1、分析化學(xué)Analytical Chemistry 第1頁(yè)第1頁(yè)教師聯(lián)系方式于巖辦公室：化學(xué)樓308 Tel： 2738575第2頁(yè)第2頁(yè)教學(xué)要求與安排1. 學(xué)時(shí): 322. 成績(jī)?cè)u(píng)估: 出勤及紀(jì)律10%,作業(yè)10%,期末80%第3頁(yè)第3頁(yè)參考書分析化學(xué)，武漢大學(xué)等五所院校編著， 高等教育出版社，20。分析化學(xué)，華東理工大學(xué)和四川大學(xué)編著， 高等教育出版社，20；分析化學(xué)，大連理工大學(xué)編著， 高等教育出版社，年；分析化學(xué)，北京師范大學(xué)、華中師范大學(xué)、南京師范大學(xué)編著，高等教育出版社，。第4頁(yè)第4頁(yè)第一章定量分析誤差及分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理 第一節(jié) 概述一、分析化學(xué)定義二、分析

2、化學(xué)任務(wù)和作用三、分析化學(xué)分類第5頁(yè)第5頁(yè)一、分析化學(xué)定義（歐洲化學(xué)會(huì)對(duì)分析化學(xué)定義）Analytical Chemistry is a scientific discipline that develops and applies methods, instruments and strategies to obtain information on the composition and nature of matter in space and time.分析化學(xué)是一門發(fā)展和應(yīng)用各種理論、辦法、儀器和策略以獲取相關(guān)物質(zhì)在相對(duì)時(shí)空內(nèi)構(gòu)成和性質(zhì)信息一門科學(xué)。分析化學(xué)是化學(xué)學(xué)科一個(gè)主要分支，是

3、研究物質(zhì)化學(xué)構(gòu)成、含量、結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論一門科學(xué)。第6頁(yè)第6頁(yè)二、分析化學(xué)任務(wù)和作用科學(xué)和技術(shù)的眼睛定性分析 定量分析 第7頁(yè)第7頁(yè)三、分析化學(xué)分類1、按分析任務(wù)分類2、按分析對(duì)象分類3、按分析辦法分類 4、其它分類辦法 第8頁(yè)第8頁(yè)1、按分析任務(wù)分類 定性分析 Qualitative analysis 物質(zhì)構(gòu)成 定量分析 Quantitative analysis 成份含量 結(jié)構(gòu)分析 Structure analysis 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 分子結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)，分子匯集體高級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)構(gòu)象(-螺旋、型結(jié)構(gòu)，球狀蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)） Conformation analysis DNA測(cè)序（DNA Sequen

4、cing) 形態(tài)分析 Speices analysis 物質(zhì)形態(tài) 能態(tài)分析 Energy-state analysis 物質(zhì)能態(tài)第9頁(yè)第9頁(yè)Adenine (A) Guanine (G) 腺嘌呤 鳥嘌呤 BaseSuger-phosphoate backboog Cytosine (C) Thymine (T) Uracil (U) 胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)與堿基結(jié)構(gòu)示意圖DNA測(cè)序是當(dāng)代分析化學(xué)中一項(xiàng)主要任務(wù)第10頁(yè)第10頁(yè) 2. 按分析對(duì)象分類 無機(jī)分析 Inorganic analysis （元素、離子、化合物等）有機(jī)分析 Organic analysis（元素、官能團(tuán)、

5、結(jié)構(gòu)） 生化分析 Biochemical analysis （蛋白質(zhì)分析、氨基酸分析、核酸分析、糖類分析等）第11頁(yè)第11頁(yè)分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析3. 按測(cè)定原理(分析辦法)分類第12頁(yè)第12頁(yè)4、其它分類辦法依據(jù)作用分類 例行分析 Routine analysis 仲裁分析 Referee analysis按應(yīng)用領(lǐng)域分類 藥物分析 Pharmacological analysis 水質(zhì)分析 Water analysis 食品分析 Food analysis 臨床分析 Clinical analysis

6、等等第13頁(yè)第13頁(yè) 常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-910-12） 克 毫克 微克 納克 皮克 飛克 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 ppm ppt ppb按數(shù)量級(jí)分類 常量分析 (0.1g or 10mL) 半微量分析 (0.010.1g or 110mL) 微量分析 (0.110mg or 0.011mL ) 超微量分析 ( 0.1mg or 1% 微量組分分析 0.01%-1% 痕量組分分析 s2第27頁(yè)第27頁(yè)三、 平均值原則偏差m個(gè)n次平行測(cè)定平均值： 由關(guān)系曲線，當(dāng)n 不小于5時(shí)， s s 改變不大，實(shí)際測(cè)定5次即可。 以 X s 形式表示分析結(jié)

7、果更合理。 由統(tǒng)計(jì)學(xué)可得： 由s s n 作圖：第28頁(yè)第28頁(yè)例題例：水垢中 Fe2O3 百分含量測(cè)定數(shù)據(jù)為 (測(cè) 6次) ： 79.58%，79.45%，79.47%， 79.50%，79.62%，79.38%X = 79.50% s = 0.09% s= 0.04% 則真值所處范圍為（無系統(tǒng)誤差） ： 79.50% + 0.04% 數(shù)據(jù)可信程度多大？第29頁(yè)第29頁(yè)四、置信度和置信區(qū)間 在一定置信度下(把握性), 預(yù)計(jì)總體均值也許存在區(qū)間, 稱置信區(qū)間. 測(cè)定值在一定范圍內(nèi)幾率為置信度（置信概率）。第30頁(yè)第30頁(yè)對(duì)于有限次測(cè)量： ，n，s總體均值 置信區(qū)間為 t 與置信度 p 和自由度

8、 f 相關(guān)x第31頁(yè)第31頁(yè)t 分布曲線f = n-1 f= f= 10 f= 2 f= 1-3-2-10123ty (概率密度)第32頁(yè)第32頁(yè) 稱小概率 又稱明顯水平； 1- = 置信度 p -t(f) t(f) y第33頁(yè)第33頁(yè)t 分布值表 t ( f ) f顯 著 水 平 0.50 *0.10 *0.050.0111.006.3112.7163.6620.822.924.309.9330.772.353.185.8440.742.132.784.6050.732.022.574.0360.721.942.453.7170.711.902.373.5080.711.862.313.36

9、200.691.732.092.850.671.641.962.58第34頁(yè)第34頁(yè)x例 測(cè)w(Fe): n = 4, = 35.21%, s = 0.06% 求: (1) 置信度為95%時(shí) 置信區(qū)間; (2) 置信度為99%時(shí) 置信區(qū)間. 置信區(qū)間擬定第35頁(yè)第35頁(yè)小結(jié) 置信度與置信區(qū)間討論：1. 置信度不變時(shí)：n 增長(zhǎng)， t 變小，置信區(qū)間變??； 2. n不變時(shí)：置信度增長(zhǎng)，t 變大，置信區(qū)間變大；置信度真值在置信區(qū)間出現(xiàn)幾率 ；置信區(qū)間以平均值為中心，真值出現(xiàn)范圍；第36頁(yè)第36頁(yè)一、可疑數(shù)據(jù)取舍 1Q 檢查法 2 格魯布斯(Grubbs)檢查法二、分析辦法準(zhǔn)確性檢查 1. t 檢查法

10、 2. 檢查法第三節(jié) 定量分析數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)第37頁(yè)第37頁(yè) 定量分析數(shù)據(jù)評(píng)價(jià) 處理兩類問題:(1) 可疑數(shù)據(jù)取舍 過失誤差判斷 辦法：Q檢查法;格魯布斯（Grubbs）檢查法。 擬定某個(gè)數(shù)據(jù)是否可用。(2) 分析辦法準(zhǔn)確性 系統(tǒng)誤差判斷 明顯性檢查：利用統(tǒng)計(jì)學(xué)辦法，檢查被處理問題 是否存在 統(tǒng)計(jì)上明顯性差別。 辦法：t 檢查法和F 檢查法； 擬定某種辦法是否可用，判斷試驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性。第38頁(yè)第38頁(yè)一、可疑數(shù)據(jù)取舍 過失誤差判斷1 Q 檢查法環(huán)節(jié)： （1） 數(shù)據(jù)排列 X1 X2 Xn （2） 求極差 Xn X1 （3） 求可疑數(shù)據(jù)與相鄰數(shù)據(jù)之差 Xn Xn-1 或 X2 X1 （4） 計(jì)算：

11、第39頁(yè)第39頁(yè)（5） 依據(jù)測(cè)定次數(shù)和要求置信度,查表：表1-2 不同置信度下，舍棄可疑數(shù)據(jù)Q值表 測(cè)定次數(shù) Q90 Q95 Q99 3 0.94 0.98 0.99 4 0.76 0.85 0.93 8 0.47 0.54 0.63 （6）將Q與QX （如 Q90 ）相比，若Q QX 舍棄該數(shù)據(jù), （過失誤差造成）若Q G 表，棄去可疑值，反之保留。 由于格魯布斯(Grubbs)檢查法引入了原則偏差，故準(zhǔn)確性比Q 檢查法高?；经h(huán)節(jié)：（1）排序：1,2,3,4（2）求和原則偏差S（3）計(jì)算G值：第41頁(yè)第41頁(yè)二、分析辦法準(zhǔn)確性檢查 -系統(tǒng)誤差判斷 b. 由要求置信度和測(cè)定次數(shù),查表,得:

12、t表 c. 比較 t計(jì) t表,表示有明顯性差別,存在系統(tǒng)誤差,被檢查辦法需要改進(jìn)。t計(jì) t表, 表示無明顯性差別，被檢查辦法能夠采用。2.兩組數(shù)據(jù)平均值比較（同一試樣）(1) t 檢查法 (2)F檢查法1. 平均值與原則值()比較 t 檢查法 a. 計(jì)算t值第42頁(yè)第42頁(yè)第四節(jié)有效數(shù)字運(yùn)算一、有效數(shù)字 二、有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則第43頁(yè)第43頁(yè)一、 有效數(shù)字包括所有可靠數(shù)字及一位不擬定數(shù)字在內(nèi) m 臺(tái)秤(稱至0.1g):12.8g(3), 0.5g(1), 1.0g(2) 分析天平(稱至0.1mg):12.8218g(6), 0.5024g(4), 0.0500g(3)V 滴定管(量至0.01mL

13、):26.32mL(4), 3.97mL(3) 容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 移液管:25.00mL(4); 量筒(量至1mL或0.1mL):26mL(2), 4.0mL(2)第44頁(yè)第44頁(yè) 1試驗(yàn)過程中常碰到兩類數(shù)字 （1）數(shù)目：如測(cè)定次數(shù)；倍數(shù)；系數(shù)；分?jǐn)?shù) （2）測(cè)量值或計(jì)算值。數(shù)據(jù)位數(shù)與測(cè)定準(zhǔn)確度相關(guān)。統(tǒng)計(jì)數(shù)字不但表示數(shù)量大小，并且要正確地反應(yīng)測(cè)量準(zhǔn)確程度。 結(jié)果 絕對(duì)偏差 相對(duì)偏差 有效數(shù)字位數(shù) 0.51800 0.00001 0.002% 5 0.5180 0.0001 0.02% 4 0.518 0.001 0.2% 3第45頁(yè)第45頁(yè)3改變單位，不改變有

14、效數(shù)字位數(shù)如： 24.01mL 24.01103 L 4注意點(diǎn)（1）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4位有效數(shù)字（2）分析天平（萬分之一）取4位有效數(shù)字（3）原則溶液濃度，用4位有效數(shù)字表示: 0.1000 mol/L（4）pH 4.34 ,小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字位數(shù)為有效數(shù)字位數(shù) 對(duì)數(shù)值，lgX =2.38；lg(2.4102)第46頁(yè)第46頁(yè)二、運(yùn)算規(guī)則1. 加減運(yùn)算 以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)至少數(shù)據(jù)位數(shù)為準(zhǔn)，即結(jié)果位數(shù)取決于絕對(duì)誤差最大數(shù)據(jù)位數(shù) 例： 0.0121 絕對(duì)誤差：0.0001 25.64 0.01 1.057 0.001 26.70910.01+25.64+1.06=26.71第47頁(yè)第47頁(yè)2. 乘除運(yùn)算時(shí)由有效數(shù)字位數(shù)至少者為準(zhǔn)，即有效數(shù)字位數(shù)取決于相對(duì)誤差最大數(shù)據(jù)位數(shù)。 例：(0.0325 5.103 60.0)/ 139.8 = 0.071179184 0.0325 0.0001/0.0325 100%=0.3% 5.103 0.001 /5.103 100%=0.02% 60.06 0.01 /60.06 100%=0.02% 139.8 0.1 /139.8 100% =0.07%第48頁(yè)第48頁(yè)3. 注意點(diǎn)1） 分?jǐn)?shù)；百分比系數(shù)；試驗(yàn)次數(shù)等不記位數(shù)；2） 第一位數(shù)字不小于8時(shí)，多取一位，如：8.48，按4位算；3