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第一章绪论
本章直接启动学生对课程的学习动机,激发学生的学习兴趣,使学生快速明白教材的主旨和篇章结构。本章的教学内容也是对分析化学的高度浓缩和概括,告诉大家这门学科是研究什么的,学好这门课程能解决什么样的实际问题,目前本学科最前沿已经发展到什么程度,哪些研究领域是目前本学科的热点。本章对分析化学的学习将起到引领、提示、导向等作用。
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●1.1分析化学的任务、分类及发展
分析化学浸润着社会的每一个角落,我们每时每刻都离不开她。那么分析化学到底是怎样的一门学科呢?目前已经发展到什么程度呢?
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●1.2分析化学的地位和作用
从生存环境监测到三废治理,从对食品中营养成份、农药残留的了解到临床诊断、药物筛选,从生产过程的质量控制到登陆月球后的岩样分析,人类活动的每一步都离不开分析化学。
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第二章定量分析的误差与数据处理
定量分析的任务是准确测定组分在试样中的含量。在测定过程中,即使采用最可靠的分析方法,使用最精密的仪器,也不可能得到绝对准确的结果。因为误差是客观存在的。因此我们应该了解分析过程中误差产生的原因及其出现的规律,以便采取相应措施,尽可能使误差减小。另一方面需要对测试数据进行正确的统计处理,以获得最可靠的数据信息。
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●2.1误差与准确度
误差是客观存在的。我们应该了解分析过程中误差产生的原因及其出现的规律,以便采取相应措施,尽可能使误差减小,那如何减免误差呢?如何提高数据的准确度呢?
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●2.2偏差与精密度
测定数据的准确程度以误差的大小来衡量,而要知道误差的大小,我们首先需要知道样品含量的真实值,可是在大多数情况下真实值是无法准确获知的。在真实值未知的情况下如何对分析数据的好坏进行评价呢?如何提高数据的精密度呢?
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●2.3有效数字及其运算规则
定量分析的任务就是要准确的解决“量”的问题。如何解决量的问题呢?除了要尽量消除和减免分析过程中的各种误差,还需要正确记录和计算数据,因为有效数字就是表示“量”的直接载体。
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第三章滴定分析
滴定分析法是化学分析中主要的定量分析方法。该法具有准确度高,能满足常量分析的要求;操作简便、快速,因此滴定分析法在生产实践和科学研究中广泛应用。本章的学习使同学们对滴定分析有一个初步的了解,为后面四大滴定分析法的学习提供了理论基础。
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●3.1滴定分析法概述
分析化学可分为化学分析和仪器分析法两种。化学分析是以物质的化学反应为基础的分析方法,又称经典分析法。包括重量分析和滴定分析。本节我们学习什么是滴定分析法?我们如何用滴定分析法进行定量分析?
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●3.2基准物质和标准溶液
标准溶液是已知准确浓度的溶液,其浓度的相对误差小于千分之一,那么使用什么样的试剂,经过怎样的操作所得到的溶液才可以满足这个精度要求呢?本节我们来学习两种标准溶液的配制方法。
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第四章酸碱滴定法
酸碱滴定法是以质子转移为基础的滴定分析方法。由于酸碱滴定反应具有反应过程简单、反应速率快、滴定终点指示剂的选择范围广等优点,因此,酸碱滴定法在化学分析中得到广泛应用。本章采用酸碱质子理论来处理水溶液和非水溶液中的酸碱平衡问题,重点讨论溶液中的酸碱平衡、各种酸碱组分在溶液中的分布、各种酸碱溶液pH值的计算、酸碱滴定过程中pH值的变化及指示剂的选择等。
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●4.1酸碱质子理论
酸碱概念不是一成不变的,人们对酸碱的认识,已有几百年的历史,经历了一个由浅入深,由低级到高级的认识过程。由此而形成了一系列的酸碱理论作为基础理论。本节主要采用酸碱质子理论来处理酸碱平衡问题。
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●4.2酸碱指示剂
“酸碱指示剂”是分析化学理论课程中酸碱滴定分析方法教学内容的重要知识点之一。酸碱指示剂的正确选择是保证滴定准确度的重要因素,相关学习是深入理解并熟练运用酸碱滴定分析方法的基础。
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●4.3强酸强碱的滴定
酸碱滴定法用到的滴定剂通常是强酸或者强碱,而被滴定物质的种类就比较多。在整个滴定过程中,被滴定物质到底是否反应完全、溶液中的pH值如何变化以及如何选择合适的指示剂呢?本节我们学习强酸强碱的滴定。
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●4.4一元弱酸弱碱的滴定
弱酸弱碱的滴定有着非常的广泛。我国的国家标准和有关的部颁标准中,凡涉及酸度、碱度项目的,多数都采用简便易行的酸碱滴定法。为了更好的解决这些实际问题,本节我们来详细的探究弱酸弱碱的滴定原理。
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●4.5多元酸碱的滴定
多元酸的质子是分级解离,那么解离出来的质子是不是都能被碱准确滴定呢?滴定出来的到底是质子总量还是每一级分别的质子量呢?
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第五章配位滴定法
作为化学分析中的四大滴定之一的配位滴定,在测定溶液中金属离子的含量时有着显著的优点,表现为简便快速,准确度高,应用范围广,但也有其局限性,即干扰离子多,选择性差。本章从配位滴定的理论出发来阐述该滴定法,本章内容贯穿于整个知识体系的学习中,是进行滴定分析的基础。
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●5.1配位滴定法基本知识
配位滴定法,通常就是指EDTA滴定法。EDTA为什么能成为应用最广泛的氨羧配位剂呢? 它又有什么样的性质呢?
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●5.2副反应及副反应系数
在配位滴定分析中,EDTA作为滴定剂和金属离子M发生反应生成MY,我们称它为主反应。在溶液体系中,除了主反应外还有其他的反应发生,从而影响主反应进行的程度,我们称为副反应。那可能发生哪些副反应呢?各种副反应进行的程度及其对主反应的影响有多大呢?
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●5.3金属指示剂的性质及变色原理
金属指示剂的正确选择是保证滴定准确度的重要因素,相关学习是深入理解并熟练运用配位滴定分析方法的基础。
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●5.4金属指示剂应具备的条件
金属指示剂是不是在所有的条件下都能使用呢?本节我们来详细的探究金属指示剂应具备的条件及使用时应注意的问题。
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●5.5配位滴定法的滴定方式及应用
配位滴定法就是一种主要针对金属离子检测的快速、简单的方法。但是,并不是每一种金属离子都能直接滴定,为了扩大方法的应用性,我们需要采用不同的滴定方式。本节课我们将从不同的滴定方式来学习配位滴定法的应用。
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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。氧化还原反应是基于电子转移的反应。氧化还原反应反应机理比较复杂,常伴有副反应发生,反应速率一般较小,介质或反应条件不同,反应结果可能很不相同。因此,在氧化还原滴定中,必须控制适宜的条件,以保证反应定量、快速地进行氧化还原滴定法是滴定分析中应用最广泛的方法之一,可运用直接或间接滴定法测定许多无机物和有机物。氧化剂和还原剂均可以作为滴定剂,一般根据滴定剂的名称来命名氧化还原滴定法,常用的有高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法、溴酸钾法及硫酸铈法等。
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●6.1氧化还原反应进行的程度
氧化还原反应达到化学计量点时,反应进行的程度可用条件平衡常数或平衡常数的大小来衡量,那么它们应为多大,才能满足定量分析的要求呢?
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●6.2氧化还原反应速率的影响因素
不同的氧化还原反应,其反应速率会有很大的差别。有的反应虽然从理论上看是可以进行的,但由于反应速率太慢而可以认为氧化剂与还原剂之间并没有发生反应。所以对于氧化还原反应,一般不能单从化学平衡观点来考虑反应的可能性,还应从它们的反应速率来考虑反应的现实性。本节我们来讨论氧化还原反应速率的影响因素。
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●6.3氧化还原滴定指示剂
指示剂变色点是决定终点误差的一个非常关键的因素,因此,熟悉并掌握终点指示剂变色的相关知识尤为重要。在各类指示剂中,氧化还原滴定的指示剂的类型是最多的,不同的类型有不同的变色原理,本节是深入理解并熟练运用氧化还原滴定分析方法的基础。
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●6.4高锰酸钾法
本节内容是在充分理解和掌握氧化还原滴定原理的基础上,进一步拓展运用。主要讨论高锰酸钾法的测定原理、标准滴定溶液的配制与标定、方法的应用等
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●6.5重铬酸钾法
本节主要讨论高锰酸钾法的测定原理、标准滴定溶液的配制与标定及方法的应用等。
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●6.6碘量法
碘量法分为直接碘量法和间接碘量法两大类,两种碘量法的异同点及其适用范围是我们本节的重点内容。通过本节的学习,对前面所学理论知识起到了巩固的作用,也为后续从事分析检测相关工作提供了基础平台。
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第七章沉淀滴定法
沉淀滴定法就是以沉淀反应为基础建立的滴定分析方法。虽然能形成沉淀的反应很多,但并不是所有的沉淀反应都能用于滴定分析。现主要使用生成难溶银盐的沉淀反应,这类利用生成难溶银盐反应的测定方法我们称为银量法,银量法是目前少数几种有实用价值的沉淀滴定法中最重要的一种。本节主要讲授银量法的类型、测定原理和应用。
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●7.1莫尔法
莫尔法是以铬酸钾为终点指示剂的银量法,也叫铬酸钾指示剂法。本节我们主要讲授莫尔法的基本原理、滴定的条件控制和应用范围。
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●7.2佛尔哈德法
佛尔哈德法是以 KSCN 或 或 NH4SCN 为标液,铁铵矾为终点指示剂的银量法,又称为铁铵矾指示剂法。本节主要讲授佛尔哈德法的基本原理、滴定条件和应用范围。
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●7.3法扬司法
法扬司法是以吸附指示剂为终点指示剂的银量法,又称为吸附指示剂法。法扬司法又是如何指示终点的呢?选择吸附指示剂时又要注意那些条件呢?
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第八章分光光度法
分光光度法是学生接触的第一种仪器分析方法,本章将为学生打开仪器分析学习的兴趣之门。本章主要讲授分光光度法的基本原理以及物质对光选择性吸收的原因、方法定性定量的依据-朗伯比尔定律、显色反应的条件、测量条件的选择及常见分析光度计的结构、性能、使用方法和应用。
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●8.1分光光度法基本原理
当清晨第一缕阳光唤醒了沉睡的大地,自然界走出黑暗,走向明媚,蓝蓝的天空、翠绿的湖水、五颜六色的花朵……在阳光下我们可以饱览着祖国的大好山河。世界因为颜色而变得格外美丽。你是不是好奇:为什么在太阳光下我们能看到如此美丽的景色呢?这是因为物质对光的选择性吸收。本节讲授什么是分光光度法?为什么物质对光有选择性吸收?又是如何对光选择性吸收?
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●8.2光吸收的基本定律-朗伯比尔定律
分光光度法是基于有色物质对光选择性吸收而建立起来的分析方法。那么如何通过分光光度法来进行定量分析,它的定量基础又是什么呢?本节课讲授光吸收的基本定律-朗伯比尔定律。
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●8.3显色反应及显色条件的选择
分光光度法是基于有色物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。颜色越深,吸光度越大。但并非所有的待测组分都是有颜色的,那无色或者颜色很浅的物质能不能用吸光光度法定量分析呢?
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●8.4吸光度测量条件的选择
用分光光度计测量吸光度时,测量条件应该如何选择呢?本节我们将从入射光波长、参比溶液和吸光度范围三个方面来讨论测量条件的选择。
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●8.5分光光度分析方法
分光光度法在物质的鉴别、常数的测定以及定量分析方面有着广泛的应用,本节我们主要讲授几种常用的分光光度分析方法。