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《分析化学》课程教学大纲
主讲： 侯朝晖
分析化学 课程教学大纲
一、课程的基本信息
适应对象：本科，化学与应用各方向
课程代码：2105
学时分配：36
赋予学分：2
先修课程：中学化学、无机化学、有机化学
后续课程：物理化学等
二、课程性质与任务
分析化学是化学化工系的基础课程之一。通过本课程的学习，要求学生掌握分析化学的基本理论，准确树立量的概念，对近代仪器分析方法有所了解，并初步具有分析问题和解决问题的能力。
三、教学目的与要求
（1）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。
（2）掌握分析测定中的误差来源、误差的表征及初步学会实验数据的统计处理方法。
（3）了解定量分析中常用分离方法的原理及应用。
（4）了解分光光度法的原理及应用。
四、教学内容与安排
第一章 定量分析概论（2学时）
定量分析过程，定量分析结果的表示方法；滴定分析法的特点和主要滴定方法；滴定分析对化学反应的要求；基准物质必备的条件；标准溶液的配制与标定；滴定分析的几种滴定方式；滴定分析的计算。
准确度与精密度，误差与偏差，系统误差和随机误差；有效数字及其运算原则。
第二章 酸碱滴定法（10学时）
（1） 酸碱平衡
酸碱质子理论及酸碱共轭关系。
酸碱反应平衡常数：Ka，Kb和Kt；活度与浓度（Debye Huckel方程）；热力学常数、浓度常数和混合常数。
酸碱物质在水溶液中各种存在形式的分布：分析浓度和平衡浓度；一元酸碱和多元酸碱的分布系数和分布图；分布系数与优势区域图的实际应用。浓度对数图*。
溶液平衡的基本原则（物料平衡、电荷平衡、质子条件）。
酸碱溶液pH值的计算方法：强酸（碱）溶液；一元弱酸（碱）溶液；强酸（碱）与弱酸（碱）的混合溶液；两性物质及弱酸弱碱混合溶液；多元酸（碱）溶液；弱酸及其共轭混合溶液。
酸碱缓冲溶液：缓冲容量及缓冲范围；常用缓冲溶液及配制方法。
（2） 酸碱滴定法
酸碱指示剂：指示剂变色原理、变色范围；影响指示剂变色范围的因素；常用酸碱指示剂；混合指示剂。
强酸碱与一元弱酸（碱 ）的滴定曲线；一元弱酸（碱）滴定可能性的判据；一元强酸（碱）和弱酸（碱）混合溶液的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；各类滴定指示剂的选择。
终点误差：代数法计算强酸（碱）滴定的终点误差、弱酸（碱）的终点误差、多元酸（碱）滴定的终点误差；误差公式及其应用。
酸碱滴定法的应用：CO2在酸碱滴定中的影响；酸碱滴定法应用示例；线性滴定法简介*。
第三章 络合滴定法（8学时）
概述：氨羧络合剂；EDTA的性质及在滴定分析中的应用。
络合平衡：络合物的稳定常数；络合物各存在形式在水溶液中的分布（分布图）；主反应和副反应；络合反应的副反应系数（αM、αY和αMY）；络合物的条件稳定常数；金属离子缓冲溶液和配位体缓冲溶液简介。
络合滴定原理：络合滴定的滴定曲线；金属指示剂变色原理及影响指示剂变色点的因素；常用金属指示剂；终点误差公式及其应用。
单一金属离子的络合滴定：滴定的可能性；滴定的适宜pH范围；滴定的最佳pH值。
混合金属离子的选择性滴定：分别滴定的可能性及酸度控制；使用掩蔽剂进行选择性滴定；其他滴定剂的应用。
络合滴定的应用：各种络合滴定方式；EDTA标准溶液的配制和标定。
第四章 氧化还原滴定法（6学时）
概述：氧化还原反应的特点；条件电位及影响条件电位的因素（盐效应、酸效应、络合效应、生成沉淀的影响）；氧化还原反应平衡常数及进行的程度。
氧化还原反应历程及反应速度：影响氧化还原反应速度的因素；催化反应与诱导反应。
氧化还原滴定：氧化还原滴定曲线（化学计量及滴定突跃）；氧化还原滴定用指示剂（指示剂的类型、变色原理及常用指示剂）；氧化还原滴定前的预处理。
氧化还原滴定结果的计算。
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。
第五章 重量分析法和沉淀滴定法（6学时）
重量分析法的分类及特点；沉淀重量分析法的步骤；重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求；重量因数及重量分析结果的计算。
沉淀的溶解度及影响因素：溶解度和固有溶解度；溶度积和条件溶度积；影响沉淀溶解度的因素。
沉淀的形成和沉淀的类型：沉淀的类型；沉淀的形成过程；Von Weimam公式及应用。
影响沉淀纯度的主要因素：共沉淀；后沉淀；共沉淀对分析结果的影响；减少共沉淀的方法。
沉淀条件的选择：晶形沉淀形成条件的选择；无定形沉淀形成条件的选择；均相沉淀法。
有机沉淀剂概述：有机沉淀剂的特点和意义；有机沉淀剂的分类和应用简介。
常用沉淀滴定法的原理、特点及应用；Mohr法；Volhard法；Fajans法。
第六章 吸光光度法（4学时）
概述：吸光光度法的意义和应用；光的基本性质及在分析化学中的应用；可见光吸收光谱的产生及特征。
吸光光度法的基本原理：Lamber-Beer定律；吸光度的加和性；西光系数和桑德尔灵敏度的定义和意义；偏离比尔定律的原因。
比色和分光光度法仪器的原理、构造；目视比色法；光电比色法；分光光度计。
显色反应及影响因素：吸光光度法对显色反应的要求；影响显色反应的主要因素；重要的显色剂；多元络合物显色体系简介。
光度法测量误差及测量条件的选择：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。
吸光光度法在定量分析中的应用：工作曲线法；差示分光光度法；多组分分析；光度滴定法；络合物组成的确定；有机试剂的酸碱离解常数的测定；其它方面应用简介*；双波长分光光度法。
五、教学设备和设施
教室 教学模型
六、课程考核与评估
笔试, 闭卷, 开卷
成绩评定 平时成绩： 20%
期中测验： 30%
期末考试： 50%
七、附录
教学参考文献目录
定量分析化学简明教程 彭崇慧等 北京大学出版社
化学平衡与滴定分析 高华寿等 高等教育出版社
化学分析原理 张锡瑜等 科学出版社
定量化学分析 李龙泉等 中国科技大学出版社
分析化学 林树昌、胡乃非 高等教育出版社
化学分析 邹明珠等 吉林大学出版社
分析化学 容庆新、陈淑群 中山大学出版社
教学网络提示
分析化学课程考核大纲
一、适应对象
修读完本课程规定内容的化学与应用专业的本科学生；
提出并获准免修本课程、申请进行课程水平考核的化学与应用专业的本科学生；
提出并获准副修第二专业、申请进行课程水平考核的非化学与应用专业的本科学生。
二、考核目的
考试是对教和学的一次全面验收，既可检查学生对知识的掌握情况，又可检查教师的教学效果，为进一步提高教学质量提供依据。
三、考核形式与方法
笔试, 闭卷, 开卷
四、课程考核成绩构成
平时听课出勤、课外作业 20%
期中考试成绩 30%
期末考试成绩 50%
五、考核内容与要求
第一章 定量分析概论
定量分析过程，定量分析结果的表示方法；滴定分析法的特点和主要滴定方法；滴定分析对化学反应的要求；基准物质必备的条件；标准溶液的配制与标定；滴定分析的几种滴定方式；滴定分析的计算。
准确度与精密度，误差与偏差，系统误差和随机误差；有效数字及其运算原则。
第二章 酸碱滴定法
（3） 酸碱平衡
酸碱质子理论及酸碱共轭关系。
酸碱反应平衡常数：Ka，Kb和Kt；活度与浓度（Debye Huckel方程）；热力学常数、浓度常数和混合常数。
酸碱物质在水溶液中各种存在形式的分布：分析浓度和平衡浓度；一元酸碱和多元酸碱的分布系数和分布图；分布系数与优势区域图的实际应用。浓度对数图*。
溶液平衡的基本原则（物料平衡、电荷平衡、质子条件）。
酸碱溶液pH值的计算方法：强酸（碱）溶液；一元弱酸（碱）溶液；强酸（碱）与弱酸（碱）的混合溶液；两性物质及弱酸弱碱混合溶液；多元酸（碱）溶液；弱酸及其共轭混合溶液。
酸碱缓冲溶液：缓冲容量及缓冲范围；常用缓冲溶液及配制方法。
（4） 酸碱滴定法
酸碱指示剂：指示剂变色原理、变色范围；影响指示剂变色范围的因素；常用酸碱指示剂；混合指示剂。
强酸碱与一元弱酸（碱 ）的滴定曲线；一元弱酸（碱）滴定可能性的判据；一元强酸（碱）和弱酸（碱）混合溶液的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；各类滴定指示剂的选择。
终点误差：代数法计算强酸（碱）滴定的终点误差、弱酸（碱）的终点误差、多元酸（碱）滴定的终点误差；误差公式及其应用。
酸碱滴定法的应用：CO2在酸碱滴定中的影响；酸碱滴定法应用示例；线性滴定法简介*。
第三章 络合滴定法
概述：氨羧络合剂；EDTA的性质及在滴定分析中的应用。
络合平衡：络合物的稳定常数；络合物各存在形式在水溶液中的分布（分布图）；主反应和副反应；络合反应的副反应系数（αM、αY和αMY）；络合物的条件稳定常数；金属离子缓冲溶液和配位体缓冲溶液简介。
络合滴定原理：络合滴定的滴定曲线；金属指示剂变色原理及影响指示剂变色点的因素；常用金属指示剂；终点误差公式及其应用。
单一金属离子的络合滴定：滴定的可能性；滴定的适宜pH范围；滴定的最佳pH值。
混合金属离子的选择性滴定：分别滴定的可能性及酸度控制；使用掩蔽剂进行选择性滴定；其他滴定剂的应用。
络合滴定的应用：各种络合滴定方式；EDTA标准溶液的配制和标定。
第四章 氧化还原滴定法
概述：氧化还原反应的特点；条件电位及影响条件电位的因素（盐效应、酸效应、络合效应、生成沉淀的影响）；氧化还原反应平衡常数及进行的程度。
氧化还原反应历程及反应速度：影响氧化还原反应速度的因素；催化反应与诱导反应。
氧化还原滴定：氧化还原滴定曲线（化学计量及滴定突跃）；氧化还原滴定用指示剂（指示剂的类型、变色原理及常用指示剂）；氧化还原滴定前的预处理。
氧化还原滴定结果的计算。
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。
第五章 重量分析法和沉淀滴定法
重量分析法的分类及特点；沉淀重量分析法的步骤；重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求；重量因数及重量分析结果的计算。
沉淀的溶解度及影响因素：溶解度和固有溶解度；溶度积和条件溶度积；影响沉淀溶解度的因素。
沉淀的形成和沉淀的类型：沉淀的类型；沉淀的形成过程；Von Weimam公式及应用。
影响沉淀纯度的主要因素：共沉淀；后沉淀；共沉淀对分析结果的影响；减少共沉淀的方法。
沉淀条件的选择：晶形沉淀形成条件的选择；无定形沉淀形成条件的选择；均相沉淀法。
有机沉淀剂概述：有机沉淀剂的特点和意义；有机沉淀剂的分类和应用简介。
常用沉淀滴定法的原理、特点及应用；Mohr法；Volhard法；Fajans法。
第六章 吸光光度法
概述：吸光光度法的意义和应用；光的基本性质及在分析化学中的应用；可见光吸收光谱的产生及特征。
吸光光度法的基本原理：Lamber-Beer定律；吸光度的加和性；西光系数和桑德尔灵敏度的定义和意义；偏离比尔定律的原因。
比色和分光光度法仪器的原理、构造；目视比色法；光电比色法；分光光度计。
显色反应及影响因素：吸光光度法对显色反应的要求；影响显色反应的主要因素；重要的显色剂；多元络合物显色体系简介。
光度法测量误差及测量条件的选择：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。
吸光光度法在定量分析中的应用：工作曲线法；差示分光光度法；多组分分析；光度滴定法；络合物组成的确定；有机试剂的酸碱离解常数的测定；其它方面应用简介*；双波长分光光度法。
六、样卷
《分析化学》期考试题
一、选择题（15分）
1.为了得到正确的分析结果，所有酸碱滴定的指示剂变色的pH值必须（ ）
A.稍大于7 B. 稍小于7 C. 等于7 D. 接近或等于化学计量点的pH
2. 微量分析中固体试样的取样是（ ）
A.小于0.1mg B.0.1-10mg C. 0.01-0.1mg D.大于0.1mg
3. 误差的正确定义是（ ）
A. 测量值与其真值之差 B.含有误差之值与真值之差
C. 错误值与其真值之差 D. 某一测量值与算术平均值之差
4. 为了用EDTA滴定法测定某矿石中铜的含量，标定EDTA最好的基准物质是（ ）
A. ZnO B. Cu C. CaCO3 D. MgO
5.某矿石10kg要破碎为最大颗粒直径为2mm，设k为0.1kg•mm-2，应缩分几次（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D.4
6.条件电势是指（ ）
A.电对的氧化形与还原形的浓度都等于1mol•L-1时电对的实际电势。
B.任意浓度下的实际电势。
C.在特定条件下，氧化形与还原形的总浓度均为1mol•L-1时，校正了各种外界因素（酸度、配位反应等副反应）的影响后的实际电势。
D.任意温度下的实际电势。
7.光度计的主要部件有（ ）
A.光源 B.吸收池 C.检测系统 D.单色器
8. 下列哪些因素使沉淀的溶解度增加（ ）
A. 温度降低 B. 加入有机溶剂 C.同离子效应 D. 盐效应
9.下列有关置信区间的定义中，正确的是（ ）
A.以真值为中心的某一区间包括测定结果的平均值的几率。
B.在一定置信度时，以测量值的平均值为中心的包括真值的范围
C.真值落在某一可靠区间的几率。
D.在一定置信度时，以真值为中心的可靠范围
10.两位分析人员对同一含硫酸根的试样用重量法进行分析，得到两组分析数据要判断两人分析的精密度有无显著性差异，应该用下列方法中的哪一种？（ ）
A.Q检验法 B. F检验法 C.u检验法 D.t检验法
二、是非题（10分）
1. 双波长法用待测溶液本身在另一个波长下参比。
2. 定量分析结果精确度高，一定准确度高。
3. 强碱滴定弱酸应满足的条件lgCKa≥≥6。
4. 络合滴定中，可用KCN于弱碱性介质Fe3+、Zn2+中掩蔽等。
5. αy(H)越大，表示络合滴定过程中的副反应越严重。
6. 氧化还原反应的平衡常数越大，则表明氧化还原反应进行的程度一定越大。
7. 示差法所用的参比溶液为浓度稍低于待测溶液的标准溶液。
8. 莫尔法所用的指示剂为铁铵矾，适合在强酸性溶液中进行滴定。
9. 溶液的离子强度影响酸碱指示剂的变色范围，离子强度越大，指示剂的变色范围越窄。
10. 桑德尔灵敏度S是指当仪器的检测极限为A=0.001时，单位截面积光程内所能检测出来的吸光物质的最低含量，其单位为ug/cm2
三、简答题（25分）
1. 适合滴定分析的化学反应应具备哪些条件？
2. 写出(NH4)2HPO4的质子条件。
3. 简述在络合滴定中产生指示剂的封闭与僵化现象的原因，如何消除？
4. 在重量分析法中可采取哪些措施来降低沉淀的溶解度？
5. 光度法中为什么要使用参比溶液？常用的参比溶液有哪些？
四、计算题（50分）
1. 用0.10mol.L-1滴定0.10mol.L-1HAc至pH=8.00计算终点误差。（Ka=1.8×10-5）
2. 欲要求Et≤±0.2%,实验检测终点时，△pM=0.38,用2.00×10-2mol.L-1EDTA滴定等浓度的Bi3+，最低允许的pH为多少？（lgKBiY=27.94）
3. 在0.0100mol.L-1锌氨溶液中，当游离的氨的浓度为0.100mol.L-1（pH=10.0）时，计算锌离子的总副反应系数αZn。已知pH=10.0时，αZn（OH）=102.4，已知Zn(NH3)42+的lgβ1~ lgβ4分别为2.37，4.18，7.31，9.46。
4. H2SO4介质中，用0.100mol.L-1Ce4+溶液滴定0.1000mol.L-1Fe2+时，若选用变色点电势为0.90V的指示剂，终点误差为多少？已知电对Fe3+/Fe2+的条件电势为0.68V，电对Ce4+/Ce3+的条件电势为1.44V。
5. 计算在pH=4.0的水溶液中，CaC2O4的溶解度。已知CaC2O4的溶解积常数为Ksp=2.0×10-9, H2C2O4的PKa1=1.22, PKa2=4.19。
