分析化学第一章..docVIP

第一章 绪 论 §1分析化学的任务和作用 一、分析化学的定义 分析化学是化学学科的一个重要分支。是研究物质化学组成的表征和测量的科学。 1894年，著名的分析化学家柯尔蜀夫（I.M.Kolthoff)把它定义为“鉴定各种物质和测定其成分的技术”。 现代分析化学——建立在众多学科基础上的各种仪器分析方法，是获取物质的化学信息，研究物质的组成、状态和结构的科学。是一门独立的化学信息科学。 二、分析化学的任务 1、确定物质的化学组成——定性分析 如：酒 主要成分：乙醇 杂质：少量醛、甲醇等 2、测量各组成的含量——定量分析 3、表征物质的化学结构、形态、能态等 例如：茶叶中有哪些微量元素？茶叶中咖啡碱的含量？咖啡碱的化学结构？微量元素的形态？化学成分的空间分布？在不同的生长阶段，茶叶中的营养成分的变化？ 例如：生物大分子结构与功能的关系？ 三、分析化学的作用 1、在化学学科发展中的作用：分子科学、遗传密码破译等。化学计量学。 2、在化学研究工作中的作用：新物质结构鉴定，结构与性能关系。如：塑料或化纤聚合物的单体（乙烯、丙烯、尼龙66等），杂质的含量超过一定的限度，聚合物的性能就会变坏。 3、在化学工业生产中的作用：原料分析、自动控制中的连续检测(传感器)和产品质量的检验。如：味精生产过程：淀粉 4、分析化学与社会：药品、食品、饮料、化妆品质量检测。 “十五”国家重大科技专项“食品安全关键技术”有18个课题：食品安全检测实验室质量控制规范研究；农药、兽药残留检测技术；重要有机污染物的痕量与超痕量检测技术；生物毒素和中毒控制常见毒物检测技术；食品添加剂、饲料添加剂和违禁化学品检测技术；进出口食品安全监测与预警系统研究等。 5、环境：环境质量实时连续检测、发布。 6、体育：兴奋剂检测。 7、破案：痕量分析。 8、考古：无损年代测定。 又如：原油：由于地质的原因，各油田开采出的原油质量不同，在炼制成各种原料前必须通过分析取得大量的数据对原油进行评价，以决定炼制的条件。 如：解决人类面临的“五大危机”（资源、能源、粮食、人口、环境）问题；当代科学领域的四大理论（天体、地球、生命、人类起源和演化）；环境中的五大全球性问题（温室效应、酸雨、臭氧层、水质污染、森林减少） 目前分析化学中热点之一是与生命科学有关的，集中在多肽、蛋白质、核酸等生物大分子分析、生物药物分析、超痕量、超微量生物活性物质。 四、分析化学的学习目的 分析化学是人们用以解剖和认识自然的重要手段，分析化学课不仅传授有关的知识，还是一门培养学生运用化学观点来分析和处理问题能力的课程。 分析化学工作者的能力应包括：实验动手能力、观察能力、查阅文献资料的能力、记忆能力、思维能力、想象能力和表达等七种能力。 五、分析化学的发展 1、发展史 起源：古代炼金术四元素说（水、火、土、气）和医药派的三元素说（硫、汞、盐） 16世纪：天平的出现，向定量迈进了一大步 波一耳(Boyle) 的元素学说的建立（1661）《怀疑派化学》推翻以上元素说 拉瓦锡(Lavoisier)的定量分析（1756）“燃烧氧化学说” 19世纪：化学方法，鉴定物质的组成和含量的技术 2、分析化学的发展经历了三次大的变革时期 时期 1900～1940(20世纪初)建立了分析化学基础理论，使分析化学由一种技艺成为一门科学，确立了在化学学科中的地位。 1940～1950二次大战前后，仪器分析方法的迅速发展 1970～Present六七十年代，以计算机为特征的，体现在快速、智能、分子层次上。 特点 经典分析：化学分析为主 近代分析：仪器分析为主 现代分析：化学计量学为主 理论 热力学 溶液四大平衡 热力学 化学动力学 热力学 化学动力学 物理动力学 仪器 分析天平 光度、极谱、电位、色谱 自动化分析仪、联用技术 分析对象 无机化合物 有机和无机样品 有机、无机、生物及药物样品 3、现代分析化学学科发展趋势及特点 提高灵敏度 解决复杂体系的分离问题以及提高分析方法的选择性 扩展时空多维信息 微型化及微环境的表征与测定 形态、状态分析及表征 生物大分子及生物活性物质的表征与测定 非破坏性检测及遥控 自动化与智能化 §2分析化学的分类 一、分类 1、按分析任务分类：定性（物质的组成，含何种元素何种官能团），定量（成分的含量）， 结构，形态分析等 2、按分析对象分类：无机分析，有机分析 3、按分析方法的原理分类：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： （1）按试样量分： 方法 试样质量（mg) 试样体积(mL) 常量分析（化学分析） 100 10 半微量 10～100 1～10 微量（仪器分析）