资源简介 分析化学的发展趋势分析化学的发展是近年来发展最为迅速的学科之一。它同现代科学技术总的发展是分不开的,一方面,现代科学的发展要求分析化学提供更多的关于物质组成和结构的信息;另一方面,现代科学也向分析化学不断提供新的理论、方法和手段,也促进了分析化学的发展。分析化学朝着越来越灵敏、准确、快速、简便和自动化的方向发展。不仅如此,分析化学的任务也不再限于测定物质的成分和含量,而且往往还要知道物质的结构、价态、状态等性质,因而它活动的领域也由宏观发展到微观,由表观深入到内部,从总体进入到微区、表面或薄层,由静态发展到动态。从离线分析发展到在线分析、实时分析、活体内分析、原位分析等。随着电子工业和真空技术的发展,许多新技术渗透到分析化学中来,出现了日益增多的新的测试方法和分析仪器,它们以高度灵敏和快速为其特点。此外各种分析方法的结合和仪器的联用技术,使原有分析方法更为迅速有效,扩大了应用范围。尽管分析化学正向着高灵敏度、高选择性、高准确度、高速度、高自动化的方向发展,化学分析仍然是分析化学的基础,当前许多仪器分析方法都离不开化学处理和溶液平衡理论的应用,因此分析化学作为一门基础课,仍然要从化学分析学起,进而扩展到仪器分析。分析化学的任务和作用分析化学是化学学科的一个重要分支,是研究物质化学组成、含量、结构的分析方法及有关理论的一门学科。它可分为定性分析、定量分析和结构分析。定性分析的任务是鉴定物质的组成,即鉴定物质由哪些元素或离子所组成,对于有机物还需要确定其官能团,解决“是什么”的问题;定量分析的任务是测定物质各组成部分的含量,解决“有多少”的问题;结构分析的任务是研究物质的结构与形态,解决“怎么样”的问题。在进行物质分析时,首先要确定物质有哪些组分,首先要确定物质有哪些组分,然后选择适当的分析方法来测定各组分的含量。在生产中,大多数情况下物料的基本组成是已知的,只需要对生产中的原料、半成品、成品以及其他辅助材料进行及时准确的定量分析,因此本课程主要内容是讨论定量分析。分析化学是研究物质及其变化的重要方法之一,任何科学研究,只要涉及化学现象,分析化学常作为一种手段而被运用到其研究工作中去。例如在地质学、海洋学、矿物学、考古学、生物学、医药学、农业科学、材料科学、能源科学、环境科学等学科中,都需要分析化学提供大量的信息。在国民经济建设中,分析化学具有重要的地位和作用。例如,在工业上,资源的探测、原料的配比、工艺流程的控制、产品检验与“三废”处理;在农业上,土壤的普查、化肥和农药的生产、农产品的质量检验;在尖端科学和国防建设中,如原子能材料、半导体材料、超纯物质、航天技术等的研究都要应用分析化学。对于进出口商品的质量检验、引进产品的“消化”和“吸收”,也需用分析化学。因此,人们常将分析化学称为生产、科研的“眼睛”,它在实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化的宏伟目标中具有重要的作用。分析化学的分类分析化学的内容十分丰富,可根据任务、分析对象、试样用量、被测组分含量多少、生产部门的要求、测定原理,分为如下不同类别。定性分析、定量分析和结构分析根据分析任务,分析化学可分为定性分析、定量分析和结构分析。定性分析的任务是鉴定物质的组成,即鉴定物质由哪些元素或离子所组成,对于有机物还需要确定其官能团,解决“是什么”的问题;定量分析的任务是测定物质各组成部分的含量,解决“有多少”的问题;结构分析的任务是研究物质的结构与形态,解决“怎么样”的问题。无机分析和有机分析根据分析对象,分析化学可分为无机分析和有机分析。无机分析的对象是无机化合物,有机分析的对象是有机化合物。在无机分析中,无机化合物所含的元素种类繁多,通常要求鉴定试样是有哪些元素、离子、原子团或化合物所组成,各组分的含量是多少。在有机分析中,虽然组成有机化合物的元素种类不多,但由于有机化合物结构复杂,其种类已达千万种以上,故分析方法不仅有元素分析,还有官能团分析和结构分析。常量分析、半微量分析和微量分析分析工作中根据试样用量的多少,分析化学可分为常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析。常量分析,是指固体试样质量大于0.1 g,液体试样体积大于10 mL;半微量分析,是指固体试样质量介于0.01~0.1 g之间,液体试样体积介于1~10 mL之间;微量分析,是指固体试样质量介于0.1~10 mg之间,液体试样体积介于0.01~1 mL之间;超微量分析,是指固体试样质量小于0.1 mg,液体试样体积小于0.01 mL。常量组分分析、微量组分分析和痕量组分分析根据被测组分含量的多少,分析化学可分为常量组分分析、微量组分分析和痕量组分分析。常量组分分析,是指被测组分的含量大于1%;微量组分分析,是指被测组分的含量介于0.01%~1%之间;痕量组分分析,是指被测组分的含量小于0.01%。例行分析、快速分析和仲裁分析按生产部门的要求,分析化学可分为例行分析、快速分析和仲裁分析。例行分析是指一般化验室对日常生产中的原材料和产品所进行的分析,又叫“常规分析”。快速分析主要为控制生产过程提供信息。例如炼钢厂的炉前分析,要求在尽量短的时间内报出分析结果以便控制生产过程,这种分析要求速度快,准确的程度达到一定要求便可。仲裁分析是因为不同的单位对同一试样分析得出不同的测定结果,并由此发生争议时,要求权威机构用公认的标准方法进行准确的分析,以裁判原分析结果的准确性。显然,在仲裁分析中,对分析方法和分析结果要求有较高的准确度。化学分析和仪器分析按测定原理的不同,分析化学可分为化学分析和仪器分析。这也是目前最主要、最常用的分类方法。化学分析法是以物质的化学反应为基础的分析方法。它是比较古老的分析方法,常被称为经典分析法。化学分析法适用于含量大于1%的常量组分分析,准确度相当高,所用天平、滴定管等仪器设备又很简单,是解决常量分析问题的有效手段,也是我们本课程要学习的内容。以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法称为物理和物理化学分析法,这类方法都需要特殊的仪器,通常称为仪器分析法。仪器分析法主要有光学分析法、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,种类很多,而且新的分析方法正在不断出现。仪器分析法适用于微量和痕量组分的分析,以及结构分析,优点是灵敏度高。化学分析主要包括重量分析和滴定分析两个部分。重量分析,通常是通过物理或化学反应将试样中待测组分与其他组分分离,然后以称量的方法,测得待测组分在试样中的含量。重量分析法是经典的化学分析法,一般适用于含量大于1%的常量组分分析,准确度较高,但重量分析的操作比较麻烦,程序多,包括过滤、洗涤、烘干、灼烧、称量等过程,费时长,不能满足生产上快速分析的要求。滴定分析又称容量分析,是目前最常用的一种分析方法,在分析过程中会大量使用滴定管、容量瓶、移液管等容量器皿。滴定分析是将一种已知准确浓度的试剂溶液即标准溶液,通过滴定管滴加到待测组分的溶液中,直到标准溶液和待测组分恰好定量完全反应为止。根据标准溶液的浓度和所消耗的体积,计算出待测组分的含量。滴定分析也适用于含量大于1%的常量组分分析,操作简便、快速,在生产实际和科学研究中应用非常广泛。本课程主要介绍滴定分析的基本原理、基础知识和基本操作技能。主要包括酸碱滴定技术、氧化还原滴定技术、配位滴定技术和沉淀滴定技术。 展开更多...... 收起↑ 资源预览