簡(jiǎn)明定量化學(xué)分析

前言

　　分析化學(xué)是化學(xué)的分支學(xué)科，它歷史悠久。作為科學(xué)技術(shù)的“眼睛”，它為化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、材料科學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展解決了許多關(guān)鍵問(wèn)題。與此同時(shí)，這些學(xué)科提出的需求也促進(jìn)了分析化學(xué)自身的發(fā)展。隨著物理學(xué)、數(shù)學(xué)、信息學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等的新理論、新技術(shù)的不斷引入，分析化學(xué)已發(fā)展成為一門綜合性交叉學(xué)科?！　》治龌瘜W(xué)可以分為化學(xué)分析和儀器分析兩大類。儀器分析近年來(lái)發(fā)展十分迅猛，應(yīng)用日益廣泛，但并不意味著化學(xué)分析就能退出歷史的舞臺(tái)。即使是采用儀器方法解決分析任務(wù)，也需要運(yùn)用到化學(xué)分析的原理、方法和技術(shù)。例如，很多儀器分析方法需要使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比較，而標(biāo)；隹物質(zhì)的含量通常需通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行測(cè)定。在定量化學(xué)分析中樹立起來(lái)的“量”的概念，應(yīng)始終貫穿于包括取樣、樣品預(yù)處理、測(cè)定、結(jié)果表達(dá)在內(nèi)的整個(gè)分析過(guò)程。因此化學(xué)分析是分析化學(xué)的基礎(chǔ)，與儀器分析相互補(bǔ)充。　　分析化學(xué)的教學(xué)主要包括定量化學(xué)分析和儀器分析兩部分內(nèi)容，定性化學(xué)分析直以來(lái)都被并入普通化學(xué)或無(wú)機(jī)化學(xué)課程中，不再作為分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容。因此，分析化學(xué)的教學(xué)模式主要有兩種。一種教學(xué)模式是兩段式教學(xué)，即兩部分內(nèi)容分在不同的學(xué)期完成。定量化學(xué)分析主要涉及無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)和四大平衡理論，因此先修課程為無(wú)機(jī)化學(xué)，可以在第二學(xué)期開設(shè).與基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有較好的銜接。而儀器分析原理涉及大量的有機(jī)物結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)知識(shí)，因此先修課程是有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué).一般在第四、五學(xué)期開設(shè)。另一種教學(xué)模式是將定量化學(xué)分析和儀器分析合并成一門，即分析化學(xué)，并在修完無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)之后開設(shè)。近年來(lái)，多所高校對(duì)這種教學(xué)模式進(jìn)行了有益的嘗試?！　”窘滩倪m用于兩段式教學(xué)模式，并注重與《儀器分析》（朱明華編）的教學(xué)內(nèi)容相銜接。在編寫中，我們力求做到深入淺出，簡(jiǎn)明扼要.著重于基本概念的闡述，使之適合于本科教學(xué)。同時(shí)，我們還注意理論聯(lián)系實(shí)際，在闡述清楚基本理論和概念時(shí)，指出它的實(shí)用意義。由于分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展十分迅速，因此在教材中還嘗試引八一些的新概念和方法。　　本教材由多位長(zhǎng)期從事分析化學(xué)教學(xué)和科研的同志參加編寫，具體分工如下：胡坪編寫了第1、2、8章，王燕編寫了第3、4、5章，王氫完成了第6、7章，張文清編寫了第9章。全書由胡坪統(tǒng)稿。

內(nèi)容概要

本書共有9章，主要闡述定量化學(xué)分析的相關(guān)概念和方法。內(nèi)容包括：分析化學(xué)中數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)方法，酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定四類滴定分析法，重量分析法以及分光光度法的原理與應(yīng)用，定量化學(xué)分析中的樣品預(yù)處理方法等。本書闡述深入淺出，簡(jiǎn)明扼要，附有思考題和習(xí)題。    本書可作為理工科院校、師范類院校及高等職業(yè)學(xué)?；瘜W(xué)、環(huán)境、生物、材料等專業(yè)學(xué)生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)科研人員和教師參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  分析化學(xué)的定義和作用  1.2  分析化學(xué)方法的分類  1.3  分析化學(xué)的進(jìn)展  1.4  定量分析流程    1.4.1  取樣    1.4.2  樣品的預(yù)處理    1.4.3  測(cè)定    1.4.4  數(shù)據(jù)的處理和結(jié)果的表達(dá)第2章  分析化學(xué)中的數(shù)據(jù)處理和評(píng)價(jià)  2.1  分析誤差    2.1.1  真值、平均值和中位數(shù)    2.1.2  誤差與準(zhǔn)確度    2.1.3  偏差與精密度    2.1.4  誤差的分類及減免誤差的方法    2.1.5  隨機(jī)誤差的正態(tài)分布    2.1.6  隨機(jī)誤差的t分布    2.1.7  置信區(qū)間    2.1.8  不確定度及其傳遞  2.2  分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理    2.2.1  離群值的檢驗(yàn)和取舍    2.2.2  顯著性檢驗(yàn)  2.3  有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)勇    2.3.1  有效數(shù)字    2.3.2  數(shù)字的修約規(guī)則    2.3.3  有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則  2.4  標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸分析    2.4.1  一元線性回歸方程    2.4.2  回歸方程的檢驗(yàn)  思考題  習(xí)題第3章  滴定分析概述第4章  酸堿滴定法第5章  配位滴定法第6章  氧化還原滴定法第7章  重量分析法和沉淀滴定法第8章  可見分光光度法第9章  樣品的預(yù)處理方法附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　光學(xué)分析法是利用物質(zhì)所發(fā)射的輻射或輻射與物質(zhì)的相互作用建立起來(lái)的一類分析方法，包括紫外可見分光光度法、紅外光譜法、核磁共振光譜法及原子吸收分光光度法等吸收光譜法，熒光光譜法、原子發(fā)射光譜法、x射線光譜法等發(fā)射光譜法，等等。色譜法是利用物質(zhì)在互不相溶的兩相問(wèn)作用力的差異建立起來(lái)的一類極有效的分離、分析多組分混合物的方法，按照流動(dòng)相的物理狀態(tài)可以分為氣相色譜法、液相色譜法、超臨界流體色譜法，也可根據(jù)分離原理的不同分為吸附、分配、離子交換、空間排阻與親和色譜法等。除了上述三類方法外，還有許多其他儀器分析方法，如質(zhì)譜法、熱分析法、中子活化分析法。儀器分析方法具有靈敏度高、分析速度快、提供的信息豐富、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，因此尤其適合于低含量組分的測(cè)定、生產(chǎn)過(guò)程的控制分析、未知樣品的鑒定等。儀器分析的主要局限在于需要使用價(jià)格較高的儀器設(shè)備，操作、維護(hù)要求一般也較高?！　』瘜W(xué)分析和儀器分析孰輕孰重不能一概而論，某種方法對(duì)其適合的分析對(duì)象都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，以滿足一些特殊的分析要求。此外，化學(xué)分析和儀器分析是互為補(bǔ)充的，甚至某些方法即為兩者的有機(jī)結(jié)合。例如，電位滴定法是將滴定分析與電位分析兩種方法結(jié)合，以電位分析法作為滴定反應(yīng)終點(diǎn)的確定方法。又如，在進(jìn)行儀器分析之前，常需用化學(xué)方法對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理，以除去試樣中的干擾物質(zhì)、對(duì)被測(cè)組分進(jìn)行富集等。在建立測(cè)定方法的過(guò)程中，很多儀器分析方法需要采用已知含量的基準(zhǔn)物（標(biāo)準(zhǔn)品）作為參照，而基準(zhǔn)物的含量則常需以化學(xué)法測(cè)定，因此化學(xué)分析方法與儀器分析方法不可分割，前者是后者的基礎(chǔ)?！　》治龌瘜W(xué)的起源可以追溯到煉金術(shù)、煉丹術(shù)時(shí)期，鑒定、分析手段有效地促進(jìn)了古代冶煉、釀造等技術(shù)的發(fā)展。18世紀(jì)至19世紀(jì)，逐步發(fā)展了金屬系統(tǒng)定性分析、重量分析、容量分析等方法。然而，將物理化學(xué)溶液理論中的酸堿平衡、配位平衡、氧化還原平衡和沉淀平衡理論引入分析化學(xué)，建立了四大滴定方法和理論，才標(biāo)志著分析化學(xué)從一種技術(shù)演變成為一門科學(xué)?！　?0世紀(jì)初，物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，徹底改變了以經(jīng)典化學(xué)分析為主的局面，多種儀器分析方法應(yīng)運(yùn)而生，并在科學(xué)生產(chǎn)巾發(fā)揮了重要作用。其中，英國(guó)化學(xué)家馬丁和辛格由于發(fā)明分配色譜法獲得1952年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，美國(guó)科學(xué)家布洛赫和珀賽爾因建立核磁共振法而共同獲得1952年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，捷克斯洛伐克科學(xué)家海洛夫斯基由于開創(chuàng)極譜學(xué)獲1959年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。儀器分析方法的快速發(fā)展成為這一時(shí)期分析化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。　　近年來(lái)，隨著信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光、納米技術(shù)、功能材料、化學(xué)計(jì)量學(xué)等新技術(shù)、新材料和新方法的引入，分析化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成一門以多學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)。從采用的手段看，分析化學(xué)是在綜合利用物理學(xué)（如光、電、熱、聲和磁）、化學(xué)和生物學(xué)理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的新方法、新技術(shù)，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行更全面、更深入的分析。從解決的問(wèn)題看，分析化學(xué)的任務(wù)已不局限于測(cè)定物質(zhì)的組成及含量，還要對(duì)物質(zhì)的形態(tài)（價(jià)態(tài)、結(jié)合狀態(tài)等）、結(jié)構(gòu)（包括空間分布）、微區(qū)形態(tài)、化學(xué)和生物活性等進(jìn)行分析及過(guò)程監(jiān)控。

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