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第一章绪论
了解分析化学的任务和作用,分析方法的分类(无机分析和有机分析;化学分析和仪器分析;常量分析、半微量分析和微量分析)和分析化学的进展。理解分析化学的“眼睛”和“哨兵”作用,了解水质分析、环境监测、材料分析的一般过程。
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●1.1绪论
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●1.2分析化学的任务和作用
根据研究对象来说,分析化学的任务是组分分析和结构分析;根据研究内容来说,分析化学的任务是定量分析、定性分析。
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●1.3分析化学的分类
根据任务不同,分析化学分为化学分析(重量分析和滴定分析)和仪器分析;根据分析对象不同,分为无机分析和有机分析;根据分析量的多少分为常量分析、半微量分析和微量分析等。
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●1.4分析化学的进展
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第二章误差及分析数据的统计处理
了解定量分析的过程和结果表示,掌握定量分析中的误差、分析结果的数据处理,有效数字及其运算规则(意义和位数;修约规则;运算规则;运算规则在分析化学中的应用),误差的产生和表示方法(准确度与误差;精密度与偏差;准确度与精密度的关系);提高分析结果准确度的方法,熟悉有效数字及其运算规则,并将其贯穿在整个分析化学教学过程。
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●2.1定量分析中的误差
定量分析的目的与步骤、分析结果的表示方法;误差的来源:系统误差、偶然误差与过失误差以及各种误差的消除与减免;绝对误差与相对误差、偏差与精密度、误差与准确度
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●2.2分析结果的数据处理
主要介绍置信度与置信区间的概念,显著性检验的方法、Q检验法
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●2.3有效数字及运算规则
有效数字的含义、确定原则以及运算规则
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第三章滴定分析概述
主要介绍滴定分析法、滴定、化学计量点、滴定终点等基本概念,掌握滴定分析法的分类与滴定反应的条件,重点掌握标准溶液配制及其浓度的表示方法,滴定分析结果的计算。
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●3.1滴定分析基本概念
主要介绍滴定分析法、滴定、化学计量点、滴定终点等基本概念,常规滴定仪器介绍,化学试剂等级分类。
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●3.2滴定分析法的分类与滴定反应的条件
滴定分析法的分类、滴定反应的条件以及滴定反应的方式
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●3.3标准溶液
主要介绍直接法和间接法配置标液,基准试剂的条件,间接法配置标液的步骤
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●3.4标准溶液浓度表示法
摩尔浓度、滴定度和百分浓度
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●3.5活度与活度系数
离子强度、活度与活度系数以及离子氛的概念
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第四章酸碱滴定法
了解酸碱平衡的理论基础和不同pH值溶液中的酸碱存在形式的分布情况;掌握酸碱溶液pH值的计算方法,酸碱滴定终点的指示方法;掌握一元酸碱的滴定,了解多元酸、混合酸和多元碱的滴定;掌握酸碱标准溶液的配制和标定,酸碱滴定法结果计算方法;熟悉水中碱度来源和组成,掌握连续滴定法测定水中碱度的方法。
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●4.1酸碱平衡的理论基础
主要介绍酸碱电离理论、质子理论、共轭酸碱对、质子自递作用、酸碱的解离平衡以及溶液的酸度。
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●4.2酸碱溶液各型体的分布
主要介绍几个基本概念:平衡浓度、分析浓度、物料平衡、分布系数以及分布曲线等,理解不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布情况,能够熟练读懂分布曲线,能够熟练进行分布系数计算和应用。
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●4.3酸碱溶液PH值的计算
电荷平衡与质子条件式的书写,重点学习零水准法——简单快捷,容易掌握。强酸强碱溶液pH值的计算,注意水中解离出的H+和OH-;一元弱酸弱碱溶液pH值的计算,注意最简式的使用条件。多元酸碱、缓冲溶液pH值的计算。
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●4.4酸碱滴定终点的指示方法
酸碱指示剂以及变色范围、影响因素等,混合指示剂的使用
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●4.5一元酸碱的滴定
强碱滴定强酸、弱碱滴定强酸、强碱滴定弱酸滴定曲线的获得、滴定突跃的影响因素、弱酸弱碱被准确滴定的条件
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●4.6多元酸碱的滴定
多元酸碱的准确滴定、分布滴定的条件以及混合酸的滴定
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●4.7酸碱标准溶液的配制和标定
酸碱标准溶液的配置与标定:常用标定酸的基准物质:碳酸钠与硼砂;常用标定碱的基准物质:邻苯二甲酸氢钾
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●4.8酸碱滴定法结果计算示例
本节中主要介绍双指示剂法测定混合碱的计算,注意根据双指示剂变色时消耗的酸的量来准确判断混合碱的组成。磷酸盐含量的测定需要进行前处理,滴定过程中指示剂不同,计算表达式不同,请注意换算因数。
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第五章配位滴定法
本章中主要介绍配位滴定法基本概况,EDTA与金属离子的配合物及其稳定性、外界条件对EDTA与金属离子配合物稳定性的影响。了解滴定曲线,金属指示剂及其他指示终点的方法,掌握混合离子的分别滴定方法、配位滴定的方式和应用。熟悉水中硬度的测定原理和方法。
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●5.1络合滴定概述
主要介绍络合滴定条件、络合物的稳定性、络合剂,其中以EDTA为主要络合剂(滴定剂)
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●5.2EDTA与金属离子的络合物及其稳定性
主要介绍EDTA的6个特点、络合物的稳定性大的内在原因。
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●5.3外界条件对络合物的稳定性的影响
本节中主要介绍EDTA是一个6元弱酸,存在6级解离平衡,EDTA分布曲线,逐级络合现象,累积稳定常数的概念;EDTA与金属离子的副反应,酸效应及酸效应系数,条件稳定常数,络合滴定的最小pH值的确定,络合滴定法测定单一金属离子的条件,林邦曲线的应用。EDTA与金属离子的副反应,金属离子的络合效应及金属离子的副反应系数,条件稳定常数的相关计算与影响因素,如何选择适宜的滴定条件。
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●5.4络合滴定曲线
EDTA滴定金属离子M的滴定曲线,影响滴定突跃的因素:pH值、掩蔽剂的络合作用对滴定突跃的影响,金属离子浓度M对滴定突跃的影响。滴定过程中,选择和控制适当的酸度的重要性。
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●5.5金属指示剂及其指示终点的方法
主要介绍金属指示剂的作用原理,选用合适的pH值范围,金属指示剂应具备的条件,M-指示剂络合物的稳定性要适中,指示剂封闭与僵化现象的产生原因与消除措施等。常用的金属指示剂:铬黑T、PAN、钙指示剂(N,N)、酸性铬蓝K、磺基水扬酸 (ssal) 、二甲酚橙(X.O.)作用原理与pH选择。
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●5.6提高络合滴定选择性的方法
主要介绍络合滴定选择性,混合离子的分步准确滴定条件:单一离子、混合离子以及选择指示剂的要求;消除干扰离子的措施:控制溶液的酸度(最高酸度、最低酸度):Fe3+、 Al3+、 Ca2+、 Mg2+中分别滴定。消除络合滴定干扰离子的措施:掩蔽作用(络合掩蔽、沉淀掩蔽、氧化还原掩蔽、选择性的解蔽)、化学分离法、选用其它滴定剂(EGTA、EDTP)
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●5.7络合滴定的方式及其应用
直接滴定:Ca2+、Mg2+;间接滴定:Na+、SO42-、PO43-等;返滴定:Al3+;置换滴定:Ag+等
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第六章氧化还原滴定法
本章主要介绍条件电极电位基本概念及其影响条件,判断氧化还原反应的进行的程度,氧化还原反应速度的影响因素,氧化还原滴定终点的确定,重点是高锰酸钾法,重铬酸钾法,碘量法。了解其他氧化还原滴定法。并掌握氧化还原滴定结果的计算。掌握高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法在实际水质指标测定中的应用,包括测定原理、测定条件、指示剂和操作方法;如COD、BOD5、DO、高锰酸盐指数测定原理和测定方法;掌握各种氧化还原滴定结果的计算;掌握常见的水中有机物综合指标的概念、使用范围及相互关系;了解常规有机物指标和新型有机物指标的应用状况。
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●6.1克式量电位
主要介绍克式量电位定义、表达式推导过程,注意能斯特表达式的应用;决定克式量电位的影响因素:离子强度I、沉淀的生成、络合物的生成、溶液的酸度等。
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●6.2氧化还原反应进行的程度
主要介绍平衡常数表达式,两个电对的条件电极电位之差和转移的电子数决定条件平衡常数的大小,推导氧化还原反应能够被准确滴定的条件;等当点电位的计算。
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●6.3氧化还原反应的速度和影响因素
主要介绍简单的氧化还原反应的历程,慢步骤为决速步骤;影响氧化还原反应的因素:反应物的浓度、温度以及催化剂,重点介绍了催化剂对反应速度的影响:动力催化分析法、自动催化作用、负催化剂和诱导效应
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●6.4氧化还原滴定曲线及终点确定
主要介绍氧化还原滴定电极电位的计算、滴定突跃的影响因素、电势差的大小与滴定突跃之间的关系、化学计量点电位与介质影响。氧化还原指示剂:二苯胺磺酸钠;自身指示剂:高锰酸钾;特效指示剂:淀粉
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●6.5氧化还原滴定法中的预处理
主要介绍滴定前的预处理;常用的氧化剂和还原剂;有机物的除去(干法灰化和湿法灰化)
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●6.6高锰酸钾法
主要介绍高锰酸钾在不同介质中的电极电位,根据被测物的性质具有三种滴定方式。高锰酸钾溶液的配制与标定,滴定条件的控制。主要介绍H2O2、Ca2+、软锰矿中MnO2、铁矿石中含Fe量、有机物的测定(高锰酸盐指数)
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●6.7重铬酸钾法
主要介绍重铬酸钾法滴定原理、滴定条件,应用实例:铁矿石中全铁的测定、UO22+的测定、CODCr 的测定。
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●6.8碘量法
主要介绍直接碘量法和间接碘量法的原理、误差来源以及滴定条件,淀粉指示剂;标准溶液的配制和标定:碘标液和硫代硫酸钠标液的配置与标定方法。硫离子或硫化氢的测定、钢铁中S的测定、合金中Cu的测定、费休法测定微量水分、溶解氧(DO)及其测定、生物化学需氧量(BOD5)、硫酸铜中铜含量的测定(学生实验)
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●6.9其它氧化还原滴定法简介
主要介绍铈量法(测铁)和溴酸钾法(测苯酚)。
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第七章重量分析法和沉淀滴定法
本章主要介绍沉淀重量法对沉淀的要求(沉淀重量法的特点和分析过程,提高方法准确度的要点。对沉淀形式和称量形式的要求); 沉淀的溶解度及影响因素(溶解度、溶度积和条件溶度积的含义,相互关系和有关计算;影响沉淀溶解度的因素,包括同离子效应、酸效应、络合效应和盐效应等); 沉淀的形成与影响沉淀纯度的因素;进行沉淀的条件;重量分析结果的计算等;了解沉淀滴定法基本原理,掌握银量法滴定终点的确定。掌握水和废水中氯化物的测定。
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●7.1重量分析法概述
主要介绍重量分析法的原理、步骤以及分类:沉淀法、气化法、提取法和电解法简介。
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●7.2重量分析对沉淀的要求
主要介绍重量分析对沉淀的要求:对沉淀形式的要求;对称量形式的要求以及沉淀剂的选择。
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●7.3沉淀完全的程度与影响沉淀溶解度的因素
主要介绍沉淀平衡和溶度积、影响沉淀溶解度的因素:共同离子效应(common-ion effect) 使S↓;盐效应(salt effect)使S↑;酸效应 [H+]↑ ,s ↑;配位效应,使S↑;温度的影响,溶解一般是吸热过程,绝大多数沉淀的溶解度随温度升高而增大;溶剂的影响,相似相溶原则,离子型晶体,在有机溶剂中的溶解度比纯水中小;沉淀颗粒大小和结构的影响,沉淀颗粒小,总表面积大,溶解度大。
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●7.4影响沉淀纯度的因素
主要介绍共沉淀和后沉淀现象。重量分析中最重要的误差来源之一,产生共沉淀的原因是表面吸附,形成混晶,吸留和包藏等,其中主要的是表面吸附。掌握表面吸附原则,以及表面吸附影响因素:沉淀表面积、温度、杂质浓度等;减小吸附杂质的方法:洗涤沉淀与陈化;获得纯净沉淀的措施。
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●7.5沉淀的形成与沉淀的条件
主要介绍沉淀的形成过程:晶核形成、晶核长大、聚集速度与定向速度,晶形沉淀与非晶形沉淀;沉淀条件的选择:根据哈伯理论—控制聚集速度获得晶形沉淀,晶型取决于聚集速度与定向速度的大小,生成何种沉淀与成核速率、聚集速率和定向速率有关:聚集速度大于定向速度 → 无定形沉淀,聚集速度小于定向速度 → 晶形 沉淀;晶形沉淀所应满足的条件:稀、热、慢、搅拌、陈化;无定形沉淀应满足的条件:浓、热、快、搅、电解质、不陈化、再沉淀。
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●7.6沉淀滴定法概述
主要沉淀滴定法的原理、符合沉淀滴定法的条件,分析了沉淀滴定法应用较少的主要原因,银量法的分类和滴定方式。
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●7.7银量法滴定终点的确定
主要介绍莫尔法指示终点的原理(铬酸钾指示剂),分析了测定条件:指示剂的用量、溶液的酸度(受滴定剂影响:中性或弱碱性介质)、须剧烈摇动和干扰离子的去除、校正空白值,注意事项与应用范围:莫尔法直接滴定只能测定氯离子和 溴离子,不能用标准 NaCl 溶液滴定 银离子,不含与银离子络合的试剂。主要介绍主要介绍佛尔哈德法指示终点的原理(硫酸铁铵指示剂),直接滴定法和返滴定法。分析了测定条件:指示剂的用量、溶液的酸度(受指示剂影响:强酸性介质)、须充分摇动溶液和干扰离子的去除。返滴定法中,为了减少吸附现象,常在滴定前,加入有机试剂(硝基苯、CCl4、二氯乙烷等1~2ml),包住沉淀, 防止转化。主要介绍主要介绍法扬司法指示终点的原理(吸附指示剂—荧光黄),分析了测定条件:控制适当的酸度,增大沉淀的表面积,应避免强光照射,选择合适的指示剂,被测离子浓度不能太稀等。应用:吸附指示剂除了用于“银量法”外;还可以用于测定钡离子及硫酸根离子等。
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第八章分光光度法
本章主要介绍了吸光光度法定义、特点、基本原理,物质对光的选择性吸收、光的吸收基本定律——朗伯—比尔定律,紫外-可见分光光度计及其基本部件,显色反应及显色条件的选择,吸光度测量条件的选择,多组分分析、酸碱解离常数测定、配合物组成及稳定常数的测定、双波长分光光度法。
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●8.1吸光光度法概述
主要介绍分光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法,分为可见分光光度法和紫外分光光度法,分光光度法的优缺点简介。
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●8.2光的吸收基本定律
主要介绍物质对光的选择性吸收:物质所呈现的颜色是物质对不同波长的光的选择性吸收的结果。吸收的本质,分子结构的复杂性使其对不同波长光的吸收程度不同;物质颜色与吸收光颜色的互补关系—物质对光的吸收具有选择性,当照射光光子的能量与被照射的物质粒子的基态和激发态能量之差相当时才能被吸收;吸收曲线,也叫“吸收光谱”—选择测定波长的重要依据;吸收曲线的用途:初步定性分析,不同浓度的同一物质,在吸收峰附近吸光度随浓度增加而增大,最大吸收峰波长(灵敏度最大)不变。还介绍光的吸收基本定律—朗伯-比耳定律,溶液的浓度与吸光度 (吸收光的程度) 的定量关系式。掌握朗伯-比耳定律的物理意义,此定律不仅适用于溶液,也适用于其它均匀非散射的吸光物质,是各类吸光光度法定量分析的依据。摩尔吸光系数的物理意义以及影响因素,吸光物质吸光能力的量度;定量分析的依据;标准曲线(工作曲线)的制作,偏离比耳定律的原因:并不是由定律本身不严格所引起的,仪器不能提供真正的单色光,吸光物质性质的改变。
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●8.3目视比色法和分光光度计
主要介绍目视比色法,准确度要求不高的常规分析,用眼睛观察溶液颜色的深浅来确定溶液中某种物质的含量。常用方法——“标准系列法”,分析其优缺点。还介绍分光光度法与光电比色法的比较,分光光度法的仪器:72型 / 721型 / 751型 分光光度计的组成:光源(钨丝灯、氢灯或氘灯)、单色器(棱镜或光栅)、吸收池(比色皿)、检测系统(光电池、真空二极管、光电倍增管等)等,以及各部分的组成与作用。
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●8.4显色反应及显色条件的选择
主要介绍显色反应的选择和显色条件的选择:显色剂的用量、酸度、温度、时间、干扰的消除。显色剂的分类:无机显色剂(应用较少)和有机显色剂(常用)。自学三元络合物在光度分析中的应用特性简介。
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●8.5吸光度测量条件的选择
主要介绍入射光波长的选择、参比溶液的选择和吸光度读数范围的选择。根据吸收曲线来确定入射光的波长,一般选择最大吸收峰波长; 参比溶液的选择原则: 使溶液的吸光度真正代表被测物质的浓度,调节仪器使参比溶液的 A = 0(T=100%),主要有以下4类参比溶液:空白参比、试剂参比、样品参比以及褪色参比;吸光度读数范围(主要误差来源)的选择:当T=0.368(A=0.434)时,读数误差最小,测量的最佳读数范围:当A=0.2~0.8,OR T=65%~15%时。若不在最佳读数范围之内,可以根据Lambert—Beer定律,适当改变吸收池厚度或待测液的浓度,使A在0.2~0.8范围内。
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●8.6分光光度法的应用
本节主要讲分光光度法的应用。
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第九章复杂物质的分析
本章主要讲复杂物质的分析。
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●9.1碱液中NaOH及Na2CO3含量的测定
碱液中NaOH及Na2CO3含量的测定
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●9.2EDTA标准溶液的标定和水的硬度测定
EDTA标准溶液的标定和水的硬度测定
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●9.3硫酸铜中铜含量的测定
硫酸铜中铜含量的测定
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●9.4水中溶解氧的测定实验价
水中溶解氧的测定实验价
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●9.5水样中氯含量的测定
水样中氯含量的测定
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●9.6邻二氮杂菲分光先度法测定铁
邻二氮杂菲分光先度法测定铁