化学分析篇

第1章化学分析基础知识1

1.1概述 1

1.2误差和分析数据处理 2

1.2.1定量分析中的误差2

1.2.2有效数字及修约规则7

1.2.3正态分布和t分布10

1.2.4置信区间12

1.2.5显著性检验13

1.2.6可疑值取舍16

1.3溶液的配制和计算 19

1.3.1化学试剂19

1.3.2实验用水和分析溶液的配制22

1.3.3标准滴定溶液的制备26

1.3.4杂质测定用标准溶液的制备34

1.3.5常用指示剂溶液的配制35

1.3.6实验试纸38

1.4滴定分析概论 38

1.4.1概述38

1.4.2滴定分析法分类39

1.4.3滴定分析的计算40

第2章化学分析操作技能知识42

2.1玻璃仪器及其他用品 42

2.1.1常用玻璃仪器42

2.1.2常用量器47

2.1.3其他器皿及用品49

2.2天平 55

2.2.1天平的种类55

2.2.2电子天平56

2.3采样方法 57

2.3.1采样总则57

2.3.2固体试样采取59

2.3.3液体试样采取60

2.3.4气体试样采取61

2.4滴定分析基本操作 62

2.4.1滴定管的准备和使用62

2.4.2容量瓶的准备和使用63

2.4.3移液管的洗涤和使用64

2.4.4滴定管容量校正和标准溶液温度补正64

第3章酸碱滴定法68

3.1水溶液中酸碱平衡 68

3.1.1酸碱质子理论68

3.1.2酸碱水溶液pH值的计算70

3.1.3缓冲溶液75

3.2酸碱指示剂 80

3.2.1指示剂变色原理和变色范围80

3.2.2常用酸碱指示剂81

3.2.3混合指示剂82

3.3滴定曲线及指示剂的选择83

3.3.1强碱滴定强酸(强酸滴定强碱)83

3.3.2强碱滴定弱酸86

3.3.3强酸滴定弱碱88

3.3.4多元酸的滴定89

3.3.5多元碱(多元酸盐)的滴定90

3.4酸碱滴定法的应用 91

3.4.1盐酸总酸度测定91

3.4.2工业硫酸中硫酸含量的测定92

3.4.3工业硝酸含量的测定93

3.4.4氨水中氨含量的测定95

3.4.5食醋中总酸量的测定96

3.4.6混合碱的测定96

3.4.7肥料中氨态氮含量的测定102

3.5酸碱滴定法的计算106

3.5.1分析结果的计算106

3.5.2酸碱滴定误差的计算107

第4章氧化还原滴定法110

4.1氧化还原反应110

4.1.1氧化和还原110

4.1.2分析中常见的氧化剂和还原剂110

4.2氧化还原电极电位 112

4.2.1氧化还原电对和半

反应112

4.2.2电对的标准电极电位113

4.2.3能斯特方程式114

4.3氧化还原反应的方向 115

4.3.1氧化还原反应方向的判断115

4.3.2氧化还原反应次序115

4.3.3影响氧化还原反应方向的因素116

4.4氧化还原反应进行的程度和速度 118

4.4.1氧化还原反应平衡常数118

4.4.2氧化还原反应速率119

4.5氧化还原滴定指示剂 120

4.6氧化还原滴定曲线 122

4.7常用的氧化还原滴定法 123

4.7.1高锰酸钾滴定法123

4.7.2重铬酸钾滴定法125

4.7.3碘量法126

4.8氧化还原滴定的应用 127

4.8.1亚硝酸钠纯度测定127

4.8.2过氧化氢含量的测定128

4.8.3工业乙酸酐还原高锰酸钾物质的测定130

4.8.4矿石全铁含量的测定131

4.8.5化学需氧量(COD)的测定132

4.8.6铜合金中铜的测定134

第5章配位滴定法137

5.1概述 137

5.1.1配位滴定分析法137

5.1.2配位化合物的稳定常数138

5.2酸度对配位滴定的影响 139

5.2.1EDTA的结构和特性139

5.2.2EDTA的存在形式与溶液pH值的关系140

5.2.3酸效应系数140

5.2.4条件稳定常数141

5.2.5EDTA酸效应曲线142

5.3配位滴定曲线 143

5.4金属指示剂 145

5.4.1金属指示剂作用原理145

5.4.2金属指示剂使用条件146

5.4.3金属指示剂的封闭和僵化146

5.4.4主要的金属指示剂147

5.5提高配位滴定的选择性 148

5.5.1控制溶液酸度的方法148

5.5.2加掩蔽剂消除干扰149

5.6配位滴定的方法和应用 151

5.6.1配位滴定方法 151

5.6.2应用152

第6章沉淀滴定法159

6.1沉淀滴定法原理 159

6.1.1溶度积原理159

6.1.2沉淀滴定的溶度积常数161

6.1.3分步沉淀161

6.1.4沉淀的转化162

6.1.5沉淀的吸附163

6.2沉淀滴定曲线 163

6.3沉淀滴定方法 165

6.3.1莫尔法165

6.3.2佛尔哈德法166

6.3.3吸附指示剂法(法扬司法)168

6.4沉淀滴定法的应用 169

6.4.1纯碱中氯化钠含量的测定169

6.4.2氢氧化钾中氯化钾的测定170

6.4.3硝酸银含量测定171

第7章称量分析法172

7.1沉淀称量法原理 172

7.1.1称量分析法及其分类172

7.1.2沉淀式与称量式173

7.1.3溶度积与溶解度174

7.1.4影响溶解度的因素175

7.1.5沉淀的纯度179

7.2沉淀称量法操作技术 180

7.2.1选择沉淀剂180

7.2.2选择称样量182

7.2.3沉淀的形成182

7.2.4沉淀的过滤与洗涤184

7.2.5沉淀的烘干与灼烧186

7.3称量分析法的应用 187

7.3.1分析结果计算187

7.3.2食盐中硫酸根含量测定188

7.3.3有机溶剂中蒸发残渣及灼烧残渣的测定189

7.3.4钢铁中镍含量的测定190

7.3.5硫酸铜结晶水的测定191

仪器分析篇

第8章电化学分析192

8.1电化学分析导论 192

8.1.1电化学分析的特点及分类192

8.1.2化学电池193

8.1.3电极电位与能斯特方程195

8.1.4电导、电导率、摩尔电导率197

8.1.5电解与法拉第定律201

8.2电位分析 202

8.2.1直接电位法测定pH值202

8.2.2电位滴定207

8.2.3离子选择电极211

8.3电导分析 213

8.3.1电导仪213

8.3.2直接电导分析法214

8.3.3电导滴定法215

8.4库仑分析 218

8.4.1库仑分析法的分类及特点218

8.4.2微库仑分析仪219

8.4.3库仑分析法的应用221

第9章紫外-可见分光光度分析法226

9.1紫外-可见分光光度分析法原理 226

9.1.1物质对光的吸收226

9.1.2光吸收定律229

9.2紫外-可见分光光度计结构 231

9.2.1基本结构231

9.2.2紫外-可见分光光度计类型234

9.3显色反应 237

9.3.1显色反应简介237

9.3.2显色剂237

9.3.3影响显色反应的因素239

9.4分光光度分析的定量方法 242

9.4.1选择工作条件242

9.4.2目视比色法242

9.4.3标准曲线法243

9.4.4直接比较法245

9.4.5标准加入法246

9.4.6分析结果的计算246

9.5分光光度分析法的应用 248

9.5.1紫外-可见分光光度法通则(参照GB/T 9721—2006)248

9.5.2分光光度法应用注意的问题251

9.5.3紫外分光光度法应用253

9.5.4可见分光光度法的应用258

第10章气相色谱分析法263

10.1气相色谱法基本理论 263

10.1.1分析流程263

10.1.2名词术语264

10.2气相色谱分离原理 266

10.2.1气-固吸附原理266

10.2.2气-液分配原理267

10.2.3塔板理论268

10.2.4速率理论270

10.2.5分离度271

10.3样品的进样与气化 273

10.3.1气化室274

10.3.2直接进样275

10.3.3分流与不分流进样276

10.3.4冷柱头进样与程序升温进样278

10.3.5阀进样278

10.4色谱柱 279

10.4.1填充柱280

10.4.2毛细柱280

10.4.3气固色谱固定相(固体吸附剂)282

10.4.4气液色谱固定相(载体和固定液)284

10.4.5填充柱的制备288

10.5检测器289

10.5.1检测器的性能指标289

10.5.2热导检测器292

10.5.3氢焰检测器294

10.5.4电子捕获检测器296

10.5.5火焰光度检测器299

10.5.6其他检测器301

10.6色谱定性方法302

10.6.1影响保留值的因素302

10.6.2保留值定性303

10.6.3联机定性304

10.6.4整体定性305

10.6.5色谱定性实例306

10.7色谱定量方法307

10.7.1定量分析的基础307

10.7.2校正因子与响应值308

10.7.3归一化法309

10.7.4外标法310

10.7.5内标法311

10.7.6标准加入法(叠加法)311

10.8气相色谱分析条件的选择312

10.9气相色谱分析的样品处理技术315

10.9.1蒸馏315

10.9.2溶剂萃取316

10.9.3顶空分析316

10.9.4吹扫捕集318

10.9.5热解318

10.10气相色谱法的应用319

10.10.1气相色谱法通则319

10.10.2气相色谱分析注意的问题324

10.10.3应用实例326

第11章液相色谱分析法331

11.1液相色谱法概述331

11.1.1液相色谱法分类331

11.1.2液相色谱法的特点332

11.1.3液相色谱法的分析流程332

11.1.4液相色谱法的名词术语332

11.2液相色谱的分析系统333

11.2.1输液系统333

11.2.2进样器335

11.2.3色谱柱336

11.2.4检测器336

11.2.5信号记录与数据处理340

11.2.6超高效液相色谱仪340

11.3常规液相色谱法341

11.3.1液-固吸附色谱341

11.3.2液-液分配色谱344

11.4离子色谱346

11.5凝胶渗透色谱349

11.6定量方法和应用350

11.6.1定量方法350

11.6.2液相色谱法应用注意问题351

11.6.3应用实例352

第12章原子吸收光谱分析法356

12.1概述356

12.2原子吸收光谱法的基本原理356

12.2.1共振线和吸收线356

12.2.2基态原子数与激发态原子数之间的关系357

12.2.3原子吸收与原子浓度的关系357

12.2.4原子吸收线的形状与宽度358

12.3原子吸收光谱仪的构成358

12.3.1光源358

12.3.2原子化器359

12.3.3分光系统360

12.3.4检测系统361

12.3.5数据处理系统361

12.4测量技术361

12.4.1测量条件的选择361

12.4.2原子吸收光谱的定量方法365

12.4.3分析结果不正常的

原因366

12.5干扰因素及消除方法367

12.5.1物理干扰367

12.5.2化学干扰368

12.5.3电离干扰369

12.5.4光谱干扰370

12.5.5背景干扰370

12.6样品处理372

12.7应用372

第13章原子荧光光谱分析法375

13.1原子荧光光谱法的特点375

13.2原子荧光光谱法基本原理375

13.2.1原子荧光光谱的产生375

13.2.2原子荧光的类型376

13.2.3荧光强度与浓度的关系377

13.2.4荧光猝灭379

13.2.5荧光量子效率379

13.3原子荧光分光光度计379

13.3.1激发光源379

13.3.2原子化器380

13.3.3光学系统381

13.3.4检测系统381

13.3.5氢化反应系统381

13.4原子荧光光谱定量分析383

13.5原子荧光光谱法的应用383

13.6原子荧光光谱法与其他原子光谱法的干扰效应比较384

实验室管理与控制篇

第14章实验室管理386

14.1实验室管理体系构成386

14.1.1管理体系含义386

14.1.2管理体系构成387

14.2实验室管理与控制的要素388

第15章分析过程质量控制390

15.1精密度的评价390

15.1.1基本概念390

15.1.2精密度评价方法390

15.1.3评价精密度时注意的问题393

15.2校准曲线的评价393

15.2.1基本概念393

15.2.2校准曲线绘制394

15.2.3校准曲线使用394

15.2.4校准曲线评价395

15.3回收率的评价398

15.3.1基本概念398

15.3.2加标回收率测定及注意事项398

15.3.3回收率评价399

15.4标准物质验证400

15.4.1标准物质的概念400

15.4.2用有证标准物质评估400

15.5两组均值结果比对401

15.6实验室间比对403

15.6.1实验室间允差作为衡量尺度403

15.6.2测量审核403

第16章分析结果的报告405

16.1正确报告分析结果405

16.1.1分析结果保留的位数405

16.1.2计量器具精度406

16.1.3未检出情况407

16.1.4小于检测限的情况408

16.1.5加减分析结果的表示408

16.1.6结果的修正409

16.1.7区间形式报告分析结果410

16.2结果报告的信息和格式411

16.2.1检测报告与检验报告411

16.2.2结果报告的信息411

16.3结果报告的审核412

第17章实验室安全413

17.1危险品分类413

17.2实验室危险性种类及救治416

17.3危险化学品管理418

17.4安全设施的配备419

17.5实验室突发事件的处置420

参考文献421

附录422

附录1国际相对原子质量(1979年)422

附录2无机化合物的摩尔质量423

附录3弱酸、弱碱在水中的电离常数(25℃)427

附录4EDTA配合物的lgK稳(25℃)430

附录5难溶化合物的溶度积(18～25℃)431

附录6标准电极电位434