分析化学任务和作用
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概述一.分析化学的任务和作用分析化学是化学学科的重要分支之一,是研究物质的化学组成及其含量测定方法和相关理论的一门学科。
它包括定性分析、定量分析和结构分析。
分析化学是在化学学科基础上吸收物理学、数学、计算机科学及生物化学等学科的相关成果而发展起来的,同时对化学本身的发展起着重大作用。
一些化学的基本定律就是通过分析化学测定大量数据而建立的。
化学学科的发展离不开分析化学,医药学、生物学、环境科学、农学、地质学和其他许多技术科学,都需要分析化学。
在国民经济建设的许多领域中,分析化学起着重要的作用,例如:进出口商品的检验需要分析化学,新产品的试制、新技术和新工艺的探索推广,也常以分析结果作为重要的依据。
通过学习分析化学,不仅可以掌握分析化学的基本理论和基本操作技能,而且对培养严谨的科学态度,提高分析问题和解决问题的能力,都具有特别重要的意义。
二.分析化学方法的分类根据分析任务、分析对象、测定原理、操作方法和具体要求不同,分析方法可有下列多种分类方法1 定性分析、定量分析和结构分析根据分析任务的不同,分析化学可分为:定性分析,其任务是鉴定物质由哪些元素、原子团、官能团或化合物所组成;定量分析,其任务是测定物质中有关组分的含量;结构分析,研究的是物质的分子结构、晶体结构或形态。
2 常量分析、微量分析和痕量分析根据被测组分的含量,分析化学可分为常量分析、微量分析和痕量分析等,其中含量大于1%的为常量分析,含量介于0.01%~1%的为微量分析,含量小于0.01%的为痕量分析。
3 化学分析和仪器分析以物质的物理、化学性质及其变化为基础,用各种仪器获取有关被测定组分信息的分析方法称为仪器分析法,仪器分析法的种类很多,如光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法和放射化学分析法等。
仪器分析法具有分析时间快,灵敏度高等优点,所以仪器分析已经成为当代化学分析的研究重点。
化学分析是仪器分析的基础,与仪器分析相比,手工化学分析不需要昂贵的仪器成本投入,即可满足常规分析的要求。
一,分析化学的定义分析化学(Analytical Chemistry)是人们获得物质化学组成和结构信息的科学.二,分析化学的任务1. 定性分析——鉴定物质的化学组成(或成分),如元素,离子,原子团,化合物等,即"解决物质是什么的问题".2. 定量分析——测定物质中有关组分的含量,即"解决物质是多少的问题".3. 结构分析——确定物质的化学结构,如分子结构,晶体结构等.三、分析化学的作用分析化学的应用范围几乎涉及国民经济,国防建设,资源开发及人的衣食住行等各个方面.可以说,当代科学领域的所谓"四大理论"(天体,地球,生命,人类的起源和演化)以及人类社会面临的"五大危机"(资源,能源,人囗,粮食,环境)问题的解决都与分析化学这一基础学科的研究密切相关.1. 分析化学在科学研究中的重要性目前世界范围内的大气,江河,海洋和土壤等环境污染正在破坏着正常的生态平衡,甚至危及人类的发展与生存,为追踪污染源,弄清污染物种类,数量,研究其转化规律及危害程度等方面,分析化学起着极其重要的作用;在新材料的研究中,表征和测定痕量杂质在其中的含量,形态及空间分布等已成为发展高新技术和微电子工业的关键;在资源及能源科学中,分析化学是获取地质矿物组分,结构和性能信息及揭示地质环境变化过程的的主要手段,煤炭,石油,天然气及核材料资源的探测,开采与炼制,更是离不开分析检测工作;分析化学在研究生命过程化学,生物工程,生物医学中,对于揭示生命起源,生命过程,疾病及遗传奥秘等方面具有重要意义.在医学科学中,医药分析在药物成分含量,药物作用机制,药物代谢与分解,药物动力学,疾病诊断以及滥用药物等的研究中,是不可缺少的手段;在空间科学研究中,星际物质分析已成为了解和考察宇宙物质成分及其转化的最重要手段.2. 分析化学在工,农业生产及国防建设中的重要性分析化学在工业生产中的重要性主要表现在产品质量检查,工艺流程控制和商品检验方面; 在农业生产方面,分析化学在传统的农业生产中,在水,土成分调查,农药,化肥,残留物及农产品质量检验中占据重要的地位,在以资源为基础的传统农业向以生物科学技术和生物工程为基础的"绿色革命"的转变中,分析化学在细胞工程,基因工程,发酵工程和蛋白质工程等的研究中,也将发挥重要作用;在国防建设中,分析化学在化学战剂,武器结构材料,航天,航海材料,动力材料及环境气氛的研究中都有广泛的应用.第三道作业化学分析一般过程包括五个主要步骤:样品的采集、试样的制备和分解、干扰组分的分离、含量的测定以及数据处理。
分析化学教案华东理工篇一:分析化学1-3章教案第一章:绪论1-1分析化学的任务和作用一、分析化学的定义研究获得物质化学组成、结构信息、分析方法及相关理论的科学;是化学中的信息科学,以降低系统的不确定度为主要目的。
二、分析化学的任务分析化学的任务是确定物质的化学组成、测量各组成的含量以及表征物质的化学结构。
即分析化学解决“是什么”、“有多少”、“怎么样”等问题,它们分别隶属于定性分析、定量分析和结构分析研究的范畴。
三、分析化学的作用分析化学是研究物质及其变化的重要方法之一。
在化学学科本身的发展上,以及与化学有关的各科学领域中,分析化学都起着一定的作用,如材料科学、环境科学、能源科学、生命科学、矿物学、地质学、生理学、医学、农业及其他科学技术,凡涉及化学现象,在其研究过程中必用到分析化学,故有科学技术的“眼睛”之美誉。
分析化学在国民经济建设中,在生活实践中具有实用价值。
如:解决人类面临的“五大危机”(资源、能源、粮食、人口、环境)问题;当代科学领域的四大理论(天体、地球、生命、人类起源和演化);环境中的五大全球性问题(温室效应、酸雨、臭氧层破坏、水质污染、森林减少);在工农业生产、国防建设等方面,无一不依赖分析化学的配合。
四、分析化学学习目的? 分析化学是人们用以解剖和认识自然的重要手段,分析化学课不仅传授有关的知识,还是一门培养学生运用化学观点来分析和处理问题能力的课程。
? 分析化学工作者的能力应包括:实验动手能力、观察能力、查阅文献资料的能力、记忆能力、思维能力、想象能力和表达等七种能力。
1-2分析方法的分类按方法原理分类? 化学分析:以物质的化学反应为基础,历史悠久,也称为经典分析法,主要是滴定分析(容量分析)法和重量分析法。
? 仪器分析:以物质的物理和物理化学性质(光、电、热、磁、声)为基础,借助于特殊的仪器,形成各分支学科(光学分析法、电化学分析法、热分析法、色谱法、质谱法等)化学分析1-3分析化学的进展1.由分析对象来看4.分析化学主要发展趋势(课本P5)际测量过程中,即使采用最可靠的分析方法,使用最精密的仪器,由技术最熟练的分析人员测定也不可能得到绝对准确的结果。
绪论1. 分析化学的任务和作用是研究物质的化学组成的分析方法及相关理论的科学任务: 确定组成物质的化学成分(元素.离子.化合物等)属于定性分析测定物质中各组分的相对含量属于定量分析确定物质分子内原子的空间排列(分子结构或晶体结构及其对性质的影响) 属于结构分析2. 分析方法的分类:根据分析任务,分析对象,测定原理,操作方法和具体的要求不同,又可分为定性分析, 定量分析, 结构分析,无机分析,化学分析,仪器分析,常量分析,半微量分析,微量分析,例行分析,仲裁分析,常量组分分析,微量成分分析和痕量成分分析.而化学分析法(包括滴定分析也称容量分析和重量分析)是根据物质的化学反应而建立起来的分析方法,仪器分析法(主要包括光学分析法,电化学分析法,热分析法,色谱分析法,质谱法,核磁共振,X衍射,电子显微镜分析法以及毛细管电泳分析法.则是通过物质的物理或者物理化学性质而建立起来的一种分析方法.3. 分析化学发展简史历史上曾经有三次重大的变革(1) 20世纪初,由于物理化学平衡理论的建立,为分析化学提供了理论依据,,建立了溶液四大平衡理论.形成了分析化学的学科.(2) 在第二次世界大仗时期,由于物理学和电子学的迅猛发展,促进了各种仪器分析方法的发展,形成了分析化学的另一个组成部分仪器分析法.(3) 20世纪70年代以来,以计算机应用为主的信息时代的到来,主要是生命科学,材料科学,环境科学,能源科学的发展需要,对分析化学提出了更高的要求,形成了现代分析化学法,不但要求尽可能提供更广,更全面组成,含量,结构的信息,而且要准确,快速,灵敏,用量少,对待测物质的无损分析.总之,分析化学吸取了当代科学技术的最新成果,已经成为最富有活力的学科之一.第一章定量分析化学概论1.1 概述一. 定量分析的过程定量分析的任务是测定物质组分的含量,完成一项定量分析的任务一般包括以下四个过程,(1) 取样最重要的是要使取样具有代表性(2) 试样的分解和分析试液的制备. 分解要完全,分解过程中绝不能引入其他的干扰杂质(3) 分离和测定应根据待测组分的性质,含量和对分析结果准确度的要求,选择合适的分析方法.要选择合适的分离方法分离对待测组分干扰的共存组分(4) 分析结果的计算及评价按照化学反应的化学计量关系进行计算并对测定结果及其误差分布情况应用统计学的方法进行评价.1.2 分析结果的表示(1) 待测组分的化学表现形式: 通常以待测组分的实际存在形式的含量表示.(2) 待测组分的含量的表示方法.a.固体试样 W = SB m m b 液体试样 物质的量浓度 mol/l 质量摩尔浓度 mol/kg (溶剂)质量分数 体积分数 摩尔分数 质量浓度 mg/l1.2 分析化学中的误差一. 真值(X T )二. 平均值 (X )三. 中位数.四. 准确度与精密度五. 误差和偏差六. 极差七.系统误差和随机误差八. 公差1.3 有效数字及其运算规则一. 有效数字及其运算规则1. 有效数字的意义和位数(1)有效数字:所有准确数字和一位可疑数字(实际能测到的数字)(2)有效位数及数据中的― 0 ‖1.0005, 五位有效数字0.5000, 31.05% 四位有效数字0.0540, 1.86 三位有效数字0.0054, 0.40% 两位有效数字0.5, 0.002% 一位有效数字2. 有效数字的表达及运算规则(1)记录一个测定值时,只保留一位可疑数据,(2)整理数据和运算中弃取多余数字时,采用―数字修约规则‖:四舍六入五考虑五后非零则进一五后皆零视奇偶五前为奇则进一五前为偶则舍弃不许连续修约(3)加减法:以小数点后位数最少的数据的位数为准,即取决于绝对误差最大的数据位数;(4)乘除法:由有效数字位数最少者为准,即取决于相对误差最大的数据位数;(5)对数:对数的有效数字只计小数点后的数字,即有效数字位数与真数位数一致;(6)常数:常数的有效数字可取无限多位;(7)第一位有效数字等于或大于8 时,其有效数字位数可多算一位;(8)在计算过程中,可暂时多保留一位有效数字;(9)误差或偏差取1~2 位有效数字即可。