讲禾稿课程名称：分析化学课程编号：H17025授课学期：第三学期授课班级：12级药学、药剂、中药劳凤云任课教师：河北联合大学药学院I
1 讲 稿 课程名称： 分析化学 课程编号： H17025 授课学期： 第三学期 授课班级： 12 级药学、药剂、中药 任课教师： 劳凤云 河北联合大学 药学院
首页课程名称：《分析化学》第1周，第1讲次摘要绪论第一章第二章授课题目（章、节）误差和分析数据的处理第一节测定值的准确度与精密度【目的要求】通过本讲课程，了解分析化学的定义、任务、发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用：分析方法的分类及分析过程和步骤。掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系【重点】分析化学的定义、性质及分类、分析过程和步骤：误差和偏差及其有关的概念，掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系【难点】误差和偏差，误差的传递内容【本讲课程的引入】我们都知道，世界是由物质组成的，可以说，有物质存在的地方就有分析化学，什么是分析化学？板书“分析化学”。【本讲课程的内容】第一节分析化学及其作用一、分析化学chemistryanalysis分析化学：是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学，即是一门独立的化学信息科学，它是化学学科的一个重要分支。1993年WPAC（世界纯粹与应用化学联合会)的爱丁堡会议定义：建立和应用各种方法、仪器和策略获取关于物质在空间和时间方面的组成和性质的信息的科学。二、分析化学的任务1.组成分析定性分析：鉴定物质所含的组分定量分析：测定各组分的含量2.结构分析：解析化合物的分子结构和晶体结构三、分析化学的作用1.在科学研究方面（1）化学本身：发展史（如元素周期律、质量守恒定律等）、（2）现代化学：2、医药卫生方面：临床检验、疾病诊断、病因调查、新药研究、药品质量控制、中草药有效成分的分离和测定、药物代谢和药物动力学研究等方面3、在工农业生产中：农药分析、农作物生长等4、在其它部门：公安、食品、国际贸易等。第二节分析化学的发展一、分析化学的发展简史分析化学学科的发展经历了三次巨大的变革。第一次变革：在20世纪初借助于物理化学溶液平衡理论的发展，建立了分析化学理论体系，使分析从一门技术发展为一门独立的科学。即经典的化学分析。第二次变革：在20世纪40年代以后，由于物理学和电子学的发展，促进了分析化学中物理方法的发展，各种仪器分析方法相继建立，改变了以经典化学分析为主的局面。即2
2 首页 课程名称：《 分析化学》 第 1 周，第 1 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第一章 绪论 第二章 误差和分析数据的处理 第一节 测定值的准确度与精密度 【目的要求】通过本讲课程, 了解分析化学的定义、任务、发展趋势以及在各领域尤其是药学 中的作用； 分析方法的分类及分析过程和步骤。掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间 的关系 【重 点】分析化学的定义、性质及分类、分析过程和步骤；误差和偏差及其有关的概念， 掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系 【难 点】 误差和偏差，误差的传递 内 容 【本讲课程的引入】我们都知道，世界是由物质组成的，可以说，有物质存在的地方就 有分析化学，什么是分析化学？ 板书“分析化学”。 【本讲课程的内容】 第一节 分析化学及其作用 一、分析化学 chemistry analysis 分析化学：是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门 科学，即是一门独立的化学信息科学，它是化学学科的一个重要分支。 1993 年 WPAC(世界纯粹与应用化学联合会)的爱丁堡会议定义：建立和应用各种方法、 仪器和策略获取关于物质在空间和时间方面的组成和性质的信息的科学。 二、分析化学的任务 1. 组成分析 定性分析：鉴定物质所含的组分 定量分析：测定各组分的含量 2. 结构分析：解析化合物的分子结构和晶体结构 三、分析化学的作用 1.在科学研究方面 （1）化学本身：发展史（如元素周期律、质量守恒定律等）、 （2）现代化学： 2、医药卫生方面：临床检验、疾病诊断、病因调查、新药研究、药品质量控制、中草 药有效成分的分离和测定、药物代谢和药物动力学研究等方面 3、在工农业生产中：农药分析、农作物生长等 4、在其它部门：公安、食品、国际贸易等。 第二节 分析化学的发展 一、分析化学的发展简史 分析化学学科的发展经历了三次巨大的变革。 第一次变革：在 20 世纪初借助于物理化学溶液平衡理论的发展，建立了分析化学理论 体系，使分析从一门技术发展为一门独立的科学。即经典的化学分析。 第二次变革：在 20 世纪 40 年代以后，由于物理学和电子学的发展，促进了分析化学中 物理方法的发展，各种仪器分析方法相继建立，改变了以经典化学分析为主的局面。即
仪器分析。第三次变革：在20世纪70年代以来，计算机的普及使用，使现代分析化学的使命已由单纯提供分析数据，发展到以最优方式最大限度地提供更全面的信息和知识，以解决生命、环境、航天、能源、材料等学科向分析化学提出的许多新的、复杂的任务。形成了计算机为基础的分析化学，从这个角度讲分析化学是一门信息科学。芯片实验室三、分析化学的发展趋势1、分析手段必须越来越灵敏、准确、快速、简便和自动化。2、分析设备朝着仪器化、自动化及各种分析方法联用的方向发展。第三节分析化学的方法分类一、根据分析任务分为：组成分析（定性分析qualitativeanalysis和定量分析quantitativeanalysis）和结构分析structuralanalysis二、根据分析对象分为：无机分析inorganicanalysis：无机元素、离子、化合物物相及相对含量有机分析organicanalysis：元素、官能团、结构三、根据分析时所依据的测定原理分为化学分析（即经典化学分析）chemicalanalysis：以物质的化学反应为基础的分析方法仪器分析instrumentalanalysis：以物质的物理或物理化学性质为依据的分析方法。四、根据分析时试样用量的多少分为方法分类试样用量试液体积>10mL常量分析（定量）>0. 1g1~10mL半常量分析（无机）0.01g~0.1g微量分析（仪器）0.1mg~10mg0.01~1mL超微量分析（仪器）<0. 1mg<0.01mL（痕量分析）五、根据试样中被测组分含量分为：常量组分分析：大于1%微量组分分析：0.01%~1%痕量组分分析：小于0.01%六、根据分析方法所起的作用分类1、例行分析（又叫常规分析）指一般实验室在日常生产或工作中的分析。如厂家对原料规格、生产流程和产品质量的分析。2、仲裁分析（裁判分析）当不同单位对同一样品的分析结果产生争议时，要求有仲裁权的单位按照某种指定的或可靠的分析方法进行裁决。如一定级别的药检所、法定检验单位等3、在线分析：在各种生产线上所进行的自动连续取样分析。4、工业分析：以工业生产为对象的分析。5、农业分析：以农业生产为对象的分析。6、环境分析：以环境监测为对象的分析。7、临床分析、刑侦分析等。·例行分行（又叫常规分析）第四节分析过程和步骤一、定量分析过程分析任务和计划-取样--试样的制备--分析测定--分析结果的计算和表达--结果报告3
3 仪器分析。 第三次变革：在 20 世纪 70 年代以来，计算机的普及使用，使现代分析化学的使命已由 单纯提供分析数据，发展到以最优方式最大限度地提供更全面的信息和知识，以解决生 命、环境、航天、能源、材料等学科向分析化学提出的许多新的、复杂的任务。形成了 计算机为基础的分析化学，从这个角度讲分析化学是一门信息科学。 芯片实验室 二、分析化学的发展趋势 1、分析手段必须越来越灵敏、准确、快速、简便和自动化。 2、分析设备朝着仪器化、自动化及各种分析方法联用的方向发展。 第三节 分析化学的方法分类 一、根据分析任务分为：组成分析（定性分析 qualitative analysis 和定量分析 quantitative analysis）和结构分析 structural analysis 二、根据分析对象分为： 无机分析 inorganic analysis：无机元素、离子、化合物物相及相对含量 有机分析 organic analysis：元素、官能团、结构 三、根据分析时所依据的测定原理分为 化学分析(即经典化学分析)chemical analysis：以物质的化学反应为基础的分析方法。 仪器分析 instrumental analysis：以物质的物理或物理化学性质为依据的分析方法。 四、根据分析时试样用量的多少分为 方法分类 试样用量 试液体积 常量分析（定量） ＞0.1g ＞10mL 半常量分析（无机） 0.01g~0.1g 1~10mL 微量分析（仪器） 0.1mg~10mg 0.01~1mL 超微量分析（仪器） (痕量分析) ＜0.1mg ＜0.01mL 五、根据试样中被测组分含量分为： 常量组分分析：大于 1% 微量组分分析：0.01%~1% 痕量组分分析：小于 0.01% 六、根据分析方法所起的作用分类 1、例行分析（又叫常规分析） 指一般实验室在日常生产或工作中的分析。如厂家对原料规格、生产流程和产品质量的 分析。 2、仲裁分析（裁判分析） 当不同单位对同一样品的分析结果产生争议时，要求有仲裁权的单位按照某种指定的或 可靠的分析方法进行裁决。如一定级别的药检所、法定检验单位等 3、在线分析：在各种生产线上所进行的自动连续取样分析。 4、工业分析：以工业生产为对象的分析。 5、农业分析：以农业生产为对象的分析。 6、环境分析：以环境监测为对象的分析。 7、临床分析、刑侦分析等。 •例行分行（又叫常规分析） 第四节 分析过程和步骤 一、定量分析过程 分析任务和计划-取样-试样的制备-分析测定-分析结果的计算和表达-结果报告
分析测定中分析方法必须认证，定量分析方法认证含准确度、精密度、检出限、定量限和线性范围等结果表达：均值、标准差或相对标准差、测量次数和置信度等二、定量分析方法1、化学分析法（1）重量分析方法：根据反应产物的重量来确定被测组分的含量。适用范围：常量组分的测定准确度：高，0.1%~0.2%特点：操作较麻烦、费时（2）滴定分析：将一种已知准确浓度的试剂溶液，滴加到被测物质的溶液中，直到化学反应完全时为止。然后根据所用试剂溶液的浓度和体积，求得被测组分的含量。适用范围：常量组分的测定准确度：较高特点：分析简便、快速2、仪器分析法特点：快速、灵敏度高适用范围：微量、痕量组分的测定准确度：低，一般1%~5%，有的大于10%几个常用符号表示法①ppm：partspermillion(10-6W/W或V/N)②ppb:partsperbillion(10-9W/W或V/V)③ppt：partspertrillion(10-12W/W或V/V)④μg(微克）：10-6g③ng(纳克）：10-9g③pg（皮克）：10-12g第五节分析化学的学习方法教材分析化学第七版主编李发美人民卫生出版社2012年5月相关网址：1.分析化学（中国化学会期刊）http:/www.analchem.cn2.AnalyticalChemistry（美国化学会期刊）http:/pubs.acs.org/iournal/ancham第二章误差和分析数据的处理第一节测定值的准确度和精密度实验结果都有误差，误差自始至终存在于一切科学实验的过程之中。测量结果只能接近于真实值，而难以达到真实值。一、准确度和误差（一）误差的表示方法1、准确度accuracy：分析结果（测量值）（x）与真实值（μ）相接近的程度。2、准确度的表示：用误差表示1）、绝对误差(absoluteerror)绝对误差可正可负，绝对误差越小，测量值越接近真值。4
4 分析测定中分析方法必须认证，定量分析方法认证含准确度、精密度、检出限、定量限 和线性范围等 结果表达：均值、标准差或相对标准差、测量次数和置信度等 二、定量分析方法 1、化学分析法 （1）重量分析方法：根据反应产物的重量来确定被测组分的含量。 适用范围：常量组分的测定 准确度：高，0.1%～0.2% 特点：操作较麻烦、费时 （2）滴定分析：将一种已知准确浓度的试剂溶液，滴加到被测物质的溶液中，直到化 学反应完全时为止。然后根据所用试剂溶液的浓度和体积，求得被测组分的含量。 适用范围：常量组分的测定 准确度：较高 特点：分析简便、快速 2、仪器分析法 特点：快速、灵敏度高 适用范围：微量、痕量组分的测定 准确度：低,一般 1％～5％，有的大于 10％ 几个常用符号表示法 ①ppm：parts per million (10-6 W/W 或 V/V) ②ppb：parts per billion (10-9 W/W 或 V/V) ③ppt：parts per trillion(10-12W/W 或 V/V) ④μg(微克)：10-6g ⑤ng(纳克)：10-9g ⑥pg(皮克)：10-12g 第五节 分析化学的学习方法 教材 分析化学 第七版 主编 李发美 人民卫生出版社 2012 年 5 月 相关网址： 1．分析化学（中国化学会期刊） http://www.analchem.cn 2．Analytical Chemistry（美国化学会期刊） http://pubs.acs.org/journal/ancham 第二章 误差和分析数据的处理 第一节 测定值的准确度和精密度 实验结果都有误差，误差自始至终存在于一切科学实验的过程之中。测量结果只能接近 于真实值，而难以达到真实值。 一、准确度和误差 （一）误差的表示方法 1、准确度 accuracy：分析结果（测量值）（x）与真实值（µ）相接近的程度。 2、准确度的表示：用误差表示 1）、绝对误差(absolute error) 绝对误差可正可负，绝对误差越小，测量值越接近真值
2）、相对误差(relativeerror）如果不知道真值，可用测量值代替真值实际工作中，相对误差比绝对误差常用。例如：称量0.0021克和0.5432克，两个称量值的绝对误差均为0.0001克，但相对误差各为多少？绝对误差相等时，测定的试样量越高，相对误差越小，准确度越高。常量分析如重量分析、滴定分析要求相对误差千分之几，而仪器分析如分光光度法要求相对误差百分之几。3、真值与标准值(1)约定真值：国际计量大会定义（国际单位）及我国的法定计量单位的单位。如：长度质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度及物质的量、相对原子量等。(2)相对真值与标准参考物质：如标样其证书上给出的数值，为真值。标样（标准试样）：人们采用各种可靠的分析方法，确定各成分相对准确的含量，此值称为标准值。一般用以代表该组分的真实含量（二）、误差的分类分为系统误差和偶然误差1.系统误差（可测误差）（Systematicerror）：由某种确定原因引起，一般有固定的方向和大小，重复测定时重复出现。根据其来源，分方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差。1)、定义：分析过程中某些确定的、经常性的因素引起的误差。2)、特点：（1）重现性：即重复测定重复出现（2）单向性：即误差或大、或小、或正、或负（3）可测性：即误差恒定，可以校正3)、产生的主要原因：2、偶然误差（随机误差或不可测误差）（Accidentalerror）：由偶然原因引起，大小和正负均不固定，如温度、湿度或电压波动等，或操作者对平行试样处理的微小差异，使某次测量值异于正常值1）、定义：由于某些难以控制的随机因素引起的误差2）、特点：误差大小、正负不定3）、规律：（消除系统误差之后）服从统计规律（1）大小相等的正负误差出现的几率相等：（2）小误差出现的几率大，大误差出现的几率小。4）、减小方法：增加平行测量的次数，使测量值的算术平均值接近于真值，3、过失误差：由于工作中的操作错误导致的较大误差综上所述：系统误差：可以检出和校正；随机误差：可以控制：过失误差：不属误差二、精密度与偏差1.精密度precision：一组平行测定结果相互接近的程度。越接近，测量的精密度越高。常用偏差来衡量。2.精密度的表示：用偏差表示1)、偏差(deviation:d)：各个测量值与测量平均值之差。5
5 2）、相对误差(relative error) 如果不知道真值，可用测量值 x 代替真值 实际工作中，相对误差比绝对误差常用。例如：称量 0.0021 克和 0.5432 克，两个称量 值的绝对误差均为 0.0001 克，但相对误差各为多少？ 绝对误差相等时，测定的试样量越高，相对误差越小，准确度越高。 常量分析如重量分析、滴定分析要求相对误差千分之几，而仪器分析如分光光度法要求 相对误差百分之几。 3、真值与标准值 ⑴约定真值：国际计量大会定义（国际单位）及我国的法定计量单位的单位。如：长度、 质量、时间、电流强度、热力学温度、发光强度及物质的量、相对原子量等。 ⑵相对真值与标准参考物质：如标样其证书上给出的数值，为真值。 标样（标准试样）：人们采用各种可靠的分析方法，确定各成分相对准确的含量，此值 称为标准值。一般用以代表该组分的真实含量 (二）、误差的分类 分为系统误差和偶然误差 1.系统误差（可测误差）（Systematic error）：由某种确定原因引起，一般有固定的方向 和大小，重复测定时重复出现。根据其来源，分方法误差、仪器误差、试剂误差、操作 误差。 1）、定义：分析过程中某些确定的、经常性的因素引起的误差。 2）、特点： （1）重现性：即重复测定重复出现 （2）单向性：即误差或大、或小、或正、或负 （3）可测性：即误差恒定，可以校正 3）、产生的主要原因： 2、偶然误差（随机误差或不可测误差）（Accidental error）：由偶然原因引起，大小和正 负均不固定，如温度、湿度或电压波动等，或操作者对平行试样处理的微小差异，使某 次测量值异于正常值 1）、定义：由于某些难以控制的随机因素引起的误差 2）、特点：误差大小、正负不定 3）、规律:（消除系统误差之后）服从统计规律 （1）大小相等的正负误差出现的几率相等； （2）小误差出现的几率大，大误差出现的几率小。 4）、减小方法：增加平行测量的次数，使测量值的算术平均值接近于真值。 3、过失误差：由于工作中的操作错误导致的较大误差 综上所述： 系统误差：可以检出和校正； 随机误差：可以控制； 过失误差：不属误差 二、精密度与偏差 1.精密度 precision：一组平行测定结果相互接近的程度。越接近，测量的精密度越高。 常用偏差来衡量。 2.精密度的表示：用偏差表示 1）、偏差(deviation:d)：各个测量值与测量平均值之差