《分析化学》教学大纲

《分析化学》教学大纲
二、课程描述
中文：分析化学课程是化学、化工等专业的重要基础课。

分析化学是化学的重要分支学科之一，它是一门人们赖以获得物质的组成和结构信息的科学，而这些信息对于化学、材料科学、生命科学、环境科学等都是必不可少的，因此，分析化学被喻为科学技术的眼睛，是进行科学研究的基础。

本课程主要讲授化学分析（包括酸碱滴定、配位滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、重量分析法和分析质量保证）和仪器分析（包括色谱分析、电化学分析、光谱分析和波谱分析）的基本原理、方法及应用，为学生学习后继课程和未来进行科学研究及实际工作打下良好的基础，要求学生能够系统地掌握化学分析和仪器分析的基本原理，熟悉各种分析技术、仪器及科研中的应用，具备正确分析实验数据和分析解决实际化学问题的能力。

英文：
Analytical chemistry is an important basic course for chemistry and chemical engineering specialty. This course will covers the basic theory, principle and knowledge of classic chemical analysis (including acid-base titration, complexing equilibrium and titration, redox titration, gravity analysis) and advanced instrumental analysis (including chromatography analysis, electrochemical analysis, optical analytical chemistry, and spectroscopic analysis). The fundamentals of analytical statistics and its importance to data reliability will also be discussed. Analytical chemistry course aims to help students to understand the fundamental principles of analytical chemistry, familiar with analytical techniques, instruments and their applicability in research work, establish the ability of the correct analysis on experimental results and develop problem-solving skills applicable to real chemical problems.
三、课程内容
（一）课程教学目标
《分析化学》是湖南大学的一门国家级精品课程，也是应化专业的一门核心基础课程。

本课程主要讲授化学分析（包括酸碱滴定、配位滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定、重量分析法和分析质量保证）和仪器分析（包括色谱分析、电化学分析、光谱分析和波谱分析）的基本原理、方法及应用。

通过该课程的学习，系统地掌握获取物质化学组成、含量、状态信息的基本知识、基本理论、基本方法及测量原理，建立起认识物质的严格的“量”的概念。

具备选择合适分析方法、正确评价和表达分析结果的能力，提高观察、分析和解决实际问题的综合能力。

（二）基本教学内容
绪论
教学目的与要求：了解分析化学的分类、任务与作用，分析化学的发展，以及定性分析及定量分析，分析过程具体环节。

教学重点：分析化学的任务和分类；
教学难点：分析过程的了解
教学内容：分析化学的任务与作用；分析化学的变革与发展；分析化学的分类及内容；分析过程
学时分配：1学时
第一章分析质量保证
教学目的与要求：掌握准确度、精密度、误差、偏差的基本概念；掌握有效数字的意义，数字的修约规则及有效数字的运算规则；学习基本的分析数据统计处理方法，掌握置信度、平均值的置信区间的概念及计算，熟悉测定数值的正确表示方法；了解显著性检验的意义和方法－F检验、t检验，掌握异常值的取舍—Q检验；熟悉提高分析结果准确度的基本方法；了解对物质进行定量分析的基本方法和过程。

教学重点：准确度、精密度、误差、偏差等相关知识；有效数字运算规则；系统误差与偶然误差的概念，偶然误差的分布规律（正态分布）；分析数据的统计处理相关知识，如T分布、置信区间、Q检验等。

教学难点：系统误差和偶然误差的区别；分析数据的统计处理方法
教学内容：关于误差的一些基本概念；有效数字及其运算规则；分析数据的统计处理；提高分析结果准确度的方法
学时分配：3学时。

第二章滴定分析法
概述
教学目的与要求：掌握滴定分析法的分类、过程和特点；熟悉作为基准物的基本要求；掌握滴定方式和相应计算方法；掌握常用标准溶液的配制方法和注意事项。

教学重点：滴定分析法的分类；滴定方式；标准溶液的配制方法。

教学难点：返滴定；标准溶液的配制。

教学内容：滴定分析法的过程和特点；标准溶液和基准物；滴定方式以及相应的计算方法；常用标准溶液的配制和标定注意事项；
学时安排：2学时
第一节酸碱滴定法
教学目的与要求：掌握酸碱质子理论；掌握分布曲线和型体，及分布系数计算；掌握质子条件式的书写；熟悉酸碱溶液中H离子浓度的计算方式。

教学重点：分布系数；质子条件式；一元弱酸碱、两性物质中[H+]的计算
教学难点：两性物质中[H+]的计算
教学内容：酸碱平衡的理论基础；分布曲线；酸碱溶液中[H+]的计算
学时安排：4学时
第二节配位滴定法
教学目的与要求：掌握EDTA的型体和pH值关系，配合物特点和影响稳定常数的主要因素；学习副反应系数及其计算；掌握条件稳定常数的计算。

教学重点：影响稳定常数的主要因素（酸效应及酸效应系数、共存离子效应及共存离子效应系数、金属离子的副反应及副反应系数）；条件稳定常数的计算。

教学难点：副反应系数计算；条件稳定常数计算。

教学内容：配位滴定法概述；乙二胺四乙酸及其配合物影响；EDTA配合物稳定常数的主要因素。

学时安排：4学时
第三节氧化还原滴定法
教学目的与要求：掌握电极电位和Nernst方程，学习条件电极电位的概念及其计算，掌握条件平衡常数的计算；应用条件电位判断氧化还原反应的程度和方向。

教学重点：条件电位、条件平衡常数及其应用
教学难点：应用条件电位判断氧化还原反应的程度和方向
教学内容：电极电位和Nernst方程；条件电位；条件平衡常数；条件电位的应用
学时安排：2学时
第四节指示剂
教学目的与要求：掌握酸碱指示剂的变色原理和选择依据；熟悉配位滴定金属指示剂的原理；掌握理论变色点的计算；学习氧化还原指示剂的种类；熟悉沉淀滴定中的三类方法和指示剂。

教学重点：酸碱指示剂的变色原理和范围；金属指示剂的原理；理论变色点。

教学难点：金属指示剂的原理和理论变色点计算。

教学内容：酸碱指示剂的变色原理及选择；配位滴定指示剂；氧化还原指示剂；沉淀滴定中的指示剂。

学时安排：2学时
第五节滴定条件的选择
教学目的与要求：掌握酸碱滴定和配位滴定的滴定过程、滴定曲线和影响滴定突跃范围的因素；了解多元酸碱滴定，掌握酸碱滴定中准确滴定的判据；掌握控制酸度的选择(分步)滴定；熟悉利用掩蔽剂进行分别滴定的原理；了解终点误差的计算方法，掌握酸碱滴定和配位滴定终点误差的计算；了解双指示剂法测定混合碱含量的方法。

教学重点：滴定曲线和突跃范围；酸碱滴定中准确滴定的判据；控制酸度的选择(分步)滴定；终点误差。

教学难点：准确滴定的判据；终点误差的计算
教学内容：滴定条件的选择（强碱滴定强酸；强碱滴定弱酸；强碱滴定多元酸；配位滴定控制酸度的选择(分步)滴定）；终点误差；滴定分析应用
学时安排：4学时
第三章重量分析法
教学目的与要求：掌握较复杂体系沉淀溶解度的计算；了解沉淀的形成过程及沉淀条件；了解影响沉淀纯净的因素。

教学重点：复杂体系沉淀溶解度的计算
教学难点：副反应对沉淀稳定性的影响、条件溶度积
教学内容：沉淀重量法过程；化学因数的计算；较复杂体系沉淀溶解度的计算
学时安排：2学时
第四章原子发射光谱法
教学目的与要求：掌握原子的激发和电离，激发光源主要类型及特点，了解选择光源一般原则，典型光谱仪器的光路及其光学特性，熟悉定性分析基本方法，内标法原理及定量的基本方法。

了解电感耦合等离子体发射分析方法。

教学重点：原子发射光谱的原理和仪器，定性定量分析
教学难点：ICP的产生、特点
教学内容：原子光谱；激发光源及试样引入的方法；光谱仪器；光谱定性分析及半定量分析；光谱定量分析
学时要求：2学时
第五章原子吸收光谱法
教学目的与要求：掌握原子吸收光谱法的特点，原子吸收线的宽度及其变宽原因，积分吸收，峰值吸收与原子浓度关系，原子吸收分光光度计的调制，光源灯的基本要求及其使用特点，原子化的过程及其使用特点，原子吸收测量中的主要干扰类型及其消除方法。

了解原子荧光分光光度法。

教学重点：原子吸收光谱法的原理和仪器
教学难点：谱线变宽、峰值吸收、锐线光源
教学内容：基本原理；原子吸收分光光度计；原子吸收的定量方法及其干扰；原子荧光分光光度法；
学时安排：2学时
第六章分子发光
教学目的与要求：掌握分子的单重、三重激发态的去活化过程，荧光光谱及激发光谱的表达、特征，影响发光的因素，分子发光与结构关系，荧光分光光度计的设计特点，发光强度
与浓度的关系。

荧光分析的基本方法。

分子磷光分析法及化学发光分析法基本原理及应用特点。

了解荧光共振能量转移、常见的与分子发光相关的仪器。

教学重点：分子荧光、磷光和化学发光分析法的基本原理，光谱特点和仪器。

教学难点：分析内的光物理过程、分子发光相关仪器的特点
教学内容：光致发光理论；仪器与实验方法；荧光定量分析；分子的磷光分析方法；化学发光分析
学时安排：4学时
第七章色谱法
第一节基本概念
教学目的与要求：掌握色谱的流出曲线及有关术语，保留值的意义，塔板理论及速率理论要点，分离度的概念。

色谱定性与定量分析。

教学重点：色谱流出曲线、塔板理论和速率理论，分离度。

教学难点：塔板理论和速率理论
教学内容：概论；色谱过程的热力学理论；色谱过程的动力学理论；柱色谱的总分离效能指标；色谱的定性及定量分析
学时安排：2学时
第二节气相色谱法
教学目的与要求：掌握气相色谱流程及仪器的主要结构，热导池检测器及氢火焰检测器的原理结构及性能指标。

固定液的主要类型，气相色谱分离条件选择的主要因素；了解毛细管色谱柱的类型及特点，程序升温的方法及特点；了解气相色谱/质谱联用、气相色谱/傅里叶变换红外光谱联用。

教学重点：气相色谱法的原理和仪器，分离条件选择的主要因素。

教学难点：气相色谱检测器、气相色谱与其他仪器的联用
教学内容：气相色谱仪；检测器；气相色谱固定相,担体，固定液，固体吸附剂；分离条件的选择；毛细管柱气相色谱法简介；气相色谱的联用技术简介
学时安排：2学时
第三节液相色谱法
教学目的与要求：掌握速率理论方程，固定相的类型，流动相溶剂的选择要求，高效液相色谱仪的主要部件及其一般要求，高效液相色谱主要方法的原理及使用特点。

了解离子色谱和超临界流体色谱方法原理及特点。

教学重点：液相色谱的原理和仪器，速率理论
教学难点：气、液相色谱的差异、液相色谱与其他仪器的联用
教学内容：速率理论方程；固定相及流动相；高效液相色谱仪；高效液相色谱的分离模式；分离方法的选择；离子色谱和超临界流体色谱技术简介
学时安排：2学时
第八章电位分析法
教学目的与要求：掌握电位分析法基本原理，金属基电极、膜电极、参比电极及指示电极概念。

pH玻璃电极、氟离子选择性电极结构、响应机理及性能特点。

离子选择性电极的电极选择系数Kij。

电位测量中加入TISAB、的意义和作用。

直接电位法进行定量的主要方法及计算。

直接电位法准确度。

pH实用定义及pH测定方法。

电位滴定中的电极体系。

了解电位型生物电极的原理及应用特点。

教学重点：电位分析法原理与装置，电极响应机理
教学难点：离子选择电极
教学内容：电位分析法基本原理及实验装置；离子选择性电极；直接电位法；电位滴定法；学时安排：2学时
第九章电解和库仑分析法
教学目的与要求：掌握析出电位、分解电压、极化、过电位及电解方程式等基本概念。

恒电位电解法及恒电流电解法的原理及特点。

法拉第定律及实现库仑分析的基本条件，恒电位库仑法原理，库仑滴定原理以及确定终点的方法。

了解汞阴极电解法的特点，微库仑法原理教学重点：电解和库仑分析法的基本原理和装置，法拉第定律。

教学难点：法拉第定律
教学内容：电解的基本概念；电解分析法；库仑分析法
学时安排：2学时
第十章伏安法和极谱法
教学目的与要求：掌握极谱法原理，电解条件的特殊性，极化电极，去极化电极，外加电压及电极电位，极谱波，扩散电流等概念。

使用滴汞电极的优点及存在问题。

Ilkovic公式中各项物理意义及影响扩散电流因素。

各种干扰电流对极谱测定的影响，极谱测定的三电极体系。

单扫描极谱法、极谱催化波、脉冲极谱法、溶出伏安法的原理。

了解各类极谱波方程的物理意义及应用，以及伏安法的电极进展。

教学重点：伏安法和极谱法的基本原理和仪器装置特点。

教学难点：极谱波方程、电位法、电解法和伏安法三者的比较
教学内容：微电极电解；极谱波方程；扩散电流和极谱定量分析；其他极谱分析及伏安分析法；伏安法的电极进展
学时安排：2学时
第十一章紫外可见分光光度法
教学目的与要求：了解吸收光谱学的基础知识和电磁辐射区域划分，学习紫外-可见吸收光谱的基本概念，掌握电子跃迁的类型，熟悉最大吸收波长的计算，了解吸收带的分类和测试条件对吸收谱带的影响；熟悉光谱特点与结构之间的关系；了解紫外－可见分光光度计的类型、结构、实验技术。

教学重点：跃迁类型；最大吸收波长的计算；定性、定量和结构分析
教学难点：跃迁类型和紫外吸收；结构解析
教学内容：紫外吸收光谱的产生；朗伯－比尔定律；有机化合物的紫外光谱；紫外-可见分光光度计；显色反应与光度测量条件的选择；定性分析与结构解析；定量分析；
学时安排：2学时
四、考核方式
平时成绩1（期中考试、考勤、作业情况）25％，
平时成绩2 （平时小测验、课程实验）25%
期末考试：50%
五、教材及参考书
教材：湖南大学张正奇主编《分析化学》, 北京:科学出版社, 2006
教学主要参考书:
[1] 《分析化学》(第五版)，武汉大学主编，北京:高等教育出版社，2006
[2] 《定量分析化学简明教程》，李克安等主编，北京大学出版社，2010
[3] 《21世纪的分析化学》汪尔康主编，科学出版社， 2001
六、授课手段
板书结合多媒体演示；开设讨论课；利用分析化学国家精品课程的网络平台共享教学资源（视频公开课和前沿讲座）。