分析化学　(第二版)

本书针对普通本科院校实验教学需要编写，结合第1版使用情况进行修订，切合当前教改形势。 

分析化学(第二版)是根据教育部理工科化学教学指导委员会和化学化工教学指导委员会等拟订的关于化学、应用化学、化工、医药学及环境科学等专业化学教学基本内容的要求和有关专业综合应用与创新人才的培养需要而编写的，同时参考了近年来分析化学的学科进展综述和国内外新出版的分析化学教材与教学参考书。本书共9章，包括绪论、误差与数据处理、化学分析法导论、酸碱平衡与酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、重量分析法、分析化学中的样品制备及常用分离方法。本书可作为应用型高等院校化学、应用化学、化工、轻工、材料、生物、医药、环境、地质、农林等专业的分析化学教材及考研参考书，也可供相关师生及分析测试工作者、自学者阅读参考。

第1章绪论(1)

1.1分析化学的定义、任务和作用(1)

1.1.1分析化学的定义(1)

1.1.2分析化学的任务和作用(1)

1.1.3分析化学的发展(2)

1.2分析方法的分类(2)

1.2.1化学分析和仪器分析(2)

1.2.2定性分析、定量分析和结构分析(3)

1.2.3无机分析和有机分析(3)

1.2.4常量分析和微量分析(3)

1.2.5例行分析和仲裁分析(4)

1.3分析过程(4)

1.3.1分析项目的任务和要求(4)

1.3.2分析方法(4)

1.3.3分析样品的采取与处理(5)

1.3.4化学分离、富集与掩蔽(5)

1.3.5分析测定与结果的处理(6)

1.4分析化学文献与检索(6)

1.4.1丛书、大全、手册和教科书(7)

1.4.2辞典与字典(8)

1.4.3期刊与文摘(9)

1.4.4分析化学文献检索(11)

思考题与习题(12)

第2章误差与数据处理(13)

2.1测量误差(13)

2.1.1绝对误差与相对误差(13)

2.1.2系统误差和偶然误差(14)

2.1.3准确度与精密度(15)

2.1.4提高分析结果准确度的方法(17)

2.2有效数字及运算规则(19)

2.2.1有效数字(19)

2.2.2运算规则(19)

2.2.3数字修约规则(21)

2.3有限量分析数据的统计处理(21)

2.3.1t分布和平均置信区间(21)

2.3.2显著性检验(26)

2.3.3可疑数据的取舍(29)

2.3.4标准曲线的回归分析法(30)

2.4质量保证(31)

2.4.1分析结果的可靠性(32)

2.4.2分析方法的可靠性(33)

思考题与习题(35)

第3章化学分析法导论(38)

3.1化学分析法的基础知识(38)

3.1.1常用术语(38)

3.1.2化学分析法的分类(39)

3.1.3化学分析法对化学反应的基本要求(40)

3.1.4定量分析结果的表示(41)

3.2标准物质和标准溶液(42)

3.2.1标准物质(42)

3.2.2基准物质(43)

3.2.3标准溶液(44)

3.3化学分析法的计算(45)

3.3.1滴定分析计算的基本公式(46)

3.3.2滴定分析计算示例(46)

思考题与习题(49)

第4章酸碱平衡与酸碱滴定法(52)

4.1酸碱质子理论(52)

4.1.1酸碱的定义(52)

4.1.2酸碱反应(52)

4.1.3水的质子自递反应(53)

4.1.4酸碱反应的平衡常数(53)

4.2水溶液中弱酸(碱)各型体的分布(55)

4.2.1物料平衡、电荷平衡和质子平衡(55)

4.2.2酸度对弱酸(碱)各型体分布的影响(56)

4.3酸碱溶液中pH的计算(59)

4.3.1一元强酸(碱)溶液pH的计算(59)

4.3.2一元弱酸(碱)溶液pH的计算(60)

4.3.3多元弱酸(碱)溶液pH的计算(61)

4.3.4两性物质溶液pH的计算(63)

4.3.5混合酸(碱)溶液pH的计算(65)

4.4酸碱缓冲溶液(66)

4.4.1缓冲溶液pH的计算(66)

4.4.2缓冲指数与缓冲范围(70)

4.4.3缓冲溶液的选择与配制(71)

4.5酸碱指示剂(72)

4.5.1酸碱指示剂的作用原理(72)

4.5.2影响指示剂变色的因素(73)

4.5.3混合指示剂(74)

4.6酸碱滴定法(74)

4.6.1强碱(酸)滴定强酸(碱)(75)

4.6.2强碱(酸)滴定一元弱酸(碱)(76)

4.6.3直接准确滴定一元弱酸(碱)的可行性判据(78)

4.6.4终点误差(78)

4.7多元弱酸(碱)的滴定(80)

4.7.1多元弱酸(碱)分步滴定及准确滴定的可能性(80)

4.7.2指示剂的选择(81)

4.7.3混合酸(碱)的滴定(82)

4.7.4酸碱滴定中CO2的影响(82)

4.8酸碱滴定法的应用(83)

4.8.1混合碱的分析(83)

4.8.2铵盐中氮含量的测定(84)

4.8.3极弱酸(碱)的测定(85)

4.8.4某些无机物含量的测定(85)

4.8.5非水溶液中的酸碱滴定简介(86)

思考题与习题(87)

第5章配位滴定法(91)

5.1配位平衡(91)

5.1.1配合物的稳定常数与配位平衡(91)

5.1.2溶液中各级配合物的分布(93)

5.1.3分析化学中常用的配位剂(94)

5.2乙二胺四乙酸及其金属配合物(95)

5.2.1乙二胺四乙酸的解离平衡(95)

5.2.2乙二胺四乙酸与金属离子配合物的特点及稳定性(96)

5.2.3乙二胺四乙酸标准溶液的配制和标定(99)

5.3配位滴定中的副反应和条件稳定常数(100)

5.3.1副反应与副反应系数(101)

5.3.2条件稳定常数(103)

5.4配位滴定法的基本原理(104)

5.4.1配位滴定曲线(104)

5.4.2金属指示剂(107)

5.4.3滴定终点误差及准确滴定判别式(111)

5.5提高配位滴定选择性的途径(113)

5.5.1控制溶液的酸度(113)

5.5.2采用掩蔽和解蔽的方法(117)

5.5.3预先分离干扰离子(120)

5.5.4采用其他滴定剂(120)

5.6配位滴定法滴定方式及滴定结果计算(121)

5.6.1配位滴定方式及应用实例(121)

5.6.2配位滴定结果的计算(125)

思考题与习题(126)

第6章氧化还原滴定法(129)

6.1氧化还原平衡(129)

6.1.1电极电位和条件电位(129)

6.1.2氧化还原反应进行的程度(131)

6.1.3氧化还原反应的速率(133)

6.2氧化还原滴定法的基本原理(133)

6.2.1滴定曲线(133)

6.2.2指示剂(136)

6.2.3氧化还原滴定的预处理(137)

6.3常用的氧化还原滴定方法及应用(139)

6.3.1碘量法(139)

6.3.2高锰酸钾法(146)

6.3.3其他氧化还原滴定方法(150)

6.4氧化还原滴定结果的计算(156)

思考题与习题(157)

第7章沉淀滴定法(161)

7.1银量法(161)

7.1.1基本原理(161)

7.1.2指示终点的方法(163)

7.1.3标准溶液和基准物质(166)

7.2沉淀滴定法的应用(167)

7.2.1氯化钠含量的测定(167)

7.2.2溶液中AsO3-4的测定(168)

7.2.3合金中银含量的测定(168)

7.2.4盐酸丙卡巴肼的含量测定(168)

7.2.5有机化合物中卤素的测定(169)

7.2.6亚铁氰化钾容量法测定氧化锌含量(170)

7.2.7四苯硼钠滴定法快速测定钾(170)

7.2.8中药朱砂的含量测定(171)

7.3沉淀滴定法中的计算(171)

7.4滴定分析法小结(173)

思考题与习题(174)

第8章重量分析法(177)

8.1沉淀重量法操作步骤(177)

8.1.1定义(177)

8.1.2操作步骤(178)

8.2沉淀的溶解度及其影响因素(179)

8.2.1沉淀的溶解度(179)

8.2.2影响沉淀溶解度的因素(180)

8.3沉淀的纯度及其影响因素(183)

8.3.1影响沉淀纯度的因素(183)

8.3.2提高沉淀纯度的措施(185)

8.4沉淀的形成与沉淀条件(185)

8.4.1沉淀的类型和形成过程(185)

8.4.2获得良好沉淀形状的条件(186)

8.5其他重量分析法(188)

8.5.1挥发重量法(188)

8.5.2萃取重量法(188)

8.6重量法分析结果的计算与应用(189)

8.6.1重量法分析结果的计算(189)

8.6.2重量法的应用(191)

思考题与习题(192)

第9章分析化学中的样品制备及常用分离方法(194)

9.1分析试样的采取与制备(194)

9.1.1分析试样的采取(194)

9.1.2分析试样的制备(196)

9.2常用的分离方法(197)

9.2.1沉淀分离法(197)

9.2.2溶剂及固相萃取分离法(200)

9.3平面色谱分离法(204)

9.3.1薄层色谱分离法(204)

9.3.2纸色谱分离法(206)

9.4离子交换分离法(207)

9.4.1离子交换树脂的结构和种类(207)

9.4.2离子交换树脂的命名与型号(208)

9.4.3离子交换树脂的性质(209)

9.4.4离子交换树脂的亲和力(209)

9.4.5离子交换分离操作技术(210)

9.4.6离子交换分离法的应用(211)

9.5气浮分离法(212)

9.5.1原理(212)

9.5.2气浮分离法类型(212)

9.5.3影响气浮分离效率的主要因素(213)

9.5.4气浮分离法的应用(214)

9.6液膜分离法(214)

9.6.1液膜的结构及分类(214)

9.6.2液膜分离传质机理(215)

9.6.3液膜分离的工艺流程(216)

9.6.4液膜分离法的应用(217)

思考题与习题(217)

附录(219)

附录A弱酸及其共轭碱在水中的解离常数(25 ℃，I=0)(219)

附录B常用缓冲溶液(221)

附录C酸碱指示剂(221)

附录D混合酸碱指示剂(222)

附录E部分配合物的形成常数(18～25 ℃)(223)

附录F部分氨羧配合物的形成常数(18～25 ℃，I=0.1 mol/L)(225)

附录GEDTA的lgαY(H)值(226)

附录H某些配位剂的lgαL(H)值(226)

附录I某些金属离子的lgαM(OH)值(227)

附录J常用金属指示剂(228)

附录K铬黑T和二甲酚橙的lgαIn(H)及变色点pM(pMt)(228)

附录L部分氧化还原电对的标准电极电位E(φ)(229)

附录M部分氧化还原电对的条件电位(232)

附录N难溶化合物的溶度积(18～25 ℃，I=0)(233)

附录O国际相对原子质量(235)

附录P部分化合物相对分子质量(236)

参考文献(240)

分析化学自2011年出版发行以来，受到全国应用型本科院校的热情鼓励和大力支持，至今已重印3次，在各应用型本科院校应用化学及相关专业的教学过程中取得了良好的教学效果。为了适应高校基础教育改革与发展的需要，我们根据近年来使用本教材的体会，吸收国内外分析化学教材的优点和各应用型本科院校对本教材的修改建议，对第1版教材的有些内容进行删减与更新。在教材的修订过程中，力求各章节内容“精、新、全”，并注重应用性的特点，在科学性、教育性、应用性和可读性等方面下功夫。本教材注重学生分析化学基本理论、基础知识和基本技能的培养；注重基本理论与生产实践相结合；注重培养学生的创新性意识和思维，促进学生个性化知识体系的构建。

本次修订的基本思路如下：

(1) 保持本教材第1版的基本结构框架。

(2) 在“误差和数据处理”一章中，删除了误差的传递的内容。

(3) 在“化学分析法导论”一章中，删除了滴定曲线与滴定分析中的终点指示方法的内容，但在“定量分析结果的表示”部分增加了被测组分的化学表示形式的内容。

(4) 在“酸碱平衡与酸碱滴定法”一章中，简化了一些描述方式，增加了指示剂用量对指示剂变色的影响的具体实例。

(5) 在“配位滴定法”一章中，删除了不同pH时的lgαY(H)及金属离子的lgαM(OH)值两张表，鼓励学生充分利用附录及分析化学手册数据。

(6) 在“氧化还原滴定法”一章，增加了氧化还原滴定结果的计算的内容，通过具体滴定实例引导学生理解和掌握氧化还原滴定的基本原理，还增加了部分练习题。

(7) 在“重量分析法”一章中，更新了2015年版《中国药典》收录的中药灰分的测定内容。

本教材由黄朝表和朱秀慧主编。参加第二版编写的有浙江师范大学行知学院黄朝表（第1章、第3章、附录），电子科技大学中山学院张景强、谢辉（第2、9章），电子科技大学中山学院孙延一(第3章)，佳木斯大学王莹（第4章），南京中医药大学翰林学院朱安宏（第5章），北京理工大学珠海学院魏永春（第5章），江西中医药大学韦国兵（第6章），河套学院徐康宁（第6章），营口理工学院朱秀慧、陈琳（第7章），南京中医药大学曹雨诞（第8章），后，由武汉大学潘祖亭教授审阅定稿。

由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，欢迎广大读者批评指正。

 

编者2018年12月前言分析化学(第二版)第1版前言

本书是根据教育部理工科化学教学指导委员会和化学化工教学指导委员会等拟订的关于化学、应用化学、化工、医药学及环境科学等专业化学教学基本内容的要求而编写的，也是近几年来落实教育部对普通本科专业进行评估的要求，促进人才培养质量的提高，进行分析化学教学内容、课程体系及教学方法改革和实践的经验总结。

分析化学已经发展成为一门以多学科为基础的综合性学科，因而早有分析科学的称谓。诸多学科的理论和实际问题的解决越来越需要分析化学的参与。分析化学家的主导作用在生命科学、食品安全、环境科学、材料科学、突发事件处理等许多涉及人类健康和生命安全的领域得到了充分体现。例如，生命过程是空间和时间的函数并受到生理甚至心理因素的影响，因此需要采用在体、原位、实时且好是非侵入的方法进行检测。这就要求不断探索，采用各种新方法、新仪器和新技术，以解决分析化学所面临的越来越复杂的挑战。

我国著名的分析化学家、中国科学院院士梁树权教授曾指出，分析化学是一个整体，化学分析和仪器分析构成分析化学的两大支柱梁树权.分析化学过去、现在和展望.分析试验室，1993，12（1）：11.。两部分内容相互补充，共同承担着大千世界各种不同的分析任务，并在化学及相关专业人才培养中继续起着非常重要的作用。美国《Analytical Chemistry》杂志也曾两次刊登著名的分析化学家Charles M.Beck II的长文Charles M Beck II.Classical Analysis：A Look at the Past，Present and
Future.Analytical Chemistry，1991，63：20；1994，66：4.，强调化学分析的重要性和化学分析人才培养的紧迫性。

本书的编写正是基于以上基本原则，本书介绍化学分析，和本系列教材中《仪器分析》共同构成分析化学整体，进行优化整合，精选内容，突出重点、共性与个性，着重阐述各类分析方法的基本原理和实际应用，便于教和学并提高学生的综合应用能力，增强学生对分析化学学科的系统性、完整性、应用的广泛性以及各种方法的共性与特殊性的认识。实际上，当今和未来相当长的一段时期内，随着生命科学、材料科学、能源科学、环境与宇宙科学等的发展，分析化学的研究与实践、参与问题的解决将面临大量的工作和挑战，这些也必将与时俱进，促进分析化学的进一步发展。

本书即分析化学，包括绪论、分析化学中的误差与数据处理、化学分析法导论、主要的四大滴定分析法与重量分析法、分析化学中的样品制备与常用分离方法等共9章，每章后有精选的思考题与习题，另有符号及缩写的中英文名称，以及有关附录。与本书配套的还有PPT和习题解答，选用本书的教师可与主编之黄朝表黄朝表，Email：[email protected]。教授联系。

本书重视“量”与“定量”的概念。康德有一句名言：“在自然科学的各门分支中，只有那些能以数学表述的分支才是真正的科学。”“定量”是分析化学的核心之一，而分析化学家的“产品”和工作主要是分析测试数据和综合信息并参与相关问题的解决；探讨从取样原则、试样的处理与分析、分析方法的选择、分离与富集、分析测量到误差与分析结果的统计处理等全过程，努力提高分析测试结果的可信度即保证分析质量的方法和途径，包括提出问题、分析和解决问题以及为什么要这么做的道理。举一反三，触类旁通，而这些正是全面推进和实施素质教育、加强综合应用型人才培养所提倡和企盼的。

本书将理论与实际应用相联系，强调理论与实际应用两个方面，这也体现了分析化学是唯一能将无机化学、有机化学、物理化学、环境化学、临床与医药化学、物理学、生物化学、材料化学等学科相结合，进行综合应用的学科。

参加本书编写的人员有：武汉东湖学院潘祖亭,浙江师范大学黄朝表,电子科技大学中山学院孙延一、张景强、谢辉，南京中医药大学邓海山、曹雨诞，北京理工大学珠海学院魏永春，河套学院徐康宁。全书由潘祖亭教授、黄朝表教授任主编，进行通读、整理与定稿。

在本书编写过程中，我们得到了各编者所在高校和分析化学同行们的鼓励和帮助，还参考了国内外近期出版的优秀教材和教学参考书，华中科技大学出版社编校人员为本教材的编写做了大量的工作，在此一并表示衷心的感谢。

限于学识和水平，本书虽经多次讨论修改，不足之处仍在所难免，恳请读者批评指正，以待再版时订正。

重视“量”与“定量”的概念。力求各章节内容的“精、新、全”，并注重应用性特点，在科学性、教育性、应用性和可读性等方面下工夫。