1、材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry緒緒 論論材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry1、什么是化學(xué)？、什么是化學(xué)？p自然界的一切物質(zhì)，大至天體，星球，小至生物、自然界的一切物質(zhì)，大至天體，星球，小至生物、原子，無論有生命還是無生命的，都是由各種化原子，無論有生命還是無生命的，都是由各種化學(xué)元素組成的。學(xué)元素組成的。p不同的物質(zhì)具有不同的組成和結(jié)構(gòu)，因而

2、具有不不同的物質(zhì)具有不同的組成和結(jié)構(gòu)，因而具有不同的性質(zhì)。同的性質(zhì)。p化學(xué)是一門在原子分子上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、化學(xué)是一門在原子分子上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用以及物質(zhì)相互之間分子轉(zhuǎn)變規(guī)律的科性能、應(yīng)用以及物質(zhì)相互之間分子轉(zhuǎn)變規(guī)律的科學(xué)。學(xué)?；瘜W(xué)化學(xué)中心的、實用性和創(chuàng)造性的科學(xué)中心的、實用性和創(chuàng)造性的科學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry(1) 化學(xué)處于現(xiàn)代自然科學(xué)的中心位置化學(xué)處于現(xiàn)代自然科學(xué)的中心位置生物學(xué)生物學(xué)生物化學(xué)生物化學(xué)化學(xué)工程化學(xué)工程天文學(xué)天文學(xué)化

3、學(xué)物理化學(xué)物理物理學(xué)物理學(xué)地球化學(xué)地球化學(xué)地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué)藥學(xué)藥學(xué)生物物生物物理學(xué)理學(xué)核化學(xué)核化學(xué)天體物天體物理學(xué)理學(xué)宇宙化學(xué)宇宙化學(xué)古生物學(xué)古生物學(xué)化學(xué)化學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry(2) 化學(xué)是實用性的科學(xué)化學(xué)是實用性的科學(xué)p人本身就是一個由復(fù)雜化學(xué)物質(zhì)組成并不斷起著人本身就是一個由復(fù)雜化學(xué)物質(zhì)組成并不斷起著復(fù)雜化學(xué)變化的高級有機體。復(fù)雜化學(xué)變化的高級有機體。p人類生活的各個方面、社會發(fā)展的各種需要都與人類生活的各個方面、社會發(fā)展的各種需要都與化學(xué)息息相關(guān)?；瘜W(xué)

4、息息相關(guān)。p化學(xué)在改善生存環(huán)境、提高生活質(zhì)量方面起著重化學(xué)在改善生存環(huán)境、提高生活質(zhì)量方面起著重要作用。要作用。p沒有化學(xué)，就沒有人類的文明。沒有化學(xué)，就沒有人類的文明。材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry早期化學(xué)的發(fā)展早期化學(xué)的發(fā)展仰韶文化時期，我國已有手制和模制的陶器。仰韶文化時期，我國已有手制和模制的陶器。新石器時代晚期，我國已經(jīng)進入銅、石并用的時代。新石器時代晚期，我國已經(jīng)進入銅、石并用的時代。公元前公元前25002500年，埃及人用砂和蘇打打造玻璃。年，埃及人用

5、砂和蘇打打造玻璃。春秋戰(zhàn)國時期，我國冶煉鑄鐵的技術(shù)已相當(dāng)發(fā)展。春秋戰(zhàn)國時期，我國冶煉鑄鐵的技術(shù)已相當(dāng)發(fā)展。 青銅人頭像 陶 瓷材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry 衣衣：色澤鮮艷的衣料經(jīng)過化學(xué)處理； 豐富多彩的合成纖維更是化學(xué)的一大貢獻； 洗滌液、干洗液等。滌綸短纖維尼龍66樹脂材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry 食食：裝滿糧袋子、：裝滿糧袋子、豐

6、富菜籃子關(guān)鍵之豐富菜籃子關(guān)鍵之一是發(fā)展化學(xué)和農(nóng)一是發(fā)展化學(xué)和農(nóng)藥生產(chǎn)；藥生產(chǎn)； 加工制造色味俱加工制造色味俱佳的食品離不開食佳的食品離不開食品添加劑、甜味劑、品添加劑、甜味劑、防腐劑、香料、色防腐劑、香料、色素等。素等。材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry ?。航ㄖ牧希ㄋ?、：建筑材料（水泥、石灰、油漆、玻璃和石灰、油漆、玻璃和塑料）是化工產(chǎn)品。塑料）是化工產(chǎn)品。材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorgani

7、c and Analytical Chemistry 行：用以代步的現(xiàn)代交通工具需石油化工產(chǎn)品。：用以代步的現(xiàn)代交通工具需石油化工產(chǎn)品。 （汽油、柴油、防凍劑、潤滑劑等）（汽油、柴油、防凍劑、潤滑劑等）美國航天飛機東方紅I號人造衛(wèi)星加壓氣化法城市煤氣生產(chǎn)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry(3) 化學(xué)是富有創(chuàng)造性的科學(xué)化學(xué)是富有創(chuàng)造性的科學(xué)能源能源信息信息材料材料環(huán)境環(huán)境 醫(yī)藥醫(yī)藥有待解決有待解決的問題的問題2020世紀(jì)最偉大的世紀(jì)最偉大的十個科技發(fā)明十個科技發(fā)明阿斯匹林

8、阿斯匹林飛機飛機原子彈原子彈合成氨合成氨電視電視人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星電腦電腦移動電話移動電話因特網(wǎng)因特網(wǎng)克隆羊克隆羊材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry2、化學(xué)的分類：經(jīng)典四大化學(xué)分支、化學(xué)的分類：經(jīng)典四大化學(xué)分支無機化學(xué)有機化學(xué)分析化學(xué)物理化學(xué)研究所有元素及化合物（除碳氫化合物及其衍生物）研究碳、氫化合物及其衍生物研究物質(zhì)的分離和表征用物理方法研究化學(xué)，以尋求化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象之間本質(zhì)聯(lián)系的普遍規(guī)律此外，還有高分子化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、核化學(xué)、放射化學(xué)等。材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材

9、料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical ChemistryCareerB: 2008 2008年度美國本科畢業(yè)生薪酬年度美國本科畢業(yè)生薪酬專業(yè)專業(yè)薪酬薪酬( (美元美元/ /年年) )化學(xué)工程化學(xué)工程6375063750計算機信息計算機信息5690056900電子電子5650056500機械機械5645056450經(jīng)濟經(jīng)濟5290052900化學(xué)化學(xué)5215052150金融會計金融會計4880048800文史文史/ /新聞新聞/ /廣告廣告/ /出版出版3500035000材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院

10、 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry2011年美國大學(xué)收入最高的15個專業(yè)畢業(yè)起薪（平均年薪中位數(shù)）第15 名 機械工程技術(shù)：63000 美元第14名 金融管理：63000美元第13 名 經(jīng)濟學(xué)：63300美元第12 名 電子工程技術(shù)：65000美元第11 名 土木工程：72000美元第10 名 物理及天文：72200 美元第9名 工業(yè)工程：73000 美元第8名 計算機科學(xué)：73000 美元第7 名 宇航工程： 74000美元第6 名 機械工程：75000美元第5 名 電子工程：75000美元第4 名 化學(xué)工程：

11、80000美元第3 名 藥學(xué)：84000美元第2 名 計算機系統(tǒng)工程： 85000美元第1 名 醫(yī)生助理 (尚未獲得醫(yī)學(xué)博士的本科生)：100000美元材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry2010年中國就業(yè)率最高的十大專業(yè)年中國就業(yè)率最高的十大專業(yè) 能源動力類化學(xué)類機械類化工與制藥類土建類電氣信息類工程力學(xué)類材料科學(xué)類管理科學(xué)與工程類工商管理類 材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Anal

12、ytical Chemistry就業(yè)愿景就業(yè)愿景 教育、材料、軍工、汽車、電子、信息、環(huán)保、市政、建筑、建材、消防、化工、機械等行業(yè)。石油化工、環(huán)保、商品檢驗、衛(wèi)生防疫、海關(guān)、醫(yī)藥、精細化工廠等生產(chǎn)、技術(shù)、行政部門和廠礦企業(yè)。應(yīng)用研究、科技開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)和管理工作。材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁n2022-5-21nInorganic and Analytical Chemistry化學(xué)和化學(xué)工作者化學(xué)和化學(xué)工作者前途前途潛途潛途錢途錢途材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁Dolton （道爾頓）分壓定律 定溫時，混合理

13、想氣體中某組分氣體占有與混合氣體相同體積時所表現(xiàn)的壓力稱為該組分氣體的分壓。 B(B)(C)(B)(A)總ppppp)總(B)(B)(B)pxRT/Vnp材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁解解n(O2)=0.25moln(N2)=0.50molp(總總)=n(總總)RT/V=0.75 8.31 300/3.0=623.3kPap(O2)= p(總總) x(O2)=623.3 1/3=207.8kPap(N2)= p(總總) -p(O2)=415.5kPa例 在3 .0L的容器內(nèi)盛有8g O2和14g N2 , 求300K時混合氣體的總壓及O2 、N2的分壓。

14、材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry有效數(shù)字及其運算規(guī)則有效數(shù)字及其運算規(guī)則有效數(shù)字有效數(shù)字(significant figure)1)定義：指實際能測到的數(shù)字。定義：指實際能測到的數(shù)字。2)構(gòu)成構(gòu)成:全部準(zhǔn)確數(shù)字全部準(zhǔn)確數(shù)字+最后最后一位一位估計的可疑數(shù)字估計的可疑數(shù)字 如滴定管讀數(shù)如滴定管讀數(shù)23.45mL，23.4是準(zhǔn)確的，而第四位是準(zhǔn)確的，而第四位5可能是可能是4也可能是也可能是6，雖然是可疑的，但又是有效的。，雖然是可疑的，但又是有效的。材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與

15、化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry 數(shù)字前數(shù)字前0不計不計,數(shù)字后計入數(shù)字后計入 : 0.02450有效數(shù)字未明確指出時（這種做法是不妥的）只好有效數(shù)字未明確指出時（這種做法是不妥的）只好 認(rèn)為其是正確的認(rèn)為其是正確的, 最好最好用指數(shù)形式用指數(shù)形式表示表示 : 1000 ( 1.0103 ，1.00103 ,1.000 103 ) 自然數(shù)、常數(shù)、倍數(shù)、分?jǐn)?shù)等非測量數(shù)字自然數(shù)、常數(shù)、倍數(shù)、分?jǐn)?shù)等非測量數(shù)字，為無誤差數(shù)字，為無誤差數(shù)字，可看成具有無限多位數(shù)；可看成具有無限多位數(shù)；3) 有效數(shù)字位數(shù)的確定有效數(shù)字

16、位數(shù)的確定 pH、pKa、pKb、pM、lgK等對數(shù)值的意義等對數(shù)值的意義。例如：。例如： pH=4.30表示表示H+=5.0*10-5（mol/L），兩位有效數(shù)字），兩位有效數(shù)字有效數(shù)字的位數(shù)反映了測量的相對誤差，有效數(shù)字的位數(shù)反映了測量的相對誤差，不能隨意舍去或不能隨意舍去或保留最后一位數(shù)字。保留最后一位數(shù)字。10 g10 g和和10.0 g10.0 g的區(qū)別的區(qū)別材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry分析天平分析天平(稱至稱至0.1mg):12.8218g(6) , 0.23

17、38g(4) , 0.0500g(3) 千分之一天平千分之一天平(稱至稱至0.001g): 0.234g(3) 1%天平天平(稱至稱至0.01g): 4.03g(3), 0.23g(2) 臺秤臺秤(稱至稱至0.1g): 4.0g(2), 0.2g(1) 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):25mL(2), 4.0mL(2)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-5-21I

18、norganic & Analytical Chemistry有效數(shù)字的修約有效數(shù)字的修約1)修約修約(rounding)規(guī)則規(guī)則四舍六入五留雙四舍六入五留雙當(dāng)尾數(shù)當(dāng)尾數(shù)4時舍棄；當(dāng)尾數(shù)時舍棄；當(dāng)尾數(shù)6時進位；當(dāng)尾數(shù)時進位；當(dāng)尾數(shù)=5時，其時，其前一位為偶數(shù)舍去，其前一位為奇數(shù)則入。前一位為偶數(shù)舍去，其前一位為奇數(shù)則入。2)在修約有效數(shù)字時，只能一次修約到所需位數(shù)。在修約有效數(shù)字時，只能一次修約到所需位數(shù)。如將如將0.1749修約成修約成2位有效數(shù)字，應(yīng)為位有效數(shù)字，應(yīng)為0.17。3)與與“四舍五入四舍五入”比較該規(guī)則的優(yōu)點：比較該規(guī)則的優(yōu)點：避免數(shù)據(jù)偏避免數(shù)據(jù)偏向一邊的缺點，避免引入系統(tǒng)的舍

19、入誤差。向一邊的缺點，避免引入系統(tǒng)的舍入誤差。材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry如，將下列數(shù)字修約成如，將下列數(shù)字修約成4位有效數(shù)字：位有效數(shù)字：0.5266610.245210.235010.24500.5267 10.2510.2410.24嚴(yán)格的講：只要數(shù)字5之后有不為零的數(shù)字均應(yīng)該進位！教材上為10.24材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry有效數(shù)字的運算有

20、效數(shù)字的運算1)加減法加減法 保留有效數(shù)字的位數(shù)，以絕對誤差最大即保留有效數(shù)字的位數(shù)，以絕對誤差最大即以小數(shù)點后位數(shù)以小數(shù)點后位數(shù)最少的那個數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。最少的那個數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。例：例：0.0121+1.0356+25.64 =0.01+1.04+25.64 =26.692)2)乘除法乘除法 保留有效數(shù)字的位數(shù)，以相對誤差最大即保留有效數(shù)字的位數(shù)，以相對誤差最大即以有效數(shù)字位數(shù)最以有效數(shù)字位數(shù)最少的那個數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。少的那個數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。例：例：0.01211.035625.64 =0.01211.0425.6 =0.322一般一般“先修約，后運算先修約，后運算”材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-5-21Inorganic & Analytical Chemistry保留有效數(shù)字位數(shù)時，如果位數(shù)最少的數(shù)字首位數(shù)是8或9，則應(yīng)多算一位。 9.45104, 95.2%, 8.65。計算過程中，有時可以暫時多保留一位，最后結(jié)果再進行取舍。3）計算過程的其它要求計算過程的其它要求0.012125.641.05782=0.32818230808=0.3280.012125.61.06=0.3283456=0.328上述計算規(guī)則均為理論討論，在早期可以簡化運算?，F(xiàn)在電子計算器非常普及，其顯示的數(shù)字位數(shù)很多，在實際工作時可以直接計算后，將結(jié)果進行恰當(dāng)修約