01-1%)、痕量痕量组分组分(0.01%)15第26页第三节第三节 分析化学发展趋势分析化学发展趋势16起源起源：古代炼金术：古代炼金术16世纪世纪：天平出现，向定量前进了一大步：天平出现，向定量前进了一大步19世纪世纪：化学方法：化学方法(Wet Chemistry)判定物质组成和含量技术判定物质组成和含量技术分析化学历史悠久分析化学历史悠久第27页第三节第三节 分析化学发展趋势分析化学发展趋势16 无机定性分析曾一度是化学科学前沿无机定性分析曾一度是化学科学前沿 公元一世纪橡子提取物检验铁公元一世纪橡子提取物检验铁 十七世纪十七世纪Boyle将石蕊作酸碱指示剂将石蕊作酸碱指示剂 1751年年Margraf 硫氰酸盐检验硫氰酸盐检验Fe(III)分析化学发展经历三次重大变革分析化学发展经历三次重大变革 第28页18第29页一、分析化学发展所经历三次变革一、分析化学发展所经历三次变革 第一次变革第一次变革：19世纪末世纪末20世纪初世纪初，分析，分析化学由一门化学由一门技术技术发展为一门独立发展为一门独立学科学科。经典经典分析化学分析化学。19 物理化学溶液理论发展，推进物理化学溶液理论发展，推进化学分析化学分析快速快速发展发展 用物理化学中溶液平衡理论、动力学等研究用物理化学中溶液平衡理论、动力学等研究分析化学中基本理论问题：沉淀形成和共沉淀；分析化学中基本理论问题：沉淀形成和共沉淀；指示剂变色原理；滴定曲线和终点误差；缓冲原指示剂变色原理；滴定曲线和终点误差；缓冲原理及催化和诱导反应等。建立了溶液中四大平衡理及催化和诱导反应等。建立了溶液中四大平衡理论。理论。第30页分析化学发展所经历三次变革分析化学发展所经历三次变革 第二次变革第二次变革：20世纪世纪40年代以后年代以后，开创了，开创了仪器分析新时代仪器分析新时代物理方法大发展，分析物理方法大发展，分析化学从经典分析化学发展成了化学从经典分析化学发展成了近代分析化学近代分析化学。19 分析化学与物理学及电子学等结合时代。分析化学与物理学及电子学等结合时代。原子能和半导体技术兴起，如要求超纯材原子能和半导体技术兴起，如要求超纯材料，料，99.9999999.99999砷化镓，要测定其杂质，准确砷化镓，要测定其杂质，准确度要求到达度要求到达1010-6-6级，化学分析法无法处理，促进级，化学分析法无法处理，促进了仪器分析和各种分离方法发展。了仪器分析和各种分离方法发展。第31页分析化学发展所经历三次变革分析化学发展所经历三次变革 第三次变革第三次变革：20世纪世纪70年代末开始至现年代末开始至现在在，以计算机应用为主要标志信息时代降临，以计算机应用为主要标志信息时代降临，促进了分析化学发展，同时提出了更多课题促进了分析化学发展，同时提出了更多课题和要求，分析化学发展到了和要求，分析化学发展到了分析科学阶段分析科学阶段。当代分析化学当代分析化学。19第32页 二十一世纪是生命和信息科学世纪，二十一世纪四大科学领域，即：生命科学、信息科学、材料科学和环境科学，特别是生命科学和环境科学发展，向分析化学提出了更高、更严峻挑战。当代分析化学正在把化学与数学、物理学、当代分析化学正在把化学与数学、物理学、计算机科学、生物学、精密仪器制造科学等学计算机科学、生物学、精密仪器制造科学等学科结合起来，发展成为多科性综合科学。科结合起来，发展成为多科性综合科学。第33页高鸿院士二十一世纪分析化学第一章指出：“分析化学已发展到分析科学阶段”。许多学校成立了分析科学研究所。分析化学不再是化学一个分支。化学计量学先驱B.R.Kowalski称“分析化学已由单纯提供数据，上升到从分析数据中获取有用信息和知识，成为生产和科研中实际问题解决者”。他认为“分析化学是一门信息科学”。第34页分析化学六面体 21第35页二、分析化学发展二、分析化学发展22高灵敏度高灵敏度单分子单分子(原子原子)检测检测高高选选择择性性复复杂杂体体系系(如如生生命命体体系系、中中药药)原位、活体、实时、无损分析原位、活体、实时、无损分析自动化、智能化、微型化、图像化自动化、智能化、微型化、图像化高通量、高分析速度高通量、高分析速度第36页生物分析生物分析分析化学主分析化学主要发展趋向要发展趋向新技术新技术新仪器新仪器微型化微型化新原理新原理化学计量学化学计量学环境分析环境分析过程分析过程分析原位分析原位分析表面分析表面分析活体分析活体分析实时分析实时分析大分子表征大分子表征化学图象化学图象无损分析无损分析在线分析在线分析单细胞分析单细胞分析单分子检测单分子检测接口接口定性定性传感器传感器分离技术分离技术联用技术联用技术第37页分析化学学习分析化学学习方法方法和和要求要求1.1.课时：课时：5151课时。课时。2.2.教教学学目目标标：掌掌握握分分析析化化学学基基本本理理论论,获获取取处处理理实实际际问问题题能力能力与创新与创新能力能力。3.3.教教学学参参考考书书：1 1）武武汉汉大大学学主主编编:分分析析化化学学；2）彭彭崇崇慧慧等等编编:定定量量化化学学分分析析简简明明教教程程；3）何何先先莉莉等等编编:分分析析化化学学；4）林林树树昌昌等等编编:分分析析化化学学；5）张张锡锡瑜瑜等等编编著著：化化学学分分析析原原理理；6 6）张张渔渔夫夫等等编编著著：分分析析化化学学习题解析。习题解析。7 7）刘东主编：分析化学学习指导与习题。）刘东主编：分析化学学习指导与习题。26第38页4.成绩评定：成绩评定：平时考评：平时考评：作业完成等，占作业完成等，占10%；期中考期中考试：试：占占20%；期末考试：期末考试：占占70%。275.学习方法：学习方法：预习预习课堂听讲课堂听讲复习复习做作业做作业 （1）课前要做好预习（带着问题听课）；）课前要做好预习（带着问题听课）；（2）上课认真听讲，做好笔记；）上课认真听讲，做好笔记；（3）课后及时复习，独立完成作业，多做练）课后及时复习，独立完成作业，多做练习（将书读薄）；习（将书读薄）；（4）做好阶段性总结、归纳（将书读厚）。）做好阶段性总结、归纳（将书读厚）。注意：注意：学习一直不能大意，一学习一直不能大意，一环扣一环，不然，以后想追也追不上。环扣一环，不然，以后想追也追不上。第39页 第40页网网 上上 资资 源源 能能够够了了解解各各种种工工业业分分析析仪仪器器性性能能和和市市场场信信息息，学学习习各各类仪类仪器分析方法，器分析方法，查阅查阅各种相关期刊。各种相关期刊。仪仪器信息网器信息网：http:/ 中国科学器材网：中国科学器材网：http:/ 关关 期期 刊刊 网网 站站化学学报：化学学报：http:/sioc- 分析化学：分析化学：http:/ 冶金分析：冶金分析：http:/ 分析试验室：分析试验室：http:/ 分析测试学报：分析测试学报：http:/ 分析科学学报：分析科学学报：http:/ 分析测试技术与仪器：分析测试技术与仪器：http:/ 岩矿测试：岩矿测试：http:/ 第42页相关期刊网站相关期刊网站中国化学中国化学(英文英文)：http:/sioc- 中国化学快报中国化学快报(英文英文)：http:/ 理化检验理化检验-化学分册：化学分册：http:/lhjy- 分析测试技术与仪器：分析测试技术与仪器：http:/ 化学试剂：化学试剂：http:/ 光谱试验室：光谱试验室：http:/ 中国测试技术：中国测试技术：http:/ 第43页相关期刊网站相关期刊网站色谱：色谱：http:/ 中国环境监测：中国环境监测：http:/ 当代仪器：当代仪器：http:/ 分析仪器：分析仪器：http:/ 试验技术与管理：试验技术与管理：http:/ 食品与发酵工业：食品与发酵工业：http:/ 第44页第45页分析化学分析化学分析化学分析化学（-，国内统一刊号国内统一刊号-）是中国科学院和中国化学会共同主办是中国科学院和中国化学会共同主办专业性学术刊物专业性学术刊物，主要报道我国分析主要报道我国分析化学学科含有创新性研究结果化学学科含有创新性研究结果，反应反应国内外分析化学进展和动态国内外分析化学进展和动态，发觉和发觉和扶植人材扶植人材，推进和促进分析化学学科推进和促进分析化学学科发展发展。读者对象为从事分析化学读者对象为从事分析化学 本刊设研究汇报本刊设研究汇报、研究简报研究简报、仪器装仪器装置与试验技术置与试验技术、评述与进展评述与进展、来稿摘来稿摘登等栏目登等栏目。第46页数数 据据 库库 资资 源（千万种期刊）源（千万种期刊）清华同方学术期刊数据库清华同方学术期刊数据库 http:/ http:/ http:/ http:/:85/Elsevier Science Direct 数据库数据库 http:/ http:/ 第47页第48页第49页第50页 加油加油!第51页