1、（4 4學時）學時）1.1 分析化學的定義和任務分析化學的定義和任務1.2 分析方法的分類分析方法的分類1.3 分析化學的進展分析化學的進展 1.4 分析過程和一般步驟分析過程和一般步驟1.5 分析化學的學習方法分析化學的學習方法1.1.1 分析化學的定義分析化學的定義1.1.2 分析化學的任務分析化學的任務&歐洲化學會聯合會（歐洲化學會聯合會（FECS）分析化學部（）分析化學部（DAC）對）對分析化學的定義是：分析化學是發展和應用各種方法、分析化學的定義是：分析化學是發展和應用各種方法、儀器和策略以獲得有關物質在空間和時間方面組成和性儀器和策略以獲得有關物質在空間和時間方面組成和性質的信息的

2、一門科學。質的信息的一門科學。 ：關于研究物質的關于研究物質的組成、含量、組成、含量、結構結構和和形態形態等化學信息的分析方法及理論等化學信息的分析方法及理論的科學，是一門的科學，是一門獨立獨立的的化學信息科學化學信息科學。 Tasks of analytical chemistryn鑒定物質體系的鑒定物質體系的化學組成化學組成； n測定物質體系中的有關成分的測定物質體系中的有關成分的含量含量；n確定物質體系中物質的確定物質體系中物質的結構結構和和形態形態。 越王勾踐劍與歷史上最早的越王勾踐劍與歷史上最早的金屬表面硫化技術金屬表面硫化技術n從劍身上有規則并向內凹的黑色菱形花紋判斷，這種黑色紋飾

3、是從劍身上有規則并向內凹的黑色菱形花紋判斷，這種黑色紋飾是在制劍時有意識加工出來的。經國家批準于在制劍時有意識加工出來的。經國家批準于19781978年將越王勾踐劍專程年將越王勾踐劍專程送到上海復旦大學靜電加速器實驗室，對該劍進行無損傷的送到上海復旦大學靜電加速器實驗室，對該劍進行無損傷的質子質子X X熒光熒光非真空分析，發現劍刃成分為：非真空分析，發現劍刃成分為：銅銅80.380.3、錫、錫18.818.8、鉛、鉛0.40.4、鐵鐵0.40.4。黑色菱形花紋及黑色劍格的成分分析中，除顯示錫、鐵含黑色菱形花紋及黑色劍格的成分分析中，除顯示錫、鐵含量略有增高以外，還有含量不等的量略有增高以外，還

4、有含量不等的硫硫。為了進一步驗證這些結果，又。為了進一步驗證這些結果，又對對19731973年湖北江陵藤店一號墓出土的越王劍使用了同一方法測定其表年湖北江陵藤店一號墓出土的越王劍使用了同一方法測定其表面各部位成分，也得到了相似的結果。從而說明我國在戰國時期曾用面各部位成分，也得到了相似的結果。從而說明我國在戰國時期曾用過一種過一種使青銅器表面發黑的硫化處理技術使青銅器表面發黑的硫化處理技術。其時距今約。其時距今約25002500年，是歷年，是歷史上最早的金屬表面硫化處理技術。史上最早的金屬表面硫化處理技術。 n19781978年年1 1月月1717日，又在北京有色金屬總院對越王勾踐劍劍身上的黑

5、日，又在北京有色金屬總院對越王勾踐劍劍身上的黑色紋飾進行了色紋飾進行了X X射線衍射分析射線衍射分析，發現此黑色紋飾處除含有銅錫合金以外，發現此黑色紋飾處除含有銅錫合金以外，還含有硫化亞銅（還含有硫化亞銅（CuCu2 2S S）、硫化亞鐵及鐵錫合金（）、硫化亞鐵及鐵錫合金（FeSnFeSn2 2）。由于分析）。由于分析所顯示的所顯示的CuCu2 2S S衍射峰太弱，即衍射峰太弱，即CuCu2 2S S的條件又為古代所無，為了證實的條件又為古代所無，為了證實 CuCu2 2S S存在的可靠性，又用自制的銅錫合金塊狀樣品（其中銅存在的可靠性，又用自制的銅錫合金塊狀樣品（其中銅8383，錫，錫121

6、23 3）在四種條件下進行了硫化處理后，洗去樣品表面的殘留物，）在四種條件下進行了硫化處理后，洗去樣品表面的殘留物，再進行同樣的分析，其結果與越王勾踐劍表面黑色紋飾部分及用硫粉再進行同樣的分析，其結果與越王勾踐劍表面黑色紋飾部分及用硫粉與銅粉（硫粉與銅粉重量比為與銅粉（硫粉與銅粉重量比為1 1：6 6）作用一個月后分析所得的結果相）作用一個月后分析所得的結果相近。由此推測，越王勾踐劍等近。由此推測，越王勾踐劍等表面黑色部位是用硫粉處理而形成的，表面黑色部位是用硫粉處理而形成的，其劍身的黑色其劍身的黑色菱形花紋則可能是劍身硫化處理后再對其表面進行拋光菱形花紋則可能是劍身硫化處理后再對其表面進行拋

7、光而留下黑色菱形紋飾而留下黑色菱形紋飾。從而發現我國古代科技史上這項重要成果。從而發現我國古代科技史上這項重要成果。1.1.3分析化學的作用 ( (一一) )、農業、農業： 土壤土壤 農藥農藥 化肥化肥 ( (二二) )、工業生產：、工業生產： 質檢（產品、原材料）質檢（產品、原材料） ( (三三) )、生命科學：、生命科學： 頭發中微量元素含量與疾病的關系。頭發中微量元素含量與疾病的關系。 正常人發錳含量為正常人發錳含量為0.7ug/g0.7ug/g。心臟病者為。心臟病者為0.42ug/g0.42ug/g。腫瘤患者及早衰者發錳含量也較低。腫瘤患者及早衰者發錳含量也較低。 又如體分析，將很小的

8、探頭插入體細胞中，測又如體分析，將很小的探頭插入體細胞中，測定多巴胺、腎上腺素、維生素、糖等含量，對定多巴胺、腎上腺素、維生素、糖等含量，對了解生命規律、大腦功能很有意義。了解生命規律、大腦功能很有意義。 又如人體一天究竟需要多少糖，人體中糖是怎又如人體一天究竟需要多少糖，人體中糖是怎樣循環變化的，就需測定體內的糖含量。人工樣循環變化的，就需測定體內的糖含量。人工胰臟就需糖的檢測器。胰臟就需糖的檢測器。 ( (四四) )、環境保護：、環境保護： 環境監測環境監測( (大氣、水、土大氣、水、土壤分析等）壤分析等）測定空氣中污染物如測定空氣中污染物如NONO2 2,SO,SO2 2,CO,CO等含

9、量，這等含量，這兩者不僅對人體呼吸兩者不僅對人體呼吸道有影響，而且造成道有影響，而且造成酸雨。煙鎘會引起腎酸雨。煙鎘會引起腎功能衰退，吸入過多功能衰退，吸入過多會頭痛，頭暈，嘔吐，會頭痛，頭暈，嘔吐，胸痛，死亡。胸痛，死亡。 廣州空氣質量指數(AQI)實時查詢 155中度污染(美使館9月9日9時更新) 050100150200300500優良輕度污染中度污染重度污染嚴重污染溫馨提示：應減少戶外活動，外出時佩戴口罩，敏感人群應盡量避免外出。 六價鉻的毒性大于三價鉻，對呼吸器管，皮膚有損害，六價鉻的毒性大于三價鉻，對呼吸器管，皮膚有損害， 也能也能致癌。致癌。 水源根據不同的需要，各國制定了不同的

10、用水標準，生活用水源根據不同的需要，各國制定了不同的用水標準，生活用水，考慮有害物對人體的影響，世界衛生組織允許的限量，水，考慮有害物對人體的影響，世界衛生組織允許的限量，如鉛如鉛0.1mg/l,0.1mg/l,鉻鉻0.05mg/l,0.05mg/l,鎘鎘0.01mg/l,0.01mg/l,汞汞0.001 mg/l0.001 mg/l。 工業用水，考慮鈣、鎂、鐵、鉛、硫酸鹽、工業用水，考慮鈣、鎂、鐵、鉛、硫酸鹽、pHpH、溶解氧等。、溶解氧等。農業用水，考慮微量元素對作物的影響。農業用水，考慮微量元素對作物的影響。( (鉻大米）鉻大米）水產用水，考慮農藥及微量元素與對立類的影響水產用水，考慮農

11、藥及微量元素與對立類的影響 。另外還有廢水的排放標準，我國河水的污染及為嚴重另外還有廢水的排放標準，我國河水的污染及為嚴重。 例如例如2020世紀世紀5050年代日本年代日本 發生的發生的公害病公害病痛痛病和痛痛病和水俁病，曾驚動了全世界。水俁病，曾驚動了全世界。 為了尋找痛痛病的病因，經歷了為了尋找痛痛病的病因，經歷了1111年之久。后來環年之久。后來環境分析化學工作者用光譜檢查出病區的河水中含有境分析化學工作者用光譜檢查出病區的河水中含有鉛、鎘、砷等有害元素，繼而用元素追蹤的手段，鉛、鎘、砷等有害元素，繼而用元素追蹤的手段，分析病區的土壤和糧食分析病區的土壤和糧食, ,發現鉛、鎘等含量偏高

12、發現鉛、鎘等含量偏高, ,以以后又進一步對痛痛病患者的尸骨進行光譜定量分析。后又進一步對痛痛病患者的尸骨進行光譜定量分析。骨灰中的鋅、鉛、鎘含量高得驚人。為了確定致病骨灰中的鋅、鉛、鎘含量高得驚人。為了確定致病因子，又以鋅、鉛、鎘分別摻入飼料喂養動物因子，又以鋅、鉛、鎘分別摻入飼料喂養動物, ,在動在動物身上進行元素追蹤分析物身上進行元素追蹤分析, ,配合病理解剖，證實了鎘配合病理解剖，證實了鎘對骨質的嚴重危害性，揭開了痛痛病的病因之謎。對骨質的嚴重危害性，揭開了痛痛病的病因之謎。 與此類似，日本漁民的與此類似，日本漁民的水俁病水俁病是汞污染引起的這一是汞污染引起的這一事實，也是通過對元素的追

13、蹤分析確定的。事實，也是通過對元素的追蹤分析確定的。( (五五) )、軍事、軍事 生化武器生化武器 化學武器具有很大威脅力，化學武器具有很大威脅力，人們對此很恐懼，如中東伊人們對此很恐懼，如中東伊拉克可以制作毒氣檢測器裝拉克可以制作毒氣檢測器裝備在士兵及車輛上，以避免備在士兵及車輛上，以避免a:a:人睡覺時被中毒。人睡覺時被中毒。b:b:毒氣毒氣聞多時，失去判別力。聞多時，失去判別力。a:a:神經類，含磷有機物；神經類，含磷有機物；b:b:潰爛類，芥子氣。潰爛類，芥子氣。 F-117AF-117A潛隱飛機是用塑料、潛隱飛機是用塑料、樹脂等有機物制成，或涂上樹脂等有機物制成，或涂上一層物質。一層

14、物質。( (六六) )、天體科學、天體科學 月球巖石的分析可以月球巖石的分析可以幫助了解太陽系及月幫助了解太陽系及月亮的形成，用飛行器亮的形成，用飛行器到其它星上檢測是否到其它星上檢測是否會有氮生命基礎。會有氮生命基礎。 用光譜分析法分析恒用光譜分析法分析恒星上的組成、變化規星上的組成、變化規律等。律等。( (七七) )、醫藥衛生、醫藥衛生 醫院里常需對病人進醫院里常需對病人進行血的化驗，全國各行血的化驗，全國各地都有藥檢分析雜志。地都有藥檢分析雜志。 制備中成藥前需測量制備中成藥前需測量中藥中有效成分的含中藥中有效成分的含量及配比。量及配比。 興奮劑檢測興奮劑檢測( (八八) )、科學研究、

15、科學研究 幾乎所有涉及化學的研究均用到分析化學，幾乎所有涉及化學的研究均用到分析化學， 有機合成時，需測定產品含量，產品是什有機合成時，需測定產品含量，產品是什么，中間產物是什么？么，中間產物是什么？ 無機化學研究絡合物時，需測定絡合比，無機化學研究絡合物時，需測定絡合比，電化學、光化學特性；電化學、光化學特性； 新型材料的合成也需分析化學（超導、高新型材料的合成也需分析化學（超導、高分子導電材料），考古學需測定古物的年分子導電材料），考古學需測定古物的年代、組成。代、組成。( (九九) )刑事偵破刑事偵破 各人頭發中微量元素含量不同，通過測定可判斷各人頭發中微量元素含量不同，通過測定可判斷現

16、場的頭發是誰的，現場的頭發是誰的， 繪畫中白粉既做顏料，又可打底，古時只有鉛白，繪畫中白粉既做顏料，又可打底，古時只有鉛白，18701870年前無年前無ZnOZnO和二氧化鈦，文藝復興時的油畫中和二氧化鈦，文藝復興時的油畫中的白粉若有鋅、鈦，那就是復制品。的白粉若有鋅、鈦，那就是復制品。 德黑蘭附近有個牧場，德黑蘭附近有個牧場，19721972年大批羊死亡，場主年大批羊死亡，場主指控有人破壞指控有人破壞, ,通過測定羊胃中的草通過測定羊胃中的草, ,發現含大量發現含大量的硒的硒Se(Se(劇毒劇毒),),植物具有富集地下化學元素的能力。植物具有富集地下化學元素的能力。后來在當地的地下發現了金屬

17、礦床。金礦地表面后來在當地的地下發現了金屬礦床。金礦地表面一噸的草中含一噸的草中含100100克金?？私?。 慢性中毒后，頭發中含有鉛、砷。慢性中毒后，頭發中含有鉛、砷。作用作用作用作用所有這些人類活動的每一步都離不開分析化學所有這些人類活動的每一步都離不開分析化學。n分析化學的任務分析化學的任務n分析化學的作用分析化學的作用1.1 分析化學的定義和任務分析化學的定義和任務1.2 分析方法的分類分析方法的分類1.3 分析化學的進展分析化學的進展 1.4 分析過程和一般步驟分析過程和一般步驟1.5 分析化學的學習方法分析化學的學習方法1.2.1 按按分析任務分析任務分類分類1.2.2 按按分析對象

18、分析對象分類分類1.2.3 按按測定原理測定原理分類分類1.2.4 按按試樣用量試樣用量分類分類1.2.5 按按被測組分含量被測組分含量分類分類1.2.6 按按分析作用分析作用分類分類(qualitative analysis) (quantitative analysis) (structural analysis) (morphological analysis) 鑒定物質體系的鑒定物質體系的化學組成化學組成確定物質體系中的有關組分的相對確定物質體系中的有關組分的相對含量含量或總或總含量（含量（total analysis）研究物質的分子或晶體研究物質的分子或晶體結構結構研究物質的研究物質

19、的價態價態、晶態晶態、結合態結合態等性質等性質n首先確定物質的定性組成，然后根據首先確定物質的定性組成，然后根據測定要求選擇適當的定量分析方法；測定要求選擇適當的定量分析方法；n若樣品成分已知，可直接進行定量分若樣品成分已知，可直接進行定量分析；析；n對于新發現的化合物，應首先進行結對于新發現的化合物，應首先進行結構分析，確定其分子結構。構分析，確定其分子結構。 (food analysis) (water analysis)(rock analysis)(steel analysis)(pharmaceutical analysis)(clinical analysis)(environme

20、ntal analysis)無機物無機物有機物有機物成分分析成分分析含量分析含量分析成分分析、含量分析成分分析、含量分析官能團及結構分析官能團及結構分析(chemical analysis) (instrumental analysis) n定義：定義：以物質的化學性質為基礎建立起來的一類分析方以物質的化學性質為基礎建立起來的一類分析方法。利用物質的法。利用物質的化學反應化學反應（現象、特征及其計量關系）（現象、特征及其計量關系）來確定被測物質的組成和含量，進行來確定被測物質的組成和含量，進行定性和定量分析定性和定量分析。n分類：分類：化學定性分析、化學定量分析化學定性分析、化學定量分析 經典

21、分析化學經典分析化學n特點：特點：準確度高（相對誤差準確度高（相對誤差0.10.2%） 靈敏度低（測組分含量靈敏度低（測組分含量1% ） 試樣試樣化學反應化學反應適當處理適當處理待測組分待測組分稱量稱量重量重量含量含量（純凈、組成固定、（純凈、組成固定、可供可供直接稱量直接稱量）托盤天平（臺秤）托盤天平（臺秤）電子天平電子天平分析天平分析天平半自動電光半自動電光分析天平分析天平（濃度（濃度Cs準確已知的溶液）準確已知的溶液）滴定滴定待測物質溶液待測物質溶液化學反應化學反應體積體積含量含量（化學反應剛好反應完全時）（化學反應剛好反應完全時）(volumetric analysis)ssxxVCn

22、VCn21酸式滴定管酸式滴定管滴定臺滴定臺蝴蝶夾蝴蝶夾Vs移液管移液管Vxn定義：定義：以物質的以物質的物理性質物理性質或或物理化學性質物理化學性質為基礎建立起為基礎建立起來的一類分析方法。通過測量物質的物理或物理化學參來的一類分析方法。通過測量物質的物理或物理化學參數，利用其與組分的關系，確定該物質的組成、含量和數，利用其與組分的關系，確定該物質的組成、含量和結構，進行結構，進行定性定性、定量定量和和結構分析結構分析，這類方法稱為，這類方法稱為(physical and physicochemical analysis)。物質在化學變物質在化學變化中的某種物化中的某種物理性質理性質n 特點：

23、特點：靈敏、快速、準確靈敏、快速、準確 n 分類：分類：(electrochemical analysis) (optical analysis) (mass spectrometric analysis) (chromatographic analysis)Chapter 1 Section 1.2.3 按測定原理分類相對密度、相變溫度、相對密度、相變溫度、折射率、旋光度及光折射率、旋光度及光譜特征等譜特征等各種分析方法的試樣用量 常量分析方法常量分析方法化學（定量）分析化學（定量）分析 微量和超微量分析微量和超微量分析儀器分析方法儀器分析方法 注意：注意： 4、5兩種分類方法的區別兩種分類

24、方法的區別4 按按試樣用量試樣用量的多少來進行分類；的多少來進行分類；5 根據根據被測組分含量被測組分含量的高低進行分類。的高低進行分類。 (routine analysis) (arbitral analysis) 又稱為又稱為，指一般實驗室在，指一般實驗室在日常日常生產或工生產或工作中的分析。作中的分析。如藥廠質檢室的日常分析工作。如藥廠質檢室的日常分析工作。 指不同單位對某一產品的分析結果有指不同單位對某一產品的分析結果有爭議爭議時，要時，要求某種求某種仲裁單位仲裁單位（如一定級別的藥檢所、法定檢（如一定級別的藥檢所、法定檢驗單位等）用驗單位等）用法定方法法定方法，對原分析結果正確與否，

25、對原分析結果正確與否進行進行裁判分析裁判分析。 1.3.1 分析化學發展簡史分析化學發展簡史1.3.2 分析化學的發展趨勢分析化學的發展趨勢1.3.3 分析化學的應用分析化學的應用20世紀前世紀前無獨立理論體系無獨立理論體系技技 術術20世紀初世紀初物理化學溶液理論物理化學溶液理論(四大平衡）四大平衡）以以為主的為主的經典經典分析化學分析化學（第一次變革）（第一次變革）20世紀世紀40年代年代物理學物理學電子學電子學以以為主的為主的現代現代分析化學分析化學（第二次變革）（第二次變革）20世紀世紀70年代末至年代末至今今與數學、物理學、與數學、物理學、計算機學及生物學計算機學及生物學緊密結合緊密

26、結合分析科學分析科學（第三次變革）（第三次變革）起源起源煉金術與煉丹術煉金術與煉丹術中世紀中世紀n定性分析定性分析 波義耳波義耳n定量分析定量分析貝格曼貝格曼煉金術士（煉金術士（中世紀）中世紀）在中世紀（在中世紀（5世紀末世紀末14世紀中葉）時，黃金在社會世紀中葉）時，黃金在社會上有很高的價值，因此那時人們上有很高的價值，因此那時人們主要關心的是如何把賤金屬變成主要關心的是如何把賤金屬變成黃金。黃金。 在東方主要是在東方主要是在中國，除了煉金術制金在中國，除了煉金術制金外，主要應用于尋找或合外，主要應用于尋找或合成可以長壽的成可以長壽的“長生不老長生不老藥藥”或可以控制衰老和死或可以控制衰老和

27、死亡的藥品上。亡的藥品上。 廣泛應用于分析儀器，已成為廣泛應用于分析儀器，已成為分分析儀器的重要組成部分析儀器的重要組成部分，不僅為實現儀器的，不僅為實現儀器的自自動化動化提供了條件，而且為向提供了條件，而且為向智能化智能化發展提供了發展提供了基礎。基礎。 具有高單色性、高強度和高方向性具有高單色性、高強度和高方向性等特點，極大地等特點，極大地提高了檢測靈敏度及選擇性提高了檢測靈敏度及選擇性。 兩種分析技術聯用，取長補短，互兩種分析技術聯用，取長補短，互相補充，解決相補充，解決復雜成分樣品的分析復雜成分樣品的分析問題。目前問題。目前常見的有：色譜常見的有：色譜-光譜、光譜、色譜色譜-質譜質譜、色譜、色譜-色譜色譜聯用（二維色譜）。聯用（二維色譜）。n (chemometrics) 是一門新興的科學，是一門化學分支是一門新興的科學，是一門化學分支學科，它應用數學和統計學方法（借助計算機技術），設計和擇最學科，它應用數學和統計學方法（借助計算機技術），設計和擇最優的測量程序和實驗方法，并通過解析化學數據而獲得最大限度的優的測量程序和實驗方法，并通過解析化學數據而獲得最大限度的信息。信息。v 化學計量學在分析化學中的應用主要有以下幾個方面：化學計量學在分析化學中的應用主要有以下幾個方面： 提高靈敏度，改善選擇性；提高靈敏度，改善選擇性