第一章绪论

分析化学是研究物质化学组成、含量、结构的分析方法及有关理论的一门学科，属于化学学科的一个重要分支。特点是实践性强，强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决实际问题的能力；综合性强，涉及化学、生物、电学、光学、计算机等知识，体现综合能力与素质。不仅可以提供信息，质量检验，还可应用在尖端科学研究中。本章主要掌握分析化学的分类和作用，熟悉分析化学的一般程序，了解分析化学发展的一般趋势和学习方法。

●1.1分析化学的定义和分类

介绍什么是分析化学，即分析化学的定义及其特点。分析化学的分类可以按照分析任务、分析对象、分析的方法原理、试样用量四个部分来进行分类。

第二章定量化学分析概论

本章主要掌握滴定分析法的基本概念，掌握标准溶液的计算和配制以及基准物质的概念，熟悉滴定分析法中的计算，了解滴定分析常用的仪器及基本操作，教学内容主要是讲述滴定分析的定义、特点和分类，滴定反应需要满足的要求，滴定液浓度的表示方法和配制方法，滴定方式包括直接滴定、剩余滴定、置换滴定与间接滴定四种，滴定分析计算。

●2.1概述

定量分析的基本原理是利用滴定液和被测物质之间的化学计量关系来确定被测物质含量。定量分析中的重要术语包括标准溶液、滴定、化学计量点、滴定终点和终点误差。直接滴定需要满足四个条件：按一定的计量关系反应完全、无副反应、反应迅速、有适当的方法指示终点。滴定方式有直接滴定法和间接滴定法。

●2.2标准溶液和基准物质

基准物质是能够直接配制或者用来标定标准溶液的物质。大部分标准溶液需要用基准物质进行标定才能确定准确的浓度。常用的酸碱标准溶液包括氢氧化钠溶液和盐酸溶液。标定氢氧化钠的基准物质有邻苯二甲酸氢钾和二水合草酸，标定盐酸的基准物质有无水碳酸钠和硼砂。

●2.3定量分析结果的计算

一般来说，分析结果的准确程度与标准溶液的浓度有关，标准溶液的浓度是否准确与标定有关。标准溶液浓度的表示方法有两种：物质的量浓度和滴定度。

第三章误差和分析数据处理

误差是客观存在的，为了获得最接近真实值的测量值，我们要对多次测量获取的定量分析数据进行归纳和取舍。计算误差，用特定的物理量评估和表达结果的可靠性和精密度。从中了解误差产生的原因和规律，减小误差，让测量结果趋近于真实值。本章需掌握准确度和误差、精密度和偏差、有效数字的概念，熟悉分析数据处理中有效数字及其运算规则，了解定量分析结果的表示方法及数据处理。

●3.1误差的基本概念

误差是指测量值与真实值之间存在的差距。误差分为两类，一种是由可定原因产生的，叫做系统误差。另一种是由不可定原因产生的，叫做偶然误差。系统误差因有明确的原因所以大小正负一定从而可消除，而偶然误差没有确定原因所以大小正负不一定，无法消除，并且偶然误差的分布服从统计学规律。

●3.2准确度与精密度

准确度是指测量结果与真值的接近程度，用物理量误差来表达。误差分为绝对误差和相对误差。精密度是指平行测量的各测量值之间的相互接近程度，用物理量偏差来表达。偏差分为绝对偏差和相对偏差、平均偏差和相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差、极差、相差与公差。准确度和精密度之间的关系主要是准确度高精密度一定高，精密度高则准确度不一定高，两者的差别主要是由于系统误差的存在。

●3.3实验数据的统计处理

在真值绝大多数都是未知的情况下，当标准偏差已知时，对一定概率下真值的取值范围，统计学上把这一取值范围称为置信区间。在置信区间内具有真值的概率即为置信度，也就是人们对所做判断有把握的程度。而测量值落在置信区间之外的概率为显著性水平，或称显著性水准。

●3.4有效数字的概念

有效数字是实际中可以测得的数字。在记录数字的时候，不仅要正确反映测量的精确程度，还要考虑到可信度，任何测量分析仪器，都有一定的测量误差范围。应该在可信度的范围内，选择最高的精密度。

●3.5有效数字的修约计算

有效数字位数包括所有准确数字和一位欠准数字。处理数据的时候，要对数字进行修约，修约时应遵循四舍六入五留双、一次性修约、精密度修约至一位或两位有效数字的规则。有效数字的运算规则分为加减法和乘除法，加减法是以小数点后位数最少的数为准，乘除法是以有效数字位数最少的数为准。

第四章酸碱滴定法

酸碱滴定是以质子转移反应为基础的滴定分析方法，酸碱平衡是四大化学平衡的基础。本章需要掌握酸碱指示剂的基本原理和基本种类，熟悉酸碱曲线的绘制和指示剂的选择原则，了解酸碱滴定法的应用，并且通过实验教学掌握酸碱滴定液的配制以及如何用比较法标定氢氧化钠浓度的方法。

●4.1酸碱指示剂

酸碱指示剂是一类有颜色的有机物（弱酸或弱碱），随溶液pH的不同结构发生变化，而呈现不同颜色，颜色与结构相互关联。人的视觉能明显看出指示剂由一种颜色转变为另一种颜色的pH范围即为指示剂的理论变色范围，用公式pH=pKHIn±1来表达。影响指示剂变色范围的因素主要有指示剂的用量、温度的影响、溶剂的影响、滴定程序。

●4.2强酸（强碱）的滴定

强酸强碱互相滴定时，可以通过滴定过程中的pH值改变来表示，酸碱滴定曲线是酸碱滴定过程中溶液的pH值随滴定剂加入量的变化而变化的曲线。滴定曲线的作用有可以确定滴定终点时消耗的滴定剂体积，判断滴定突跃大小，确定滴定终点和理论终点之差以及选择指示剂。指示剂的选择原则：指示剂的变色范围全部或一部分在滴定突跃范围内。强碱滴定强酸的滴定突跃范围不仅与体系的性质有关，还与酸碱溶液的浓度有关。

●4.3一元弱酸（弱碱）的滴定

一元弱酸弱碱能够用强碱强酸准确滴定的条件：必须是当弱酸的cKa≥10-8，才能用强碱准确滴定弱酸；当弱碱的cKb≥10-8时，才能用强酸准确滴定弱碱。

●4.4多元弱酸（弱碱）的滴定原则

多元弱酸弱碱能被滴定的原则：第一，当c∙Ka1≥10-8， c∙Ka2≥10-8， Ka1/Ka2 ≥ 104，则这两级解离的氢离子不仅可以被准确滴定，还可以分步滴定；第二、当c∙Ka1≥10-8， c∙Ka2≥10-8， Ka1/Ka2 < 104，则两级解离的H+均可被准确滴定，但不能分步滴定；第三，当c∙Ka1≥10-8， c∙Ka2<10-8，则只有第一级解离的H+能被准确滴定，而第二级解离的H+不能被准确滴定。

●4.5混合碱的滴定

混合碱主要是指氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠几类碱的组合，主要采用双指示剂法来确定混合碱的组成。

第五章配位滴定法

配位滴定法是以生成配位化合物为基础的滴定分析方法。以EDTA为滴定剂，对金属离子进行滴定。可以测定不同水源的硬度，测定硅酸盐矿物中铝、钛及铁不同离子等。本章要求掌握EDTA的性质，配位滴定法的基本原理，熟悉金属指示剂的指示原理和性质，配位滴定法标准溶液的配制，了解配位滴定法的应用。

●5.1配位滴定法的概述

日本在二次世界大战后经济复苏，工业飞速发展，但由于当时没有相应的环境保护和公害治理措施，致使工业污染和各种公害病随之泛滥成灾。除了“水俣病”外，四日市哮喘病、富山“痛痛病”等都是在这一时期出现的。这都是因为含重金属离子的工业废水的排放造成的，金属离子的含量测定可以通过配位滴定法来确定。常用的有机氨羧配位剂是乙二胺四乙酸EDTA。

●5.2配合物及其稳定常数

在配位滴定法中最常用的配体是有机氨羧配位剂乙二胺四乙酸EDTA。EDTA水溶液中存在七种型体，六个解离平衡，当pH>10.26时，溶液中以Y4- 为主。EDTA与金属离子结合的特点：配位比简单且广泛、配位反应速度快，配合物水溶性好、EDTA与金属离子形成的螯合物稳定性高、配合物的颜色有规律性：EDTA与无色的金属离子形成无色的络合物，与有色的金属离子形成颜色更深的络合物。

●5.3副反应系数和条件稳定常数

金属离子和EDTA的配位解离平衡中，存在多种副反应。在各种反应中，最严重的，最无法忽略的是配位剂Y的酸效应，因此，在一般情况下，仅考虑Y的酸效应，忽略其他各种副反应的影响，则条件稳定常数为lgKMY‘=lgKMY-lgY(H)。由于酸效应是最无法忽视的副反应，所以配位滴定时酸度的选择与控制是非常重要的，如何选择适宜的酸度范围，自然也就成为配位滴定中一个必不可少的步骤。

●5.4配位滴定曲线

配位滴定曲线是通过计算滴定过程中各点的pM值，以pM为纵坐标，滴入EDTA的体积或体积百分数为横坐标绘制的曲线。滴定突跃的大小是决定配位滴定准确度的重要依据。滴定突跃越大，滴定的准确度越高，影响滴定突跃的因素也要从滴定曲线来判断。一种金属离子能否被准确滴定取决于滴定时突跃范围大小，KMY’ ≥108或lg KMY’ ≥8即为金属离子能否被定量滴定的条件。就滴定单一离子而言，滴定的准确度可用滴定误差(终点误差) 来定量描述。

●5.5金属离子指示剂

金属离子指示剂是一种配体，利用配体与金属离子的配位前后颜色的变化来指示终点。选择原则是金属离子指示剂的络合物和游离态的颜色必须有显著的不同、指示剂和金属离子的反应灵敏、迅速，还有良好的变色可逆性、金属指示剂络合物的稳定性适当、金属指示剂应当稳定，便于储存和使用。金属离子指示剂存在三种问题：封闭现象、僵化现象和氧化变质现象。

第六章氧化还原滴定法

氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。它以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质；或者间接滴定一些本身并没有氧化还原性，但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。本章要求掌握氧化还原滴定法的基本原理，熟悉碘量法、高锰酸钾法和其他氧化还原滴定法的基本原理和操作，了解氧化还原滴定法的应用，通过实验教学学会配制和标定硫代硫酸钠滴定液，并能测定漂白粉中氯的含量。

●6.1高锰酸钾法

高锰酸钾是一种较强的氧化剂，在强酸性溶液中与还原剂作用。高锰酸钾法是用高锰酸钾溶液为滴定剂，以其自身的紫红色变化指示滴定终点。高锰酸钾法可直接或间接测定许多无机物和有机物。高锰酸钾滴定剂的配制方法必须采用间接法，标定高锰酸钾的基准物质最常用的是草酸钠，标定条件需要控制温度和酸度，滴定速度是先慢后快。高锰酸钾法的应用有很多，比较重要的是可以直接滴定过氧化氢，确定过氧化氢的含量。

●6.2碘量法

碘量法是利用I2的氧化性或I-的还原性进行氧化还原滴定的分析方法，分为直接碘量法和间接碘量法。碘量法的误差主要来源于是碘容易挥发和碘离子在酸性溶液中容易被空气中的氧所氧化。碘量法常用淀粉作指示剂来确定终点。直接碘量法中使用的是碘滴定液，标定基准物质是As2O3。间接碘量法的滴定液是Na2S2O3，标定所用基准物质是K2Cr2O7。

●6.3亚硝酸钠法

氧化还原滴定法有很多种，本节主要介绍亚硝酸钠法和重铬酸钾法。亚硝酸钠法是以亚硝酸钠为滴定剂，测定芳香伯胺和芳香仲胺类化合物的氧化还原滴定法。标定亚硝酸钠滴定剂的基准物质是对氨基苯磺酸。亚硝酸钠法可以用于测定盐酸普鲁卡因的含量。重铬酸钾法所使用的的标准溶液是重铬酸钾，这是一种较强的氧化剂，在酸性溶液中可以与还原剂作用，重铬酸钾法可以直接准确称量配制标准溶液。重铬酸钾法可以应用于测量土壤中有机质含量，还可以应用于废水中有机物的测定。

第七章沉淀滴定法

沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。沉淀滴定法必须满足：沉淀产物的溶解度小且能定量完成、反应速度大、有适当指示剂指示终点、吸附现象不影响终点观察。生成沉淀的反应很多，但符合容量分析条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-、SCN-和Ag+。本章要求掌握沉淀滴定法的基本理论概念和分类，熟悉银量法的基本原理和几种重要的指示剂法，了解沉淀滴定法的应用示例。

●7.1铬酸钾指示剂法

铬酸钾指示剂又名莫尔法，在铬酸钾指示剂法中，滴定反应主要为银离子与卤离子生成卤化银沉淀，滴定剂是硝酸银标准溶液，用来直接滴定Cl-、Br-，指示剂用的K2CrO4，指示原理主要是终点时，铬酸钾离子与银离子生成Ag2CrO4沉淀。颜色变化为白色到砖红色。

●7.2铁铵矾指示剂法

铁铵矾指示剂法又名佛尔哈德法，分为直接滴定法和间接滴定法，直接滴定法中，以三价铁离子为指示剂，如(NH4Fe(SO4)2) ·12H2O，Fe(NO3)3等，用NH4SCN或KSCN作标准溶液滴定含有Ag+的酸性溶液。在测定Cl-、Br-、I-、SCN-时，可以用返滴定法，即先加入一定量且过量的硝酸银标准溶液，然后以铁铵矾为指示剂，用SCN-标准溶液返滴定。

●7.3吸附指示剂法

吸附指示剂法又叫法扬司法。吸附指示剂法是指利用沉淀对有机染料吸附而改变颜色来指示终点的方法。待测物是X-，标准溶液是AgNO3溶液，用吸附指示剂来指示终点，需要用的介质是中性或弱碱性。吸附指示剂是一种有机染料，被带电沉淀胶粒吸附时因结构改变而导致颜色变化。法扬司法的适用范围：可直接测定Cl-、Br-、I-、SCN-和Ag+。法扬司法可以应用在可溶性氯化物中氯的测定，天然水中氯含量的测定，饲料中氯含量的测定等。

第八章紫外可见分光光度法

紫外-可见分光光度法是研究物质在紫外(200~400nm)-可见光(400~760nm)区分子吸收光谱的分析方法。紫外可见吸收光谱应用广泛，不仅可进行定量分析，还可利用吸收峰的特性进行定性分析和简单的结构分析，测定一些平衡常数、配合物配位比等；也可用于无机化合物和有机化合物的分析，对于常量、微量、多组分都可测定。本章要求掌握光谱分析法的概述和分类，熟悉光吸收定律和应用，了解紫外-可见分光光度计的构造和组成。

●8.1分光光度法的基本原理

光的吸收程度A和吸收层厚度b及吸收物浓度c之间成正比关系，称为朗伯比尔定律，其数学表达式为A = Kcb，是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据，又叫光吸收定律。其中b是吸光液层的厚度，c是吸光物质的浓度，K是比例系数，给定条件下，吸光系数是物质的特性常数，表明物质对某一特定波长光的吸收能力。吸光系数大，则物质吸光能力强。光吸收定律常出现正偏离或者负偏离，影响因素主要是光学因素和化学因素。