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內容簡介:
《分析化学》(第二版)全书共十章:绪论、定量分析的基本步骤、误差及数据处理、滴定分析法导论、酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法(含滴定分析小结)、重量分析法、分光光度法。每章都附有“本章概要”和“思考题及习题”,内容涵盖了分析化学的有关概念以及化学分析方法的原理、计算和应用。为拓宽学生视野,激发科学探索的兴趣,书中增设“科学史‘化’”与“拓展知识”专栏,连同习题答案均以二维码呈现。《分析化学》(第二版)可作为高等院校化学、应用化学、生物、环境、材料、食品、医药等专业本科生的教材及参考书,同时也可作为其他相关专业及从事分析测试工作人员的参考书。
關於作者:
郭会时,韶关学院副校长,教授,政协第十三届韶关市委员会委员。从事分析化学的教学与科研工作,主讲《仪器分析》、《分析化学》、《仪器分析实验》、《分析化学实验》、《分析化学选论》、《现代化学前沿知识讲座》等专业基础课和专业课。主持完成教科研项目十余项,在Food Chemistry,Journal of Energy Chemistry,Langmuir,Biosensors and Bioelectronics,Analytica Chimica Acta,Talanta,Crystal Growth & Design,Journal of Chromatography A,分析化学等国际国内重要期刊上发表论文四十余篇。主要研究方向为复杂物分离分析。
目錄 :
第1章 绪论 1
1.1 分析化学的定义 1
1.2 分析化学的任务和作用 1
1.3 分析方法的分类 2
1.4 分析化学的发展与趋势 3
思考题及习题 5
第2章 定量分析的基本步骤 6
2.1 分析试样的采集和制备 6
2.1.1 气体和液体试样的采集和制备 7
2.1.2 固体试样的采集和制备 7
2.2 试样的分解 9
2.2.1 无机试样的分解 9
2.2.2 有机试样的分解 11
2.3 分析方法的选择 12
2.4 干扰组分的处理 13
2.5 测定及结果的评价 14
思考题及习题 14
第3章 定量分析的误差及数据处理 15
3.1 误差的基本概念 15
3.1.1 误差来源与分类 15
3.1.2 准确度与误差 16
3.1.3 精密度与偏差 17
3.1.4 准确度与精密度的关系 19
3.2 随机误差的分布 20
3.2.1 正态分布 20
3.2.2 随机误差的区间概率 21
3.3 有限测定数据的统计处理 23
3.3.1 t 分布曲线 23
3.3.2 总体平均值的置信区间 24
3.3.3 可疑测定值的取舍 25
3.3.4 显著性检验 27
3.4 有效数字及其运算规则 31
3.4.1 有效数字 31
3.4.2 数字修约规则 32
3.4.3 有效数字的运算规则 32
3.5 提高分析结果准确度的方法 33
3.5.1 选择适当的分析方法 33
3.5.2 减小测定误差 33
3.5.3 减小随机误差 34
3.5.4 检验和消除系统误差 34
3.5.5 正确表示分析结果 35
3.6 分析化学中的质量保证与质量控制 35
思考题及习题 37
第4章 滴定分析法导论 39
4.1 滴定分析法概述 39
4.1.1 滴定分析法中的几个常用术语 39
4.1.2 滴定分析法的特点 39
4.2 滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式 40
4.2.1 滴定分析法对化学反应的要求 40
4.2.2 滴定分析法中的四种滴定方式 40
4.3 标准溶液 42
4.3.1 标准溶液浓度的表示方法 42
4.3.2 标准溶液的配制 43
4.4 滴定分析法中的计算 45
4.4.1 标准溶液与待测组分之间的计量关系 46
4.4.2 分析结果的计算 46
4.4.3 滴定分析法计算示例 46
思考题及习题 50
第5章 酸碱滴定法 52
5.1 水溶液中的酸碱平衡 52
5.1.1 酸碱质子理论 52
5.1.2 酸碱反应的平衡常数 53
5.1.3 溶液中酸碱平衡处理的方法 54
5.1.4 H 浓度对弱酸(碱)各型体分布的影响 56
5.1.5 酸碱溶液中氢离子浓度的计算 59
5.2 酸碱指示剂 66
5.2.1 指示剂的变色原理 66
5.2.2 指示剂变色的pH 范围 67
5.2.3 影响指示剂变色范围的因素 68
5.2.4 混合指示剂 68
5.3 酸碱滴定法的基本原理 69
5.3.1 强酸强碱的滴定 69
5.3.2 一元弱酸(碱) 的滴定 71
5.3.3 多元酸(碱)的滴定 74
5.3.4 终点误差 76
5.4 酸碱滴定法的应用 78
5.4.1 酸碱标准溶液的配制和标定 78
5.4.2 应用示例 80
5.5 酸碱滴定结果计算示例 86
思考题及习题 90
第6章 配位滴定法 95
6.1 乙二胺四乙酸及其与金属离子的配合物 95
6.1.1 EDTA的性质 95
6.1.2 EDTA 与金属离子的配合物特点 96
6.2 配位平衡 97
6.2.1 EDTA 配合物的形成常数 97
6.2.2 MLn 型配合物的逐级形成常数和累积形成常数 98
6.2.3 EDTA 的质子化常数和累积质子化常数 98
6.2.4 配位滴定中的副反应与副反应系数 99
6.2.5 EDTA 配合物的条件形成常数 102
6.3 金属指示剂 104
6.3.1 金属指示剂的作用原理 104
6.3.2 金属指示剂应具备的条件 105
6.3.3 常用的金属指示剂 106
6.4 配位滴定法的基本原理 107
6.4.1 配位滴定曲线 107
6.4.2 影响滴定突跃范围的因素 110
6.4.3 单一金属离子准确滴定条件 110
6.4.4 单一金属离子滴定的适宜酸度范围 111
6.5 提高配位滴定选择性的途径 113
6.5.1 控制溶液酸度 113
6.5.2 使用掩蔽剂 115
6.5.3 使用解蔽剂 117
6.5.4 选用其他滴定剂 117
6.5.5 预先分离 117
6.6 配位滴定方式及其应用 117
6.6.1 直接滴定法 118
6.6.2 返滴定法 119
6.6.3 置换滴定法 119
6.6.4 间接滴定法 120
思考题及习题 121
第7章 氧化还原滴定法 124
7.1 氧化还原平衡 124
7.1.1 可逆电对和不可逆电对 124
7.1.2 条件电极电位 125
7.1.3 影响条件电位的因素 126
7.1.4 氧化还原反应进行的程度 130
7.1.5 氧化还原反应速率及影响因素 131
7.2 氧化还原滴定的指示剂 133
7.2.1 自身指示剂 133
7.2.2 特殊指示剂 133
7.2.3 氧化还原指示剂 134
7.3 氧化还原滴定的基本原理 135
7.3.1 可逆氧化还原滴定曲线 135
7.3.2 化学计量点及滴定突跃范围 137
7.3.3 氧化还原滴定前的预处理 138
7.4 常用的氧化还原滴定法 140
7.4.1 高锰酸钾法 140
7.4.2 重铬酸钾法 144
7.4.3 碘量法 145
7.4.4 其他氧化还原滴定法 151
7.5 氧化还原滴定结果的计算 152
思考题及习题 155
第8章 沉淀滴定法 160
8.1 沉淀滴定法的基本原理 160
8.1.1 沉淀滴定法概述 160
8.1.2 沉淀滴定曲线 161
8.2 银量法的分类 161
8.2.1 莫尔法 162
8.2.2 佛尔哈德法 163
8.2.3 法扬司法 164
8.2.4 混合离子的沉淀滴定 165
8.3 银量法的应用 166
8.3.1 银量法常用标准溶液的配制和标定 166
8.3.2 银量法的应用示例 166
8.4 滴定分析小结 167
思考题及习题 168
第9章 重量分析法 170
9.1 重量分析法概述 170
9.1.1 重量分析法的分类和特点 170
9.1.2 沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求 170
9.2 沉淀的溶解度及其影响因素 171
9.2.1 溶解度、溶度积和条件溶度积 171
9.2.2 影响沉淀溶解度的因素 173
9.3 沉淀的形成和影响沉淀纯度的因素 176
9.3.1 沉淀的类型 176
9.3.2 沉淀的形成过程 176
9.3.3 影响沉淀纯度的主要因素 177
9.4 沉淀条件的控制 178
9.4.1 晶形沉淀的沉淀条件 178
9.4.2 无定形沉淀的沉淀条件 179
9.4.3 均匀沉淀法 179
9.5 沉淀剂的选择 180
9.5.1 沉淀剂的分类 180
9.5.2 沉淀剂的特点及选择 180
9.5.3 常用的有机沉淀剂 180
9.6 重量分析法的应用 181
9.6.1 换算因数 181
9.6.2 重量分析结果的计算 181
9.6.3 无机沉淀剂的应用示例 182
9.6.4 有机沉淀剂的应用示例 183
思考题及习题 183
第10章 分光光度法 185
10.1 分光光度法的基本原理 185
10.1.1 光的基本性质 185
10.1.2 物质对光的选择性吸收 186
10.1.3 光吸收的基本定律———朗伯-比耳定律 187
10.1.4 偏离朗伯-比耳定律的原因 189
10.2 分光光度计的构成和类型 190
10.2.1 分光光度计的构成 190
10.2.2 分光光度计的类型 192
10.3 显色反应与反应条件的选择 193
10.3.1 显色反应及其要求 193
10.3.2 常用显色剂 194
10.3.3 影响显色反应的因素 196
10.4 吸光度的测量及误差的控制 199
10.4.1 测量条件的选择 199
10.4.2 吸光度范围的控制 199
10.5 其他分光光度法简介 200
10.5.1 目视比色法 200
10.5.2 示差分光光度法 200
10.5.3 双波长光度分析法 201
10.5.4 导数光度分析法 202
10.5.5 催化光度法 203
10.6 分光光度法的应用 204
10.6.1 定量分析 204
10.6.2 物理化学常数的测定 206
思考题及习题 208
附录 212
附录1 常用酸、碱溶液的密度和浓度 212
附录2 常用基准物质的干燥条件和应用 212
附录3 常用弱酸、弱碱在水中的解离常数(25℃,I=0) 213
附录4 部分金属配合物的累积形成常数(18~25℃) 215
附录5 部分金属离子与氨羧配位剂形成配合物的形成常数(18~25℃,J=0.1mol·L-1) 219
附录6 部分氧化还原电对的标准电极电位(18~25℃) 220
附录7 部分氧化还原电对的条件电极电位 223
附录8 微溶化合物的活度积(18~25℃,I=0) 224
附录9 A 与ΔpX的换算表(A=10ΔpX-10-ΔpX) 225
附录10 指数加减法 226
附录11 本书中的符号、缩写及中英文对照 227
附录12 常用化合物的摩尔质量 229
参考文献 231
內容試閱 :
第二版前言
在科技飞速发展的今天,分析化学作为化学领域的核心分支,正经历深刻变革。它从微观层面精确解析物质的化学组成与结构,为材料、药物等领域提供关键数据;在宏观上,深度融入各行业创新进程,助力新能源开发、环境监测等领域的发展。分析化学的重要性日益凸显,应用范围也持续拓宽。
《分析化学》(第二版)基于第一版修订。编写团队响应“101计划”的指导精神,紧扣化学化工本科人才培养目标与地方本科院校教学实际,精心打磨。本次修订秉持思想性、科学性、先进性、启发性和实用性的教育理念,致力于为学生打造一部既契合时代发展需求,又具有高度实用性的教材。
相较于第一版,第二版教材在保持原有特色的基础上,进行了一系列优化与创新。从两方面着手:一是结合教学实际与学生需求,精简部分基础内容,比如分析化学常用的分离和富集方法简介、Excel软件在分析数据处理中的应用等。删减并非否定其重要性,而是为了让教材更精炼,突出核心知识,助力学生高效掌握分析化学要点;二是为紧跟科技发展,保持教材先进性,编者新增了与内容紧密相关的新技术、新进展,旨在拓宽学生视野,激发他们对科学探索的兴趣。
修订时,我们着重更新与拓展知识,全面优化各章节知识点表述,力求准确、清晰、易懂。为丰富教材内容,提升学生学习体验,增设“科学史‘化’”与“拓展知识”专栏。“科学史‘化’”专栏讲述分析化学发展中的重要事件和科学家故事,传承科学精神,让学生了解科研的艰辛,培养科学素养与创新意识;“拓展知识”专栏聚焦我国分析化学领域的最新研究成果及与分析化学相关的拓展资源及案例等,拓宽学生的视野。这些专栏丰富了教材内涵,增添了趣味性与育人温度。
为顺应教育数字化转型,本书保留传统纸质教材优势,同时利用二维码技术,把拓展知识、课后习题答案以二维码形式嵌入。读者用手机等移动设备扫码,就能轻松获取信息,学习更便捷。这一创新既节省教材篇幅,又助力教师开展信息化教学,推动线上线下教学融合。
作 为化学专业基础课教材,《分析化学》(第二版)凝聚了韶关学院、肇庆学院、衡阳师范学院、韩山师范学院、广东第二师范学院五所高校优秀教师多年教学经验与资源,汲取了国内外同类教材精华。本书系统呈现分析化学基本概念、化学分析方法原理、计算及应用,力求语言简练、思路清晰、重点突出、难度适宜。在内容选取上,继续秉持“需用为准、够用为度、实用为先”原则,精选内容、压缩篇幅,注重理论与应用结合。同时,紧密关联化学、环境、食品、医药、材料等领域教学与科研实践,增添各分析方法在这些领域的应用案例,标注国家标准,方便学生查询应用,着力培养学生实践能力与创新精神,为其职业生涯筑牢根基。
本书编写人员分工如下:韶关学院郭会时(前言),韶关学院丘秀珍(第1章,第3章),韩山师范学院胡平(第2章),韶关学院王宇琳(第3章和附录),韶关学院黄冬兰(第4章),肇庆学院谈金(第5章),韶关学院焦琳娟、韶关水投蓝洁环保科技有限公司胡文婧(第6章),衡阳师范学院邓培红(第7章),衡阳师范学院刘梦琴、代聪(第8章),韩山师范学院欧阳淼(第9章),广东第二师范学院霍朝辉(第10章)。全书由丘秀珍统稿,郭会时定稿。
在此,衷心感谢第一版教材编者的辛勤付出,他们为本书奠定了坚实基础。教材改版期间,五所院校以及化学工业出版社各级领导和教师给予了大力支持,在此诚挚致谢。编写时,我们参考引用了众多专著、教材、论文及互联网资料,因篇幅有限无法一一列举,一并深表感谢。
为方便教学,本书配有课件和习题答案,使用本书作教材的教师可向出版社索取:songlq75@126.com。
限于编者学识水平,书中难免存在疏漏或不足之处,恳请广大读者批评指正,以便我们在后续修订中不断完善。
编者
2025年3月
第一版前言
新技术、新材料、新能源以及社会生产发展的需要,对分析化学提出了新的挑战,也对分析化学教学提出了更高的要求。为了更好地适应社会生产飞速发展的新形势,满足21世纪高等教育改革的需要,使学生在课程学习中尽快切入实际,我们在认真学习“化学类专业教学指导分委员会”和“化学基础课程教学指导分委员会”拟定的关于化学、应用化学等专业化学教学基本内容要求的基础上,组织韶关学院、肇庆学院、衡阳师范学院、韩山师范学院编写了这部《分析化学》教材。
本教材汇聚了四校教师多年的丰富教学经验和资源,吸收了近年来国内外分析化学教材的精华,涵盖了分析化学的有关概念以及化学分析方法的原理、计算和应用。编者力求做到语言简练,思路清晰,重点突出,难度适宜。在内容的选择及编排上具有如下特色:
1. 每章开始都有简单的内容概要,并配有主要内容的框架图,以帮助教师和学生在教和学中,把握重点和难点问题,使学生学习目标明确,内容清晰。中间插入思考问题,主要让学生在学习中学会提问,学会查找资料解决问题,学会举一反三。在每章后面都有“思考题及习题”和部分参考答案。在第8章沉淀滴定结束后,对滴定分析方法进行了汇总小结。
2. 在保持科学性、系统性的基础上,力求深度和广度的适宜,注意与无机化学中化学平衡知识的衔接,删除一些与无机化学重复的内容,并与无机化学教材中使用的有关物理量的符号、单位相衔接,尽量统一于国际单位制(SI)和我国的法定计量单位及量和单位的国家标准GB 3102—93的规定。
3. 以“需用为准 、够用为度、实用为先” 为原则,精选内容,压缩篇幅,注意理论和应用的紧密配合,把实(应)用性作为编写的中心思想。紧密联系各专业的教学、科研和生产实践,增加各种分析方法在化学、环境、食品、医药、材料等领域的应用,并标注国家标准编号,以便学生查询应用。
4. 每一分析方法就其原理、特点、计算和应用顺序编排,围绕理论、技术、对象展开。在第3章增加应用Excel 软件处理计算分析数据的内容。
5. 书末附录中有本书涉及的符号、缩写及中英文对照和主要参考文献,引导学生通过查询丰富的资源解决化学问题,以开拓学生的学习思路,培养学生的学习能力。
本书是由韶关学院协同肇庆学院、衡阳师范学院、韩山师范学院四所高等院校共同编写。参加编写的人员有:任健敏(第1,4章及部分附录)、任乃林(第2,9章)、彭翠红(第3章)、韦寿莲(第5章)、刘玲(第6章)、匡云飞(第7章)、刘梦琴(第8章)、郭会时(第10章)、焦琳娟(第11章)、丘秀珍(部分附录)、陈慧琴(部分附录)。全书最后由主编统稿和定稿,丘秀珍、陈慧琴、衷明华、曾荣英、张素斌校对。
本教材在编写过程中,得到了四所院校以及化学工业出版社和教师的大力支持、帮助和关心,在此谨致诚挚的感谢。同时在编写过程中,参阅或引用了许多专著、教材、论文和互联网上的有关内容,由于篇幅所限,不能一一列出,在此谨致深深谢意。
为方便教学,与本书配套的课件和习题解答已制作完毕,使用本书做教材的院校可向出版社免费索取,songlq75@126.com。
限于编者水平,书中难免有疏漏和不足之处,恳请读者批评指正。
编者
2013年9月