分析化學(xué)AnalyticalChemistry張興文哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系2025/4/29第1頁(yè)主講教師:張興文助教:樊簫，劉蕾，潘也唐，孫延玉辦公室：理學(xué)樓1024Tel.86413753E-mail:zhangxingwen@?上課時(shí)間：周一（3-4節(jié)）、周四（3-4節(jié)）?上課地點(diǎn)：正心22（周一）；正心24（周四）試驗(yàn)地點(diǎn)：理學(xué)樓709（24課時(shí)（公共時(shí)間：周六（3組），周日（2組）。2025/4/29第2頁(yè)試驗(yàn)分組L607（孟詳麗，試驗(yàn)書(shū)）L701（試驗(yàn)匯報(bào)和試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)卡片每人6套）試驗(yàn)時(shí)間：7：20200分鐘10分周六全天：7:20~10:40；11:00~14:20；14:30~17:50。組別（1-3組）周日早晨：7:20~10:40；11:00~14:20（4-5組）2025/4/29第3頁(yè)2025/4/29第4頁(yè)課堂教學(xué)目錄第一章緒論第二章誤差及分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理第三章滴定分析第四章酸堿滴定法第五章配位滴定法第六章氧化還原滴定法2025/4/29第5頁(yè)主要參考資料:《分析化學(xué)》（第三版）華東化工學(xué)院《分析化學(xué)常見(jiàn)錯(cuò)誤解析》路純明等《分析化學(xué)》國(guó)際性教科書(shū)，李克安,金欽漢譯《分析化學(xué)》第四版武漢大學(xué)主編《分析化學(xué)》湖南大學(xué)張正奇主編，《分析化學(xué)基本原理問(wèn)題詳解》D.A.斯摩克D.W.韋斯特QuantitativeAnalysisR.A.Day,JR..A.L.UnderwoodAnalyticalChemistryLarryG.Hargis2025/4/29第6頁(yè)2025/4/29第7頁(yè)2025/4/29第8頁(yè)2025/4/29第9頁(yè)2025/4/29第10頁(yè)2025/4/29第11頁(yè)2025/4/29第12頁(yè)1.1分析化學(xué)任務(wù)和作用1.2分析方法分類1.3分析化學(xué)進(jìn)展

第1章緒論2025/4/29第13頁(yè)（1）分析化學(xué)定義

分析化學(xué)：是人們?nèi)〉梦镔|(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)信息科學(xué)。主要研究取得物質(zhì)化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)信息，分析方法及相關(guān)理論一門(mén)科學(xué)。分析化學(xué)是化學(xué)研究中最基礎(chǔ)、最根本領(lǐng)域之一。

1.1分析化學(xué)任務(wù)和作用2025/4/29第14頁(yè)(2)分析化學(xué)任務(wù)和特點(diǎn)?定性分析：判定物質(zhì)化學(xué)組成(或成份),如元素,離子,原

子團(tuán),化合物等,即"處理物質(zhì)是什么問(wèn)題"。?定量分析：測(cè)定物質(zhì)中相關(guān)組分含量,即“處理物質(zhì)是多少問(wèn)題"。?結(jié)構(gòu)分析：確定物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu),如分子結(jié)構(gòu),晶體結(jié)構(gòu)等。2025/4/29第15頁(yè)分析化學(xué)任務(wù)確定物質(zhì)化學(xué)組成——定性分析測(cè)量各組成含量——定量分析表征物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)、構(gòu)象、形態(tài)、能態(tài)——結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)象分析，形態(tài)分析、能態(tài)分析表征物質(zhì)組成、含量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、能態(tài)動(dòng)力學(xué)特征——?jiǎng)討B(tài)分析(2)分析化學(xué)任務(wù)和特點(diǎn)2025/4/29第16頁(yè)分析化學(xué)特點(diǎn)

1.分析化學(xué)中突出“量”概念

如：測(cè)定數(shù)據(jù)不可隨意取舍；數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、偏差大小與采取分析方法相關(guān)。

2.分析試樣是一個(gè)獲取信息、降低系統(tǒng)不確定性過(guò)程

(2)分析化學(xué)任務(wù)和特點(diǎn)2025/4/29第17頁(yè)分析化學(xué)特點(diǎn)

3.試驗(yàn)性強(qiáng)強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力、培養(yǎng)試驗(yàn)操作技能，提升分析處理實(shí)際問(wèn)題能力。

4.綜合性強(qiáng)包括化學(xué)、生物、電學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)等,表達(dá)能力與素質(zhì)。分析化學(xué)工作者應(yīng)含有很強(qiáng)責(zé)任心。2025/4/29第18頁(yè)

(3)分析化學(xué)地位和作用在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中作用：分子科學(xué)、遺傳密碼在化學(xué)研究工作中作用：新物質(zhì)判定結(jié)構(gòu)與性能在當(dāng)代化學(xué)工業(yè)中作用：質(zhì)量控制與自動(dòng)檢測(cè)分析化學(xué)與社會(huì)：環(huán)境、體育、破案2025/4/29第19頁(yè)

地位：化學(xué)學(xué)科主要分支，四大基礎(chǔ)化學(xué)之一。內(nèi)容：分析化學(xué)是研究物質(zhì)化學(xué)組成分析方法及相關(guān)理論一門(mén)學(xué)科任務(wù)：物質(zhì)化學(xué)組成，a:是什么？（定性分析）、b:是多少？（定量分析）范圍：分析化學(xué)包含范圍很廣泛。從分析對(duì)象來(lái)說(shuō)，包含各種氣態(tài)、固態(tài)或液態(tài)無(wú)機(jī)物和有機(jī)物；從分析要求說(shuō)，包含各種元素、化合物，原子團(tuán)和有機(jī)官能團(tuán)等定性和定量分析以及它們存在形式和化學(xué)結(jié)構(gòu)等方面分析。從分析方法來(lái)說(shuō)：化學(xué)法、物理法、物理化學(xué)（儀器分析）研究范圍越來(lái)越大.

三、分析化學(xué)地位和作用2025/4/29第20頁(yè)?在科學(xué)應(yīng)用中占有顯著地位。稱為科學(xué)和技術(shù)眼睛。?諾貝爾物理、化學(xué)獎(jiǎng)中，有四分之一項(xiàng)目與分析化學(xué)相關(guān)。?國(guó)際：36國(guó)家，1075個(gè)分析化學(xué)機(jī)構(gòu)；美國(guó)20萬(wàn)化學(xué)家，4萬(wàn)熱從事分析化學(xué)，3000多所大學(xué)，270多全部分析化學(xué)專業(yè)。?有國(guó)家、大學(xué)單獨(dú)設(shè)系。2025/4/29第21頁(yè)中國(guó)：?10個(gè)國(guó)家級(jí)分析測(cè)試中心?12個(gè)部級(jí)測(cè)試中心?21個(gè)省市測(cè)試中心?137個(gè)國(guó)家級(jí)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心?300多個(gè)進(jìn)出口商品檢驗(yàn)室?8千多個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)?數(shù)十萬(wàn)龐大分析隊(duì)伍2025/4/29第22頁(yè)研究結(jié)果：?人工合成胰島素結(jié)構(gòu)分析；?DNA新結(jié)構(gòu)發(fā)覺(jué)；?生命登月計(jì)劃1%；?超導(dǎo)材料研究；?興奮劑檢測(cè)中心等。2025/4/29第23頁(yè)社會(huì)其它科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域社會(huì)需要研究與發(fā)展分析問(wèn)題分析化學(xué)分析化學(xué)與社會(huì)和其它科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域關(guān)系42025/4/29第24頁(yè)分析化學(xué)六面體2025/4/29第25頁(yè)1.2分析方法分類(1)按分析任務(wù)分類(2)按分析對(duì)象分類(3)按分析方法分類(4)按數(shù)量級(jí)分類2025/4/29第26頁(yè)一、分析化學(xué)分類51.按分析任務(wù)分類

(1)定性含何種元素，何種官能團(tuán)

(2)定量含量

(3)結(jié)構(gòu)形態(tài)分析,立體結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)與活性2025/4/29第27頁(yè)2.

按分析對(duì)象分類5

(1)無(wú)機(jī)分析(2)有機(jī)分析(3)生物分析(4)藥品分析2025/4/29第28頁(yè)3.按分析方法分類5

化學(xué)分析：重量分析容量分析（各種滴定分析）儀器分析：電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析2025/4/29第29頁(yè)4.按數(shù)量級(jí)分類

常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-9～10-12）克毫克微克納克皮克飛克10-310-610-910-1210-15

ppmpptppb2025/4/29第30頁(yè)分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫(kù)侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜2025/4/29第31頁(yè)

分析化學(xué)研究對(duì)象1.由分析對(duì)象來(lái)看

有機(jī)物分析無(wú)機(jī)物分析生物活性物質(zhì)2.由分析對(duì)象數(shù)量級(jí)來(lái)看3.由分析自動(dòng)化程度來(lái)看常量微量痕量分子水平手工操作儀器自動(dòng)全自動(dòng)智能化儀器2025/4/29第32頁(yè)分析化學(xué)建立與發(fā)展在19世紀(jì)無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)逐步系統(tǒng)化時(shí)候,永斯·貝采利烏斯(J?nsJakobBerzelius)分析天平創(chuàng)造和使用,使測(cè)量得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)愈加靠近真實(shí)值,這么任何一個(gè)定律都有一個(gè)確鑿事實(shí)證實(shí).永斯·貝采利烏斯把測(cè)定原子量很多新方法,新試劑,新儀器引用到分析化學(xué)中來(lái),使定量分析準(zhǔn)確度到達(dá)了一個(gè)新高度.而以后人們都尊稱他為分析化學(xué)之父.1.3分析化學(xué)進(jìn)展2025/4/29第33頁(yè)在定性分析方面,1829年德國(guó)化學(xué)家羅斯(HoinrichRose)編寫(xiě)了一本《分析化學(xué)教程》，首次提出了系統(tǒng)定性分析方法.這與當(dāng)前通用分析方法已經(jīng)基本相同了.而到18世紀(jì)末,酸堿滴定各種形式和標(biāo)準(zhǔn)也基本確定.分析化學(xué)建立與發(fā)展

2025/4/29第34頁(yè)而對(duì)于分析化學(xué)一個(gè)主要部分光譜分析,則是從牛頓開(kāi)始.牛頓從1666年開(kāi)始研究光譜,并于1672年發(fā)表了他第一篇論文《光和色新理論》。從此,觀察和研究光譜人也越來(lái)越多,觀察技術(shù)也越來(lái)越高明.而在1825年英國(guó)物理學(xué)家包特(Talbot)制造了一個(gè)研究光譜儀器,對(duì)堿金屬火焰進(jìn)行研究,發(fā)覺(jué)了元素有特征光譜現(xiàn)象.以后德國(guó)科學(xué)家本生(Bunsen)與基爾霍夫(Kirchhoff)利用本生燈發(fā)覺(jué)了元素銫和銣.光譜學(xué)作為分析化學(xué)一個(gè)主要分支從此誕生.分析化學(xué)建立與發(fā)展

2025/4/29第35頁(yè)進(jìn)入20世紀(jì)之后,伴隨科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展,新分析方法--儀器分析產(chǎn)生了,包含吸光光度法,發(fā)射光度法,極譜分析法,放射分析法,紅外光譜,紫外可見(jiàn)光光譜,核磁共振等當(dāng)代化分析方法.這些分析方法超越了經(jīng)典分析方法局限,靈敏度能夠到達(dá)很高水平.分析化學(xué)建立與發(fā)展

2025/4/29第36頁(yè)當(dāng)前分析化學(xué)還處于第三次變革,這意味著分析化學(xué)不再局限于測(cè)定物質(zhì)組成和含量,而還要對(duì)物質(zhì)狀態(tài),結(jié)構(gòu),微區(qū),薄層和表面組成與結(jié)構(gòu)以及化學(xué)行為和生物活性等到做出瞬時(shí)追蹤,無(wú)損和在線監(jiān)測(cè)等分析及過(guò)程控制.甚至是要求直接觀察原子或分子形態(tài)和排列.分析化學(xué)建立與發(fā)展

2025/4/29第37頁(yè)第一個(gè)主要階段：?20世紀(jì)二三十年代利用當(dāng)初物理化學(xué)中溶液化學(xué)平衡理論，動(dòng)力學(xué)理論，如沉淀生成和共沉淀現(xiàn)象，指示劑作用原理，滴定曲線和終點(diǎn)誤差，催化反應(yīng)和誘導(dǎo)反應(yīng)，緩沖作用原理大大地豐富了分析化學(xué)內(nèi)容，并使分析化學(xué)向前前進(jìn)了一步.2025/4/29第38頁(yè)第二個(gè)主要階段：?20世紀(jì)40年代以后幾十年，第二次世界大戰(zhàn)前后，物理學(xué)和電子學(xué)發(fā)展，促進(jìn)了各種儀器分析方法發(fā)展，改變了經(jīng)典分析化學(xué)以化學(xué)分析為主局面。?原子能技術(shù)發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)興起，要求分析化學(xué)能提供各種靈敏準(zhǔn)確而快速分析方法，如半導(dǎo)體材料，有要求純度達(dá)99.9999999%以上，在新形勢(shì)推進(jìn)下，分析化學(xué)到達(dá)了快速發(fā)展。?最顯著特點(diǎn)是各種儀器分析方法和分離技術(shù)廣泛應(yīng)用。2025/4/29第39頁(yè)第三個(gè)主要階段?自20世紀(jì)70年代以來(lái)，以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主要標(biāo)志信息時(shí)代到來(lái)，促使分析化學(xué)進(jìn)入第三次變革時(shí)期。?因?yàn)樯茖W(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)發(fā)展需要，基礎(chǔ)理論及測(cè)試伎倆完善，當(dāng)代分析化學(xué)完全可能為各種物質(zhì)提供組成、含量、結(jié)構(gòu)、分布、形態(tài)等等全方面信息，使得微區(qū)分析、薄層分析、無(wú)損分析、瞬時(shí)追蹤、在線監(jiān)測(cè)及過(guò)程控制等過(guò)去難題都迎刃而解。?分析化學(xué)廣泛吸收了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)最新成就，成為當(dāng)代最富活力學(xué)科之一。2025/4/29第40頁(yè)分析化學(xué)主要發(fā)展趨向生物分析環(huán)境分析過(guò)程分析表面分析大分子表征化學(xué)圖象無(wú)損分析單細(xì)胞分析單分子單聚集體分析固定化傳感器定性教育接口活體分析實(shí)時(shí)分析原位分析在線分析化學(xué)計(jì)量學(xué)自動(dòng)化微型化新技術(shù)新儀器新原理分離技術(shù)儀器和計(jì)算機(jī)聯(lián)用技術(shù)其它科技領(lǐng)域2025/4/29第41頁(yè)分析化學(xué)應(yīng)用(一)、農(nóng)業(yè)：土壤農(nóng)藥化肥2025/4/29第42頁(yè)(二)、工業(yè)生產(chǎn)：質(zhì)檢（產(chǎn)品、原材料）2025/4/29第43頁(yè)(三)、生命科學(xué)：頭發(fā)中微量元素含量與疾病關(guān)系。正常人發(fā)錳含量為0.7ug/g。心臟病者為0.42ug/g。腫瘤患者及早衰者發(fā)錳含量也較低。又如體分析，將很小探頭插入體細(xì)胞中，測(cè)定多巴胺、腎上腺素、維生素、糖等含量，對(duì)了解生命規(guī)律、大腦功效很有意義。又如人體一天終究需要多少糖，人體中糖是怎樣循環(huán)改變，就需測(cè)定體內(nèi)糖含量。人工胰臟就需糖檢測(cè)器。2025/4/29第44頁(yè)(四)、環(huán)境保護(hù)：環(huán)境監(jiān)測(cè)(大氣、水、土壤分析等）測(cè)定空氣中污染物如NO2,SO2,CO等含量，這二者不但對(duì)人體呼吸道有影響，而且造成酸雨。煙鎘會(huì)引發(fā)腎功效衰退，吸入過(guò)多會(huì)頭痛，頭暈，嘔吐，胸痛，死亡。2025/4/29第45頁(yè)六價(jià)鉻毒性大于三價(jià)鉻，對(duì)呼吸器管，皮膚有損害，也能致癌。水源依據(jù)不一樣需要，各國(guó)制訂了不一樣用水標(biāo)準(zhǔn)，生活用水，考慮有害物對(duì)人體影響，世界衛(wèi)生組織允許限量，如鉛0.1mg/l,鉻0.05mg/l,鎘0.01mg/l,汞0.001mg/l。工業(yè)用水，考慮鈣、鎂、鐵、鉛、硫酸鹽、pH、溶解氧等。

農(nóng)業(yè)用水，考慮微量元素對(duì)作物影響。

水產(chǎn)用水，考慮農(nóng)藥及微量元素與對(duì)立類影響。

另外還有廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)河水污染及為嚴(yán)重。2025/4/29第46頁(yè)比如20世紀(jì)50年代日本發(fā)生公害病──痛痛病和水俁病，曾驚動(dòng)了全世界。為了尋找痛痛病病因，經(jīng)歷了11年之久。以后環(huán)境分析化學(xué)工作者用光譜檢驗(yàn)出病區(qū)河水中含有鉛、鎘、砷等有害元素，繼而用元素追蹤伎倆，分析病區(qū)土壤和糧食,發(fā)覺(jué)鉛、鎘等含量偏高,以后又深入對(duì)痛痛病患者尸骨進(jìn)行光譜定量分析。骨灰中鋅、鉛、鎘含量高得驚人。為了確定致病因子，又以鋅、鉛、鎘分別摻入飼料喂養(yǎng)動(dòng)物,在動(dòng)物身上進(jìn)行元素追蹤分析,配合病了解剖，證實(shí)了鎘對(duì)骨質(zhì)嚴(yán)重危害性，揭開(kāi)了痛痛病病因之謎。與這類似，日本漁民水俁病是汞污染引發(fā)這一事實(shí)，也是經(jīng)過(guò)對(duì)元素追蹤分析確定。2025/4/29第47頁(yè)(五)、軍事生化武器化學(xué)武器含有很大威脅力，人們對(duì)此很恐懼，如中東伊拉克能夠制作毒氣檢測(cè)器裝備在士兵及車輛上，以防止a:人睡覺(jué)時(shí)被中毒。b:毒氣聞多時(shí)，失去判別力。

a:神經(jīng)類，含磷有機(jī)物；

b:潰爛類，芥子氣。F-117A潛隱飛機(jī)是用塑料、樹(shù)脂等有機(jī)物制成，或涂上一層物質(zhì)。

2025/4/29第48頁(yè)(六)、天體科學(xué)月球巖石分析能夠幫助了解太陽(yáng)系及月亮形成，用飛行器到其它星上檢測(cè)是否會(huì)有氮－生命基礎(chǔ)。用光譜分析法分析恒星上組成、改變規(guī)律等。

2025/4/29第49頁(yè)(七)、醫(yī)藥衛(wèi)生醫(yī)院里常需對(duì)病人進(jìn)行血化驗(yàn)，全國(guó)各地都有藥檢分析雜志。制備中成藥前需測(cè)量中藥中有效成份含量及配比。興奮劑檢測(cè)

2025/4/29第50頁(yè)1)肉毒桿菌毒素：迄今最毒致死毒素,據(jù)推算,成人致死量?jī)H需一億分之七克(70ng),有7種不一樣免疫型體.2)硒與白內(nèi)障:營(yíng)養(yǎng)需要范圍為1×10-7

～2×10-6;到達(dá)3×10-6

～1×10-5將引發(fā)慢性中毒;超出1×10-5會(huì)引發(fā)急性中毒,以致突然死亡.人視網(wǎng)膜含硒量7

g正常。動(dòng)物肝臟、海味、大蒜、蘑菇等含硒豐富。3)碘鹽:黑龍江省集賢村,1000多人.約200個(gè)傻子,引用水、土壤嚴(yán)重缺碘所致。4)拿破侖死因：頭發(fā)分析(中子活化、熒光)，As、Pb含量特高，中毒而死。侍者所為。2025/4/29第51頁(yè)(