分析化學(xué)

前言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)已逐漸成為工業(yè)品的生產(chǎn)制造大國(guó)。石油化工、生物工程、鋼鐵、有色金屬冶煉等行業(yè)迅猛發(fā)展，價(jià)格不菲的ICP-AES光譜分析儀和光電直讀光譜儀，已經(jīng)是氯堿化工企業(yè)和鋼鐵企業(yè)比較普遍的實(shí)驗(yàn)室配置，但傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法仍然是主要的分析手段。企業(yè)視質(zhì)量為生命，更加重視質(zhì)量檢驗(yàn)工作……高職高專相關(guān)專業(yè)開設(shè)的分析化學(xué)課程，其教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是為工業(yè)生產(chǎn)第一線培養(yǎng)更多不但掌握傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法的理論和分析技能，而且還學(xué)習(xí)了一些現(xiàn)代儀器分析的基本原理，具有一定儀器設(shè)備操作技能，注重理論知識(shí)的應(yīng)用，實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的專業(yè)人才。2006年12月，在教育部高等學(xué)校高職高?；ぜ夹g(shù)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的指導(dǎo)、組織下，高等教育出版社啟動(dòng)了《分析化學(xué)》（第三版）的修訂工作，以適應(yīng)不斷發(fā)展的學(xué)科體系和專業(yè)改革、實(shí)際教學(xué)的要求。修訂后的第三版教材與第二版相比，主要有以下變動(dòng)。1．第二版教材的主體框架予以保留，重量分析內(nèi)容做了進(jìn)一步的刪減；分光光度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)等在《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中已講解的內(nèi)容也做了刪減；加強(qiáng)儀器分析部分的內(nèi)容，如發(fā)射光譜分析中加強(qiáng)了ICP光源，增加了光電直讀光譜儀的內(nèi)容，氣相色譜法中增加介紹電子捕獲檢測(cè)器等，以滿足食品質(zhì)量、食品安全檢測(cè)項(xiàng)目等的需要。2．編者接觸到大量生產(chǎn)一線分析化驗(yàn)人員，了解了學(xué)生掌握和應(yīng)用分析化學(xué)知識(shí)的實(shí)際困難，特在教材中引入了“學(xué)習(xí)目標(biāo)”、“相關(guān)鏈接”、“實(shí)例分析”、“課堂活動(dòng)”等新的教學(xué)形式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、思考，產(chǎn)生教學(xué)互動(dòng)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。每章的本章小結(jié)，理清知識(shí)的脈絡(luò)，便于學(xué)生對(duì)前后知識(shí)的銜接。每章后的“同步測(cè)試”，內(nèi)容緊扣基本知識(shí)，特別注意編寫了一些緊密聯(lián)系實(shí)際的題目，例如吸光光度法繪制工作曲線時(shí)，各種試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)條件、測(cè)量條件選擇等，引導(dǎo)學(xué)生使用閱讀、剖析、比較的方法掌握知識(shí)；少量具有一定難度的分析題，能培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合應(yīng)用理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力。

內(nèi)容概要

　　《分析化學(xué)》是全國(guó)高職高專教育“十一五”規(guī)劃教材，是在第二版的基礎(chǔ)上結(jié)合分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展及教學(xué)需求和生產(chǎn)實(shí)際修訂而成的?！斗治龌瘜W(xué)》保留了原書各章的主體框架，進(jìn)行了適當(dāng)?shù)脑鰟h，強(qiáng)化了儀器分析內(nèi)容。每章都安排了“知識(shí)目標(biāo)”、“能力目標(biāo)”、“相關(guān)鏈接”、“實(shí)例分析”、“課堂活動(dòng)”、“本章小結(jié)”和“同步測(cè)試”等內(nèi)容，書后附有測(cè)試題的參考答案，便教易學(xué)?！　∨c《分析化學(xué)》相關(guān)的數(shù)字化教學(xué)資源有教師授課用電子教案、試題庫系統(tǒng)等?！　　斗治龌瘜W(xué)》適用于各類應(yīng)用性、技能型的化工、輕工、材料、冶金、環(huán)保等專業(yè)的分析化學(xué)課程教學(xué)，也可供相關(guān)工程、科技人員參考。

書籍目錄

第一章 概論 第一節(jié) 分析化學(xué)概述 一、分析化學(xué)的任務(wù)和作用 二、分析化學(xué)的分類 三、分析化學(xué)的發(fā)展 第二節(jié) 定量分析的誤差 一、誤差的表征——準(zhǔn)確度與精密度 二、誤差的表示 三、誤差的分類及減免 第三節(jié) 定量分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理 一、數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的表示方法 二、數(shù)據(jù)分散程度的表示方法 三、置信度與平均值的置信區(qū)間 四、可疑數(shù)據(jù)的取舍 第四節(jié) 有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則 一、有效數(shù)字及位數(shù) 二、數(shù)字修約規(guī)則 三、有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則 四、定量分析結(jié)果的表示方法 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第二章 滴定分析法概述 第一節(jié) 滴定反應(yīng)的條件與滴定方繭 一、滴定反應(yīng)的條件 二、滴定方式 第二節(jié) 基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液 一、基準(zhǔn)物質(zhì) 二、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 第三節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法 一、物質(zhì)的量及其單位——摩爾 二、物質(zhì)的量濃度 三、滴定度 第四節(jié) 滴定分析法計(jì)算 一、待測(cè)物的物質(zhì)的量nA與滴定劑的物質(zhì)的量nB的關(guān)系 二、待測(cè)物含量的計(jì)算 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第三章 酸堿滴定法 第一節(jié) 酸堿平衡的理論基礎(chǔ) 一、酸堿質(zhì)子理論 二、酸堿解離平衡 第二節(jié) 水溶液中酸堿組分不同型體的分布 一、一元弱酸的分布 二、二元弱酸的分布 三、三元弱酸的分布 第三節(jié) 酸堿溶液pH的計(jì)算 一、質(zhì)子條件 二、酸堿溶液pH的計(jì)算 第四節(jié) 緩沖溶液 第五節(jié) 酸堿指示劑 一、酸堿指示劑的作用原理 二、指示劑的變色范圍 三、混合指示劑 第六節(jié) 一元酸堿的滴定 一、強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸 二、強(qiáng)堿滴定弱酸 三、強(qiáng)酸滴定弱堿 第七節(jié) 多元酸堿的滴定 一、多元酸的滴定 二、多元堿的滴定 第八節(jié) 酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定 一、酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定 二、堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定 第九節(jié) 酸堿滴定法的應(yīng)用 一、食用醋中總酸度的測(cè)定 二、混合堿的分析 三、銨鹽中含氮量的測(cè)定 四、硼酸的測(cè)定 五、硅酸鹽中SiO2的測(cè)定 六、酯類的測(cè)定 七、醛、酮的測(cè)定 第十節(jié) 酸堿滴定法結(jié)果計(jì)算示例 第十一節(jié) 非水溶液中的酸堿滴定 一、溶劑的分類及其作用 二、非水溶液滴定條件的選擇 三、非水溶液滴定法的應(yīng)用 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第四章 配位滴定法 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 乙二胺四乙酸的性質(zhì)及其配合物 一、乙二胺四乙酸及其二鈉鹽 二、EDTA與金屬離子的配合物 第三節(jié) 配位解離平衡及影響因素 一、EDTA與金屬離子的主反應(yīng)及配合物的穩(wěn)定常數(shù) 二、副反應(yīng)及副反應(yīng)系數(shù) 三、條件穩(wěn)定常數(shù) 第四節(jié) 配位滴定法原理 一、滴定曲線 二、酸效應(yīng)曲線和滴定金屬離子的最小pH 第五節(jié) 金屬指示劑， 一、金屬指示劑的作用原理 二、金屬指示劑必須具備的條件 三、使用金屬指示劑時(shí)可能出現(xiàn)的問題 四、常用的金屬指示劑 第六節(jié) 提高配位滴定選擇性的方法 一、控制溶液的酸度 二、掩蔽和解蔽的方法 三、化學(xué)分離法 四、選用其他配位滴定劑 第七節(jié) 配位滴定的應(yīng)用 一、滴定方式 二、配位滴定法應(yīng)用示例 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第五章 氧化還原滴定法 第一節(jié) 氧化還原反應(yīng) 一、標(biāo)準(zhǔn)電極電位和條件電極電位 二、氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度 三、影響氧化還原反應(yīng)速率的因素 第二節(jié) 氧化還原滴定 一、氧化還原滴定曲線 二、氧化還原滴定終點(diǎn)的確定 第三節(jié) 氧化還原滴定前的預(yù)處理 一、進(jìn)行預(yù)處理的必要性 二、常用的預(yù)處理試劑 第四節(jié) 高錳酸鉀法 一、概述 二、KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備（GB／T 6012002） 三、高錳酸鉀法應(yīng)用示例 第五節(jié) 重鉻酸鉀法 一、方法概要 二、重鉻酸鉀法應(yīng)用示例 第六節(jié) 碘量法 一、直接碘量法 二、間接碘量法 三、碘量法標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備（GB／T 601—2002） 四、碘量法應(yīng)用示例 五、其他的氧化還原滴定法 第七節(jié) 氧化還原滴定法計(jì)算示例 本章小結(jié) 同步測(cè)試， 第六章 重量分析法和沉淀滴定法 第一節(jié) 重量分析法概述 一、重量分析法的分類和特點(diǎn) 二、沉淀重量法對(duì)沉淀形式和稱量形式的要求 三、沉淀劑的選擇 四、重量分析法的主要操作過程 第二節(jié) 沉淀的溶解度及其影響因素 一、同離子效應(yīng) 二、鹽效應(yīng) 三、酸效應(yīng) 四、配位效應(yīng) 第三節(jié) 沉淀的形成及沾污 一、沉淀的形成 二、沉淀的沾污 第四節(jié) 沉淀的條件 一、晶形沉淀 二、無定形沉淀 三、均勻沉淀法 第五節(jié) 重量分析法應(yīng)用示例 一、可溶性硫酸鹽中硫的測(cè)定（氯化鋇沉淀法） 二、鋼鐵中鎳含量的測(cè)定（丁二酮肟重量法） 第六節(jié) 重量分析結(jié)果的計(jì)算 第七節(jié) 沉淀滴定法 一、莫爾法——鉻酸鉀作指示劑 二、佛爾哈德法——鐵銨礬作指示劑 三、法揚(yáng)斯法——吸附指示劑法 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第七章 吸光光度法 第一節(jié) 光學(xué)分析法概述 一、電磁輻射的二象性 二、電磁輻射區(qū) 三、電磁波譜 第二節(jié) 吸光光度法的基本原理 一、單色光、復(fù)合光和互補(bǔ)色光 二、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收 三、光吸收的基本定律——朗伯比爾定律 四、偏離朗伯一比爾定律的原因 第三節(jié) 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 一、對(duì)顯色反應(yīng)的要求 二、顯色條件的選擇 三、顯色劑 四、三元配合物 第四節(jié) 測(cè)量條件的選擇 一、入射光波長(zhǎng)的選擇 二、參比溶液的選擇 三、吸光度范圍的選擇 第五節(jié) 目視比色與分光光度計(jì) 一、目視比色法 二、分光光度計(jì) 第六節(jié) 吸光光度法的應(yīng)用 一、單組分分析 二、示差吸光光度法 三、多組分分析 四、應(yīng)用示例 五、分析結(jié)果計(jì)算示例 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第八章 原子吸收分光光度法 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 原子吸收分光光度法基本原理 一、共振線和吸收線 二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子的分配 三、原子吸收分光光度法的定量基礎(chǔ) 第三節(jié) 原子吸收分光光度計(jì) 一、光源——空心陰極燈 二、原子化系統(tǒng) 三、分光系統(tǒng) 四、檢測(cè)系統(tǒng) 第四節(jié) 定量分析方法 一、標(biāo)準(zhǔn)曲線法 二、標(biāo)準(zhǔn)加入法 三、濃度直讀法 四、原子吸收分析的靈敏度和檢出極限 第五節(jié) 原子吸收分析的實(shí)驗(yàn)技術(shù) 一、試樣預(yù)處理 二、實(shí)驗(yàn)條件的選擇 三、原子吸收分光光度法中的干擾及抑制 本章小結(jié) 同步測(cè)試， 第九章 原子發(fā)射光譜分析法簡(jiǎn)介 第一節(jié) 概述 一、發(fā)射光譜分析的基本原理 二、發(fā)射光譜分析的特點(diǎn) 第二節(jié) 發(fā)射光譜分析儀器 一、光源 二、分光系統(tǒng)（攝譜儀） 三、檢測(cè)系統(tǒng) 第三節(jié) 發(fā)射光譜分析的應(yīng)用 一、光譜的定性分析 二、光譜的半定量分析 三、光譜的定量分析 第四節(jié) 火焰光度分析法 一、火焰光度分析法的基本過程 二、火焰光度分析儀器 三、火焰光度定量分析方法 四、火焰光度法應(yīng)用示例 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第十章 電位分析法 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 參比電極 一、甘汞電極 二、銀—氯化銀電極 第三節(jié) 指示電極 一、惰性金屬電極 二、金屬—金屬離子電極 三、金屬—金屬難溶鹽電極 四、汞電極 五、玻璃電極 六、其他離子選擇性電極 第四節(jié) 直接電位法 一、pH的電位法測(cè)定 二、離子活（濃）度的測(cè)定 第五節(jié) 電位滴定法 一、電位滴定法的儀器裝置及測(cè)定原理 二、電位滴定的終點(diǎn)確定方法 三、電位滴定法的應(yīng)用 四、自動(dòng)電位滴定法 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第十一章 氣相色譜法 第一節(jié) 概述 一、分類 二、氣相色譜的分析流程 三、氣相色譜的分離原理 四、氣相色譜法的特點(diǎn) 第二節(jié) 氣相色譜的固定相及其選擇原則 一、氣固色譜的固定相（吸附劑） 二、氣液色譜的固定相 三、聚合物固定相 第三節(jié) 氣相色譜法理論基礎(chǔ) 一、色譜流出曲線及有關(guān)術(shù)語 二、氣相色譜法的基本理論 三、分離度 第四節(jié) 氣相色譜分離條件的選擇 一、載氣及其線速率u的選擇 二、柱溫的選擇 三、柱長(zhǎng)和柱內(nèi)徑的選擇 四、進(jìn)樣量和進(jìn)樣時(shí)間的選擇 五、汽化溫度的選擇 第五節(jié) 氣相色譜檢測(cè)器 一、熱導(dǎo)池檢測(cè)器 二、氫火焰離子化檢測(cè)器 三、電子捕獲檢測(cè)器 四、火焰光度檢測(cè)器 第六節(jié) 氣相色譜分析方法 一、定性分析 二、定量分析 第七節(jié) 高效液相色譜分析法簡(jiǎn)介 第八節(jié) 色譜分析法的應(yīng)用示例 本章小結(jié) 同步測(cè)試 第十二章 物質(zhì)的定量分析過程 第一節(jié) 分析試樣的采取與制備 一、組成分布比較均勻的試樣采取 二、組成分布不均勻的試樣采取 三、分析試樣的制備 四、采取與制備試樣應(yīng)注意的事項(xiàng) 第二節(jié) 試樣的分解 一、無機(jī)物的分解方法 二、有機(jī)物的分解方法 三、試樣分解方法的選擇 第三節(jié) 干擾組分的分離方法 一、沉淀分離法 二、液—液萃取分離法 三、層析分離法 四、離子交換分離法 第四節(jié) 測(cè)定方法的選擇原則 第五節(jié) 復(fù)雜物質(zhì)分析示例——硅酸鹽的分析 一、硅酸鹽試樣的分解 二、S1O2的測(cè)定 三、Fe2O3，Al2O3和TiO2的測(cè)定 四、CaO和MgO的測(cè)定 本章小結(jié) 同步測(cè)試 附錄 附錄一 弱酸和弱堿的解離常數(shù) 附錄二 常用酸堿溶液的相對(duì)密度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度 附錄三 常用的緩沖溶液 附錄四 常用基準(zhǔn)物質(zhì)的干燥條件和應(yīng)用 附錄五 金屬配合物的穩(wěn)定常數(shù) 附錄六 標(biāo)準(zhǔn)電極電位（18～25℃） 附錄七 一些氧化還原電對(duì)的條件電極電位 附錄八 難溶化合物的溶度積常數(shù)（18℃） 附錄九 國(guó)際相對(duì)原子質(zhì)量表 附錄十 一些化合物的相對(duì)分子質(zhì)量 同步測(cè)試參考答案 參考書目

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：    二、氣相色譜的分析流程 常用氣相色譜儀的主要部件及分析流程。氣相色譜儀一般可分為氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)等五部分。 載氣由高壓鋼瓶1供給，經(jīng)減壓閥2減壓后，通過凈化干燥管3干燥、凈化，用氣流調(diào)節(jié)閥4控制氣流速度，利用轉(zhuǎn)子流量計(jì)5和壓力表6指示載氣的柱前流量和壓力。試樣用微量注射器從進(jìn)樣口注入，在汽化室7經(jīng)瞬間汽化，被載氣攜帶入色譜柱8中進(jìn)行分離。分離后的組分逐個(gè)進(jìn)入檢測(cè)器9后放空。檢測(cè)器信號(hào)經(jīng)放大并驅(qū)動(dòng)自動(dòng)記錄儀10，同時(shí)記錄時(shí)間與響應(yīng)信號(hào)的相應(yīng)關(guān)系，從而獲得一組峰形曲線，簡(jiǎn)稱色譜圖。 在氣相色譜儀的主要部件中，色譜柱和檢測(cè)器是其關(guān)鍵部件。分離的效果主要取決于色譜柱，而能否靈敏、準(zhǔn)確地測(cè)定各組分則取決于檢測(cè)器。 三、氣相色譜的分離原理 氣相色譜有很強(qiáng)的分離能力，現(xiàn)以氣液色譜為例，說明色譜分離原理。 氣液色譜的色譜柱中填充的固定相是惰性擔(dān)體及其上均勻涂布的固定液，當(dāng)氣態(tài)的試樣組分隨載氣進(jìn)入色譜柱時(shí)，試樣組分分子與固定液分子充分接觸，由于二者之間的相互作用，有一部分組分被固定相溶解，另一部分仍留在流動(dòng)相中，隨著載氣的不斷通入色譜柱，流動(dòng)相中的組分又被前方的固定相溶解，而已溶解于固定相中的組分又可揮發(fā)到流動(dòng)相中，組分在固定相和流動(dòng)相兩相間的溶解、揮發(fā)過程是個(gè)分配過程，設(shè)cs為組分在固定相中的濃度，Cm為組分在流動(dòng)相中的濃度，則在每次分配過程達(dá)到平衡時(shí)都應(yīng)滿足下列關(guān)系： K=cs/cm 式中K稱為分配系數(shù)。 在一定溫度下，K值取決于組分、固定相和流動(dòng)相三者的性質(zhì)，因此不同物質(zhì)在兩相間的分配系數(shù)也各不相同。K值大的組分，每次分配在氣相中的濃度較小，前移速率慢，柱內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)；而K值小的組分，每次分配在氣相中的濃度較大，相應(yīng)的，組分前移速率也快，在柱內(nèi)停留時(shí)間就較短，因此各組分流經(jīng)一定的柱長(zhǎng)（即經(jīng)一定的時(shí)間間隔），經(jīng)過足夠多次的反復(fù)分配后，試樣中各組分得以彼此分離。 可見，氣液色譜是利用不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相間分配系數(shù)的不同，當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，試樣中各組分在兩相間經(jīng)過反復(fù)多次的溶解、揮發(fā)、再溶解、再揮發(fā)的分配過程，即使原來兩組分的K值僅有微小差異（反映在沸點(diǎn)、溶解度、分子結(jié)構(gòu)和極性等方面的不同），也能達(dá)到一定的分離效果。在固定相分配系數(shù)大的組分，在柱內(nèi)滯留時(shí)間長(zhǎng)，后從色譜柱中流出；反之，則先流出。 與氣液色譜的分離原理相似，氣固色譜是利用組分分子在流動(dòng)相與固定相（吸附劑）之間反復(fù)進(jìn)行吸附—脫附—再吸附—再脫附的分配過程，最后達(dá)到組分間的彼此分離。 四、氣相色譜法的特點(diǎn) 由于氣相色譜法的不斷完善和分離、分析技術(shù)的發(fā)展，它已成為石油、化工、醫(yī)藥、食品、生物化學(xué)、環(huán)境保護(hù)等生產(chǎn)、科研部門不可缺少的分析手段。其特點(diǎn)如下。

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《全國(guó)高職高專教育"十一五"規(guī)劃教材:分析化學(xué)(第3版)》適用于各類應(yīng)用性、技能型的化工、輕工、材料、冶金、環(huán)保等專業(yè)的分析化學(xué)課程教學(xué)，也可供相關(guān)工程、科技人員參考。

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