第一章 概论

1.2 分析方法的分类与选择

按分析任务：定性分析，定量分析，结构分析 按原理分： 化学分析:以物质的化学反应及其计量关系为基础的分析方法 仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法 光学分析方法：光谱法，非光谱法 电化学分析法 ：伏安法，电导分析法等 色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳 其他仪器方法：热分析
1.6 基准物质和标准溶液
1.6.1 基准物质
基准物质: 能用于直接配制和标定标准溶液的物质。 要求：a. 试剂与化学式完全相符；b. 纯度足够高；c. 性 质稳定；d. 滴定反应时无副反应。 标准溶液: 已知准确浓度的试剂溶液。 配制方法有直接配制和标定两种。
1.6.2 标准溶液的配制物质
a. 直接配制法 称一定量的基准物质 B(mB g ）直接溶于一定 量(V L)的溶剂配制。
现代分析化学把化学与数学、物理学、计算机科学、 精密仪器制造、生命科学、材料科学等学科结合起 来，成为一门多学科性的综合科学。
分析化学发展趋向 高灵敏度――单分子(原子)检测 高选择性――复杂体系(如生命体系、中药) 原位、活体、实时、无损分析 自动化、智能化、微型化、图像化 高通量、高分析速度
第1 章 概
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 分析化学的定义、任务和作用 分析方法的分类与选择 分析化学发展简史与发展趋势 分析化学过程及分析结果的表示 滴定分析法概述 基准物质和标准溶液 滴定分析中的计算
论
1.1 分析化学的定义、任务和作用 一、分析化学的定义
分析化学（ analytical chemistry ）是发展和应 用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质 在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学， 也被称为分析科学。 严格的“量”的概念是分析化学的核心。
要求
有确定的化学计量关系，反应按一定的反 应方程式进行 反应要定量进行 反应速度较快 必须有适当的方法确定滴定终点
滴定方式
a.直接滴定法 b.返滴定法 如测定 CaCO3,加入过量盐酸，多余盐酸用 标准氢氧化钠溶液返滴 c.置换滴定法 络合滴定多用 d.间接滴定法 如 Ca2+ 沉淀为 CaC2O4 ，再用硫酸溶解，用 KMnO4滴定C2O42-,间接测定Ca2+
1.3 分析化学发展简史与发展趋势 1. 由分析对象看
无机物质 有机物 生物活性物质
2. 由分析对象的数量级看
常量 微量 痕量 分子水平
3. 由分析的自动化程度看
手工 仪器 自动 全自动 智能化仪器
分析化学发展经历3次重大变革 第一个重要阶段: 20世纪起初的20-30年间分析化学发展成为一门独 立的学科 物理化学的溶液理论发展，推动化学分析快速发 展。用物理化学中的溶液平衡理论、动力学等研究分 析化学中的基本理论问题：沉淀的形成和共沉淀；指 示剂变色原理；滴定曲线和终点误差；缓冲原理及催 化和诱导反应等。建立了溶液中四大平衡理论。
CH 2 SO4 0.1mol L
1
cB nB / V
C1
2
H 2 SO4
0.2mol L1
因此存在通式
Cb
a
B
a CB b

滴定度 每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量（g或者 mg），用 T 表示。
例如，若每毫升K2Cr2O7标准溶液恰好能与0.005000g Fe2+ 反应，则可表示为TFe/ K2Cr2O7 =0.005000 g·ml-1
例如滴定反应 2 MnO4 5C2O42 16 H 2Mn 2 10CO2 8 H 2O 则 nKMnO 2 nH 2C2O4
4
5

置换滴定法和间接滴定法，需从总反应中找出实际参 加反应的物质量之间的计量关系。
例如，酸性溶液中K2CrO7为基准物质标定Na2S2O3溶液的浓度。
第二个重要阶段: 20世纪40年代，仪器分析的发展。 分析化学与物理学及电子学结合的时代。 原子能和半导体技术兴起，如要求超纯材料， 99.99999％，砷化镓，要测定其杂质，化学分析 法无法解决，促进了仪器分析和各种分离方法的 发展。
第三个重要阶段: 20世纪70年代以来, 分析化学发展到分析科学阶段
化学计量学 新技术 活体分析
表面分析
新仪器
环境分析
新原理
微型化
原位分析 无损分析 单分子检测
生物分析 单细胞分析
分析化学主 要发展趋向
在线分析 大分子表征
实时分析
化学图象
过程分析
分离技术
传感器
联用技术
接口
定性
1.4 分析化学的过程及分析结果的表示 1.4.1 分析化学过程
1) 试样的采取、处理与分解 2) 分析化学中常见的分离与富集方法 3) 分析测定 4) 分析结果的计算和评价

仲裁分析及例行分析

分析方法的选择 对分析方法的选择通常考虑以下几个方面： a. b. c. d. 测定的具体要求，待测组分及其含量范围，预测组分的 性质； 获取共存组分的信息并考虑共存组分对测定的影响，拟 定合适的分离富集方法，以提高分析方法的选择性； 对测定的准确度、灵敏度的要求与对策； 现有条件、测定成本及完成测定的时间要求等
w B m B /m s
b cT VT M B wB t ms
1.7.5 滴定分析计算示例

例1 准确称取基准物质k2Cr2O7 1.471g，溶 解后定量转移至 250.0mL 容量瓶中。问此 k2Cr2O7溶液的浓度为多少？ 解 按（1-5b）式计算
M k 2Cr2O7 294.2 g mol1
参考书目
1. 《分析化学》（第五版） 武汉大学主编 2. 《定量化学分析简明教程》(第二版) 彭崇慧 等编著，北京大学出版社 3. 《分析化学基本原理问题详解》D.A.斯摩克 D.W. 韦斯特主编 4.《分析化学辅导与习题详解》赵中一 邱海欧编
学习目录
第一章：概论 第二章：分析试样的采集与制备 第三章：分析化学中的误差与数据处理 第四章：酸碱滴定法 第五章：络合滴定法 第六章：氧化还原滴定法 第七章：沉淀滴定法和滴定法小结 第八章：重量分析法 第九章：吸光光度法 其中，第4章和第11章为自学内容。
1.471g / 294.2 g mol 1 Ck 2Cr2O7 0.2500 L 0.02000mol L1
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例2 欲配制0.1000mol▪L-1的Na2CO3标准溶 液500mL，问应称取基准物质Na2CO3多少 克？ 解 1
M Na2CO3 106.0 g mol
1.4.2 分析结果的表示
1.待测组分的化学表示形式

分析结果通常以待测组分的实际存在形式的含量表示。 若待测组分的实际存在形式不清楚，则分析结果最好以氧 化物或元素形式的含量表示。

在工业分析中，有时用所需要的组分的含量表示分析结果 电解质溶液的分析结果，常以所存在离子的含量表示。
2.待测组分含量的表示方法 （1）固体试样
b 标定法： 先配制成一种近似于所需浓度的溶液，然后用 基准物质（或已经用基准物质标定过的标准溶 液）来标定它的准确浓度。
1.7 滴定分析中的计算
1.7.1 标准溶液浓度的表示方法

标准溶液的浓度通常用物质的量浓度表示：
浓度cB常用的单位为 mol·L-1，例如每升溶液中含0.2 mol NaOH,浓度表示为CNaOH=0.2 mol·L-1或C（NaOH）= 0.2 mol·L-1 物质的量nB的数值取决于基本单元的选择，表示物质的 量浓度必须注明基本单元。例如，下列两者表示浓度相同。
若在滴定中消耗该K2Cr2O7标准溶液21.50mL,则被 滴定溶液中铁的质量为
mFe 0.005000 g mL1 21.50mL 0.1075 g
滴定度与物质的量浓度可以换算。例如， TFe/
K2Cr2O7
=0.005000 g·ml-1 换算为物质的量浓度为：
CK 2Cr 2 O7 T 103 ml L1 0.01492mol L1 M Fe 6
mNa2CO3 cNa2CO3VNa2CO3 M Na2CO3 0.1000mol L1 0.5000 L 106.0 g 1 5.300 g

例 3 有 0.1035mol▪L-1 NaOH 标 准 溶 液 500mL ，欲使其浓度恰好为 0.1000mol ▪L-1 。问需加水多少毫升？ 解 设应加水的体积为V(mL)，根据溶液稀 释前后其溶质的物质的量相等的原则
固体试样中待测组分含量通常以质量分数表示。 mB wB mS a.物质的量浓度 mol·L-1 b.质量摩尔浓度 mol·kg-1 c.质量分数 % d.体积分数 % e.摩尔分数 % f.质量浓度 mg·L-1 μg·L-1 μg·mL-1 ng·mL-1 pg·mL-1
（2）液体试样
（3）气体试样
强调动手能力，培养实验操作技能，提高分析解决问题的 能力。
4.综合性强
涉及化学、生物、电学、光学、计算机等，体现能力与素 质。
四、分析化学的地位和作用

分析化学的地位 分析化学是高等学校化学、应用化学、材料科学、 生命科学、环境科学、医学、药学、农学、地学 等专业的重要基础课之一。 分析化学的作用 在化学研究中：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、体育与破案
Cr2O72 6 I 14 H 2Cr 3 3I 2 7 H 2O
K2CrO7与Na2S2O3的反应计量数比为1：6，即
I 2 2 S 2O
2 3
2 I S 4O

2 6
nNa2 S2O3 6nK 2Cr2O7
1.7.3 标准溶液浓度的计算
a. 直接配制法
分 析 化 学
Analytical Chemistry
扬州大学 环境科学与工程学院
教师联系方式
王志刚

E-mail: wangzg@yzu.edu.cn Tel: 15952756662 办公室：环工学院办公楼南楼S435


教学要求与安排
1. 学时: 讲课 32 实验32 2. 成绩评定: 平时10% 作业10% 实验 20% 期末60% 3. 学习方法: 预习、听讲、复习、做作 业；课堂讨论；答疑
1.7.2 滴定剂与被滴物质之间的计量关系

直接滴定中，滴定剂T与被滴定物质B有下列化学 反应
tT bB cC dD
滴定剂T的物质的量nT与被测物质B的物质量nB 之间的反应计量数比（简称计量数比）为 即
nT : nB t : b
b t nB nT 或nT nB t b
b t 或 称为反应计量数比 t b
气体试样中的常量或微量组分的含量，通常以体积分数或 质量浓度表示
1.5 滴定分析法概论
1.5.1 滴定分析法的特点
标准溶液
滴定分析法，又称容量分析法。 标准溶液
化学计量关系 指示剂
被测物质 酸碱滴定法、 络合滴定法 氧化还原滴定法、沉淀滴定法
待测溶液
1.5.2 滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式


按分析对象：无机分析，有机分析

按试样用量及操作规模分： 常量、半微量、微量和超微量分析 方法 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析 试样质量 >100mg 10-100mg 0.1-10mg <0.1mg 试液体积 >10ml 1-10ml 0.01-1ml <0.01ml
按待测成分含量分： 常量分析(>1%), 微量分析(0.01-1%), 痕量分析(<0.01％)
二、分析化学的任务

定性分析：鉴定物质中含有哪些组分，以及物质 由什么组分构成。

定量分析：测定各种组分的相对含量。 结构分析：研究物质的分子结构或晶体。
三、分析化学的特点
1.分析化学中突出“量”的概念
如测定数据不可随意取舍，数据准确度、偏差大小与采 用的方法有关。
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
设基准物质的摩尔质量为MB，质量为m B，直 接配制成体积为VB（L）的标准溶液，浓度CB为。

cB=mB/MBV
B
b . 标定法： 根据滴定剂和被测物质的比计算求出。 bB＋tT=aA cB=b/t · cT·VT/VB (已知cT和VT) =bmT/tMT VB （已知mT和MT）
1.7.4 待测组分含量的计算 设试样的质量为ms(g)，测得其中待测组分B的 质量为mB(g)，则待测组分在试样中的质量分数wB 为