化学化工学院

1. 安庆师范学院 化学化工学院

2. 课程说明及要求 分析化学是师范院校化学专业的必修课。 本课程的主要内容为化学分析，包括定性分析和定量分析两个部分，由于课时压缩，从2006 年开始，只讲定量分析。 本课程总学时数早期为140学时，其中讲授68学时、实验72学时；现在理论课压缩到51学时 成绩评定：平时考勤和作业在总成绩中占10%。，期中考核占总成绩的20%，期终考核占总成绩的70%。

3. 第一讲 第一章 绪 论 1-1 第一章绪论 1-1 分析化学的任务和作用 1.1分析化学的任务 分析化学是研究物质化学组成的表征和测量的科学，主要任务是鉴定物质的化学组成、结构和测量有关组分的含量。它是化学学科的一个重要分支。 1.2分析化学的作用 1. 分析化学是研究物质及其变化的重要方法之一； 2. 分析在工农业生产中起着重要的作用; 3. 分析是高校化学专业基础课程之。

4. 第一讲 第一章 绪 论 1-2 1-2 分析方法的分类 分析化学的内容十分丰富，除按任务分为结构分析、定性分析与定量分析外，还可根据分析对象、测定原理和样品用量及被测成分多少，分为许多不同的类别。 一、无机分析和有机分析 根据分析对象的不同，分析化学可以分为无机分析和有机分析。前者的对象是无机物，后者的对象是有机物。虽然两者在分析原理上大体相同，但由于对象不同，也带来一些要求上的差异和分析手段的不同。 二、化学分析和仪器分析

5. 第一讲 第一章 绪 论 1-3 分析方法的建立，是以被测物质在某种变化中或某种条件下所显示的性质为依据的。以物质的化学反应为基础的分析方法称为化学分析法。在定性分析中，许多分离和鉴定反应，就是根据组分在化学反应中生成沉淀、气体或有色物质而进行的。在定量分析中，主要有重量分析、滴定分析等方法。这些方法历史悠久，是分析化学的基础，所以又称为经典化学分析法。 以被测物质的某种物理性质为基础的分析方法称为物理分析法。这类方法不需要进行化学反应，可以直接进行鉴定或测定。但物质的某些物理性质往往要通过化学反应才能显示出来，这种性质我们称之为物理化学性质。以被测物质的物理化学性质为基础的分析方法称为物理化学分析法。

6. 第一讲 第一章 绪 论 1-4 这两类方法都需要特殊的仪器，所以又称为仪器分析法。仪器分析主要有光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法和放射化学分析法等，种类很多，而且新的方法正在不断地出现。 三、常量分析、半微量分析和微量分析 分析工作中所用试样量的大小以及被测组分含量的多少，也是分析方法分类的重要标准。根据试样量及被测组分含量将分析方法分为： 分析方法 试样用量 试液体积 常量分析 >0.1g >10mL 半微量分析 0.01-0.1g 1-10mL 微量分析 0.1-10mg 0.01-1mL 痕量分析 <0.1mg <0.1mL

7. 第一讲 第一章 绪 论 1-5 根据被分析的组分在试样中的相对含量将分析方法分为： 分析方法 被测组分含量 常量组分分析 >1% 微量组分分析 0.01%-1% 痕量组分分析 <0.01% 本书在定性分析部分采用半微量分析法，而在定量分析的化学分析法中则采用常量分析法。

8. 第一讲 第一章 绪 论 1-6 1-3 分析化学的发展趋势 分析化学学科的发展经历了三次巨大变革。第一次是在20世纪初，借助物理化学溶液理论的发展，建立了分析化学理论体系，使分析化学从一门技术发展成为一门科学。第二次变革是在20世纪40年代以后，由于物理学和电子学的发展，促进了分析化学中物理方法的发展，各种仪器分析方法相继建立，改变了经典的化学分析法为主的局面。现在分析化学正处于第三次大变革时期。 分析化学是近年来发展最为迅速的学科之一。 灵敏、准确、快速、简便和自动化。 分析化学作为一门基础课，仍然要从化学分析学起，并以化学分析为本课程教学的基础。

9. 第一讲 第二章 定性分析 1-7 第二章定性分析 2-1 概述 定性分析的任务是鉴定物质中所含有的组分。 定性分析方法可采用化学分析和仪器分析法进行。化学分析法的依据是物质间的化学反应。化学分析法所依据的是物质的化学反应。如果反应是在溶液中进行的，这种方法称为湿法；如果反应是在固体之间进行的，这种方法称为干法，例如焰色反应、熔珠试验、粉末研磨法等都属于干法。干法分析只用少量试剂和仪器，便于在野外环境作矿物鉴定之用。但由于这类方法本身不够完善，在定性分析中只能作为辅助的试验方法。我们所要学习的主要是湿法。

10. 第一讲 第二章 定性分析 1-8 一、 反应进行的条件 定性分折中应用的化学反应包括两大类型，一类用来分离或掩蔽离子，另一类用来鉴定离子。对前者的要求是反应进行得完全，有足够的速度，用起来方便，对后者的要求，不仅反应要完全、迅速地进行，而且要有外部特征，否则我们就无从鉴定某离子是否存在。这些外部特征通常是，(1)沉淀的生成或溶解； (2)溶液颜色的改变； (3)气体的排出； (4)特殊气味的产生。

11. 第一讲 第二章 定性分析 1-9 (一) 反应物的浓度 在溶液中相互反应的离子，只有当其浓度足够大时反应才能发生，发生了才能完全。以沉淀反应为例，从理论上讲，溶液中生成沉淀的离子浓度，其乘积应大于溶度积，否则沉淀将不会发生。 但在实际的鉴定反应中，被测离子的浓度往往还要比理论上计算的浓度大若干倍，反应才能得出肯定的结果。例如，以HCl鉴定Ag+的反应，在HCl的浓度足够大时，Ag+的浓度应不低于l0ppm，如低于该浓度，则沉淀将不会以可以感知的程度产生或根本不产生。 (二)溶液的酸度

12. 第一讲 第二章 定性分析 1-10 许多分离反应和鉴定反应都要求在一定酸度下进行，例如根据硫化物溶解度的不同，以H2S分离阳离子第二组和第三组时，只有在0.3 mol•L-1附近的盐酸酸度下才能分离得比较完全。在鉴定反应中，酸碱的存在可能使试剂或被测离子发生变化，也可能使反应产物受到影响。例如用Na3Co(NO2)6鉴定K+时，强酸和强碱都能使试剂受到破坏，所以反应只能在中性或弱酸性溶液中进行。又如，以硫氰酸铵鉴定Fe3+时，宜在酸性溶液中进行，在碱性溶液中南海Fe3+将被沉淀为Fe(OH)3，而不再与试剂发生反应。至于酸碱破坏反应产物的例子就更多了。 适宜的酸度条件可以通过加入酸碱来调节，必要时还要用缓冲溶液来维持。例如以K2CrO4鉴定Ba2+时，要求在pH=5时生成沉淀，因此要加入HAc-NaAc缓冲溶液来保持这个酸度。

13. 第一讲 第二章 定性分析 1-11 溶液的温度对某些沉淀的溶解度，以及对某些反应进行的速度都有较大的影响。在100℃时，PbCl2沉淀在100g水中可溶解3.34g,是室温下溶解度(20℃时，每100g水中可溶解0.99g)的3倍多。又如向AsO43-的稀HCl溶液通H2S时，反应进行得很缓慢，迟迟得不到As2S3的沉淀。但如果使反应在加热下进行，速度就要快得多。 (三)溶液的温度 (四)溶剂的影响 一般的分析反应都是在水溶液中进行的，但有时却会遇到反应产物在水中的溶解度较大或不够稳定等情况。这时，就需要加大可使其溶解度降低或使其稳定性增加的有机溶剂。

14. 第一讲 第二章 定性分析 1-12 (五)干扰物质的影响 某一鉴定反应能否成功地鉴定某离子，除上述诸因素外，还应考虑干扰物质是否存在。例如以H2SO4鉴定Pb2+时，如果仅仅根据白色沉淀而断定有Pb2+，那就很不可靠，因为Ba2+、Sr2+、Hg22+等也生成类似的白色沉淀。以NH4SCN鉴定Fe3+时，F-不应存在，因为它与Fe3+生成稳定的FeF63-高子，溶液中Fe3+的浓度大为降低，从而使鉴定反应无效。 二、鉴定方法的灵敏性和选择性 （一） 鉴定方法的灵敏性 对于同一种离子，可能有几种甚至多种不同的鉴定反应。评价这些反应可以从不同的角度去进行，而灵敏性如何是其中很重要的一项。

15. 第一讲 第二章 定性分析 1-13 1. 最低浓度 最低浓度是在一定件件下，使某鉴定反应还能得出肯定结果的该离子的最低浓度，一般以rB或l:G表示，G是含有1g被鉴定离子的溶剂的质量。rB则以mg·mL-1为单位。两者的关系为 rBG=106。 例如以Na3Co(NO2)6为试剂鉴定K+时，在中性或弱酸性溶液中可以得到黄色沉淀，表示有K+存在： 2K+ + Na+ + Co(NO2)6 = K2Na[Co(NO2)6]↓ (黄色) 为测定这个反应的灵敏度，每次平行地取多个含K+离子的试液，并逐级稀释，每次取1滴(0.05ml)进行鉴定、发现直到K+浓度稀至1:12500，都可得到肯定的结果。若再稀释，则得到肯定结果的机会将小于半数。因此，1:12500就是该鉴定方法的极限浓度，称为此鉴定方法的最低浓度。

16. 第一讲 第二章 定性分析 1-14 2. 检出限量 检出限量是在一定条件下，某鉴定反应所能检出离子的最小质量，通常以微克(μg)作单位来表示，并记为m。显然，检出限量越小，反应越灵敏。这种灵敏度称为质量灵敏度。 在上述鉴定K+的实例中，我们每次取的试液体积为0.05ml，其中所含K+的绝对质量m为: 1:12500=m:0.05 m=1×0.05/12500=4×10-6g=4μg 这个4mg便是在指定条件下该方法所能鉴定的K+的最小质量， 称为此鉴定反应的检出限量。 检出限量越低，最低浓度越小，则此鉴定方法越灵敏。

17. 第一讲 第二章 定性分析 1-15 3. 两种灵敏度间的换算关系 检出限量同最低浓度是相互联系的两个量，如果已知某鉴定反应的最低浓度为l:G，又知每次鉴定时所取的体积为V(ml)，则检出限量m(μg)可以按下式算出: 1:G=m×10-6:Vm=V×106/G 通常表示某鉴定反应的灵敏度时，要同时指出其最低浓度和检出限量。 （二）鉴定反应的选择性 定性分析对鉴定反应的要求不仅是灵敏，而且希望能在其他离子共存时不受干扰地鉴定某种离子。具备这一条件的鉴定反应称为特效反应，该试剂称为特效试剂。

18. 第一讲 第二章 定性分析 1-16 创造特效条件的方法主要有以下几个方面 1. 控制溶液的酸度 这是最常用的方法之一，在实际分析中有许多实例。例如，BaCl2在中性或弱碱性溶液中可同SO42-、SO32-、S2O32-、CO32-、PO43-、SiO32-等多种阴离子生成白色沉淀。但在溶液中加入HNO3使呈酸性后，则只有SO42-可同Ba2+生成白色结晶形BaSO4沉淀。这种沉淀同由SiO32-生成的H2SiO4胶状沉淀，以及由S2O32-析出的硫有明显的区别，因而成为鉴定S2O32-的特效方法。

19. 第一讲 第二章 定性分析 1-17 2. 掩蔽干扰离子 掩蔽干扰离子的方法之一，是使干扰离子生成络合物。例如，以NH4SCN鉴定Co2+时，最严重的干扰来自Fe3+，因为它同SCN-生成血红色的络离子，掩盖了Co(SCN)42-的天蓝色。此时如在溶液中加入NaF，使Fe3+生成更稳定的无色络离子FeF63-，则Fe3+的干扰便可消除。 3. 分离干扰离子 在没有更好的可以消除干扰的办法时，分离是最基本的手段。例如，第四组阳离子的鉴定反应多数受到第三组阳离子的干扰，一般又没有更简便的方法可以消除干扰。在这种情形下，只好采用分离的办法。

20. 第一讲 第二章 定性分析 1-18 三、空白试验和对照试验 鉴定反应的“灵敏”与“特效”，是使某一种待检离子可被准确鉴定的必要条件，但有时并不能完全保证鉴定的可靠性。其原因来自两个方面，(1)溶剂、辅助试剂或器皿等可能引进外来离子，从而被当作试液中存在的离子而鉴定出来，(2)试剂失效或反应条件控制不当，因而使鉴定反应的现象不明显或得出否定结果。 第一种情况可通过作空白试验解决。 第二种情况，即当鉴定反应不够明显或现象异常，特别是在怀疑所得到的否定结果是否准确时，往往需要作对照试验。

21. 第一讲 第二章 定性分析 1-19 四、 分别分析和系统分析 如果我们有足够的特效试剂，或者能够较简便地创造出特效条件而使选择试剂具有特效性，那么，我们便可以在其他离子共存的条件下，鉴定任一想要鉴定的离子。这种分析方法称为分别分析。 分别分析在进行目标明确的有限分析中显得特别优越。显然，这是一种理想的分析方案，它具有准确、快速、灵敏和机动的特点，不受鉴定顺序的限制。 系统分析是按一定的步骤和顺序将离子加以逐步分离的分析方法。它首先把离子分成若干组，然后组内再细分，一直分到彼此不再干扰鉴定为止。

22. 第一讲 第二章 定性分析 1-20 如19世纪化学基本定律：质量守恒定律、定比定律、倍比定律的发现，原子论、分子论的创立，相对原子量的测定、元素周期表的建立等等，都与分析化学的贡献分不开。 与化学有关的科学领域，如矿物学、地质学、海洋学、生物学、医药学、农业科学、天文学、考古学、环境科学、材料科学、生命科学等，分析化学都起着重要的作用。 综上所述，只要涉及化学现象，都需要分析化学提供各种信息，才能解决科学研究中的各种问题。

23. 第一讲 第二章 定性分析 1-21 矿物的勘探 产品的质量检查 工业方面 工艺过程质量控制 商品检验 环境检测 水、土成分调查 农业方面 农药、化肥、残留物、营养分析 其它部门：国防、公安、航天、医药、食品、材料、能源、环保、竞技体育等都离不开分析化学。 正因为如此，分析化学的水平被认为是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。