分析化学 哈工大讲课
分析化学课件

滴定分析法
滴定分析法是一种通过滴定实验来测 定物质含量的方法。
滴定分析法具有操作简便、快速、准 确度高等优点,广泛应用于化学、医 学、环境监测等领域。
它通过滴加一定浓度的标准溶液,与 被测物质发生化学反应,根据反应的 消耗量来计算被测物质的含量。
常见的滴定分析法有酸碱滴定法、络 合滴定法、氧化还原滴定法等。
营养成分分析
测定食品中的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素等营养成分,为食 品加工和营养配餐提供依据。
食品添加剂分析
检测食品中的防腐剂、色素、香精等添加剂,确保食品的安全性和合 规性。
农药残留分析
检测果蔬、谷物等农产品中的农药残留量,控制农药使用,保障食品 安全。
兽药残留分析
检测肉类、蛋类等食品中的兽药残留量,防止兽药滥用和食品安全问 题。
太阳能电池分析
通过分析化学方法研究太阳能电池的转化效率 和性能优化。
核能分析
利用分析化学手段研究核能的原理、安全性和应用前景。
THANKS.
在药物分析中的应用
01
药品质量控制
通过分析药品的成分、含量、纯 度等参数,确保药品的质量和有
效性。
03
毒理学研究
分析药物对机体的毒性作用,评 估药物的安全性和风险性。
02
药物代谢研究
研究药物在体内的吸收、分布、 代谢和排泄过程,为新药研发和
临床用药提供依据。
04
生物样品分析
检测生物样品中的药物及其代谢 产物,了解药物在体内的浓度和
消解方法
选择适当的消解方法,如酸解、碱解、 氧化还原等,将样品分解为可分析的溶 液。
VS
转化技术
通过化学反应将样品中的复杂物质转化为 可直接分析的形式,如将有机物转化为无 机物或气体等。
哈工大分析化学-第三章 滴定分析

n(HCl)=2n(Na 2CO3 )
c
c
HCl
VHCl 2c
2c
Na2CO3
Na2CO3
2CO3
VNa
2CO3
HCl
VNa
2m
Na2CO3
VNa
2CO3
VHCl
VHCl M
Na2CO3
2013-8-12
例2 用已知浓度的NaOH标准溶液测(标)定 H2SO4溶液浓度
H 2 SO4 2 NaOH Na2 SO4 2H 2O
一、物质的量浓度
1、定义:简称浓度,单位体积溶液含溶质的物质的
量n(相当于摩尔数)
2、表达式:cB = nB / V 3、物质的量和质量的关系:
nB = mB / MB
2013-8-12
例1 已知硫酸密度为1.84g· -1,其中H2SO4含量约 mL 为95%,求每升硫酸中含有的n( H2SO4) c( 1/2 H2SO4) 及其 c (H2SO4 )和c( 1/2 H2SO4)
(2)物质的组成应与化学式完全相等
应避免:(1)结晶水丢失; (2)吸湿性物质潮解; (3)稳定——见光不分解,不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。
2013-8-12
间接配制(步骤):
(1) 配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。 (2)标定
用基准物或另一种已知浓度的标准
溶液来滴定。 (3)确定浓度 由基准物质量(或体积、浓度), 计算确定之。
a c
2013-8-12
活度系数的大小,代表了离子间力对离子化学作
用能力影响的大小,也就是溶液偏离理想溶液的
尺度。在无限稀释时活度系数为1。
活度系数大小不仅与溶液中各种离子的总浓 度有关,也与离子的电荷有关。有必要引入 “ 离子强度”概念。
第四章.哈工大大学化学精品课讲义

ca pH pK lg c盐
a
弱酸及其强碱盐 缓冲溶液的pH值计算式
缓冲液的pH值与 pK a 及ca/c盐比值有关。 缓冲能力的大小取决于ca与c盐的大小及其比值的大小。 当ca/c盐=1时,(一般缓冲溶液的ca/c盐在0.1与10之间) 缓冲能力最大,因而: 缓冲溶液的缓冲范围为:
溶液中始终存在着解离产生的正、负离子和未解离的 分子之间的平衡,此称为解离平衡。
HAc (aq) H+ (aq) +Ac- (aq)
[ c ( H ) c ] [ c ( Ac ) c ] Ka 解离常数 c( HAc) c
K
对于不同的一元弱酸,既表示其解离程度,又代表其酸性的强弱。
将 (2) 代入 (1) 式, 得:
K
ca
表示一元弱酸浓度、 解离度和解离常数 12 之间的关系。
2. 一元弱酸和一元弱碱的离解平衡
(4) 与 K
b 的关系
K
a
ca
H2O(aq) 对于一元弱碱 HN3·
同样方法可得
c(OH ) c cb Kb
NH4+(aq) + OH-(aq)
K sp G RT ln K 可由实验测得,亦可由 r m sp计算,
20
附录列出了的值。
4.5.2 沉淀-溶解平衡
2. 溶度积规则
在第二章中, 通过比较反应商(J )和标准平衡常数( K )来判 断反应自发进行的方向,这一规律同样适用于难溶电解质的溶 解平衡。显然,J 在这里为离子积, 为溶度积,因此 K sp
化学工作者所考虑的溶液一般是气体、液体或固体等溶 本章主要研究液体溶于液体中形成的液体溶液。液体溶
哈工大分析化学配位省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件

4/65
CaY2- 无色 MgY2- 无色 NiY2- 蓝绿色 CuY2- 深蓝色
CoY- 紫红色 MnY2-紫红色 CrY- 深紫色 FeY- 黄色
5/65
第二节 配合物稳定常数
一、配合物稳定常数(形成常数)
M+Y
MY
稳定常数
MY K MY M Y
➢ 讨论:
Y
[Y '] [Y ]
[
H
6Y
2
]
[H
5Y
] [Y
4 ]
[Y
4
]
[
NY
]
[H
6Y
2
]
[H5Y ] [Y 4 ]
[Y
4
]
[NY ] [Y [Y 4 ]
4
]
[Y [Y
4 4
] ]
Y Y(H) Y(N) 1
18/65
(二)金属离子副反应和副反应系数
➢ M副反应:辅助配位效应
羟基配位效应
配位效应
a. KMIn太小→置换速度太快→终点提前 b. KMIn >KMY→置换难以进行→终点拖后或无终点 3) In本身性质稳定,便于储备使用 4)MIn易溶于水,不应形成胶体或沉淀
30/65
四、指示剂封闭、僵化现象及消除方法
❖ 指示剂封闭现象:化学计量点时不见指示剂变色
产生原因:
干扰离子: KNIn > KNY →指示剂无法改变颜色
pH
11 lg Zn(0H )
5.4
, Zn(OH )
2.5 105
Zn Zn(NH3 ) Zn(OH ) 1 5.6 105
23/65
2024版分析化学完整版课件

操作简便,快速,适用于微量和常量组分分析。
分类
包括酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、络合滴定等。
缺点
对标准溶液和指示剂的要求较高,易受干扰因素影响。
光度分析法
原理
基于物质对光的吸收、发射或散 射等光学性质与物质浓度之间的
关系进行分析的方法。
分类
包括分光光度法、荧光光度法、 原子吸收光度法等。
优点
分析化学的发展历程
古代分析化学
古代人们通过简单的试验和观察,积累了一些关于物质性质的经验和知识,如炼金术、医药 学等。
近代分析化学
17世纪末至18世纪初,随着工业革命的兴起和自然科学的发展,分析化学开始从经验性向理 论性转变,出现了许多重要的分析方法和理论,如重量分析法、容量分析法、光谱分析法等。
土壤污染治理技术
包括重金属、农药残留、有机物污染等。
包括现场快速检测法、实验室分析法等, 涉及色谱法、质谱法、光谱法等技术。
包括物理法(如换土、深耕翻土等)、 化学法(如淋洗、氧化还原等)和生物 法(如植物修复、微生物修复等)。同 时,针对不同类型的土壤污染,还需要 采取针对性的治理措施,如针对重金属 污染的土壤,可以采用电动修复、热解 吸等技术进行治理。
偏差
精密度与准确度的关系,系统误差与随机误差的识别与消除。
有效数字及其运算规则
有效数字概念
非零数字及其后面所有数字的总称,表示测量结 果的精确程度。
有效数字运算规则
加减法、乘除法、乘方与开方等运算中有效数字 的保留规则。
数值修约规则
四舍六入五成双等修约方法。
数据分析与统计处理方法
数据处理基本步骤 数据收集、数据整理、数据分析、结 果表达。
误差分析
环境分析化学CH3酸碱 哈工大 分析化学

第3章 酸碱滴定法
3.3 酸碱滴定基本原理
3.3.1 酸碱指示剂 影响指示剂变色范围的因素
0.60 0.40 0.20
B
K a1 K a 2 [H ] [H ] K a 1 K a 1 K a 2
2
0.00 0.00 2.00 4.00 pH 6.00
第3章 酸碱滴定法
3.1 酸碱反应与酸碱平衡
分布分数 的计算
酒石酸的–pH图:
pKa1=2.85,pKa2=4.34,二者相差比较小,即使[HA-]达到最大时, [H2A]与[A2-]也不能忽略。
酸碱指示剂一般是弱的有机酸或有机碱,他的酸式与其共轭碱式 相比应具有明显不同的色调。
甲基橙(Methyl Orange, MO)是一种双色指示剂:
甲基橙 2 4 6 8
-
O 3S
N H
N
N (C H 3 ) 2
+
OH
-
+
H
O 3S
N
N
N (C H 3 ) 2
第3章 酸碱滴定法
3.3 酸碱滴定基本原理
-
]
[H ][OH ] K w
-
pK a pK b pK w
第3章 酸碱滴定法
3.1 酸碱反应与酸碱平衡
酸和碱的强度
酸的强度:将质子给予水分子的能力; 碱的强度:从水分子中夺取质子的能力。 在水溶液中,H3O+是可能存在的最强的酸的形式, OH 是可能存在的最强的碱的形式。
在非水溶液中:
c [HAc] [Ac ]
-
浓度为cHAc和cNaAc的混合溶液,其物料平衡式为
c HAc c NaAc [HAc] [Ac ]
哈工大大学化学-绪论-10

高分子化学
高分子化学是研究高分子化 合物的合成、结构和性质的
科学。
1
高分子化合物是指分子量较 大的化合物,通常由成千上 万个单体通过聚合反应形成
。
高分子化学在材料科学、医 学、农业等领域有广泛应用 ,是现代化学工业的重要支 柱之一。
高分子化学的发展对于推动 人类文明进步和解决人类面 临的能源、环境等问题具有 重要意义。
物理化学
01 02 03 04
物理化学是研究物质在物理过程中发生的化学变化和反应机理的科学 。
物理化学的研究范围涵盖了热力学、动力学、电化学、表面化学等领 域。
物理化学的理论和方法对于解决能源、环境、材料等领域的问题具有 重要意义。
物理化学的发展推动了人类对自然界的认识和利用,对于促进人类文 明进步具有重要意义。
哈工大大学化学-绪 论-10
目录
• 化学的起源和历史 • 化学的学科体系和分类 • 化学的基本概念和原理 • 化学的应用领域和发展趋势 • 绪论总结与展望
01
化学的起源和历史
古代化学时期
01
古代化学时期始于人类文明的早期阶段,人们开始使用火和 发现金属的冶炼技术。
02
这个时期的化学知识主要与日常生活和生产实践相关,如制 作陶瓷、玻璃、染料等。
能源和环境化学
能源转化和储存
研究高效、环保的能源转化和储存技术,如 太阳能、风能、氢能等。
污染物治理和环境修复
开发新型的污染物治理和环境修复技术,降 低环境污染的影响。
绿色化学
研究绿色合成方法和绿色溶剂,减少化学品 生产对环境的负面影响。
材料科学和工程
新材料研发
探索新型材料,如纳米材料、高 分子材料、复合材料等,以满足 各种工程和科技需求。
哈尔滨工业大学《水分析化学》课件..

[4] EDTA的络合平衡
稳定常数
( 1 :1 ) (逆反应)
稳定常数用途:判断一个络合物的稳定性
EDTA的酸效应 条件稳定常数
[5]金属指示剂
影响金属指示 络合滴定曲线突跃范围 剂的主要因素 金属离子M的初始浓度 金属指示剂(有机络合剂)
金属指示剂的作用原理 解决办法:加掩蔽剂 种类 封闭现象:加入过量的EDTA也不能将MIn中的In置换 出来 的现象 僵化现象:由于生成的显色络合物为胶体或沉淀,使 终点延长或拖后的现象 解决办法 :加 有机溶剂或加热 慢滴,振摇
精确度高,则精密度一定高
准确度低,则精密度一定低
精密度高,而准确度不一定高
[6]标准溶液
基准物质:以直接准确称量,用于配制标准溶 液的一类物质
标准溶液:已知准确浓度的溶液
量浓度 :
滴定度: 1ml标准溶液相当于被测物质的质量( 用Ts/x表示,S-标准溶液,X-待测溶液)
例题与习题:
记住一些常用的摩尔质量 17g/mol 30g/mol 61g/mol
28g/mol
50g/mol
写出碱度计算的正确表达式
例题与习题:
例1:当P>0,M=0时
OH-碱度(mol/L)= ?
OH-碱度(mmol/L)= ?
OH-碱度 例2:已知某酸 =? ,求其共轭碱的PKb
第4章 络合滴定法
[4]碱度的测定
天然水中碱度的种类 :
可构成5种组合形式(假设水中
和
不
共存 ):
碱度和pH的关系:
连续滴定法测水中碱度
哈工程分析化学第2章误差与数据处理

选那一个更能使测定结果准确度高? (不考虑其他原因,只考虑称量)
4.有关偏差的基本概念与计算
(1)平均偏差和相对平均偏差
平均偏差(average deviation)又称算术平均偏差:
n
n
di xi x
哈工程分析化学第2章误差与数据处理
Harbin Engineering University
2.1 定量分析中误差的基本概念 2.2 定量分析数据的评价和显著检验 2.3 有效数字及其运算规则 2.4 分析质量的保证和质量控制(略) 2.5 标准曲线的回归分析
本章教学基本要求
1.掌握误差的表示方法。 系统误差与偶然误差的特点,减免与判别的 方法;精密度与准确度的定义、作用与两者关 系;置信度与置信区间的定义及计算;数据取 舍方法。定量数据的评价方法;有效数字的概 念,运算规则及数字修约规则。 2.提高分析结果准确度的方法与途径。 3.了解随机误差的分布特征——正态分布, 误差的传递。
丙 ◎◎◎ ◎
丁
◎◎ ◎
◎
甲:数据集中,精密度和准确度都高,结果可靠。 乙:数据集中,精密度高而准确度低,存在系统误差。
丙:数据分散, 精密度和准确度均不高, 结果自然不可靠
丁:数据分散,精密度非常差,尽管正、负误差恰好相互 抵消而使平均值接近真实值,但只是偶然的巧合,并不可 靠
相对误差和绝对误差在分析中的应用 a:用万分之一的分析天平称 取不同质量的试样时,绝对误 差同为±0.0001g。称取试样的 质量为2.0000g和0.2000g时那 一个相对误差大?
解:
x1nxi 10.43%
ddi 0.18%0.036% n5
分析化学哈工大讲课

分析化学-哈工大讲课————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:水分析化学-哈尔滨工业大学属部门哈尔滨工业大学课程名称水分析化学课程层次本科专业分类体系所属一级学科名称工学所属二级学科名称土建类课程负责人黄君礼水分析化学教学设计1、课程名称:(中文)水分析化学(英文)Water AnalyticChemistry2、课程定位:给水排水工程专业的专业技术基础课,是专业指导委员会指定的十门骨干课程之一,全国统编教材的主编单位和教学基本要求起草单位。
本课程在第二学年的第二期开设,教学时数60学时,其中课堂教学40学时,实践教学20学时。
在学习本课程前要求学生具有较好的普通化学、有机化学和物理化学基础,通过本课程的学习使学生系统地掌握水质指标分析中的基本概念、基本理论和基本方法,并能熟练解决给水排水工程研究中的水质分析问题。
重点强化学生的实验组织和动手能力。
为后续水质工程学等课程的学习奠定扎实的水质分析的科学基础。
3、课程的主要内容和特色本课程主要内容包括:水质指标体系的建立及在工程研究中的应用,水样的保存及预处理技术,标准溶液的获得,碱度的测定原理及应用,硬度的测定原理及应用,重量分析及氯离子的测定,有机污染物综合指标的测定方法及应用,吸收光谱法原理及应用,电化学分析原理及应用,原子吸收分光光度法原理及应用,气相色谱原理及应用。
本课程的特色是建立在传统分析化学基础之上,以水质指标体系为讲授脉络,突出水质指标的工程应用地位,由水质分析技术引出相关的理论内容,最终实践教学效果的“纲举目张”。
4、教学设计及教学安排第一次课:上好本课程第一节十分重要。
讲清本课程的性质、讲授内容、基本要求及教学定位。
请同学们观看水质分析技术发展的多媒体素材。
接下来要系统讲授水质指标体系的建立,分类及相关标准。
以色度、浊度、总残渣的分析方法为主介绍目视比色法和重量分析的初步知识,其它水质指标讲解概念。
哈工大化工专业课

哈工大化工专业课哈尔滨工业大学化工专业课程涵盖了化工工程、化学工程与工艺、过程装备与控制工程以及材料科学与工程等领域。
下面将对其中几门重要的课程进行介绍。
首先是化工工程原理课程,该课程主要介绍化工工程学的基本原理和基本方法,培养学生的系统分析和解决问题的能力。
课程内容包括化工工程学概述、质量与能量平衡、物料平衡、能量平衡、能量分配系统、流体流动、传热传质等方面的内容。
通过该课程的学习,学生将对化工工程学的基本概念和方法有全面了解,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
其次是化学工程与工艺课程,该课程是化工专业的核心课程之一、课程主要包括化学工程学概述、反应工程学、蒸馏与精馏、萃取与吸附、干燥与结晶、反应器设计等方面的内容。
通过该课程的学习,学生将掌握化学工程学的基本原理和工艺设计的基本方法,培养学生的工程实践能力和创新能力。
另外还有过程装备与控制工程课程,该课程主要介绍化工过程装备和自动化控制系统的基本知识和技术。
课程内容包括化工过程装备、化工流程图、化工设备设计和选择、过程控制基础、自动化仪表与测量、自动控制系统等方面的内容。
通过该课程的学习,学生将掌握化工过程装备和自动化控制技术的基本原理和方法,培养学生的工程设计和实际操作能力。
此外还有材料科学与工程课程,该课程主要介绍材料科学与工程的基本原理和基本方法。
课程内容包括材料性能与测试、材料组织与性能、材料加工与成形、材料选型与设计等方面的内容。
通过该课程的学习,学生将掌握材料科学与工程的基本概念和方法,培养学生的材料设计和材料性能测试能力。
综上所述,哈尔滨工业大学化工专业的课程设置旨在培养学生的化工工程学基本知识和技能,提高学生的实践能力和创新能力。
学生通过这些课程的学习,将能够在化工工程的设计、操作和控制方面有所造诣,为化工行业的发展和创新做出贡献。
哈工大化学信息学课件之10-1量子化学计算基础

了解如何将量子化学计算与实验结合起来,为化学研究提供更多可能性。
3 总结和Байду номын сангаас望
总结本次课程内容,并对未来的研究做出展望。
基于密度泛理论的计算方法
探索基于密度泛理论的计算方法。
基于分子轨道理论的计算方法
深入研究基于分子轨道理论的计算方法。
基于周期性结构和非晶体的计算方 法
了解基于周期性结构和非晶体的计算方法。
分子模拟和能量表面
梅森-威廉理论 克拉伯龙方程和透明度模型
化学反应动力学
深入研究梅森-威廉理论及其应用
探索克拉伯龙方程和透明度模型在分子模拟 中的作用。
分子图形和可视化软件
了解利用分子图形和可视化软 件进行分子研究的方法。
分子力学
1
力场和原理
深入研究力场和其在分子模拟中的原理。
2
分子动力学模拟技术
探索分子动力学模拟的技术和方法。
3
生物分子力学和分子模拟应用
了解生物分子力学和在分子模拟中的应用。
量子化学方法
常见量子化学方法简介
介绍常见的量子化学方法。
了解化学反应动力学及其在能量表面模拟中 的应用。
应用举例
分子电子结构计算
了解如何利用量子化学计算 方法进行分子电子结构计算。
生物大分子模拟
深入研究如何模拟生物大分 子,如蛋白质等。
分子机器模拟和设 计
探索如何利用分子模拟来设 计和模拟分子机器。
结束语
1 未来的发展动向
探讨量子化学计算未来的发展趋势和前景。
哈工大化学信息学课件之 10-1量子化学计算基础
介绍量子化学计算,包括量子力学概述、计算方法、原子和分子的折叠与电 子结构。
哈工程材料化学专业研究生上课内容

哈工程材料化学专业研究生上课内容
一、基础理论知识的学习:
在课堂上,研究生会学习到大量的基础理论知识,包括材料化学原理、材料结构与性能、材料合成与表征等。
教师们会通过讲授、案例分析、讨
论等方式,向研究生传授前沿的材料化学知识。
学生需要深入理解并掌握
相关知识,提升自己的理论素养。
二、实验室技能的培训:
研究生在课程中会接受实验室技能的培训。
教师们会组织实验,让学
生亲自动手操作,学习基本的实验技巧,并培养良好的实验室安全意识。
学生需要学会正确使用实验仪器设备,掌握实验操作步骤,培养数据处理
和实验结果分析的能力。
三、综合能力的提升:
为了培养研究生的综合能力,专业课程还会设置一些综合性的讲座和
实践项目。
讲座方面,教师会邀请相关领域的专家学者进行专题讲座,拓
宽学生的学术视野。
实践项目方面,学生需要参与科研项目或者工程实践,通过实际操作和研究,提高综合素质。
四、科研训练:
科研训练是研究生课程的重要组成部分。
学生在导师的指导下,参与
课题的研究和实验设计。
通过科研训练,学生将学到的理论知识应用于实践,锻炼科研能力和创新思维。
同时,学生需要撰写科技论文和学术报告,培养写作和口头表达能力。
总之,哈工程材料化学专业研究生上课内容丰富多样,旨在培养学生扎实的理论基础、熟练的实验技能和较强的科研能力。
通过专业课程的系统学习,研究生可以获得材料化学领域的专业知识,为以后的研究工作打下坚实的基础。
分析化学讲座

分析化学讲座§1 分析化学的学科特点及主要研究内容分析化学是研究鉴定物质的化学组成和测定物质组分含量的一门科学。
它是化学科学的一个重要分支。
鉴定物质所含的组分是定性分析研究的内容,测定各组分的相对含量是定量分析研究的内容。
现代分析化学内容极其丰富,按照测定原理和方法不同可分为化学分析法和仪器分析法。
仪器分析法是以被测定物质的某种物理性质或物理化学性质为基础的分析方法。
这类方法都需要较特殊的仪器,故称之为仪器分析法。
它主要包括光学分析法、电学分析法、色谱分析法质谱分析法和放射化学分析法等等.现代仪器分析法发展十分迅速,手段不断更新,生产实践中的许多定性定量分析任务都可用仪器分析来完成。
但是,以化学反应为基础的化学分析法仍然是必不可少的基础分析方法,它具有简单、经济、操作方便和准确度较高的特点。
它主要包括重量分析法和滴定分析法(酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法)。
分析化学是在无机化学理论的基础上,深入讨论了溶液化学平衡理论.为分析方法的建立打下了坚实的基础。
在讨论酸碱平衡、络合平衡、氧化还原平衡和沉淀溶解平衡这四大平衡时.十分注重理论的严密性,同时也兼顾了处理复杂化学平衡的实用性。
力求用简便的方法求解复杂平衡体系的有关问题,这部分理论对化学工作者来讲是极其重要的。
实践性很强是分析化学这门学科的特点。
分析化学建立的理论体系都是直接为分析方法作为基础的,而各种分析方法直接用于解决实际工作提出的分析课题。
因此在学习各种定性定量分析方法时,我们一定要注重理论联系实际,注重提高动手操作的能力,培养解决实际问题的能力。
这样才能真正学好分析化学。
§2 有效数字及其运算规则一、有效数字的意义在定量分析中,为了得到可靠的结果,不仅要准确测定每一数据,而且要进行正确的记录和计算。
由于测定值不仅表示了试样中被测组分的含量多少,而且还反映了测定的准确程度。
因此了解有效数字的意义,掌握正确的使用方法,避免随意性,是非常重要的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
水分析化学-哈尔滨工业大学属部门哈尔滨工业大学课程名称水分析化学课程层次本科专业分类体系所属一级学科名称工学所属二级学科名称土建类课程负责人黄君礼水分析化学教学设计1、课程名称:(中文)水分析化学(英文)Water Analytic Chemistry2、课程定位:给水排水工程专业的专业技术基础课,是专业指导委员会指定的十门骨干课程之一,全国统编教材的主编单位和教学基本要求起草单位。
本课程在第二学年的第二期开设,教学时数60学时,其中课堂教学40学时,实践教学20学时。
在学习本课程前要求学生具有较好的普通化学、有机化学和物理化学基础,通过本课程的学习使学生系统地掌握水质指标分析中的基本概念、基本理论和基本方法,并能熟练解决给水排水工程研究中的水质分析问题。
重点强化学生的实验组织和动手能力。
为后续水质工程学等课程的学习奠定扎实的水质分析的科学基础。
3、课程的主要内容和特色本课程主要内容包括:水质指标体系的建立及在工程研究中的应用,水样的保存及预处理技术,标准溶液的获得,碱度的测定原理及应用,硬度的测定原理及应用,重量分析及氯离子的测定,有机污染物综合指标的测定方法及应用,吸收光谱法原理及应用,电化学分析原理及应用,原子吸收分光光度法原理及应用,气相色谱原理及应用。
本课程的特色是建立在传统分析化学基础之上,以水质指标体系为讲授脉络,突出水质指标的工程应用地位,由水质分析技术引出相关的理论内容,最终实践教学效果的“纲举目张”。
4、教学设计及教学安排第一次课:上好本课程第一节十分重要。
讲清本课程的性质、讲授内容、基本要求及教学定位。
请同学们观看水质分析技术发展的多媒体素材。
接下来要系统讲授水质指标体系的建立,分类及相关标准。
以色度、浊度、总残渣的分析方法为主介绍目视比色法和重量分析的初步知识,其它水质指标讲解概念。
第二次课:水质分析方法的选择及评价,重点讲解加标回收率和相对标准偏差在水质分析方法评价中的应用。
略讲准确度和精密度之关系。
介绍水样的取、存原则及水样预处理方法。
作业是查找一篇具有加标回收率和CV内容的分析方法文章。
第三次:物质量浓度,基准物质,标准溶液获得,如何标定,浓度的其它表示方法,滴定度T s/x。
基准物质标准溶液准确称量非基准物质溶液标准溶液粗称标定介绍酸、碱概念,重点是共轭酸碱对概念的建立,酸碱强度的表征方法,K a ·K b =K w ,pK a +pK b =pK w =14。
作业是推导HB/B -之间的K a 与K b 之关系。
第四次课:区分效应和拉平效应,缓冲溶液理论,酸碱指示剂:pH=pK 1±1,重点讲解水中碱度的来源及组成,介绍连续滴定法测定水中碱度。
要求学生熟练应用下面图示。
作业:教材P79,6-9第五次课:复习配位化学的基础知识,引入乙二胺四乙酸(EDTA ),讲授其化学结构,配位特征。
介绍影响络合平衡的主要因素,以酸效应为主,讲主体反应、副反应,重点讲解酸效应系数与lgK 稳及lgK 不稳之间的关系,Fe 3+,Al 3+,Ca 2+,Mg 2+被准确滴定的最低pH 值,金属指示剂介绍及作用原理。
第六次课:重点讲解金属指示剂封闭现象、僵化现象产生的原因,解决措施。
介绍三种常用掩敝剂三乙醇胺,NH 4F 和KCN ,EDTA 的配制与标定,总硬度的测定原理,暂时硬度与永久硬度之间关系,水垢的形成及去除方法。
作用:教材P121,5-8第七次课:沉淀理论,影响沉淀形成的主要因素分析,介绍同离子效应,举CaCO 3+Na 2CO 3作例子,盐效应讲解时复习一下离子强度概念。
酸效应和络合剂效应略讲。
以水中SO 42-测定为例讲授重量分析原理。
讲清分步沉淀原理,讨论莫尔法测定水中Cl -时需要注意的几个问题。
其它教材上内容要求学生自行阅读。
作业:教材P138,2-5第八次课:氧化还原反应特征,影响氧化还原反应速度的因素,判断氧化还原反应完全程度,氧化还原指示剂(自身,专用和试亚铁灵),对比讲解PI 和COD ,如下图。
有机污染物综合指标高锰酸盐指数(PI ) 化学需氧量(COD )(给水、污染轻) (排水,污染重)80℃-90℃ 100℃回流氧化能力弱(中间产物) 氧化能力强(无中间态)催化剂沉淀掩敝(Cl -) Ag 2SO 4HgSO 4 (络合掩敝Cl -)第九次课:碘量法原理、溶解氧、BOD 520讲概念,测定方法自学或开放实验时选做。
余氯和ClO 2测定过程中的对比分析,设计一个O 3测定的装置并开展课堂讨论。
溴酸钾法测苯酚,介绍水中甲醇和硫化物的分析方法。
作业:教材P192-193,2-12第十次课:本次课设计为大综合,包括作业问题讲解,习题演算,思考题问答,授课形式以课堂讨论为主。
进实验室前的集中讲授实验目的、意义和基本要求。
拟定的实验题目有:(1)碱度的测定;(2)硬度的测定;(3)Cl -的测定;(4)高锰酸盐指数或COD 测定;(5)溶解氧测定(对比碘 pH=8.3 MpH=4.8 甲基橙碱度T (甲基橙碱度)=P (酚酞碱度)+M量法和溶解氧仪);(6)BOD520测定;(7)浊度和色度的测定;(8)总残渣,可滤残渣,不可滤残渣的测定;(9)硫酸根含量测定,可选择厌氧废水进行实际水样测定;(10)松花江水和生活污水大综合试验。
第十一次课:介绍电化学分析的基本内容,方式和方法。
重点讲授指示电极和参比电极,略讲电极种类,详讲pH值的测定原理及应用,pH计的使用,扩展内容ORP测定。
电位滴定的用途,终点突跃的几种表示方法。
电导部分要求学生自学。
实验内容:pH值的测定,熟悉复合电极的使用及保养。
作业:教材P256,1第十二次课:吸收光谱产生原理,介绍一些分子轨道理论,电子跃迁方式及判断方法。
朗伯-比尔定律是本章的重点内容。
对吸收光谱中涉及到的基本概念要用图文并茂的方式交代清楚。
第十三次课:讲授显色反应及影响因素。
重点讲授721或752分光光度计的使用及操作要领。
介绍铁、挥发酚及氨氮的测定方法。
实验内容:铁吸收光谱手绘和仪器自动绘制的对比,铁、挥发酚及氨氮的测定。
作业:教材P233,1-10第十四次课:色谱产生,历史,用途。
色谱的分离原理。
色谱的分类。
本章以气相色谱应用为重点。
讲授气相色谱的基本概念。
讲清楚色谱流出曲线,以色谱流出曲线为例,讲授所涉及到的基本概念。
交待一下气相色谱仪的组成。
第十五次课:重点讲授色谱柱分类制备方法及选择,突出柱效率相关内容。
以ECD,TCD,FID和FPD四种检测器为例讲授它使用原理,要求学生能正确选用检测器,区分质量型和浓度型检测器。
介绍气相色谱的定性方法。
第十六次课:继续讲解GC的定量方法,引入质谱。
讲授MS的初步知识,介绍饮用水水样进行GC/MS分析时水样预处理方法。
第十七次课:本次课重点是原子吸收分光光度基本原理,AAS基本组成,结构简图,阴极射线灯、原子化器等基本概念。
难点是对共振吸收和共振发射的理解以及锐线光源特谱线的选择。
第十八次课:重点讲授AAS的定性,定量方法。
难点是干扰的消除技术,介绍水质指标中重金属离子的分析方法。
第十九次课:介绍水质分析技术发展的最新进展。
重点内容包括:LC和IC技术在水质分析中的应用。
以讨论形式研讨分析检测技术的自动化问题。
第二十次课:总复习。
先复习仪器分析部分内容,然后对实践教学中出现的问题集中讲解。
对课后思考题和作业进行评述。
安排期末考核和答疑时间。
5、考核方式及成绩评定本课程采取百分制。
闭卷笔试。
题型设计为:基本概念(10分),填空(10分),论述题(20分),试验设计题(20分),计算题(40分)。
分数核定为:作业(10%),实践教学(20%),期末卷面(70%)。
原则上实践教学不合格者,不允许参加期末考试。
6、教材及参考书教材:黄君礼编著,水分析化学(2)。
中国建筑工业出版社。
教参:薛华等,分析化学。
清华大学出版社。
《水分析化学》教学基本要求一、课程性质与任务水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。
水分析化学是给水排水专业的重要专业技术基础课、必修课。
主要培养学生的水质工程分析技能,为专业课的学习打下坚实的基础。
二、基本要求水分析化学是研究水中杂质及其变化规律的重要方法。
通过水分析化学的学习,掌握水分析化学的四大滴定方法(酸碱滴定法、络合滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法)和主要的仪器分析法(吸收光谱法、色谱法以及原子吸收法等)的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能,掌握水质分析的基本操作,注意培养学生严谨的科学态度,树立准确“量”的理念,培养学生独立分析问题和解决实际问题的能力。
三、其它课程的联系与分工根据给水排水专业培养计划的要求,水分析化学授课建议安排在普通化学、有机化学和物理化学课程结束之后,一般宜安排在第二学年的第四学期。
在学习水分析化学之前,要求学生必须具有扎实的化学基础理论和基本技能。
水分析化学服务于本专业的后续专业课学习,是学好给水排水设计、水处理工艺、水环境评价、废水综合处理工艺等课程的基本保证,正确的分析结果是工程正确与否的主要评价标准。
四、总学时授课时数:40实践环节教学(实验)时数:20总学时:60五、基本内容、学时分配及重点、难点序号授课内容及重点、难点学时分配1 第一章绪论(1)水分析化学的任务与分类 2重点:化学分析与仪器分析的主要方法2 (2)水质指标与水质标准 1.5重点:水质物理指标和化学指标、微生物指标(3)水样的保存和预处理、取样与分析方法的选择0.53 (4)分析方法的评价 1重点:精确度与精密度的定义、二者关系加标回收率实验设计(5)标准溶液与物质的量浓度 1重点:量浓度与基本单元4 第二章酸碱滴定法(1)酸碱质子理论 1.5(2)酸碱指示剂0.5重点:指示剂的变色范围5 (3)酸减滴定曲线和指示剂选择 1.5(4)酸度(概述)0.5 6 (5)碱度 1.0重点:连续滴定法测碱度与计算第三章络合滴定法(1)概述 1.0(2)E DTA重点:EDTA金属络合物的结构特征、稳定性7 (3)pH对络合滴定的影响 1.0重点:酸效应、条件稳定常数与酸效应曲线(4)金属指示剂 1.0重点:金属指示剂的作用原理金属指示剂僵化作用与封闭作用铬黑T与钙指示剂8(5)提高络合滴定选择性0.5 (6)络合滴定的方式与应用 1.5重点:硬度的测定与计算9 第四章沉淀滴定法 2.0(1)沉淀溶解平衡与影响因素(2)沉淀滴定法的应用重点:莫尔法原理与滴定条件10 第五章氧化还原滴定法(1)氧化还原反应的特点0.5(2)提高氧化还原反应速度的方法0.5(3)氧化还原平衡与电极电位的应用 1.0 11 (4)氧化还原指示剂 2.0(5)高锰酸钾法(6)重铬酸钾法重点:高锰酸盐指数与COD的测定、计算12 (7)碘量法 1.5重点:碘量法的指示剂与终点余氯、溶解氧的测定与计算(8)溴酸钾法0.5(9)有机污染物综合指标重点:高锰酸盐指数、COD、BOD5、TOC、TOD的定义及在水质监测中的作用13 第一章~第五章阶段复习(1)重点内容概述 1.0(2)习题讲解 1.014 第六章吸收光谱法(1)吸收光谱 2.0重点:朗伯比尔定律、吸收光谱曲线(2)显色反应与影响因素15(3)比色分析方法与仪器 1.0 重点:分光光度计的工作原理与使用方法(4)天然水中铁的测定 1.0(5)吸收光谱法的定量方法重点:标准曲线法16 第七章电化学分析法(1)电位分析法 1.5重点:指示电极、参比电极、PH测定(2)电导分析法0.5 17 第八章大型仪器分析技术(1)色谱产生0.5(2)色谱构成与分类(3)色谱分离原理0.5(4)气相色谱 1a.结构b.色谱术语重点:色谱分离原理、色谱结构、色谱柱的分类与制备、检测器分类18 (4)气相色谱 2c.定性与定量方法d.GC用于水质分析重点:气象色谱水质分析水样预处理19 (5)色质联机的原理与结构 2(6)液相色谱的特点与结构(7)离子色谱工作原理与水中无机离子测定20 (8)原子吸收光谱法 1.5重点:工作原理、组成仪器分析部分0.5 六、实践性环节实验课程共20学时,其中18学时学生操作实验,2学时演示实验,实验授课按小班进行,每班少于36个,2人一组进行实验。