1、分 析 化 学 Analytical Chemistry,周玉祥,第1章 绪论,1.1 分析化学的任务和作用1.2 分析方法的分类1.3 分析化学进展,1.1 分析化学的任务与作用,分析化学是发展和应用各种方法、仪器和策略，以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的信息科学。原子量的准确测定、工农业生产的发展、生态环境的保护、生命过程的控制等都离不开分析化学.,分析化学已成为21世纪生命科学和纳米科技发展的关键,基因组计划、蛋白组计划等的实现纳米技术的发展和应用人类在分子水平上认识世界生态环境保护检测和发现污染源早期诊断疾病保证人类健康兴奋剂的检测原子量的准确测定生命过程的控制工农业生产的发展
2、,分析化学的历史,起源：古代炼金术 手段：人类的感官和双手 16世纪：天平的出现，向定量迈进了一大步 19世纪：化学方法，鉴定物质的组成和含量的技术,环境保护与分析化学,1. 碘盐：黑龙江省集贤村,1000多人.约200个傻子,引用水、土壤严重缺碘所致。 2. 绿地毯的秘密钼：新西兰某牧场，钼矿场矿工往返的路上三叶草碧绿繁茂，生机勃勃。钼参与两种酶的反应：将硝酸根离子还原为铵离子，利于植物合成氨基酸；参与合成“钼铁蛋白”，与氮分子结合生成氨。 3. 置人于死地的骨骼痛镉：1955年日本富山县，痛痛病，骨骼严重变形，发脆易折，镉中毒。村子上游是神岗铅锌矿区，废水中含镉，灌溉稻田，污染饮水。镉使骨
3、骼脱钙，造成骨质疏松。痛苦终生。 4. 莫名其妙的自燃硫： 经地质学家考察，开采硫磺矿，硫磺粉尘与空气接触极易燃烧，形成“鬼火”。,分析化学的主要内容,定性分析: 确定物质是什么定量分析: 有多少,1.2分析方法分类,化学分析法 (常量组分)重量分析滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀仪器分析法 (微量组分)光化学：紫外-可见、红外、荧光、磷光、激光拉曼、核磁共振、原子发射、原子吸收电化学：电位、电导、库仑、安培、极谱色谱法：柱、纸、薄层、GC、HPLC、CE其他： 质谱、电子能谱、活化分析、免疫分析,按试样量大小分 方法 固体试样质量(mg) 液体试样体积(mL) 常量 100 10 半微量
4、 10100 110微量 10 1,按待测组分含量分常量组分 (1%)微量组分 (0.01-1%)痕量组分 (0.01%),. 分析过程的一般步骤及分析化学进展,分析过程的一般步骤取 样-代表性 制 样-溶解 测 定-分析方法 数据处理-计算,统计 分析结果-合理,准确,20世纪以来分析化学的主要变革,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,第2章 误差及分析数据的统计处理,2.1 定量分析中的误差 2
5、.2分析数据的统计处理 2.3误差的传递 2.4 有效数字及运算规则 2.5 标准曲线的回归分析,2.1 定量分析中的误差,误差与准确度 准确度测定结果与“真值”接近的程度.,例: 滴定的体积误差,称量误差 称样质量应大于0.2g,偏差与精密度,精密度:表示平行测定的结果互相靠近的程 度，一般用偏差表示。 偏差 绝对偏差 di = xi- x相对偏差 Rdi = (di / x ) 100%,重复性：,同一分析人员在相同条件下所得结果的精密度,准确度与精密度的关系,精密度是保证准确度的先决条件; 精密度好,不一定准确度高.,误差的种类、产生原因及减免办法,(1) 系统误差 特点: 具单向性、重
6、现性，为可测误差. 原因: 方法- 溶解损失、终点误差改进或用其他方法校正 仪器- 刻度不准、砝码磨损 校准(绝对、相对)操作- 颜色观察, 个人因素试剂-不纯, 有杂质,检验是否存在系统误差的方法,空白实验:用蒸馏水代替试样进行测定,检验试剂及蒸馏水是否合格.对照实验：用已知样品代替未知样品进行测定,检验方法及仪器.标准方法、标准样品、标准加入,偶然/随机误差 不可避免，服从统计规律,频率分布 事例： 测定w(BaCl22H2O): 173个有效数据, 处于98.9% 100.2%范围, 按0.1%组距分14组, 作 频率密度-测量值(%) 图.,随机误差的规律,小误差出现的概率大, 大误差
7、出现的概率小, 特大误差概率极小; 正、负误差出现的概率相等.,分析数据的统计处理,总体_所考察对象的全体 样本_从总体中随机抽出的一组测量值 样本容量_样本中所含测量值的数目,1、t 分布曲线,无限次测量，得到：,u分布曲线,有限次测量，得到：,s,t 分布,是说当测定n次时，有一定的把握说总体平均值包含在,t 分布值表,P = 1 - ， 置信度,， 显著性水平,返回例题2-4,返回例题2-31,返回例题2-32,返回例题2-5,总体平均值的置信区间,例：, 包含在, 包含在,把握相对大,把握 相对小,100%的把握 无意义, 包含在,2、Q 检验法 Dixons Q-test,（1）将测
8、量的数据按大小顺序排列。,（2）计算测定值的极差R 。,（3）计算可疑值与相邻值之差（应取绝对值）d。,（4）计算Q值：,（5）比较：,舍弃。,舍弃商Q值,例题2-6：测定碱灰总碱量（%Na2O)得到6个数据，按其大小顺序排列为40.02，40.12，40.16，40.18，40.18，40.20。第一个数据可疑，判断是否应舍弃？（置性度为90%）。,解：,查表： n = 6 , Q表 = 0.56 舍弃。,3、格鲁布斯Grubbs)法,（1）将测量的数据按大小顺序排列。,（2）设第一个数据可疑，计算,或 设第n 个数据可疑，计算,（3）查表： T计算 T表， 舍弃。,2.有效数字及其运算规则
9、,四舍六入五留双,分析结果含义：,含量,测量准确度,须根据：,测量仪器准确度,分析方法准确度,实际能测到的数字,最后一位为可疑值（ 1),零,非零数之前，不是,非零数之间和之后，是,0.02 、0.0001,2.003 、2.0030、0.02000,以零结尾的整数，不定,200,2.00102,非测量所得数据，视为无限多,对数，取决于尾数的位数,pH=2.30,被修约的数4,舍去,被修约的数6, 进位,被修约的数=5,5后无数，留双,5后有数，进位,将2.3461修约成两位：,一次：,2.3,多次：,2.346,2.35,2.36,将下列测量值修约成三位有效数字：,3.146、7.3976、2.451、83.5009,加减法有效数字位数的保留，以小数点后位数最少为依据,乘除法有效数字位数的保留，以有效数字位数最少为依据,在计算过程中，各数据有效数字应多保留一位，最后再修约,注意：,先修约到多一位，计算，再修约,乘除法运算中，9的数，如9.23,可当作四位有效数字处理,
