《分析化學(xué)》根據(jù)課程特點(diǎn)、教與學(xué)的規(guī)律和多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在注重基礎(chǔ)理論、嚴(yán)格訓(xùn)練基本技能、拓展綜合和應(yīng)變能力、加強(qiáng)學(xué)科新信息傳播的指導(dǎo)思想下,將內(nèi)容依次分成四篇,即分析化學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)分析法、儀器分析法、復(fù)雜物質(zhì)分析。全書(shū)從對(duì)分析化學(xué)的認(rèn)知入門(mén),一步步引導(dǎo)讀者進(jìn)入課程的兩大基礎(chǔ)內(nèi)容——化學(xué)分析法和儀器分析法,再進(jìn)入綜合和提高的內(nèi)容即復(fù)雜物質(zhì)分析,以使讀者對(duì)分析化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容體系有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。
《分析化學(xué)》可用作高等院;瘜W(xué)工程、生化工程、食品工程、環(huán)境工程、制藥工程、精細(xì)化工、工業(yè)分析等專業(yè)的教材,同時(shí)也可供相關(guān)技術(shù)人員采用。
分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、形貌和含量的表征理論、方法、技術(shù)及相關(guān)信息的一門(mén)科學(xué)。分析化學(xué)課程是理工科院校開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的基礎(chǔ)課程,通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),可使學(xué)生了解分析化學(xué)學(xué)科的基本理論,掌握對(duì)物質(zhì)基本信息(組分、含量及結(jié)構(gòu)等)進(jìn)行研究的方法和技術(shù)。
如何提高分析化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,使該課程教學(xué)在培養(yǎng)良好綜合素質(zhì)人才的系統(tǒng)工程中發(fā)揮更大的作用,一直是分析化學(xué)教育工作者討論和研究的課題。華南理工大學(xué)和廣東工業(yè)大學(xué)兩所理工大學(xué)的分析化學(xué)教育工作者,在多次的接觸、溝通與交流中,形成了一個(gè)共識(shí),認(rèn)為:“化學(xué)學(xué)科中的四大化學(xué)在理工科院校中作為必修的基礎(chǔ)課設(shè)課,即無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué),各門(mén)課程在人才培養(yǎng)中都有自己的地位和作用。其中的分析化學(xué)課程,由于其本身特有的性質(zhì),在培養(yǎng)學(xué)生注重基礎(chǔ)知識(shí),拓寬視野,養(yǎng)成嚴(yán)格、認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,提高學(xué)生觀察、分析和判斷問(wèn)題的能力,增強(qiáng)學(xué)生接受工作任務(wù)的自信心和完成工作任務(wù)的計(jì)劃性,培養(yǎng)具有努力、刻苦、堅(jiān)忍不拔地進(jìn)行科學(xué)研究的素質(zhì)等方面具有特殊的作用”。并且同時(shí)都感覺(jué)到課程教學(xué)質(zhì)量的提高并非個(gè)人或某件事情做好就行了,而是涉及各方各面的一個(gè)系統(tǒng)工程。于是決定從此系統(tǒng)工程中一個(gè)不可缺少的小部件——教材入手,匯聚兩校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和資源合編分析化學(xué)教材。
根據(jù)分析化學(xué)課程的特點(diǎn)與學(xué)生掌握知識(shí)的認(rèn)知規(guī)律,本教材將內(nèi)容依次分成四篇,即分析化學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)分析法、儀器分析法和復(fù)雜物質(zhì)分析。
參加本書(shū)編寫(xiě)的人員和編寫(xiě)的內(nèi)容如下(按章序):蔡明招(第1、2、4章)、宋慧宇(第3章)、杭義萍(第5章)、余倩(第6章)、彭蘭喬(第7章,附錄)、呂玄文(第8、9章)、劉建宇(第10、11、12章)、劉靜和王立世(第13章)、黃寶華(第14章)、杭義萍和謝珍茗(第15、16章)。全書(shū)由蔡明招教授統(tǒng)稿,蔡明招教授為主編,杭義萍副教授和余倩教授為副主編。
本書(shū)的出版得到華南理工大學(xué)和廣東工業(yè)大學(xué)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和大力支持。
本教材在編寫(xiě)過(guò)程中除保留兩校多年積累的教學(xué)效果好的內(nèi)容外,還吸納了兄弟院校在本課程教材中的精華,在此表示誠(chéng)摯的謝意!合編本教材的兩校同仁,將在使用本教材的過(guò)程中更多地交流和進(jìn)行教學(xué)研究,充分發(fā)揮教材的特點(diǎn),共同為提高課程質(zhì)量而努力。
誠(chéng)摯歡迎采用本書(shū)的各院校同行和讀者,就書(shū)中的不足之處提出批評(píng)和建議,本書(shū)編寫(xiě)組的全體成員表示最衷心的感謝!我們將在實(shí)踐過(guò)程中不斷完善和提高!
第1篇 分析化學(xué)基礎(chǔ)
第1章 分析化學(xué)導(dǎo)言
1.1 分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用
1.1.1 分析化學(xué)的定義
1.1.2 分析化學(xué)的任務(wù)和作用
1.2 分析化學(xué)的特點(diǎn)和分類
1.2.1 分析化學(xué)的特點(diǎn)
1.2.2 分析化學(xué)的分類
1.2.3 定量分析的一般步驟
1.3 分析化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)
1.4 學(xué)習(xí)分析化學(xué)課程的方法
思考題
第2章 試樣的采集、制備與分解
2.1 試樣的采集
2.1.1 固體物料試樣的采集
2.1.2 液體物料試樣的采集
2.1.3 氣體物料試樣的采集
2.2 固體物料試樣的制備
2.2.1 破碎
2.2.2 過(guò)篩
2.2.3 混勻
2.2.4 縮分
2.3 試樣的分解
2.3.1 水溶解法
2.3.2 酸分解法
2.3.3 堿、碳酸鹽和氨分解法
2.3.4 熔融分解法
2.3.5 熔融方法的改進(jìn)
2.3.6 燒結(jié)分解法
2.3.7 其他分解法
思考題
第3章 定量分析中的誤差及數(shù)據(jù)處理
3.1 誤差的基本概念
3.1.1 誤差
3.1.2 偏差
3.1.3 標(biāo)準(zhǔn)偏差
3.1.4 極差
3.1.5 公差
3.1.6 準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系
3.2 誤差的傳遞
3.2.1 系統(tǒng)誤差的傳遞
3.2.2 隨機(jī)誤差的傳遞
3.2.3 極值誤差
3.3 有效數(shù)字的表示與運(yùn)算規(guī)則
3.3.1 有效數(shù)字
3.3.2 數(shù)字的修約規(guī)則
3.3.3 有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則
3.3.4 分析結(jié)果有效數(shù)字位數(shù)的確定
3.4 隨機(jī)誤差的正態(tài)分布
3.4.1 頻數(shù)分布
3.4.2 正態(tài)分布
3.4.3 隨機(jī)誤差的區(qū)間概率
3.5 少量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理
3.5.1 t分布曲線
3.5.2 平均值的置信區(qū)間
3.6 數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)——顯著性檢驗(yàn)、異常值的取舍
3.6.1 顯著性檢驗(yàn)
3.6.2 異常值的取舍
3.7 回歸分析
3.7.1 一元線性回歸方程
3.7.2 相關(guān)系數(shù)
3.8 提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法
思考題
習(xí)題
第2篇 化學(xué)分析法
第4章 化學(xué)分析法概述
4.1 化學(xué)分析法概述
4.2 滴定分析法概述
4.2.1 滴定分析法的定義
4.2.2 滴定分析法必須具備的條件
4.2.3 滴定分析法的分類
4.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液與基準(zhǔn)物
4.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液
4.3.2 基準(zhǔn)物
4.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定
4.4 化學(xué)分析法的計(jì)算
4.4.1 化學(xué)分析法計(jì)算中基本符號(hào)的代表意義及相互關(guān)系
4.4.2 化學(xué)分析法的計(jì)算類型
4.4.3 化學(xué)分析法計(jì)算示例
思考題
習(xí)題
第5章 酸堿滴定法
5.1 酸堿平衡理論基礎(chǔ)
5.1.1 酸堿質(zhì)子理論
5.1.2 水溶液中的酸堿平衡
5.1.3 酸度對(duì)弱酸(堿)各型體分布的影響
5.1.4 酸堿溶液中H+濃度的計(jì)算
5.2 酸堿指示劑
5.2.1 變色原理
5.2.2 變色范圍
5.2.3 影響指示劑變色范圍的因素
5.3 酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液
5.3.1 酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定
5.3.2 堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定
5.4 酸堿滴定法的基本原理
5.4.1 強(qiáng)酸(堿)的滴定
5.4.2 強(qiáng)堿(酸)滴定一元弱酸(堿)
5.4.3 多元酸堿的滴定
5.5 酸堿滴定法的應(yīng)用
5.5.1 食醋中總酸度的測(cè)定
5.5.2 混合堿的分析
5.5.3 銨鹽中氮含量的測(cè)定
5.5.4 有機(jī)化合物中氮的測(cè)定——?jiǎng)P氏(Kjeldahl)定氮法
5.5.5 硼酸的測(cè)定
5.5.6 硅酸鹽中SiO2的測(cè)定
5.5.7 酯類的測(cè)定
5.6 計(jì)算示例
思考題
習(xí)題
第6章 配位滴定法
6.1 配位滴定法概述
6.2 EDTA與金屬離子生成配合物的穩(wěn)定性
6.2.1 EDTA的性質(zhì)
6.2.2 EDTA與金屬離子的配合物
6.3 EDTA配位滴定法中的副反應(yīng)和條件穩(wěn)定常數(shù)
6.3.1 酸效應(yīng)與條件穩(wěn)定常數(shù)
6.3.2 配位效應(yīng)及對(duì)條件穩(wěn)定常數(shù)的影響
6.3.3 溶液酸度的控制
6.4 金屬指示劑
6.4.1 金屬指示劑的性質(zhì)和作用原理
6.4.2 金屬指示劑應(yīng)具備的條件
6.4.3 常用的金屬指示劑
6.5 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定
6.5.1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
6.5.2 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定
6.6 配位滴定的滴定曲線
6.6.1 配位滴定曲線
6.6.2 影響滴定突躍的因素及準(zhǔn)確滴定判斷式
6.7 混合離子的分別滴定
6.7.1 配位滴定中酸度的控制
6.7.2 掩蔽和解蔽
6.7.3 其他配位劑
6.8 配位滴定的方式和應(yīng)用
6.8.1 直接滴定法
6.8.2 間接滴定法及其應(yīng)用
6.8.3 返滴定法及其應(yīng)用
6.8.4 置換滴定法
思考題
習(xí)題
第7章 氧化還原滴定法
7.1 氧化還原反應(yīng)平衡
7.1.1 電極電位和條件電極電位
7.1.2 外界條件對(duì)電極電位的影響
7.1.3 氧化還原平衡常數(shù)
7.1.4 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的程度
7.2 氧化還原反應(yīng)的速率及其影響因素
7.3 氧化還原滴定指示劑
7.3.1 氧化還原指示劑
7.3.2 自身指示劑
7.3.3 專屬指示劑
7.4 氧化還原滴定曲線
7.4.1 氧化還原滴定曲線的繪制
7.4.2 滴定突躍及其影響因素
7.5 氧化還原滴定法中的預(yù)處理
7.5.1 預(yù)氧化和預(yù)還原
7.5.2 常用的預(yù)氧化劑和預(yù)還原劑
7.6 氧化還原滴定法的應(yīng)用
7.6.1 高錳酸鉀法
7.6.2 重鉻酸鉀法
7.6.3 碘法和碘量法
7.7 其他氧化還原滴定法
7.8 氧化還原滴定結(jié)果的計(jì)算
思考題
習(xí)題
第8章 沉淀滴定法
8.1 沉淀滴定法概述
8.2 銀量法滴定終點(diǎn)的確定及滴定條件
8.3 銀量法的應(yīng)用
8.4 其他沉淀滴定法簡(jiǎn)介
8.5 沉淀滴定法的計(jì)算示例
思考題
習(xí)題
第9章 重量分析法
9.1 重量分析法概述
9.2 重量分析法的分類
9.2.1 氣化法
9.2.2 沉淀重量法
9.2.3 電質(zhì)量法
9.3 沉淀重量分析法對(duì)沉淀形式和稱量形式的要求
9.4 沉淀重量法對(duì)沉淀劑的要求
9.5 沉淀的溶解度、溶度積及對(duì)沉淀的影響因素
9.5.1 溶解度與溶度積
9.5.2 影響沉淀溶解度的因素
9.6 影響沉淀純度的因素
9.6.1 影響沉淀純度的因素
9.6.2 獲得純凈沉淀的措施
9.7 沉淀形成與沉淀?xiàng)l件的選擇
9.7.1 沉淀的類型
9.7.2 沉淀的形成過(guò)程
9.7.3 沉淀的特性與沉淀?xiàng)l件的選擇
9.8 均相沉淀法
9.9 沉淀的過(guò)濾、洗滌、干燥或灼燒
9.9.1 過(guò)濾
9.9.2 洗滌
9.9.3 干燥或灼燒
9.10 重量分析法的應(yīng)用
9.11 重量分析法的計(jì)算
9.11.1 換算因數(shù)的計(jì)算
9.11.2 沉淀劑用量的計(jì)算
9.11.3 稱樣量的計(jì)算
9.11.4 重量分析結(jié)果的計(jì)算
思考題
習(xí)題
第3篇 儀器分析法
第10章 儀器分析法概述
10.1 儀器分析法的分類
10.1.1 光學(xué)分析法
10.1.2 電化學(xué)分析法
10.1.3 色譜分析法
10.1.4 其他方法
10.2 分析儀器的組成
10.3 儀器分析法與化學(xué)分析法的比較
10.4 儀器分析法的發(fā)展
10.5 儀器分析的定量方法
10.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線法
10.5.2 標(biāo)準(zhǔn)加入法
10.6 分析儀器的性能表征
10.6.1 靈敏度
10.6.2 檢測(cè)限
10.6.3 線性范圍
思考題
第11章 紫外可見(jiàn)吸收光譜法
11.1 方法概述
11.2 基本原理
11.2.1 紫外可見(jiàn)吸收光譜的產(chǎn)生
11.2.2 有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜
11.2.3 無(wú)機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜
11.2.4 常用術(shù)語(yǔ)
11.2.5 影響紫外可見(jiàn)吸收光譜的因素
11.3 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)
11.3.1 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的基本部件
11.3.2 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的類型
11.3.3 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)的校正
11.3.4 吸光度的測(cè)定
11.4 定量分析
11.4.1 定量依據(jù)
11.4.2 定量方法
11.4.3 顯色反應(yīng)
11.4.4 定量分析條件的選擇
11.4.5 其他定量分析方法
11.5 其他應(yīng)用
11.5.1 定性分析
11.5.2 有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的推斷
11.5.3 配合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定
11.5.4 解離常數(shù)的測(cè)定
11.6 分子熒光(磷光)法簡(jiǎn)介
11.6.1 分子熒光(磷光)的產(chǎn)生
11.6.2 激發(fā)光譜和發(fā)射光譜
11.6.3 熒光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
11.6.4 外部因素對(duì)熒光光譜的影響
11.6.5 熒光(磷光)光譜儀
11.6.6 應(yīng)用
11.7 紅外吸收光譜法簡(jiǎn)介
11.7.1 基本原理
11.7.2 基團(tuán)頻率和特征吸收
11.7.3 紅外光譜儀
11.7.4 樣品制備技術(shù)
11.7.5 紅外吸收光譜法的應(yīng)用
思考題
習(xí)題
第12章 原子吸收光譜法
12.1 方法概述
12.2 基本原理
12.2.1 基態(tài)原子數(shù)與激發(fā)態(tài)原子數(shù)的關(guān)系
12.2.2 原子吸收光譜的產(chǎn)生
12.2.3 原子吸收譜線的輪廓
12.2.4 原子吸收光譜法定量基礎(chǔ)
12.3 原子吸收分光光度計(jì)
12.3.1 光源
12.3.2 原子化器
12.3.3 單色器
12.3.4 檢測(cè)器
12.4 干擾及其消除方法
12.4.1 物理干擾
12.4.2 化學(xué)干擾
12.4.3 電離干擾
12.4.4 光譜干擾
12.4.5 背景干擾
12.5 分析方法
12.5.1 測(cè)量條件的優(yōu)化
12.5.2 分析方法
12.6 原子吸收光譜法的發(fā)展
12.7 原子發(fā)射光譜法簡(jiǎn)介
12.7.1 基本原理
12.7.2 原子發(fā)射光譜儀
12.7.3 應(yīng)用
12.8 原子熒光光譜法簡(jiǎn)介
12.8.1 基本原理
12.8.2 儀器
12.8.3 應(yīng)用
思考題
習(xí)題
第13章 電位分析法
13.1 電位分析法概述
13.1.1 電位分析法定義
13.1.2 電位分析法中的基本概念
13.1.3 電化學(xué)分析法的分類
13.1.4 電化學(xué)分析法的特點(diǎn)
13.2 基本原理
13.2.1 化學(xué)電池
13.2.2 電極
13.3 離子選擇性電極
13.3.1 離子選擇性電極的原理與結(jié)構(gòu)
13.3.2 幾種離子選擇性電極簡(jiǎn)介
13.3.3 離子選擇性電極的特性參數(shù)
13.4 電位分析法
13.4.1 基本原理
13.4.2 電位分析法的應(yīng)用
13.4.3 電位分析法的計(jì)算示例
13.5 其他電分析方法簡(jiǎn)介
13.5.1 電解分析法
13.5.2 伏安和極譜分析法
13.5.3 循環(huán)伏安法
13.5.4 現(xiàn)代電分析化學(xué)的發(fā)展與
應(yīng)用
思考題
習(xí)題
第14章 氣相色譜法
14.1 概述
14.1.1 色譜分析法的產(chǎn)生與發(fā)展
14.1.2 色譜分析法的特點(diǎn)及應(yīng)用
14.1.3 色譜法的分類
14.1.4 氣相色譜分析流程
14.2 色譜法術(shù)語(yǔ)
14.2.1 色譜流出曲線圖或色譜圖
14.2.2 色譜圖有關(guān)參數(shù)及其色譜基本關(guān)系
14.3 色譜基本理論
14.3.1 色譜分離過(guò)程
14.3.2 塔板理論
14.3.3 速率理論
14.3.4 分離度與分離條件的選擇
14.4 氣相色譜定性與定量方法
14.4.1 定性分析
14.4.2 定量分析
14.5 氣相色譜法
14.5.1 氣相色譜儀
14.5.2 氣相色譜柱及固定相
14.5.3 氣相色譜檢測(cè)器
14.6 高效液相色譜法簡(jiǎn)介
14.6.1 高效液相色譜法的特點(diǎn)
14.6.2 HPLC的主要類型
14.6.3 高效液相色譜儀
思考題
習(xí)題
第4篇 復(fù)雜物質(zhì)分析
第15章 定量分析中的分離及富集方法
15.1 概述
15.2 定量分析中常用的分離及富集方法
15.2.1 沉淀分離法
15.2.2 溶劑萃取分離法
15.2.3 離子交換分離法
15.2.4 色譜分離法
15.3 現(xiàn)代分離和富集方法介紹
15.3.1 膜分離技術(shù)
15.3.2 超聲分離
15.3.3 固相萃取
15.3.4 超臨界流體萃取
15.3.5 加速溶劑萃取
15.3.6 微波輔助萃取
思考題
習(xí)題
第16章 復(fù)雜物質(zhì)分析示例
16.1 水泥熟料的分析
16.1.1 概述
16.1.2 水泥熟料的分析
16.2 農(nóng)藥殘留的分析
16.2.1 樣品前處理技術(shù)
16.2.2 樣品檢測(cè)技術(shù)
16.2.3 試樣分析示例
16.3 廢水試樣的分析
16.3.1 金屬離子的分析
16.3.2 非金屬無(wú)機(jī)污染物的分析
16.3.3 有機(jī)污染物的分析
16.3.4 痕量有機(jī)污染物的測(cè)定
附錄
附錄1 弱酸和弱堿的離解常數(shù)
附錄2 常用酸、堿溶液的密度和濃度
附錄3 幾種常用緩沖溶液的配制
附錄4 常用的基準(zhǔn)物質(zhì)
附錄5 常用指示劑
附錄6 金屬配合物的穩(wěn)定常數(shù)
附錄7 金屬離子與氨羧配位劑形成配合物的穩(wěn)定常數(shù)(lgKMY)
附錄8 一些金屬離子的lgαM(OH)
附錄9 標(biāo)準(zhǔn)電極電位
附錄10 條件電極電位
附錄11 難溶化合物的溶度積常數(shù)
附錄12 一些化合物的相對(duì)分子質(zhì)量
參考文獻(xiàn)