分析化學教學大綱課程信息開課單位化學化工學院課程編號9024課程名稱分析化學英文名稱AnalyticalChemistry課程性質理科B2組學分７.５總學時120先修課程物理化學、無機化學、有機化學、高等數(shù)學和普通物理開課學期第五大學期適應專業(yè)化學化工、生物技術、環(huán)境、材料、土木工程等理工科專業(yè)二、課程內容課程教學目標通過這門課程的學習，將為理工科相關專業(yè)核心課及其專業(yè)選修課打好基礎，傳授必需通用的分析化學基礎知識，培養(yǎng)科學思維和解決實際問題的初步能力。通過本課程學習，掌握獲取物質化學組成、含量、狀態(tài)信息的基本知識、基本理論、基本方法及測量原理，建立起認識物質的嚴格的“量”的概念。教學內容基本要求緒論（2學時）教學內容:0-1分析化學的任務與作用0-2分析化學的變革與發(fā)展0-3分析化學的分類及內容0-4分析過程教學要求:了解分析化學的分類、任務與作用，分析化學的發(fā)展，以及定性分析及定量分析，分析過程具體環(huán)節(jié)。分析質量保證（6學時）教學內容:1定量分析基本方法2分析測定中的誤差概念3小樣本分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理4定量分析的校準5定量分析方法的評價教學要求:掌握：定量分析的準確度、精密度、誤差、偏差等概念及相互關系，靈敏度、檢測限、選擇性、專一性、線性范圍等概念。系統(tǒng)誤差與隨機誤差概念，產(chǎn)生原因及減免方法。有效數(shù)字的意義，數(shù)字的修約規(guī)則及有效數(shù)字的運算規(guī)則。置信度，平均值的置信區(qū)間的概念及計算，極差和中位值概念。測定數(shù)值的正確表示方法。對物質進行定量分析的基本方法，定量分析校準的基本方法，顯著性檢驗的意義和方法－F檢驗、t檢驗，異常值的取舍。了解:定量分析校準模式，不確定度的概念及意義。重點：定量分析中的誤差和偏差有關知識；偶然誤差的分布規(guī)律（正態(tài)分布）；分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理有關知識，如置信區(qū)間、平均值和標準值的比較、2個平均值的比較等。難點：分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理化學分析法導論（4學時）教學內容:1溶液的濃度2分析中的平衡處理及濃度計算的一般方法3滴定分析法概述教學要求:掌握：濃度的表示方法，定量分析中化學平衡的一般處理方法─酸堿質子理論、質子條件、分布系數(shù)法、副反應系數(shù)法以及條件反應常數(shù)。化學平衡態(tài)在分析化學中的應用。滴定、標準溶液、化學計量點、滴定終點、指示劑、終點誤差等概念及有關計算，滴定分析法對化學反應要求，各種滴定分析方式的特點及應用條件，基準物質的概念及要求，滴定分析中的計算。重點：質子條件、分布系數(shù)、副反應系數(shù)、條件平衡常數(shù)、濃度計算、滴定分析計算難點：終點誤差酸堿滴定法（4學時）教學內容:1酸堿平衡中[H+]的計算2酸堿滴定終點的檢測3酸堿滴定曲線及終點誤差4酸堿滴定應用教學要求:掌握：一元弱酸和多元弱酸各種存在形式的平衡濃度計算，用質子條件處理水溶液質子轉移平衡關系，溶液中[H+]計算的最簡式和近似式。酸堿指示劑的變色范圍。常用指示劑甲基紅、甲基橙、酚酞的變色范圍及其選擇原則。強酸堿滴定及強堿(酸)滴定一元弱酸(堿)的化學計量點及滴定突躍范圍的pH值計算，滴定終點誤差計算。多元酸堿分步滴定時各化學計量點pH的計算。酸堿滴定中CO2的影響。酸堿滴定的應用，如：混合堿的雙指示劑法測定，銨鹽中氮的測定等。重點難點：多元酸堿溶液pH值的計算配位滴定法（6學時）教學內容:1氨羧配位劑2配位滴定基本原理3配位滴定終點的檢測4混合離子的選擇性滴定5配位滴定方式及應用教學要求:掌握：配位滴定化學計量點時的pM、pM'計算，終點誤差，影響配位滴定突躍的因素，配位滴定可行性的判斷。指示劑選擇原則，常用指示劑類型、變色原理及使用條件。混合離子進行選擇性滴定的條件，控制酸度分別滴定，掩蔽劑的應用原則。各種滴定方式的基本方法。重點難點：副反應對配合物的影響、條件穩(wěn)定常數(shù)的計算氧化還原滴定法（7學時）教學內容:1氧化還原反應與電極電位2氧化還原滴定的基本原理3氧化還原滴定方法及預處理4幾種重要的氧化還原方法及其應用教學要求:掌握：電極電位、條件電極電位概念，溶液體系中不同因素對電極電位的影響，并應用Nernst公式計算，氧化還原平衡常數(shù)及條件平衡常數(shù)計算。氧化還原滴定曲線中化學計量點電位計算。影響氧化還原反應速度的因素及滴定分析時各種相應措施。自身指示劑和特殊指示劑，氧化還原指示劑選擇原則。滴定預處理的意義及預處理試劑選擇。了解:KMnO4法、K2Cr2O7法、碘法的原理、特點及應用條件。重點難點：Nernst公式、條件電位的計算沉淀滴定法和重量分析法（3學時）教學內容:1沉淀滴定法2重量分析法與沉淀反應3重量分析法的影響因素4沉淀劑教學要求:掌握：沉淀溶解度及其影響因素，復雜體系沉淀溶解度計算，沉淀滴定的Mohr法、Volhard法、Fajans法的原理、特點和應用條件。了解:重量分析對沉淀形式和稱量形式的要求，結果計算。沉淀的形成及沉淀的沾污，表面吸附規(guī)律。晶形及無定型沉淀的沉淀條件。洗滌液的選擇原則及洗滌操作的合理性。灼燒與干燥。重點難點：副反應對沉淀穩(wěn)定性的影響、條件溶度積光分析法基本概念（2學時）教學內容:1電磁輻射的基本特征2電磁輻射與物質的相互作用3光學分析法及其分類4光學光譜儀器的基本構成教學要求:掌握：電磁波譜，光學分析方法的分類。電磁輻射的透射、折射、散射、反射、吸收和發(fā)射等有關性質。光譜儀對輻射源、濾光片、單色器、檢測器的基本要求及其主要類型。了解:光譜儀的類型及主要構成部件。重點難點：電磁波譜、光譜儀器的普遍構型紫外可見分光光度法（4學時）教學內容:1選擇吸收及吸收光譜的獲得2紫外可見區(qū)吸收光譜的主要類型3光的吸收定律4顯色反應與光度測量5定量分析方法6光度分析法的其它技術7分光光度法在化學研究中的應用教學要求:掌握：選擇吸收，物質顏色及其互補關系，生色團、助色團、紅移、藍移等基本概念。吸收光譜的主要類型及特征。吸收定律的導出及物理意義，吸收定律應用的基本限制。吸收測量中的化學誤差及儀器誤差。顯色劑的類型，影響顯色反應因素，提高光度法測定靈敏度及選擇性的主要途徑，定量分析的基本方法。雙波長、導數(shù)法、示差法等光度分析技術的基本原理及應用特點。了解:光度法研究離子平衡的基本方法。重點難點：朗伯-比爾定律、吸收與分子結構的一些基本關系分子發(fā)光－熒光、磷光及化學發(fā)光法（9學時）教學內容:1光致發(fā)光理論2儀器與實驗方法3熒光定量分析4分子的磷光分析方法5化學發(fā)光分析教學要求:掌握：分子的單重、三重激發(fā)態(tài)的去活化過程，熒光光譜及激發(fā)光譜的表達、特征，影響發(fā)光的因素，分子發(fā)光與結構關系，熒光分光光度計的設計特點，發(fā)光強度與濃度的關系。熒光分析的基本方法。分子磷光分析法及化學發(fā)光分析法基本原理及應用特點。了解:熒光共振能量轉移、常見的與分子發(fā)光相關的儀器。重點難點：分析內的光物理過程、分子發(fā)光相關儀器的特點原子發(fā)射光譜法（3學時）教學內容:1原子光譜2激發(fā)光源及試樣引入的方法3光譜儀器4光譜定性分析及半定量分析5光譜定量分析教學要求:掌握：原子的激發(fā)和電離，激發(fā)光源主要類型及特點，選擇光源一般原則，典型光譜儀器的光路及其光學特性，定性分析基本方法，內標法原理及定量的基本方法。了解:電感耦合等離子體發(fā)射分析方法重點難點：ICP的產(chǎn)生、特點原子吸收分光光度法（6學時）教學內容:1基本原理2原子吸收分光光度計3原子吸收的定量方法及其干擾4原子熒光分光光度法教學要求:掌握：原子吸收光譜法的特點，原子吸收線的寬度及其變寬原因，積分吸收，峰值吸收與原子濃度關系，原子吸收分光光度計的調制，光源燈的基本要求及其使用特點，原子化的過程及其使用特點，原子吸收測量中的主要干擾類型及其消除方法。了解:原子熒光分光光度法。重點難點：譜線變寬、峰值吸收、銳線光源電化學分析基本概念（2學時）教學內容:1定義、歷史與分類2電化學電池3電化學過程中的幾個問題4電化學電池的鹽橋與電極教學要求:掌握：原電池、電解池、電解池組成及表達、半電池反應、電池電動勢等概念。電極電位同濃度關系，電極電位及電池電動勢計算。鹽橋、可逆電池、不可逆電池、陽極和陰極等概念。了解:電極與溶液的界面的電化學過程,傳質過程，電極的類型重點難點：主要的電極類型電位分析法（4學時）教學內容:1電位分析法基本原理及實驗裝置2離子選擇性電極3直接電位法4電位滴定法教學要求:掌握：電位分析法基本原理，金屬基電極、膜電極、參比電極及指示電極概念。pH玻璃電極、氟離子選擇性電極結構、響應機理及性能特點。離子選擇性電極的電極選擇系數(shù)Kij。電位測量中加入TISAB、的意義和作用。直接電位法進行定量的主要方法及計算。直接電位法準確度。pH實用定義及pH測定方法。電位滴定中的電極體系。了解:電位型生物電極的原理及應用特點。重點難點：離子選擇電極電解和庫侖分析（2學時）教學內容:1電解的基本概念2電解分析法3庫侖分析法教學要求:掌握：析出電位、分解電壓、極化、過電位及電解方程式等基本概念。恒電位電解法及恒電流電解法的原理及特點。法拉第定律及實現(xiàn)庫侖分析的基本條件，恒電位庫侖法原理，庫侖滴定原理以及確定終點的方法。了解:汞陰極電解法的特點，微庫侖法原理重點難點：法拉第定律極譜法和伏安法（4學時）教學內容:1用微電極電解2極譜波方程3擴散電流和極譜定量分析4其他極譜分析及伏安分析法5伏安法的電極進展教學要求:掌握：極譜法原理，電解條件的特殊性，極化電極，去極化電極，外加電壓及電極電位，極譜波，擴散電流等概念。使用滴汞電極的優(yōu)點及存在問題。Ilkovic公式中各項物理意義及影響擴散電流因素。各種干擾電流對極譜測定的影響，極譜測定的三電極體系。單掃描極譜法、極譜催化波、脈沖極譜法、溶出伏安法的原理。了解:各類極譜波方程的物理意義及應用，以及伏安法的電極進展。重點難點：極譜波方程、電位法、電解法和伏安法三者的比較色譜法基本概念（3學時）教學內容:1概論2色譜過程的熱力學理論3色譜過程的動力學理論4柱色譜的總分離效能指標5色譜的定性及定量分析教學要求:掌握：色譜的流出曲線及有關術語，保留值的意義，塔板理論及速率理論要點，分離度的概念。色譜定性與定量分析。重點難點：色譜理論氣相色譜法（5學時）教學內容:1氣相色譜儀2檢測器3氣相色譜固定相,擔體，固定液，固體吸附劑。4分離條件的選擇5毛細管柱氣相色譜法簡介6氣相色譜的聯(lián)用技術簡介教學要求:掌握：氣相色譜流程及儀器的主要結構，熱導池檢測器及氫火焰檢測器的原理結構及性能指標。固定液的主要類型，氣相色譜分離條件選擇的主要因素。毛細管色譜柱的類型及特點。程序升溫的方法及特點。了解:氣相色譜/質譜聯(lián)用、氣相色譜/傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用、重點難點：氣相色譜檢測器、氣相色譜與其他儀器的聯(lián)用高效液相色譜法（5學時）教學內容:1速率理論方程2固定相及流動相3高效液相色譜儀4高效液相色譜的分離模式5分離方法的選擇6離子色譜和超臨界流體色譜技術簡介教學要求:掌握：速率理論方程，固定相的類型，流動相溶劑的選擇要求，高效液相色譜儀的主要部件及其一般要求，高效液相色譜主要方法的原理及使用特點。了解:離子色譜和超臨界流體色譜方法原理及特點。重點難點：氣、液相色譜的差異、液相色譜與其他儀器的聯(lián)用高效毛細管電泳分析（6學時）教學內容:1理論基礎2高效毛細管電泳儀3高效毛細管電泳分離模式4應用與進展教學要求：著重講解清楚最簡單的電泳分離模式-區(qū)帶電泳的基本原理，然后引入儀器，再分不同模式進行講解。在此過程中，注意與高效液相色譜（HPLC）結合，厘清HPCE和HPLC的區(qū)別與聯(lián)系。重點難點：電泳：重點，非難點，因為此概念已經(jīng)在高中的課程中就有介紹，學生比較容易理解。電滲：難點，特別注意毛細管材質的影響。影響分離效率的因素：重點，這是HPCE能夠成為一種重要儀器分析方法的原因。紫外光譜分析法（４學時）教學內容:１吸收光譜概述２紫外光譜基本原理３影響紫外光譜的因素４紫外吸收帶及其特征５各類有機化合物的紫外吸收６推測不飽和化合物最大吸收波長的經(jīng)驗規(guī)則７光譜測量與溶劑選擇８紫外光譜分析應用教學要求：了解吸收光譜學的基礎知識和電磁輻射區(qū)域劃分，學習紫外-可見吸收光譜的基本概念，掌握電子躍遷的類型，熟悉最大吸收波長的計算，了解吸收帶的分類和測試條件對吸收譜帶的影響；熟悉光譜特點與結構之間的關系；了解紫外－可見分光光度計的類型、結構、實驗技術。重點難點：電子躍遷的類型；溶劑效應；最大吸收波長計算規(guī)則；確定不飽和化合物的結構骨架。紅外光譜分析法（４學時）教學內容:１紅外吸收光譜的基本原理２基團頻率與特征吸收峰３紅外吸收光譜儀器４紅外吸收光譜的主要應用教學要求：掌握紅外吸收光譜法的基本原理，分子的振動能級和振動光譜選律，熟悉分子振動的基本形式，了解影響吸收譜帶位置和強度的因素；了解傅立葉變換紅外（FTIR）光譜儀的基本原理、結構和實驗技術；熟悉有機化合物分子結構和吸收帶之間的關系，掌握主要官能團的特征吸收位置和特點；學習紅外吸收光譜在有機物結構解析中的應用。重點難點：紅外吸收光譜基本原理和光譜選律；基團頻率與特征吸收峰；譜圖解析方法。核磁共振波譜分析法（８學時）教學內容:１概述２核磁共振基本原理３化學位移４影響化學位移的因素５化學位移與結構的關系６自旋偶合與自旋裂分７核磁共振波譜儀８1H譜圖解析９13C核磁共振波譜分析法教學要求：掌握核磁共振波譜法的基本原理和概念，如自旋、能級分裂、拉莫進動、核磁共振、馳豫、屏蔽效應和化學位移等；熟悉影響化學位移的主要因素，熟悉不同類型質子的化學位移值范圍；了解自旋-自旋偶合，偶合常數(shù)和核自旋偶合系統(tǒng)的分類，掌握自旋裂分的規(guī)律；了解連續(xù)波和脈沖傅立葉變換核磁共振波譜儀的原理，儀器構造和實驗技術；了解圖譜簡化的實驗方法，熟悉核磁共振氫譜的解析程序及步驟。了解核磁共振碳譜的基本原理，了解影響13C的化學位移的主要因素，碳譜去偶技術和常見有機物的13C了解二維譜的基本知識。重點難點：核磁共振波譜基本原理；化學位移；自旋耦合；碳譜去耦技術；譜圖解析。質譜分析法（８學時）教學內容:１質譜基本原理與質譜儀２離子的主要類型３質譜中的裂解反應４常見有機化合物的質譜５質譜解析６譜圖綜合解析教學要求：掌握質譜分析法的基本原理；熟悉離子類型和離子峰，了解陽離子的裂解類型，分子離子峰的識別和分子式的測定；了解各類有機化合物的質譜（如飽和烴類、烯烴、芳烴、醇、醚、胺、醛、酮、羧酸、酯、酰胺、鹵化物）；學習質譜在有機結構解析中的應用；了解質譜儀類型和聯(lián)用技術。了解生物質譜。重點難點：質譜儀的構造；離子源的類型；離子的主要類型和離子峰；質譜中有機分子裂解規(guī)律；各類有機化合物的質譜特點。分析過程（1學時）教學內容:1物質分析的一般步驟2試樣的制備3試樣的分解處理4分析方法的選擇5物質剖析的方法及舉例教學要求:掌握：固、液、氣試樣采集的基本方法，試樣采集、保存及制備的原則，無機固體試樣、有機生物試樣分解（溶解、熔融等）的基本方法。選擇分析方法的原則。了解：物質剖析的一般程序。分析化學前沿講座（８學時）注意:以上為”分析化學”課程教學的基本內容,各部分內容課時安排可供參考.各任課教師可在滿足基本內容的前題下自行安排章節(jié),特此說明!實踐（含實驗、上機等）環(huán)節(jié)要求通過分析化學輔助學習軟件系統(tǒng)和分析化學網(wǎng)絡教學平臺（教學網(wǎng)站），對分析化學課程進行課前預習或課后復習，提高、培養(yǎng)學生自主學習能力和探究能力。能力培養(yǎng)要求1、分析能力的培養(yǎng)培養(yǎng)學生初步具有根據(jù)實際問題選擇合適分析手段的能力。2、自學能力的培養(yǎng)通過本課程的學習，要培養(yǎng)和提高學生對所學知識和規(guī)律進行整理、歸納、總結和消化吸收的能力；能圍繞教學內容，閱讀參考書籍和資料，自我擴充知識的能力。3、表達能力的培養(yǎng)主要通過作業(yè)和課堂討論，學會簡明扼要的表達自己解決問題的思路和步驟的能力。4、自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)培養(yǎng)學生學會獨立思考，深入鉆研問題的習慣。讓學生通過教學各個環(huán)節(jié)以及課外實踐（開放演示實驗，自主研究性實驗，與本課程相關的SIT計劃）培養(yǎng)學生動手能力和探究能力。三、學時分配課程內容講課習題課或課堂討論實踐（實驗）備注續(xù)論及分析質量保證83化學分析24432光化學分析24416電化學分析1248色譜分析1348毛細管電泳分析6分析過程11波譜分析24424分析化學前沿講座８四、考核方式總評成績=平時成績（含實踐）+期中、末考試成績+創(chuàng)新實踐加分平時成績占20%期中成績占30%（一般要求撰寫課程小論文，可在課程結束后完成）期末成績占50%創(chuàng)新實踐加分3-5分五、教材及參考書教學主要參考書:張正奇主編《分析化學》,北京:科學出版社,2006[1]《分析化學》(第五版)，武漢大學主編，北京:高等教育出版社，2006[2]《分析化學》(第五版)，華東理工大學等主編，北京:高等教育出版社，2006[3]《分析化學》(第三版)，彭崇慧等編,北京:北京大學出版社，2009[4]《分析化學》（第二版），孫敏慶等主編，北京:科學出版社，2006[5]《儀器分析教程》（第二版），葉憲曾等編，北京:北京大學出版社，2006[6]《現(xiàn)代儀器分析》（第二版），劉約權主編，北京:高等教育出版社，2006[7]《儀器分析》，張寒琦主編，