分析化學(xué)(第二版)是根據(jù)教育部理工科化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和化學(xué)化工教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)等擬訂的關(guān)于化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化工、醫(yī)藥學(xué)及環(huán)境科學(xué)等專業(yè)化學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容的要求和有關(guān)專業(yè)綜合應(yīng)用與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需要而編寫的,同時(shí)參考了近年來分析化學(xué)的學(xué)科進(jìn)展綜述和國(guó)內(nèi)外新出版的分析化學(xué)教材與教學(xué)參考書。本書共9章,包括緒論、誤差與數(shù)據(jù)處理、化學(xué)分析法導(dǎo)論、酸堿平衡與酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法、重量分析法、分析化學(xué)中的樣品制備及常用分離方法。本書可作為應(yīng)用型高等院校化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化工、輕工、材料、生物、醫(yī)藥、環(huán)境、地質(zhì)、農(nóng)林等專業(yè)的分析化學(xué)教材及考研參考書,也可供相關(guān)師生及分析測(cè)試工作者、自學(xué)者閱讀參考。
本書針對(duì)普通本科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要編寫,結(jié)合第1版使用情況進(jìn)行修訂,切合當(dāng)前教改形勢(shì)。
分析化學(xué)自2011年出版發(fā)行以來,受到全國(guó)應(yīng)用型本科院校的熱情鼓勵(lì)和大力支持,至今已重印3次,在各應(yīng)用型本科院校應(yīng)用化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)過程中取得了良好的教學(xué)效果。為了適應(yīng)高校基礎(chǔ)教育改革與發(fā)展的需要,我們根據(jù)近年來使用本教材的體會(huì),吸收國(guó)內(nèi)外分析化學(xué)教材的優(yōu)點(diǎn)和各應(yīng)用型本科院校對(duì)本教材的修改建議,對(duì)第1版教材的有些內(nèi)容進(jìn)行刪減與更新。在教材的修訂過程中,力求各章節(jié)內(nèi)容精、新、全,并注重應(yīng)用性的特點(diǎn),在科學(xué)性、教育性、應(yīng)用性和可讀性等方面下功夫。本教材注重學(xué)生分析化學(xué)基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的培養(yǎng);注重基本理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合;注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性意識(shí)和思維,促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化知識(shí)體系的構(gòu)建。
本次修訂的基本思路如下:
(1) 保持本教材第1版的基本結(jié)構(gòu)框架。
(2) 在誤差和數(shù)據(jù)處理一章中,刪除了誤差的傳遞的內(nèi)容。
(3) 在化學(xué)分析法導(dǎo)論一章中,刪除了滴定曲線與滴定分析中的終點(diǎn)指示方法的內(nèi)容,但在定量分析結(jié)果的表示部分增加了被測(cè)組分的化學(xué)表示形式的內(nèi)容。
(4) 在酸堿平衡與酸堿滴定法一章中,簡(jiǎn)化了一些描述方式,增加了指示劑用量對(duì)指示劑變色的影響的具體實(shí)例。
(5) 在配位滴定法一章中,刪除了不同pH時(shí)的lgY(H)及金屬離子的lgM(OH)值兩張表,鼓勵(lì)學(xué)生充分利用附錄及分析化學(xué)手冊(cè)數(shù)據(jù)。
(6) 在氧化還原滴定法一章,增加了氧化還原滴定結(jié)果的計(jì)算的內(nèi)容,通過具體滴定實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握氧化還原滴定的基本原理,還增加了部分練習(xí)題。
(7) 在重量分析法一章中,更新了2015年版《中國(guó)藥典》收錄的中藥灰分的測(cè)定內(nèi)容。
本教材由黃朝表和朱秀慧主編。參加第二版編寫的有浙江師范大學(xué)行知學(xué)院黃朝表(第1章、第3章、附錄),電子科技大學(xué)中山學(xué)院張景強(qiáng)、謝輝(第2、9章),電子科技大學(xué)中山學(xué)院孫延一(第3章),佳木斯大學(xué)王瑩(第4章),南京中醫(yī)藥大學(xué)翰林學(xué)院朱安宏(第5章),北京理工大學(xué)珠海學(xué)院魏永春(第5章),江西中醫(yī)藥大學(xué)韋國(guó)兵(第6章),河套學(xué)院徐康寧(第6章),營(yíng)口理工學(xué)院朱秀慧、陳琳(第7章),南京中醫(yī)藥大學(xué)曹雨誕(第8章),后,由武漢大學(xué)潘祖亭教授審閱定稿。
由于編者水平有限,書中不足之處在所難免,歡迎廣大讀者批評(píng)指正。
編者2018年12月前言分析化學(xué)(第二版)第1版前言
本書是根據(jù)教育部理工科化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)和化學(xué)化工教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)等擬訂的關(guān)于化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、化工、醫(yī)藥學(xué)及環(huán)境科學(xué)等專業(yè)化學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容的要求而編寫的,也是近幾年來落實(shí)教育部對(duì)普通本科專業(yè)進(jìn)行評(píng)估的要求,促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高,進(jìn)行分析化學(xué)教學(xué)內(nèi)容、課程體系及教學(xué)方法改革和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
分析化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一門以多學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合性學(xué)科,因而早有分析科學(xué)的稱謂。諸多學(xué)科的理論和實(shí)際問題的解決越來越需要分析化學(xué)的參與。分析化學(xué)家的主導(dǎo)作用在生命科學(xué)、食品安全、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、突發(fā)事件處理等許多涉及人類健康和生命安全的領(lǐng)域得到了充分體現(xiàn)。例如,生命過程是空間和時(shí)間的函數(shù)并受到生理甚至心理因素的影響,因此需要采用在體、原位、實(shí)時(shí)且好是非侵入的方法進(jìn)行檢測(cè)。這就要求不斷探索,采用各種新方法、新儀器和新技術(shù),以解決分析化學(xué)所面臨的越來越復(fù)雜的挑戰(zhàn)。
我國(guó)著名的分析化學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士梁樹權(quán)教授曾指出,分析化學(xué)是一個(gè)整體,化學(xué)分析和儀器分析構(gòu)成分析化學(xué)的兩大支柱梁樹權(quán).分析化學(xué)過去、現(xiàn)在和展望.分析試驗(yàn)室,1993,12(1):11.。兩部分內(nèi)容相互補(bǔ)充,共同承擔(dān)著大千世界各種不同的分析任務(wù),并在化學(xué)及相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)中繼續(xù)起著非常重要的作用。美國(guó)《Analytical Chemistry》雜志也曾兩次刊登著名的分析化學(xué)家Charles M.Beck II的長(zhǎng)文Charles M Beck II.Classical Analysis:A Look at the Past,Present and
Future.Analytical Chemistry,1991,63:20;1994,66:4.,強(qiáng)調(diào)化學(xué)分析的重要性和化學(xué)分析人才培養(yǎng)的緊迫性。
本書的編寫正是基于以上基本原則,本書介紹化學(xué)分析,和本系列教材中《儀器分析》共同構(gòu)成分析化學(xué)整體,進(jìn)行優(yōu)化整合,精選內(nèi)容,突出重點(diǎn)、共性與個(gè)性,著重闡述各類分析方法的基本原理和實(shí)際應(yīng)用,便于教和學(xué)并提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)分析化學(xué)學(xué)科的系統(tǒng)性、完整性、應(yīng)用的廣泛性以及各種方法的共性與特殊性的認(rèn)識(shí)。實(shí)際上,當(dāng)今和未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),隨著生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、環(huán)境與宇宙科學(xué)等的發(fā)展,分析化學(xué)的研究與實(shí)踐、參與問題的解決將面臨大量的工作和挑戰(zhàn),這些也必將與時(shí)俱進(jìn),促進(jìn)分析化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。
本書即分析化學(xué),包括緒論、分析化學(xué)中的誤差與數(shù)據(jù)處理、化學(xué)分析法導(dǎo)論、主要的四大滴定分析法與重量分析法、分析化學(xué)中的樣品制備與常用分離方法等共9章,每章后有精選的思考題與習(xí)題,另有符號(hào)及縮寫的中英文名稱,以及有關(guān)附錄。與本書配套的還有PPT和習(xí)題解答,選用本書的教師可與主編之黃朝表黃朝表,Email:hcb@zjnu.cn。教授聯(lián)系。
本書重視量與定量的概念?档掠幸痪涿裕涸谧匀豢茖W(xué)的各門分支中,只有那些能以數(shù)學(xué)表述的分支才是真正的科學(xué)。定量是分析化學(xué)的核心之一,而分析化學(xué)家的產(chǎn)品和工作主要是分析測(cè)試數(shù)據(jù)和綜合信息并參與相關(guān)問題的解決;探討從取樣原則、試樣的處理與分析、分析方法的選擇、分離與富集、分析測(cè)量到誤差與分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理等全過程,努力提高分析測(cè)試結(jié)果的可信度即保證分析質(zhì)量的方法和途徑,包括提出問題、分析和解決問題以及為什么要這么做的道理。舉一反三,觸類旁通,而這些正是全面推進(jìn)和實(shí)施素質(zhì)教育、加強(qiáng)綜合應(yīng)用型人才培養(yǎng)所提倡和企盼的。
本書將理論與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際應(yīng)用兩個(gè)方面,這也體現(xiàn)了分析化學(xué)是唯一能將無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、臨床與醫(yī)藥化學(xué)、物理學(xué)、生物化學(xué)、材料化學(xué)等學(xué)科相結(jié)合,進(jìn)行綜合應(yīng)用的學(xué)科。
參加本書編寫的人員有:武漢東湖學(xué)院潘祖亭,浙江師范大學(xué)黃朝表,電子科技大學(xué)中山學(xué)院孫延一、張景強(qiáng)、謝輝,南京中醫(yī)藥大學(xué)鄧海山、曹雨誕,北京理工大學(xué)珠海學(xué)院魏永春,河套學(xué)院徐康寧。全書由潘祖亭教授、黃朝表教授任主編,進(jìn)行通讀、整理與定稿。
在本書編寫過程中,我們得到了各編者所在高校和分析化學(xué)同行們的鼓勵(lì)和幫助,還參考了國(guó)內(nèi)外近期出版的優(yōu)秀教材和教學(xué)參考書,華中科技大學(xué)出版社編校人員為本教材的編寫做了大量的工作,在此一并表示衷心的感謝。
限于學(xué)識(shí)和水平,本書雖經(jīng)多次討論修改,不足之處仍在所難免,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正,以待再版時(shí)訂正。
第1章緒論(1)
1.1分析化學(xué)的定義、任務(wù)和作用(1)
1.1.1分析化學(xué)的定義(1)
1.1.2分析化學(xué)的任務(wù)和作用(1)
1.1.3分析化學(xué)的發(fā)展(2)
1.2分析方法的分類(2)
1.2.1化學(xué)分析和儀器分析(2)
1.2.2定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析(3)
1.2.3無機(jī)分析和有機(jī)分析(3)
1.2.4常量分析和微量分析(3)
1.2.5例行分析和仲裁分析(4)
1.3分析過程(4)
1.3.1分析項(xiàng)目的任務(wù)和要求(4)
1.3.2分析方法(4)
1.3.3分析樣品的采取與處理(5)
1.3.4化學(xué)分離、富集與掩蔽(5)
1.3.5分析測(cè)定與結(jié)果的處理(6)
1.4分析化學(xué)文獻(xiàn)與檢索(6)
1.4.1叢書、大全、手冊(cè)和教科書(7)
1.4.2辭典與字典(8)
1.4.3期刊與文摘(9)
1.4.4分析化學(xué)文獻(xiàn)檢索(11)
思考題與習(xí)題(12)
第2章誤差與數(shù)據(jù)處理(13)
2.1測(cè)量誤差(13)
2.1.1絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差(13)
2.1.2系統(tǒng)誤差和偶然誤差(14)
2.1.3準(zhǔn)確度與精密度(15)
2.1.4提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法(17)
2.2有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則(19)
2.2.1有效數(shù)字(19)
2.2.2運(yùn)算規(guī)則(19)
2.2.3數(shù)字修約規(guī)則(21)
2.3有限量分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理(21)
2.3.1t分布和平均置信區(qū)間(21)
2.3.2顯著性檢驗(yàn)(26)
2.3.3可疑數(shù)據(jù)的取舍(29)
2.3.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸分析法(30)
2.4質(zhì)量保證(31)
2.4.1分析結(jié)果的可靠性(32)
2.4.2分析方法的可靠性(33)
思考題與習(xí)題(35)
第3章化學(xué)分析法導(dǎo)論(38)
3.1化學(xué)分析法的基礎(chǔ)知識(shí)(38)
3.1.1常用術(shù)語(38)
3.1.2化學(xué)分析法的分類(39)
3.1.3化學(xué)分析法對(duì)化學(xué)反應(yīng)的基本要求(40)
3.1.4定量分析結(jié)果的表示(41)
3.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液(42)
3.2.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(42)
3.2.2基準(zhǔn)物質(zhì)(43)
3.2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液(44)
3.3化學(xué)分析法的計(jì)算(45)
3.3.1滴定分析計(jì)算的基本公式(46)
3.3.2滴定分析計(jì)算示例(46)
思考題與習(xí)題(49)
第4章酸堿平衡與酸堿滴定法(52)
4.1酸堿質(zhì)子理論(52)
4.1.1酸堿的定義(52)
4.1.2酸堿反應(yīng)(52)
4.1.3水的質(zhì)子自遞反應(yīng)(53)
4.1.4酸堿反應(yīng)的平衡常數(shù)(53)
4.2水溶液中弱酸(堿)各型體的分布(55)
4.2.1物料平衡、電荷平衡和質(zhì)子平衡(55)
4.2.2酸度對(duì)弱酸(堿)各型體分布的影響(56)
4.3酸堿溶液中pH的計(jì)算(59)
4.3.1一元強(qiáng)酸(堿)溶液pH的計(jì)算(59)
4.3.2一元弱酸(堿)溶液pH的計(jì)算(60)
4.3.3多元弱酸(堿)溶液pH的計(jì)算(61)
4.3.4兩性物質(zhì)溶液pH的計(jì)算(63)
4.3.5混合酸(堿)溶液pH的計(jì)算(65)
4.4酸堿緩沖溶液(66)
4.4.1緩沖溶液pH的計(jì)算(66)
4.4.2緩沖指數(shù)與緩沖范圍(70)
4.4.3緩沖溶液的選擇與配制(71)
4.5酸堿指示劑(72)
4.5.1酸堿指示劑的作用原理(72)
4.5.2影響指示劑變色的因素(73)
4.5.3混合指示劑(74)
4.6酸堿滴定法(74)
4.6.1強(qiáng)堿(酸)滴定強(qiáng)酸(堿)(75)
4.6.2強(qiáng)堿(酸)滴定一元弱酸(堿)(76)
4.6.3直接準(zhǔn)確滴定一元弱酸(堿)的可行性判據(jù)(78)
4.6.4終點(diǎn)誤差(78)
4.7多元弱酸(堿)的滴定(80)
4.7.1多元弱酸(堿)分步滴定及準(zhǔn)確滴定的可能性(80)
4.7.2指示劑的選擇(81)
4.7.3混合酸(堿)的滴定(82)
4.7.4酸堿滴定中CO2的影響(82)
4.8酸堿滴定法的應(yīng)用(83)
4.8.1混合堿的分析(83)
4.8.2銨鹽中氮含量的測(cè)定(84)
4.8.3極弱酸(堿)的測(cè)定(85)
4.8.4某些無機(jī)物含量的測(cè)定(85)
4.8.5非水溶液中的酸堿滴定簡(jiǎn)介(86)
思考題與習(xí)題(87)
第5章配位滴定法(91)
5.1配位平衡(91)
5.1.1配合物的穩(wěn)定常數(shù)與配位平衡(91)
5.1.2溶液中各級(jí)配合物的分布(93)
5.1.3分析化學(xué)中常用的配位劑(94)
5.2乙二胺四乙酸及其金屬配合物(95)
5.2.1乙二胺四乙酸的解離平衡(95)
5.2.2乙二胺四乙酸與金屬離子配合物的特點(diǎn)及穩(wěn)定性(96)
5.2.3乙二胺四乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定(99)
5.3配位滴定中的副反應(yīng)和條件穩(wěn)定常數(shù)(100)
5.3.1副反應(yīng)與副反應(yīng)系數(shù)(101)
5.3.2條件穩(wěn)定常數(shù)(103)
5.4配位滴定法的基本原理(104)
5.4.1配位滴定曲線(104)
5.4.2金屬指示劑(107)
5.4.3滴定終點(diǎn)誤差及準(zhǔn)確滴定判別式(111)
5.5提高配位滴定選擇性的途徑(113)
5.5.1控制溶液的酸度(113)
5.5.2采用掩蔽和解蔽的方法(117)
5.5.3預(yù)先分離干擾離子(120)
5.5.4采用其他滴定劑(120)
5.6配位滴定法滴定方式及滴定結(jié)果計(jì)算(121)
5.6.1配位滴定方式及應(yīng)用實(shí)例(121)
5.6.2配位滴定結(jié)果的計(jì)算(125)
思考題與習(xí)題(126)
第6章氧化還原滴定法(129)
6.1氧化還原平衡(129)
6.1.1電極電位和條件電位(129)
6.1.2氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度(131)
6.1.3氧化還原反應(yīng)的速率(133)
6.2氧化還原滴定法的基本原理(133)
6.2.1滴定曲線(133)
6.2.2指示劑(136)
6.2.3氧化還原滴定的預(yù)處理(137)
6.3常用的氧化還原滴定方法及應(yīng)用(139)
6.3.1碘量法(139)
6.3.2高錳酸鉀法(146)
6.3.3其他氧化還原滴定方法(150)
6.4氧化還原滴定結(jié)果的計(jì)算(156)
思考題與習(xí)題(157)
第7章沉淀滴定法(161)
7.1銀量法(161)
7.1.1基本原理(161)
7.1.2指示終點(diǎn)的方法(163)
7.1.3標(biāo)準(zhǔn)溶液和基準(zhǔn)物質(zhì)(166)
7.2沉淀滴定法的應(yīng)用(167)
7.2.1氯化鈉含量的測(cè)定(167)
7.2.2溶液中AsO3-4的測(cè)定(168)
7.2.3合金中銀含量的測(cè)定(168)
7.2.4鹽酸丙卡巴肼的含量測(cè)定(168)
7.2.5有機(jī)化合物中鹵素的測(cè)定(169)
7.2.6亞鐵氰化鉀容量法測(cè)定氧化鋅含量(170)
7.2.7四苯硼鈉滴定法快速測(cè)定鉀(170)
7.2.8中藥朱砂的含量測(cè)定(171)
7.3沉淀滴定法中的計(jì)算(171)
7.4滴定分析法小結(jié)(173)
思考題與習(xí)題(174)
第8章重量分析法(177)
8.1沉淀重量法操作步驟(177)
8.1.1定義(177)
8.1.2操作步驟(178)
8.2沉淀的溶解度及其影響因素(179)
8.2.1沉淀的溶解度(179)
8.2.2影響沉淀溶解度的因素(180)
8.3沉淀的純度及其影響因素(183)
8.3.1影響沉淀純度的因素(183)
8.3.2提高沉淀純度的措施(185)
8.4沉淀的形成與沉淀?xiàng)l件(185)
8.4.1沉淀的類型和形成過程(185)
8.4.2獲得良好沉淀形狀的條件(186)
8.5其他重量分析法(188)
8.5.1揮發(fā)重量法(188)
8.5.2萃取重量法(188)
8.6重量法分析結(jié)果的計(jì)算與應(yīng)用(189)
8.6.1重量法分析結(jié)果的計(jì)算(189)
8.6.2重量法的應(yīng)用(191)
思考題與習(xí)題(192)
第9章分析化學(xué)中的樣品制備及常用分離方法(194)
9.1分析試樣的采取與制備(194)
9.1.1分析試樣的采取(194)
9.1.2分析試樣的制備(196)
9.2常用的分離方法(197)
9.2.1沉淀分離法(197)
9.2.2溶劑及固相萃取分離法(200)
9.3平面色譜分離法(204)
9.3.1薄層色譜分離法(204)
9.3.2紙色譜分離法(206)
9.4離子交換分離法(207)
9.4.1離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)和種類(207)
9.4.2離子交換樹脂的命名與型號(hào)(208)
9.4.3離子交換樹脂的性質(zhì)(209)
9.4.4離子交換樹脂的親和力(209)
9.4.5離子交換分離操作技術(shù)(210)
9.4.6離子交換分離法的應(yīng)用(211)
9.5氣浮分離法(212)
9.5.1原理(212)
9.5.2氣浮分離法類型(212)
9.5.3影響氣浮分離效率的主要因素(213)
9.5.4氣浮分離法的應(yīng)用(214)
9.6液膜分離法(214)
9.6.1液膜的結(jié)構(gòu)及分類(214)
9.6.2液膜分離傳質(zhì)機(jī)理(215)
9.6.3液膜分離的工藝流程(216)
9.6.4液膜分離法的應(yīng)用(217)
思考題與習(xí)題(217)
附錄(219)
附錄A弱酸及其共軛堿在水中的解離常數(shù)(25 ℃,I=0)(219)
附錄B常用緩沖溶液(221)
附錄C酸堿指示劑(221)
附錄D混合酸堿指示劑(222)
附錄E部分配合物的形成常數(shù)(18~25 ℃)(223)
附錄F部分氨羧配合物的形成常數(shù)(18~25 ℃,I=0.1 mol/L)(225)
附錄GEDTA的lgY(H)值(226)
附錄H某些配位劑的lgL(H)值(226)
附錄I某些金屬離子的lgM(OH)值(227)
附錄J常用金屬指示劑(228)
附錄K鉻黑T和二甲酚橙的lgIn(H)及變色點(diǎn)pM(pMt)(228)
附錄L部分氧化還原電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位E()(229)
附錄M部分氧化還原電對(duì)的條件電位(232)
附錄N難溶化合物的溶度積(18~25 ℃,I=0)(233)
附錄O國(guó)際相對(duì)原子質(zhì)量(235)
附錄P部分化合物相對(duì)分子質(zhì)量(236)
參考文獻(xiàn)(240)