西北师范大学化学专业课程教学大纲

分 析 化 学

一、说明部分

（一） 课程性质

分析化学是化学本科专业必修的核心课程。

（二）本课程的教学目的和任务

分析化学是高等理科院校的一门重要基础专业课，它的理论和方法不仅是化学学科的基础，也是生物、地质、环境、材料等学科工作的基础。该课程的目的是：使学生建立起准确的 “ 量 ” 的概念并掌握与此相关的基本理论、原理及实验技术，为后续课程及科研打好基础。它的任务是：培养学生从事理论研究和实际工作的能力以及严谨的科学作风，为分析、解决各学科领域内涉及化学的有关实际问题而提供具有一定科学素质的人才。

（三）本课程的性质、特点及基本要求

分析化学是一门测量物质的化学组成、含量、状态、结构的学科，它是化学专业学生的主干基础课。本课程具有下列特点：在学习上以实验为主导，以理论为基础，在选材上以无机物分析为主兼顾有机分析，并以成份分析、含量分析为重点。本课程重点讲述四类滴定分析法和定量分析的误差及数据处理，其次讲述吸光光度法、化学和物理分离方法的部分内容。学完本课程后，应达到下列要求：

１、明确分析化学的目的、任务和要求。

２、掌握常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基本分析方法。

３、掌握误差的来源、分类、减免、表征 , 学会实验数据的统计处理方法。

４、掌握吸分光光度法 , 熟悉定量分析中常用分离方法的基本原理、操作及应用。

5 、具有根据实际问题选择合适分析方法的能力和解决具体问题的能力。

 

（四）本课程的学时分配及进度表

课程内容		理论讲授 ( 学时 )	习题课 ( 学时 )	备注
第一章	绪论	2
第二章	误差及分析化学数据的处理	6
第三章	滴定分析法概述	2
第四章	酸碱滴定法	10
第五章	络合滴定法	8	2	期中考试
第六章	氧化 - 还原滴定法	8
第七章	重量分析和沉淀滴定法	8
第八章	吸光光度法	8
第九章	分析化学中的分离和富集技术	4	2	期末考试
总 计		54	4	58

 

（五） 教学方式

教师讲授及课堂讨论。

 

二、本课程的主要内容及说明

第一章 绪论

教学时数： 2 学时

教学重点： 分析方法的分类及定量分析的一般程序。

教学内容：

１、分析化学的目的、任务和作用。

２、分析方法的分类。

３、定量分析的一般程序。

４、分析化学的发展、现状和展望。

教学要求： 会用不同的分类标准 , 将分析化学分成许多不同的类别；懂得样品分析的一般程序；了解分析化学的目的、任务和作用。

第二章 误差及分析数据的处理

教学时数： 4 学时

教学重点： 系统误差与偶然误差的区别和减免；准确度与精密度的区别、联系与表示方法；提高分析结果准确度的方法；数据处理和有效数字的保留、修约及运算规则。 象难

教学难点 ：误差、偏差同准确度与精密度关系；正态分布的概率范围；平均值的置信区间〔如从 σ 求 μ 的置信区间 , 从 S 求 X 的置信区间 (t 分布 ) 。

教学方法： 以理论讲授为主，具体实验分析为辅；讲解与启发相结合，深入浅出，使抽象难学的理论变的简单具体化。

教学内容：

１、误差的分类、来源和减免。

２、误差的表征 — 准确度、精密度及其表示方法。

３、随机误差的分布规律：频率分布、正态分布、随机误差的区间概率。

４、分析数据的统计处理：置信区间和置信概率，显著性检验 (t,F), 可疑值的检验与取舍。

５、有效数字及运算规则：有效数字的位数、修约、运算。

教学要求 : 重点掌握系统误差与随机误差的区别与减免；准确度与精密度的区别与联系以及两者的表示方法。会用置信区间和置信概率处理分析数据。了解随机误差的分布规律，了解ｔ检验和 F 检验在具体分析中的应用。熟练掌握有效数字的位数确定及运算规则。

习题与作业 ： 思考题，选择题，计算题

第三章 滴定分析法概述

教学时数： 2 学时

教学重点： 有关滴定分析的基本概念 , 对化学反应的要求，标准溶液的配制、标定和浓度表示及计算。

教学难点： 滴定分析中的计算方法。

教学内容：

１、滴定分析过程和方法特点。

２、滴定分析法的分类、要求和主要滴定方式。

３、基准物质和标准溶液（基准物质必备条件，标准溶液的配制、标定、浓度表示）。

４、滴定分析计算。

教学要求 : 掌握化学计量点、滴定终点、滴定误差等基本概念。掌握滴定分析对化学反应的要求和基准物质应具备的条件。了解常用的滴定方式。掌握标准溶液的配制和标定方法。通过习题计算牢固掌握物质的量浓度和滴定度的应用及换算。懂得滴定分析中误差的主要来源及减免方法。

习题与作业： 思考题，选择题，计算题

第四章 酸碱平衡和酸碱滴定法

教学时数： 10 学时

教学重点 ： 质子条件式的写法及根据质子条件式计算水溶液酸碱度的方法；各类酸 ( 碱 ) 溶液中 [H + ] 的计算及其滴定可能性的判据；化学计量点 pH 和突跃范围 pH 值的计算 , 影响突跃范围的因素及指示剂的选择原则 ; 熟悉酸碱滴定法的应用；了解计算机在酸碱平衡处理中的应用。

教学难点 ：酸碱溶液中各型体的分布分数及平衡浓度计算，各类酸碱溶液 pH 值的计算 , 多元酸 ( 碱 ) 或混和酸 ( 碱 ) 直接被滴定或分别被滴定的判断和滴定误差的计算。

教学方法 ：讲述四大滴定分析法之前，观看多媒体课件，让学生熟知滴定仪器和操作要求。每章节课前预习。力求理论联系实际，学以致用。

教学内容：

1、 酸碱质子理论：（酸碱共轭关系，共轭酸碱对的 K a 与 K b 的关系）。

2、 酸度对酸碱存在形式的影响：（分析浓度和平衡浓度；一元酸碱和多元酸碱的分布分数、分布图及其应用。）

３、酸碱溶液的 pH 值的计算 :( 溶液平衡的基本原则 --- 物料平衡、电荷平衡、质子平衡； pH 值计算 --- 强酸强碱 , 一元弱酸弱碱 , 多元酸碱 , 两性物质、混和酸 ( 碱 ), 共轭酸碱溶液。

４、酸碱指示剂： ( 变色原理、变色范围及影响因素，常用酸碱指示剂，混和酸碱指示剂 ) 。

５、滴定曲线与指示剂选择〔强酸碱和一元弱酸碱滴定曲线；一元弱酸（碱）滴定可能性的判据；一元强酸（碱）和弱酸（碱）混和溶液分别滴定可能性的判据；多元酸（碱）逐级滴定的可能性的判据（以 H 3 PO 4 和 NaCO 3 的滴定为例）及各类滴定中指示剂的选择〕。

６、酸碱滴定法的应用： [ 酸碱标准溶液的配制及标定 ,CO 2 在酸碱滴定中的影响 , 酸碱滴定法应用实例 --- 混和碱测定 ( 双指示剂法 ) 和铵盐中氮的测定 ( 甲醛法 - 弱酸强化法 )] 。

教学要求 : 巩固共轭酸碱对及其 K a 与 K b 的关系 ; 酸碱的分布分数、分布图及其应用；物料平衡、电荷平衡，及各类酸碱溶液中 pH 值计算的最简式。掌握质子条件式的写法。了解各类酸碱溶液中 pH 值计算的精确式推导过程，熟悉指示剂的变色原理和常用指示剂的变色范围。掌握各类酸碱滴定过程中溶液 pH 值的计算方法，学会绘制滴定曲线，掌握指示剂的选择原则。熟悉一元弱酸（碱）滴定可能性的判据，了解混和酸（碱）、多元酸 ( 碱 ) 分别滴定可能性的判据。掌握缓冲溶液的概念，作用原理及 PH 的计算。

重点： 质子平衡式的写法及根据质子平衡式计算水溶液酸碱度的方法；各类酸 ( 碱 ) 滴定可能性的判据；化学计量点 pH 和突跃范围 pH 值的计算 , 影响突跃范围的因素及指示剂的选择原则 ; 酸碱滴定法的应用；计算机在酸碱平衡处理中的应用。

习题与作业 ： 选择题，选择题，计算题

第五章 络合滴定法

教学时数： 8 学时

教学重点： MY 络合物的特点，络合滴定原理和滴定过程中 pM 的计算，影响突跃范围的因素；副反应系数、条件稳定常数，酸效应曲线；单一金属离子准确滴定和混和金属离子分步准确滴定的判据；指示剂的僵化、封闭、变质现象与消除。

教学难点 ：  酸效应曲线与条件稳定常数 lgK MY ′=lgK MY -lgα M -lgα Y 的应用；混和金属离子分步准确滴定的判据和选择性滴定的条件、方法及计算。

教学内容：

１、络合滴定法概述：络合反应的普遍性、意义及应用；络合滴定反应应具备的条件；氨羧络合剂、 EDTA 的性质及其平衡， EDTA 及其配合物的特点－普遍性、稳定性、简单性、可溶性和颜色倾向性。

２、络合平衡及其影响因素：络合物的稳定常数 , 逐级稳定常与逐级离解常数 , 累积稳定常数；络合平衡中各型体浓度的计算；主反应和副反应 , 副反应系数 (α) ；络合物的条件稳定常数 K MY ′ 。

３、络合滴定原理： EDTA 滴定曲线 , 影响突跃范围的因素 (lgk MY , 、 C M 、 α M(L) 、 α Y(H) ；准确滴定的条件 (lgK MY ′ ≥8) ；络合滴定的最高允许酸度和酸效应曲线的应用 ) 。

４、金属指示剂：金属批示剂的变色原理，应具备的条件及选择；金属批示剂的封闭、僵化和氧化变质现象与消除，常用金属指示剂。

５、提高络合滴定选择性的方法：控制酸度、使用掩蔽剂、使用解蔽剂、采用化学分离法。

６、络合滴定法的类型及应用：各种络合滴定方式 ,EDTA 标液的配制、标定和水硬度的测定。

教学要求 : 掌握氨羧络合剂的性质、 EDTA 的性质及其平衡；络合物的稳定常数，逐级稳定常数，累积稳定常数；影响突跃范围的因素。掌握 MY 络合物的特点；络合平衡中各型体浓度的计算；络合滴定原理和滴定过程中 pM 的计算；  络合滴定的最高允许酸度和酸效应曲线的应用。掌握 lgK′ （ MY ）计算式、  准确滴定 M 的判据、指示剂变色点和变色范围表示式。掌握金属指示剂应具备的条件；指示剂的封闭、僵化、氧化变质现象与消除；熟悉提高络合滴定选择性的方法。了解络合滴定法的类型和应用。

习题与作业： 思考题，选择题，计算题 .

第六章 氧化还原滴定法

教学时数： 8 学时

教学重点 ： 氧化还原滴定的方法、原理及对平衡常数的要求；滴定过程中计量点电位及突跃范围的计算；氧化还原平衡体系中有关电对的电极电位，并据此判断反应方向，反应进行的程度及反应条件对反应进行程度的影响。氧化还原指示剂的变色点、变色范围及选择原则；主要氧化还原滴定法的原理、特点及应用。

教学难点 ：条件电位及其计算；不同类型氧化还原反应对平衡常数的要求，计量点电位和分析结果的计算。

教学内容：

１、概述：氧化还原滴定法的特点和分类；标准电位和条件电位，影响条件电位的因素 — 盐效应、酸效应、络合效应、沉淀效应。

2 、氧化还原平衡：氧化还原反应的方向及其影响因素；  氧化还原反应平衡常数及进行的程度 ; 氧化还原反应的速度及其影响因素。

３、氧化还原滴定法的基本原理：氧化还原滴定曲线、化学计量点及滴定突跃、影响滴定突跃的因素；  氧化还原滴定用指示剂：氧化还原指示剂 — 自身指示剂、专属指示剂及变色原理；氧化还原滴定前的预处理 — 氧化剂处理、还原剂处理。

４、主要氧化还原滴定法的原理、特点及应用：高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法。溴酸钾法、铈量法。

教学要求 : 掌握氧化还原滴定法的特点、分类、反应速度及其影响因素。掌握氧化还原反应方向及其影响因素；反应进行次序和进行程度的判据；滴定阶段溶液电位和离子浓度的变化规律及计算方法。影响滴定突跃的因素及指示剂的选择；高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法的原理、特点及应用。掌握影响条件电位的因素及滴定前的预处理。

习题与作业： 简答题，选择题，计算题

第七章 重量分析和沉淀滴定法

教学时数： 8 学时

教学重点 ：重量分析法基本 概念、沉淀重量法的分析过程和要求、溶解度及其影响因素、沉淀的类型和形成、影响沉淀纯净的因素、沉淀条件的选择、 银量法的基本原理和滴定条件和 结果的计算。

教学难点： 重量分析法的分析过程、沉淀溶解度的计算、沉淀的形成、沉淀条件的选择、重量分析结果的计算 。

教学内容：

1 、 概述：重量分析法 概念。

2、沉淀重量法的分析过程和要求。

3、溶解度及其影响因素。

4、沉淀的类型和形成、影响沉淀纯净的因素、沉淀条件的选择、沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧。

5、重量分析结果的计算 。

6 、常用沉淀滴定法 ? Mohr 法 ,Volhard 法和 Fajans 法的原理、特点、测定条件、适用范围、干扰因素及应用。

教学要求 ：掌握重量分析法的基本 概念、熟悉沉淀重量法的分析过程和要求、溶解度及其影响因素、沉淀的类型和形成、影响沉淀纯净的因素和沉淀条件的选择，掌握重量分析结果的计算方法； 掌握莫尔法、佛尔哈德法、法扬司法三种沉淀滴定法的原理、特点和测定条件。

习题与作业： 简答题，选择题，计算题

第八章 吸光光度法

教学时数： 8 学时

教学重点 ：光吸收定律、吸收曲线、工作曲线及其应用；提高吸光分析法选择性和准确度的主要途径；吸光分析法的原理和实际应用。

教学难点： 测量条件的选择，工作曲线的绘制和使用。

教学方法： 以理论讲授，观看多媒体课件，讨论，设计实验方案。

教学内容：

１、概述：吸光光度法的意义和应用；比色分析法和分光光度法的特点。

２、吸光光度法的基本原理：光的性质和物质对光的吸收；  溶液颜色和光吸收的关系，吸收曲线；朗伯 - 比耳定律 ( 吸光度 A 与透光度 T 的关系，吸光系数、摩尔吸光系数、桑德尔灵敏度及其意义。

３、比色和分光光度法的方法和仪器：光度分析法的类型－目视比色法、光电比色法、分光光度法的测定方法、仪器原理及构造。

４、显色反应及其影响因素：吸光光度法对显色反应的要求；影响显色反应的主要因素；多元络合物显色体系简介和重要的显色剂。

５、光度法测量误差及测量条件的选择：偏离朗伯比耳定律的原因；仪器测量误差对分析结果的影响；适宜吸光度范围的控制；入射光波长和参比溶液的选择。

６、吸光光度法的应用：工作曲线法，示差法，光度滴定法，络合物组成的确定，弱酸 ( 碱 ) 电离常数的测定，其它方面的应用简介 ( 双波长分光光度法 , 微分分光光度法，流动注射光度法）。

教学要求 ：  了解吸光光度法的意义和应用；了解光的性质、溶液颜色和光吸收的关系，了解光的互补原则。  掌握光度法的特点、测定方法、仪器使用；朗伯 — 比耳定律及其应用；摩尔吸光系数（ ε ）、桑德尔灵敏度（ｓ）及其意义； ε 与ｓ的关系；光度法对显色反应的要求；显色条件的确定和测量条件的选择；工作曲线法的应用。学会标准曲线的制作方法，并能根据标准曲线计算分析结果。了解示差光度滴定法、络合物组成的确定，弱酸（碱）电离常数的测定。

习题与作业： 简答题，选择题，计算题

第九章 分析化学中的分离和富集技术

教学时数： 4 学时

教学重点 ：常见分析、分离方法及在具体分析中的应用。

教学内容：

１、概述 ： 分离的意义；分离度和回收率；分离方法的分类。

２、常用分离方法简介 : 沉淀、萃取、层析、离子交换、蒸镏和挥发等分离方法。

教学要求：  了解分离的意义。掌握各分离方法的特点、分离依据，具体操作和适应对象。会根据被分离物质和被分离体系的性质特征选用最适宜的分离方法。

习题与作业： 简答题，选择题，计算题

三、本课程所用教材

1 、武汉大学主编，分析化学，第四版，高等教育出版社， 2000.

四、主要教学参考书及材料

1 ．武汉大学等，分析化学，第三版，北京：高等教育出版社， 1995.

2 ．华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学等，分析化学，第三版，北京：高等教育出版社， 2002.

3 ．薛华，李隆弟，郁鉴源等，分析化学，第二版，北京：清华大学出版社， 2001.

4 ．荆祥兆，分析化学，郑州：河南科学技术出版社， 1989.

5 ．徐宝荣，王芬，分析化学，北京：中国农业出版社， 2003.

6 ．朱灵峰，分析化学，北京：中国农业出版社， 2003.

7 ．叶锡模，分析化学，杭州：浙江大学出版社， 1988.

8 ．华东化工学院分析化学教研组等编，分析化学，第三版，北京：高等教育出版社， 1989.

9 ．彭崇慧等编著，《定量化学分析简明教程》，第二版，北京：北京大学出版社， 1997.

10 ．张孙玮等编著，《有机试剂在分析化学中的应用》，北京：科学出版社， 1981.

11 ．石影，訾言勤，定量化学分离方法，徐州：中国矿业大学出版社， 2001.

12 ．赵士铎主编，定量分析简明教程，北京：中国农业大学出版社， 2000.

13 ．科尔索夫等著，南京化工学院分析化学教研组译，定量化学分析，北京：人民教育出版社， 1981.

14 ．克里斯琴 G.D. 著，王令今，张振宇译，分析化学，北京：化学工业出版社， 1988.

15 ．武汉大学化学系编，仪器分析，北京：高等教育出版社， 2001.

16 ． 朱明华编，仪器分析，北京：高等教育出版社， 1994.

17 ．张正奇等，分析化学，北京：科学出版社， 2001.

18. 汪尔康等， 21 世纪的分析化学，北京：科学出版社， 1999.

19. Hargis L.G. ， Analytical Chemistry ， New Jersey ： Pretice-Hall ， Inc ， 1988.

20. 华中师范大学等编，《分析化学》，高教出版社， 1986.

21. 柴华丽，马林，徐华，陈剑宏编，《定量分析化学实验教程》，复旦大学出版社， 1993.