內容簡介
《無機及分析化學(2)/全國高等農林院校化學基礎課係列教材》共分十章,包括分析化學概論、定量分析的誤差和數據處理、滴定分析法概述、酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、沉澱滴定法、吸光光度法、電位分析法、分析化學中的樣品製備與分離方法。在內容選取上力求將化學基本原理、基本知識與學科前沿、學生專業相結閤,並適當擴展課程內容,以體現按專業大類分類教學的課程設計理念,試圖培養學生運用化學知識解決專業實際問題的能力及化學素質。
《無機及分析化學(2)/全國高等農林院校化學基礎課係列教材》既可作為高等農林院校農學、林學、生命科學、環境科學、食品科學、製藥工程等專業化學基礎課教材,也可供相關專業教師、學生及科技工作者參考使用。
內頁插圖
目錄
第1章 分析化學概論
學習要求
第一節 分析化學的任務和作用
第二節 分析方法的分類和特點
一、化學分析法
二、儀器分析法
三、其他分類方法
第三節 分析測定過程
一、定量分析的一般過程
二、分析結果的錶示方法
第四節 分析化學的發展展望
擴展閱讀分析質量的保證與控製
第2章 定量分析的誤差和數據處理
學習要求
第一節 有效數字及其運算規則
一、有效數字
二、有效數字位數的確定
三、有效數字的修約規則
四、有效數字的運算規則
第二節 誤差及誤差的分類
一、係統誤差
二、隨機誤差(偶然誤差)
三、誤差與準確度
四、偏差與精密度
五、準確度與精密度的關係
第三節 保證分析結果質量的方法
一、選擇閤適的分析方法
二、檢驗並消除係統誤差
三、減小隨機誤差
四、減小測量的相對誤差
第四節 分析結果的統計處理
一、分析結果的錶示與置信區間
二、異常值的檢驗與取捨
三、顯著性檢驗
四、迴歸分析
擴展閱讀誤差的傳遞
練習題
第3章 滴定分析法概述
學習要求
第一節 滴定分析對化學反應的要求及滴定方式
一、滴定分析對化學反應的要求
二、滴定方式
第二節 基準物質與標準溶液
一、基準物質
二、標準溶液
第三節 滴定分析中的基本運算
一、滴定分析計算基本公式
二、計算實例
擴展閱讀幾種滴定分析新方法介紹
練習題
第4章 酸堿滴定法
學習要求
第一節 水溶液中酸堿平衡的處理
一、物料平衡
二、電荷平衡
三、質子平衡
第二節 不同酸堿溶液中酸堿存在型體的分布
一、一元弱酸(堿)各型體的分布
二、多元弱酸(堿)各型體的分布
第三節 酸堿指示劑
一、酸堿指示劑的作用原理
二、變色點與變色範圍
三、影響變色範圍的因素
四、混閤指示劑
第四節 酸堿滴定麯綫及指示劑的選擇
一、強酸強堿的滴定
二、強堿滴定一元弱酸
三、強酸滴定一元弱堿
四、多元酸與混閤酸的滴定
五、多元堿與混閤堿的滴定
六、酸堿滴定中二氧化碳的影響
第五節 酸堿滴定法的應用
一、酸堿滴定常用基準物質
二、酸堿標準溶液的配製與標定
三、應用舉例
擴展閱讀非水溶液中的酸堿滴定
練習題
第5章 配位滴定法
學習要求
第一節 EDTA及其配位反應
一、EDTA的性質
二、EDTA與金屬離子的配位反應
第二節 配位反應的副反應係數與條件穩定常數
一、酸效應與酸效應係數
二、配位效應與配位效應係數
三、副反應係數與條件穩定常數
第三節 配位滴定法基本原理
一、配位滴定麯綫
二、影響滴定突躍的因素
三、準確滴定的判據
第四節 金屬指示劑
一、金屬指示劑作用原理
二、金屬指示劑應具備的條件
三、金屬指示劑的選擇原則
四、常用的金屬指示劑
五、金屬指示劑失效原因與預防
第五節 混閤離子的選擇性滴定
一、控製溶液的酸度
二、利用掩蔽和解蔽
三、選擇閤適的配位劑
四、樣品預分離
第六節 配位滴定法的應用
一、EDTA標準溶液的配製與標定
二、應用
擴展閱讀配位滴定的終點誤差
練習題
第6章 氧化還原滴定法
學習要求
第一節 條件電極電位及影響因素
一、條件電極電位
二、條件電極電位的影響因素
第二節 滴定分析對氧化還原反應的電位差要求
第三節 氧化還原滴定法的基本原理
一、滴定麯綫
二、滴定突躍
第四節 氧化還原滴定的指示劑
一、自身指示劑
二、特殊指示劑
三、氧化還原型指示劑
第五節 常用氧化還原滴定法與應用
一、高錳酸鉀法
二、重鉻酸鉀法
三、碘量法
四、鈰量法
擴展閱讀氧化還原滴定法在復雜樣品測定中的應用
練習題
第7章 沉澱滴定法
學習要求
第一節 沉澱滴定麯綫
第二節 莫爾法
一、原理
二、滴定條件
三、適用範圍與注意事項
第三節 佛爾哈德法
一、原理
二、滴定條件
三、適用範圍與注意事項
第四節 法揚司法
一、原理
二、滴定條件
三、適用範圍與注意事項
第五節 沉澱滴定法的應用
一、標準溶液的配製
二、混閤離子的測定
三、應用示例
擴展閱讀沉澱滴定法在復雜樣品測定中的應用
練習題
第8章 吸光光度法
學習要求
第一節 概述
一、吸光光度法的基本屬性
二、分光光度法的特點
第二節 分光光度法基本原理
一、電磁波譜與光的基本性質
二、物質的顔色與對光的選擇性吸收
第三節 光吸收定律
一、吸光度A與透光率T
二、光吸收定律(朗伯?脖榷?定律)
三、光吸收定律計算公式中的比例常數
四、吸光度及其特性
第四節 偏離朗伯?脖榷?定律的原因
一、物理因素
二、化學因素
第五節 顯色反應及要求
一、顯色反應的要求
二、影響顯色反應的因素
三、常用的顯色劑
第六節 測定方法與儀器
一、目視比色法與分光光度法
二、分光光度法的定量測定方法
三、分光光度法儀器
第七節 測量誤差與測量條件的優化
一、儀器本身引入的誤差
二、吸光度測量誤差引起的濃度誤差
三、吸光度測量條件的選擇
第八節 應用
一、多組分含量的測定
二、示差分光光度法
三、配閤物組成的測定
四、酸堿解離常數的測定
五、導數光譜法
六、其他方麵的應用
擴展閱讀紫外可見光譜簡介
練習題
第9章 電位分析法
學習要求
第一節 參比電極與指示電極
一、參比電極
二、指示電極和工作電極
第二節 離子選擇電極及其性能參數
一、離子選擇電極的分類
二、離子選擇電極的電極電位公式
三、離子選擇電極的性能參數
第三節 直接電位法
一、pH值的測定
二、離子活(濃)度的測定
第四節 電位滴定法
一、基本原理
二、滴定終點的確定
第五節 電位分析法的應用
一、直接電位法的應用
二、電位滴定法的應用
擴展閱讀導電聚閤物固態離子選擇電極
練習題
第10章 分析化學中的樣品製備與分離方法
學習要求
第一節 取樣
一、液態樣品
二、氣態樣品
三、固態樣品
第二節 樣品製備
一、有機樣品的製備
二、無機樣品的製備
第三節 常用的分離方法
一、沉澱分離法
二、萃取分離法
三、膜分離法
四、相變分離法
五、浮選分離法
擴展閱讀
現代分離技術在手性化閤物拆分中的應用
練習題
參考文獻
精彩書摘
一、定量分析的一股過程
在明確分析目的、瞭解樣品性質和對分析的基本要求的基礎上,完成一項分析工作通常包括以下步驟。
(1)取樣
取樣是非常關鍵的步驟。從大批材料中獲得的樣品必須具有代錶性,否則分析工作將毫無意義,甚至得齣錯誤結論。因此,根據分析物是固體、液體或氣體有不同的取樣方法,此將在專業課程中介紹(也可參閱有關專著)。實際工作中,分析化學研究的對象具有多樣性和復雜性,這樣,取樣往往需要專業的技術人員,特彆是一些特殊樣品,如血液、文物等。
(2)試樣分解
液體樣品經常要稀釋或富集。固體樣品經常要進行樣品分解,然後進行測定。正確的分解方法應使試樣分解完全,分解過程中待測組分不損失,盡量避免引入乾擾組分。根據試樣性質的不同,可采用不同的分解方法,主要有酸溶法、堿溶法和熔融法,操作時可根據試樣的性質和分析的要求選用適當的分解方法。
(3)乾擾的消除
分析化學中的測定物質經常是含有多種成分的復雜物質。乾擾是指由於樣品中存在的與待測成分性質相似的物質,它們會與待測成分産生相同的信號,從而影響測定結果。例如,元素周期錶中同一族的元素化學性質比較相似,在測定過程中經常相互乾擾。要想獲得準確的測定結果就必須消除乾擾。消除方法主要有兩種:一種是分離法,另一種是掩蔽法。常用的分離方法有沉澱分離、萃取分離和色譜分離等。對於復雜物質的分離經常是非常睏難的,特彆是一些生物樣品,對分析的儀器和手段提齣瞭很大的挑戰。近年來分離的技術和儀器也發展迅速,特彆是色譜分離。掩蔽是指改變乾擾成分的存在形式,使之不再具有和待測成分同樣的信號。常用的掩蔽法有沉澱掩蔽法、配位掩蔽法和氧化還原掩蔽法。
(4)測定
根據待測組分的性質、含量和對分析結果準確度的要求並結閤實驗室的具體情況,選擇最閤適的化學分析法或儀器分析法進行測定。
(5)計算分析結果
根據試樣質量、測量所得的數據和反應式的計量關係(儀器分析法則根據分析信號與被測物的量之間的關係)按有效數字運算規則計算齣試樣中待測組分的含量。
……
前言/序言
精選化學教材推薦:探尋前沿與應用 本推薦書單精選瞭多部在無機化學、分析化學及相關交叉領域具有深遠影響和廣泛應用價值的經典或前沿教材,旨在為高等院校師生、科研人員以及化工、材料、醫藥等行業的專業人士提供高質量的學習和參考資源。這些教材的特點在於其嚴謹的理論基礎、前沿的學科進展展示,以及與實際應用緊密結閤的案例分析。 --- 1. 經典無機化學理論的深度構建 《現代無機化學》(Modern Inorganic Chemistry) 推薦理由: 這本書以其對無機化學基本原理的深入剖析和結構化的敘述方式脫穎而齣。它超越瞭傳統教材對元素性質的簡單羅列,著重於從量子力學和分子軌道理論的角度解釋化學鍵的本質、分子結構和反應性。 主要內容側重: 對稱性原理與群論應用: 詳細介紹瞭群論在分子軌道理論構建中的應用,為理解晶體場理論(CFT)和配位場理論(LFT)提供瞭堅實的數學基礎。 過渡金屬化學的深度探討: 重點講解瞭配位化閤物的閤成、結構、光譜特性(如紫外-可見光譜、電子順磁共振EPR)和磁性。特彆關注瞭金屬有機化學和催化領域的前沿進展,例如C-H鍵活化、不對稱催化等。 固態化學與晶體結構: 深入闡述瞭晶體學基礎、晶格能計算、以及各種先進功能材料(如半導體、超導體、拓撲絕緣體)的化學結構與性質之間的關係。 生物無機化學導論: 探討瞭金屬離子在生命活動中的關鍵作用,例如血紅蛋白的氧氣運輸機製、酶的活性中心結構等,展現瞭無機化學在生命科學中的交叉潛力。 適閤人群: 基礎知識紮實,希望深入理解無機化學微觀本質、緻力於從事高級無機閤成、理論計算或材料科學研究的學生及研究人員。 --- 2. 分析化學:從原理到高新技術的橋梁 《分析化學原理與方法》(Principles and Methods of Analytical Chemistry) 推薦理由: 本教材著力於構建一個全麵且現代化的分析化學知識體係,強調從經典濕化學方法到尖端儀器分析技術的無縫銜接,尤其重視數據處理和質量保證。 主要內容側重: 化學平衡的定量分析: 詳細推導並應用活度概念,處理復雜體係中的酸堿滴定、沉澱滴定、氧化還原反應的化學計量學。重點分析瞭離子強度對平衡常數的影響。 電化學分析: 涵蓋瞭電位分析法、伏安法(循環伏安法、溶齣伏安法)的理論基礎和實際應用。深入解析瞭電極的製備、穩定性和選擇性問題,以及電化學傳感器的工作原理。 分離科學的精髓: 對色譜技術進行瞭詳盡的論述,包括氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)的理論模型(塔闆數、分離度、死時間)、進樣技術和檢測器的選擇。特彆強調瞭二維色譜和超臨界流體色譜(SFC)的前沿應用。 光譜分析的機製與儀器: 側重於原子吸收光譜(AAS)、原子發射光譜(AES/ICP-OES)和質譜(MS)的理論基礎。解釋瞭光源選擇、光度計設計、光譜乾擾的消除方法,以及高分辨質譜(HRMS)在結構確證中的強大能力。 數據處理與化學計量學: 強調瞭誤差分析、迴歸分析、方差分析和多元數據處理方法(如主成分分析PCA),確保實驗結果的科學性和可靠性。 適閤人群: 實驗室技術人員、質量控製(QC/QA)工程師、環境監測和食品安全領域的工作者,以及需要掌握現代分離和鑒定技術的化學、生物學專業學生。 --- 3. 交叉學科前沿:化學生物學與材料錶徵 《生物無機化學與化學生物學導論》(Introduction to Bioinorganic Chemistry and Chemical Biology) 推薦理由: 本書是連接傳統無機化學與現代生命科學的關鍵讀物。它聚焦於生命體係中的金屬離子作用,並探討如何利用化學工具(如探針、閤成模擬物)來研究和乾預生物過程。 主要內容側重: 金屬酶的核心催化機製: 詳細分析瞭鐵硫簇蛋白(Fe-S proteins)、銅酶(如漆酶、超氧化物歧化酶)中活性中心的電子轉移和底物活化過程。 金屬在疾病中的作用: 探討瞭鐵、銅、鋅等必需元素在神經退行性疾病(如阿爾茨海默病、帕金森病)中的失衡與病理機製,並介紹瞭基於配位化學的金屬螯閤療法(Chelation Therapy)。 化學生物學工具箱: 介紹瞭用於活細胞成像的熒光金屬探針的設計原則、閤成策略以及光動力療法(PDT)中金屬配閤物的應用。 核酸與蛋白質的金屬結閤: 研究瞭鉑類藥物(如順鉑)如何與DNA形成加閤物,以及鋅指蛋白結構中鋅離子的結構穩定作用。 適閤人群: 從事藥物化學、生物物理學、生物工程及生物醫學研究的跨學科人纔。 --- 4. 高級分析技術:質譜與色譜的深度集成 《耦閤分析技術:LC-MS/MS與GC-MS的應用實踐》(Coupled Analytical Techniques: Practical Applications of LC-MS/MS and GC-MS) 推薦理由: 隨著復雜樣品分析需求的增加,分離技術與高靈敏度檢測技術的聯用已成為主流。本書專注於液相色譜-串聯質譜(LC-MS/MS)和氣相色譜-質譜(GC-MS)的實際操作、方法開發和數據解釋。 主要內容側重: 離子化技術優化: 詳細比較瞭電噴霧電離(ESI)、大氣壓化學電離(APCI)和電子轟擊(EI)的優缺點,以及在不同分子類型(小分子、蛋白質、代謝物)中的適用性。 串聯質譜(MS/MS)在結構解析中的應用: 講解瞭碎裂模式的預測、母離子和子離子的選擇策略,特彆是在復雜生物基質中進行痕量目標物定量(MRM/SRM模式)的方法驗證。 色譜柱和流動相的選擇: 針對不同分離難題(如手性分離、極性化閤物分離),提供瞭反相、正相、離子交換和親水作用色譜(HILIC)的深度指南。 數據質量控製與監管要求: 涵蓋瞭儀器校準、係統適用性測試(SST),以及符閤GLP/GMP要求的分析方法驗證流程,確保分析結果在法規環境下的有效性。 適閤人群: 藥物代謝研究人員、臨床診斷實驗室分析師、食品和環境化學領域的專業分析人員。