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简明定量化学分析
作者:胡坪 丛书名:
出版时间:2019/12/16 ISBN:978-7-5628-2687-3
开本:16开 页数:100 字数(千):416 库存:有 版印次:1-4
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内容提要:

分析化学是化学的分支学科,它历史悠久。作为科学技术的“眼睛”,它为化学、生物、医学、环境、材料科学等学科的快速发展解决了许多关键问题。与此同时,这些学科提出的需求也促进了分析化学自身的发展。随着物理学、数学、信息学及计算机科学等的新理论、新技术的不断引入,分析化学已发展成为一门综合性交叉学科。

 

分析化学可以分为化学分析和仪器分析两大类。仪器分析近年来发展十分迅猛,应用日益广泛,但并不意味着化学分析就能退出历史的舞台。即使是采用仪器方法解决分析任务,也需要运用到化学分析的原理、方法和技术。例如,很多仪器分析方法需要使用标准物质进行比较,而标准物质的含量通常需通过化学方法进行测定。在定量化学分析中树立起来的“量”的概念,应始终贯穿于包括取样、样品预处理、测定、结果表达在内的整个分析过程。因此化学分析是分析化学的基础,与仪器分析相互补充。

 

分析化学的教学主要包括定量化学分析和仪器分析两部分内容,定性化学分析一直以来都被并入普通化学或无机化学课程中,不再作为分析化学的教学内容。因此,分析化学的教学模式主要有两种。一种教学模式是两段式教学,即两部分内容分在不同的学期完成。定量化学分析主要涉及无机化学知识和四大平衡理论,因此先修课程为无机化学,可以在第二学期开设,与基础化学实验有较好的衔接。而仪器分析原理涉及大量的有机物结构和物理化学知识,因此先修课程是有机化学和物理化学,一般在第四、五学期开设。另一种教学模式是将定量化学分析和仪器分析合并成一门,即分析化学,并在修完无机化学、物理化学、有机化学之后开设。近年来,多所高校对这种教学模式进行了有益的尝试。

 

本教材适用于两段式教学模式,并注重与《仪器分析》(朱明华编)的教学内容相衔接。在编写中,我们力求做到深入浅出,简明扼要,着重于基本概念的阐述,使之适合于本科教学。同时,我们还注意理论联系实际,在阐述清楚基本理论和概念时,指出它的实用意义。由于分析化学学科发展十分迅速,因此在教材中还尝试引入一些的新概念和方法。

 

本教材由多位长期从事分析化学教学和科研的同志参加编写,具体分工如下:胡坪编写了第1、2、8章,王燕编写了第3、4、5章,王氢完成了第6、7章,张文清编写了第9章。全书由胡坪统稿。


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11分析化学的定义和作用

分析化学(analytical chemistry)是化学学科的一个重要分支,它是建立和应用各种方法、仪器和策略,以获取物质的化学组成和结构信息的科学。因此,分析化学所要回答的问题是物质世界是如何组成的,包括物质中含有哪些组分、各组分的含量是多少、这些组分是以怎样的方式和状态存在等。要回答这些问题,就要依据相关的理论,建立分析方法和实验技术,研制仪器设备,研究获取信息的最优方法和策略,在此基础上提供有效的、具有统计学意义的信息。这一切都是分析化学的研究内容。

 

分析化学对科学、社会的发展举足轻重,被称为科学技术的“眼睛”,大至宇宙的深层探索(如寻找火星上是否有生命存在的证据),小至对微观物质(如分子结构)的认识,都离不开分析化学。多种学科(如生命科学、材料科学、能源科学、环境科学等)的发展都依赖于分析化学的进展,分析化学渗透于工业、农业、国防、医疗卫生、环境保护各个领域,影响着社会发展和人类进步。

 

例如,在生命科学中,生物化学、分子生物学、系统生物学、生理学等都需要利用分析化学的方法、仪器进行研究并得以发展,分析化学在揭示生命的起源、遗传物质的研究等方面起着关键的作用。在医学领域,疾病诊断的很多方法、手段属于分析化学的研究范畴,而用于疾病治疗的药物,其真假、质量的好坏,都需要分析化学加以辨识。又如,人类赖以生存的环境,空气、水和土壤的质量需要用分析仪器进行监测;当对三废(废气、废液、废渣)进行治理并加以综合利用时,需要用分析化学方法来评价治理的效果,以选择最佳的治理方案。食品是人们生活和生存的必需之物,食品所含的营养成分、微量有害物质(如农药残留、重金属污染、有害添加剂)的情况近年来成为人们关注的焦点,这些都依赖分析化学方法给出答案。在工业生产中,资源的勘探开发、生产原料的分析、工艺条件的选择、生产过程的在线控制也都离不开分析化学。

 

由此可见,分析化学知识的学习非常重要,对于化工、制药、轻工、纺织、食品、生物工程、材料、资源与环境等专业的学生而言,分析化学是重要基础课。但分析方法种类繁多,且大多数方法具有较为独立的方法原理且能自成体系,在教学过程中常将分析化学的主要内容分在不同课程讲授。本课程以分析化学中的重要组成部分——化学分析作为授课内容,重在基础理论知识的传授与实验基本技能的训练,培养学生严格、认真和实事求是的科学态度,以及观察实验现象、分析和判断问题的能力,精密、细致地进行科学实验的技能。为此在教学中应注意理论密切联系实际,引导学生深入理解所学的理论知识,培养分析问题和解决问题的能力。本课程的学习者应具备一定的化学基础知识并先修过无机化学课程。
 

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