分析化学教学大纲

《分析化学》教学大纲

陈兴国

（兰州大学化学化工学院，兰州730000）

一 教学目的和要求

《分析化学》是化学专业学生的主干基础课之一，它的理论和方法不仅是分析化学的基础，也是从事化学教育、化学、生物、地质、环境等学科工作的基础。《分析化学》在教给学生基本的分析化学原理和方法的同时，使学生建立起严格的“量”的概念，培养学生从事理论研究和实际工作的能力和严谨的科学作风。为基地班开设的《分析化学》课程，除上述要求外，还应特别注意培养学生的创造性。

《分析化学》的目的和要求可以归纳为以下几点：

1．掌握常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基本分析方法。

2．掌握分析测定中的误差来源、误差的表征及初步学会实验数据的统计处理方法。 3．了解定量分析中常用分离方法的原理及应用。 4．了解分光光度法的原理及应用。 5．了解分析化学学科的最新科研成果。

在本课程教学中，不仅要讲清分析化学的基本要领和基本理论，而且要让学生懂得建立这些概念和理论的化学处理方法和思维方法，加强素质教育，注重能力培养，提倡创新精神。

二 课程内容和学时分配

本课程共分十一章，总授课学时为54学时。

表1 《分析化学》课程学时分配 内 容

绪论

误差与数据处理 滴定分析概述

酸碱平衡及酸碱滴定 络合滴定法 氧化还原滴定法

学 时 2 6 2 11 7 6

内 容

沉淀滴定法 重量分析法 吸光光度法 分离方法

试样准备及分析示例 （合计） 考试（2次）

学 时 2 4 6 6 2

（54） （4）

1.绪论（2学时）

分析化学的定义、分类、任务和作用。 分析化学的发展、现状和展望。 定量分析过程 定量分析方法。

2.误差及分析数据的处理（6学时） 测量误差的表征––—准确度和精密度。 误差的表示方法––—误差和偏差。

误差的来源和分类––—系统误差和随机误差。

随机误差的分布规律：频率分布、正态分布、随机误差的区间概率。

测量精密度的表征：极差、平均偏差、标准偏差（s和?）；平均值的标准偏差（

S?x和

?x?）。

平均值的置信区间：从?求μ的置信区间（U分布表）；从s求μ的置信区间（t分布表）。

显著性检验：U检验法；t检验法；F检验法。 可疑值的检验。

减小测量误差的方法：系统误差的发现和消除（对照、空白试验、加入回收等方法）；随机误差的减少。

一元线性回归分析简介。

有效数字：有效数字的位数；有效数字的修约规则；有效数字的运算规则。 3.滴定分析概述（2学时）

滴定分析法的特点和主要滴定方法。 滴定分析对化学反应的要求。 基准物质和标准溶液。

滴定分析的几种滴定方式。 滴定分析计算。

4.酸碱平衡及酸碱滴定（11学时） (1).酸碱平衡

Brφnsted酸碱理论及酸碱共轭关系。

酸碱反应平衡常数：Ka，Kb和Kt；活度与浓度（Debye Hückel方程）；热力学常数、浓度常数和混合常数（

TKa、

cKa和

MKa）。

酸碱物质在水溶液中各种存在形式的分布：分析浓度和平衡浓度；一元酸碱和多元酸碱的分布系数及分布图；优势区域图；分布系数及优势区域图的实际应用。浓度对数图＊。

酸碱溶液的pH值的计算：溶液平衡的基本原则（物料平衡，电荷平衡，质子条件）；由溶液质子条件计算酸碱溶液pH的方法；强酸（碱）溶液；一元弱酸（碱）溶液；两性物质及弱酸弱碱混合溶液（氨基酸、蛋白质的pH及等电点）；多元酸（碱）溶液；弱酸及其共轭碱混合溶液；混合弱酸（碱）溶液；计算机在酸碱平衡处理中的应用。

酸碱缓冲溶液：缓冲容量及缓冲范围；常用缓冲溶液及配制方法；广泛缓冲溶液；常用标准缓冲溶液；标准缓冲溶液pH的计算*。

(2).酸碱滴定法

酸碱指示剂：指示剂变色原理、变色区间及滴定指数；影响指示剂变色区间的因素；常用酸碱指示剂；混合酸碱指示剂。

强酸（碱）和一元弱酸（碱）滴定曲线；一元弱酸（碱）滴定可能性的判据；一元强酸（碱）和弱酸（碱）混合溶液分别滴定可能性的判据；多元酸（碱）逐级滴定的可能性的判据（以H3PO4、Na2CO3的滴定为例）及各类滴定指示剂的选择。

终点误差：代数法计算强酸（碱）滴定的终点误差、弱酸（碱）滴定的终点误差、多元酸（碱）滴定的终点误差；误差公式及其应用。

酸碱滴定法的应用：酸碱标准溶液的配制及标定；CO2在酸碱滴定中的影响；酸碱滴定法应用示例；线性滴定法简介＊。

非水滴定法简介＊。 5.络合滴定法（7学时）

概述：络合反应的普遍性及意义；络合反应在分析化学中的应用；氨羧络合剂；EDTA的性质及在分析中的应用。

络合平衡：络合物的稳定常数；络合物各存在形式在水溶液中的分布（分布图）；主反应和副反应；络合反应的副反应系数（αM、αY和αMY）；络合物的条件稳定常数；金属离子缓冲溶液和配位体缓冲溶液简介。

络合滴定原理：络合滴定的滴定曲线；金属指示剂变色原理及影响指示剂转变点的因素；常用金属指示剂；终点误差公式及其应用。

单一金属离子的络合滴定：滴定的可能性；滴定的适宜pH范围；滴定的最佳pH。 混合金属离子的选择性滴定：分别滴定的可能性及酸度控制；使用掩蔽剂进行选择性滴定（滴定指数）；其它滴定剂的应用。

络合滴定的应用：各种络合滴定方式；EDTA标准溶液的配制和标定。 6.氧化还原滴定法（6学时）

概述：氧化还原反应的特点：条件电位及影响条件电位的因素（盐效应，酸效应，络合效应，生成沉淀的影响）；氧化还原反应平衡常数及进行的程度。

氧化还原反应历程及反应速度：影响氧化还原反应速度的因素；催化反应与诱导反应。 氧化还原滴定：氧化还原滴定曲线（化学计量点及滴定突跃）；氧化还原滴定用指示剂（指示剂的类型、变色原理及常用指示剂）；氧化还原滴定前的预处理。

氧化还原滴定结果的计算。

主要氧化还原滴定法的原理、特点及应用：高锰酸钾法；重铬酸钾法；碘量法；溴酸钾法；铈量法。

7.沉淀滴定法（2学时） 沉淀滴定法概述。 银量法滴定曲线。

常用沉淀滴定法的原理、特点及应用：Mohr法；Volhard法；Fajans法。 各种滴定方法的比较。 8.重量分析法（4学时）

重量分析法的分类及特点；沉淀重量分析法的步骤；重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求；重量（换算）因数及重量分析的计算。

沉淀的溶解度及影响因素：溶解度和固有溶解度；溶度积与条件溶度积；影响沉淀溶解度的因素。

沉淀的形成和沉淀类型：沉淀类型；沉淀的形成过程（均相成核，异相成核）；Von Wemarn公式及应用。

影响沉淀纯度的主要因素：共沉淀（吸附共沉淀，包藏共沉淀，混晶）；后沉淀；共沉淀对分析结果的影响；减少共沉淀的方法。

沉淀条件的选择及获取称量形的方法：晶形沉淀、无定形沉淀沉淀条件的选择；均匀沉淀法；沉淀的过滤；称量形的获得。

有机沉淀概述：有机沉淀剂的特点和意义；有机沉淀剂的分类和应用简介。 9.吸光光度法（6学时）

概述：吸光光度法的意义和应用；光的基本性质及在分析化学中的应用；可见光吸收光谱的产生及特征。

吸光光度法的基本原理：Lambert-Beer定律；吸光度的加和性；吸光系数和桑德尔灵敏度的定义和意义；偏离比尔定律的原因。

比色和分光光度法仪器的原理、构造：目视比色法；光电比色法；分光光度计。

显色反应及影响因素：吸光光度法对显色反应的要求；影响显色反应的主要因素；重要的显色剂；多元络合物显色体系简介。

光度法测量误差及测量条件的选择：仪器测量误差对分析结果的影响；适宜吸光度范围的控制；入射光波长和参比溶液的选择。

吸光光度法在定量分析中的应用：工作曲线法；差示分光光度法；多组分分析；光度滴定法；络合物组成的确定；有机试剂的酸碱离解常数的测定；其它方面应用简介＊；双波长分光光度法；微分（导数）分光光度法；流动注射光度法。

10.分析化学中常用的分离方法（6学时）

概述：分离的意义；分离度和回收率；分离方法的分类。

沉淀分离法的特点及应用：无机沉淀剂分离；有机沉淀剂分离；共沉淀分离和富集。 液－液萃取分离法：溶剂萃取的本质；分配系数和分配比；萃取率和萃取曲线；螯合物萃取的平衡常数

Kex及条件萃取常数

'Kex；萃取分离的重要参数

pH12；萃取分离的应用

简介；固相微萃取简介。

离子交换分离法：离子交换分离的种类和特点；离子交换树脂结构和性能；阳离子交换分离；阴离子交换分离；离子交换树脂的亲和力；离子交换色谱法简介。

色谱法：色谱法的原理及分类；纸色谱法；薄层色谱法；柱色谱法、高效毛细管电泳。 其它常用分离方法简介＊：液膜法、浮选法、挥发法及蒸馏法。 11.试样的准备和复杂物质的分析（2学时）

试样的采集；试样的制备；试样的分解；复杂物质的分析示例。

*选讲内容