分析化学.ppt

1、分析化学,Analytical Chemistry,欢迎您,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 化学中的信息科学，以降低系统的不确定度为目的。,第一章 绪论,分析化学是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的一门科学，是表征和量测的科学。原子量的准确测定、工农业生产的发展、生态环境的保护、生命过程的控制等都离不开分析化学。,分析化学是人们用来认识、解剖自然的重要手段之一；分析化学是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及其相关理论的科学； 分析化学是化学中的信息科学； 分析化学的发展促进了分析科学的建立; 分析化学的发

2、展过程是人们从化学的角度认识世界、解释世界的过程；,物理化学,无机化学,有机化学,分析化学,化学,物质,化学组成含量结构信息,二、分析化学的分类,1. 按分析任务分类 (1) 定性 含何种元素，何种官能团 (2) 定量 含量 (3)结构 形态分析,立体结构,结构与活性,2. 按分析对象分类,(1) 无机分析 (2) 有机分析 (3) 生物分析 (4) 药物分析,3. 按分析方法分类,5,化学分析： 重量分析， 容量分析（各种滴定分析） 仪器分析： 电化学分析， 光化学分析， 色谱分析， 波谱分析,4.按数量级分类,常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-910-12） 克 毫克 微克 纳克

3、 皮克 飞克 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 ppm ppt ppb,常量分析,试剂用量 s l,0.10.01g 101ml,微量分析,超微量分析,仪器分析,定量, 0.1g 10ml,半微量分析,无机定性,100.1mg 10.01ml,0.1mg 0.01ml,常量组分,微量组分,痕量组分,1,0.011,0.01,分析化学,化学分析,仪器分析,酸碱滴定,配位滴定,氧化还原滴定,沉淀滴定,电化学分析,光化学分析,色谱分析,波谱分析,重量分析,滴定分析,电导、电位、电解、库仑极谱、伏安,发射、吸收，荧光、光度,气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳,红外、核磁、质

4、谱,仪器分析方法的分类,classification of instrument analytical method,仪器分析,电化学分析法,光分析法,色谱分析法,热分析法,分析仪器联用技术,质谱分析法,电化学分析方法的分类,classification of electrochemical analysis,电化学分析法,电位分析法,电解分析法,电泳分析法,库仑分析法,极谱与伏安分析法,电导分析法,色谱分析方法的分类,classification of chromatographic analysis,色谱分析法,气相色谱法,薄层色谱法,液相色谱法,激光色谱法,电色谱法,超临界色谱法,光分析

5、方法的分类,classification of electrochemical analysis,光分析法,原子吸收法,红外法,原子发射法,核磁法,荧光法,紫外可见法,其他分析方法的分类,classification of electrochemical analysis,其他分析法,质谱分析法,联用技术,热分析法,三、分析化学的特点,1.分析化学中突出“量”的概念 如：测定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。 2.分析试样是一个获取信息、降低系统的不确定性的过程,3.实验性强 强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决实际问题的能力。 4.综合性强 涉及化学、生物

6、、电学、光学、计算机等,体现能力与素质。 分析化学工作者应具有很强的责任心。,需要学习基本理论、方法、实验技能；培养严谨的工作作风、科学态度；建立准确的量的概念；训练科学研究素质。,四、分析化学的作用,在化学学科发展中的作用：分子科学、遗传密码在化学研究工作中的作用：新物质鉴定 结构与性能在现代化学工业中的作用：质量控制与自动检测分析化学与社会：环境、体育、破案,社会,其它科学技术领域,社会需要,研究与发展,分析问题,分析化学,分析化学与社会和其它科学技术领域的关系,科学,四大理论问题： 天体、地球、生命、人类起源和演化五大危机：资源、能源、人口、粮食、环境,密切相关,分析化学,“自然科学学科

7、发展战略研究报告”,正如1991年IUPAC国际分析科学会议主席E.NIKI教授所说，21世纪是光明还是黑暗取决于人类在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学。,污染,生态平衡,新材料,能源,生物医学,工业生产,农业生产,污染,痕量杂质,资源探测,质量控制,生态平衡,仪器分析应用领域 application fields of instrument analysis,社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量）、环境质量（污染实时检测）、法庭化学（DNA技术，物证） 化学：新化合物的结构表征；分

8、子层次上的分析方法； 生命科学：DNA测序；活体检测； 环境科学：环境监测；污染物分析； 材料科学：新材料，结构与性能； 药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究； 外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。,五、分析化学的进展,1.由分析对象来看,有机物分析,无机物分析,生物活性物质,2.由分析对象的数量级来看,3.由分析自动化程度来看,常量,微量,痕量,分子水平,手工操作,仪器,自动,全自动,智能化仪器,仪器分析的发展方向：,微型高效自动智能,分析化学六面体,分析化学与化学的其他分支及其他科学的关系,引自美Douglas A. Skoog等著 Analytical Chemist

9、ry 2000,7th ed.,仪器分析的发展过程 developing process of instrument analysis,分析化学的三个发展阶段，三次变革。阶段一：16世纪，天平的出现。分析化学具有了科学的内涵；20世纪初，依据溶液中四大反应平衡理论，形成分析化学的理论基础。分析化学由一门操作技术变成一门科学分析化学的第一次变革； 20世纪40年代前，化学分析占主导地位，仪器分析种类少和精度低；,阶段二：,20世纪40年代后，仪器分析的大发展时期。 仪器分析使分析速度加快，促进化学工业发展； 化学分析与仪器分析并重，仪器分析自动化程度低； 为什么出现在这一时期？一系列重大科学发现

10、，为仪器分析的建立和发展奠定基础。 （1）Bloch F 和Purcell E M；建立了核磁共振测定方法；诺贝尔化学奖1952年； （2）Martin A J P 和Synge R L M；建立了气相色谱分析法；诺贝尔化学奖1952年； （3）Heyrovsky J，建立极谱分析法，诺贝尔化学奖1959年仪器分析的发展引发了分析化学的第二次变革。,阶段三：,八十年代初，以计算机应用为标志的分析化学第三次变革。 （1）计算机控制的分析数据采集与处理： 实现分析过程的连续、快速、实时、智能； 促进化学计量学的建立。 （2）化学计量学：利用数学、统计学的方法设计选择最佳分析条件，获得最大程度的化学

11、信息。 化学信息学：化学信息处理、查询、挖掘、优化等。 （3）以计算机为基础的新仪器的出现： 傅里叶变换红外；色-质联用仪。,医学与分析化学,1) 肉毒杆菌毒素：迄今最毒的致死毒素,据推算,成人致死量仅需一亿分之七克(70ng),有7种不同免疫型体.2) 硒与白内障:营养需要范围为110-7 210-6;达到310-6 110-5将引起慢性中毒;超过110-5会引起急性中毒,以致突然死亡. 人视网膜含硒量7g正常。 动物肝脏、海味、大蒜、蘑菇等含硒丰富。3) 碘盐:黑龙江省集贤村,1000多人.约200个傻子,引用水、土壤严重缺碘所致。4)拿破仑死因：头发分析(中子活化、荧光)，As、Pb含量

12、特高，中毒而死。侍者所为。,中药研究 ：中药成份分析中药制剂,体内药代,六. 分析过程的基本步骤,1. 取样均匀，具有代表性，符合实际 ，留样 2.试样的预处理 溶解、消除干扰3. 测定 方法的选择：常量组分，微量组分4.分析结果的计算与评价 计算结果、获得数据的可信程度,分析报告,学习：,仪器分析,实验,化学分析 ： 四大滴定,教学参考书,1. 分析化学，RKellner等编，李克安 金钦汉等译，北京大学出版社，2001，8 2. 分析化学（第四版），武汉大学等，高等教育出版社，2000，3 3. 21世纪的分析化学，汪尔康主编，科学出版社，1999,4. 分析化学前沿，高鸿主编，科学出版社

13、， 1991,5. Chemical equilibrium and analysis，Ramette, Richard W.,Addison-Wesley Pub. Co., 19816. Quantitative chemical analysis （5th ed），Daniel C. Harris，New York : W.H. Freeman, c1999.7.Contemporary instrumental analysis,keneth A.Rubinson,分析化学手册,分析化学 孙毓庆主编,人民卫生出版社,化学工业出版社,最新进展,国内： 分析化学,药物分析杂志,分析实验室,理化检验手册,Analyst（英）,Analytiacal Chemistry（美）,Analytical Letters（美）,国外：,