化工分析（姜洪文）（第二版）

本书共十一章:化工分析基础知识、化工分析基本操作技术、滴定分析、酸碱滴定法、配位滴定法、沉淀滴定与称量分析法、氧化还原滴定法、电化学分析、紫外-可见分光光度分析、气相色谱分析法、高效液相色谱分析法。书末附有常用数据表。

本次修订保持了*版理论知识与实验技能于一体、注重职业能力培养、使用方便的特点。全书由原来的十二章调整为现在的十一章。增加了选择题和计算题的参考答案。并根据现行国家标准对相关内容进行了更新，使教材内容保持科学性和先进性。

本书系高职高专职业院校化工类专业教材，也可作为化工企业在职分析化验人员培训用书。

 

第一章化工分析基础知识1

第一节化工分析的任务和方法1

一、化工分析的任务和作用1

二、定量分析的方法1

第二节误差和分析数据处理3

一、定量分析中的误差3

二、分析结果的表示7

三、数据记录与实验报告11

四、回归分析12

第三节一般溶液的配制13

一、化学试剂13

二、实验室用水15

三、辅助试剂溶液的配制16

四、实验室常用洗涤剂的配制18

第四节实验室安全知识19

一、实验室安全守则19

二、实验室意外事故处理及预防20

三、实验室废弃物处理22

第五节化工产品质量保证与标准化23

一、化工分析中的质量保证23

二、标准化与标准25

思考题与习题29

第二章化工分析基本操作技术34

第一节天平及其使用34

一、托盘天平34

二、分析天平35

三、称量试样方法40

第二节玻璃仪器及其他用具40

一、常用玻璃仪器41

二、常用其他用具44

三、常用量器45

第三节试样采取与处理47

一、采样原则47

二、液体试样的采取48

三、气体试样的采取48

四、固体试样的采取与制备49

第四节滴定分析基本操作51

一、滴定管的使用51

二、容量瓶的使用54

三、移液管的使用55

四、容量仪器校准56

实验1分析天平称量操作练习60

实验2滴定分析仪器基本操作61

实验3滴定分析仪器的校准63

思考题与习题65

第三章滴定分析67

第一节滴定分析的条件和方法67

一、滴定分析的基本条件67

二、滴定分析方法67

第二节标准滴定溶液68

一、标准滴定溶液浓度的表示方法68

二、标准滴定溶液的配制与标定69

第三节滴定分析基本计算70

一、等物质的量反应规则70

二、标准溶液浓度调整的计算71

三、计算实例71

思考题与习题74

第四章酸碱滴定法76

第一节方法简介76

一、酸碱质子理论76

二、酸碱水溶液pH的计算77

三、缓冲溶液79

第二节酸碱指示剂81

一、指示剂变色原理和变色范围81

二、常用的酸碱指示剂84

第三节滴定曲线及指示剂的选择85

一、强酸或强碱的滴定85

二、弱酸或弱碱的滴定87

三、多元酸及多元酸盐的滴定89

第四节酸碱滴定方式和应用90

一、直接滴定90

二、返滴定91

三、间接滴定91

实验4氢氧化钠标准滴定溶液的制备93

实验5食醋中总酸量的测定94

实验6盐酸标准滴定溶液的制备95

实验7混合碱的测定97

实验8工业甲醛含量的分析99

思考题与习题100

第五章配位滴定法102

第一节概述102

一、配位滴定法的特点102

二、配位化合物的稳定常数103

第二节酸度对配位滴定的影响104

一、EDTA的存在形式104

二、酸度对配位滴定的影响105

第三节金属指示剂107

一、金属指示剂的作用原理107

二、常用的金属指示剂107

第四节配位滴定方式和应用110

一、单组分含量的测定110

二、多组分含量的测定111

实验9EDTA标准滴定溶液的制备113

实验10工业用水中钙镁总量的测定114

思考题与习题116

第六章沉淀滴定与称量分析法119

第一节概述119

一、溶度积原理119

二、分步沉淀120

三、沉淀的转化120

四、沉淀的吸附120

五、沉淀完全的条件121

六、选择沉淀剂和称样量122

第二节沉淀滴定法124

一、莫尔法124

二、福尔哈德法125

三、法扬司法126

第三节称量分析法128

一、试样的溶解与沉淀128

二、沉淀的过滤与洗涤130

三、沉淀的烘干与干燥和灼烧132

四、分析结果的计算133

五、称量分析法的应用134

实验11硝酸银标准滴定溶液的制备和水中氯化物的测定134

实验12烧碱中氯化钠含量的测定136

实验13硫酸钠含量的分析137

思考题与习题138

第七章氧化还原滴定法141

第一节氧化还原滴定反应的条件141

一、氧化还原反应进行的方向141

二、氧化还原反应的完全程度142

三、氧化还原反应的速率143

第二节氧化还原滴定指示剂144

一、自身指示剂144

二、专属指示剂144

三、氧化还原指示剂144

第三节高锰酸钾法145

一、滴定方法和条件145

二、标准滴定溶液146

三、应用实例146

第四节碘量法147

一、滴定方法和条件147

二、标准滴定溶液148

三、应用实例149

第五节其他氧化还原滴定法150

一、重铬酸钾法150

二、溴酸钾法151

实验14高锰酸钾标准滴定溶液的制备151

实验15过氧化氢含量的测定153

实验16硫代硫酸钠标准滴定溶液的制备154

实验17硫酸铜含量的测定156

思考题与习题157

第八章电化学分析160

第一节概述160

一、电化学分析的分类及特点160

二、电化学电池161

第二节电位分析法161

一、电极电位与能斯特方程161

二、参比电极和指示电极162

三、直接电位法测pH166

四、电位滴定169

第三节电导分析法172

一、电导和电导率173

二、电导的测量173

三、电导分析法的应用176

实验18电位法测定水溶液的pH177

实验19烧碱中氯化物的测定178

实验20电导法检测水的纯度180

思考题与习题181

第九章紫外-可见分光光度分析184

第一节分光光度法原理184

一、概述184

二、紫外-可见吸收光谱184

三、有机化合物分子的电子跃迁与吸收光谱187

四、光吸收定律189

第二节分光光度计191

一、基本组成191

二、分光光度计的类型193

三、分光光度计的操作方法及维护194

第三节显色与测量条件的选择197

一、显色反应的选择197

二、显色反应条件的选择198

三、共存离子干扰的消除199

四、测定条件的选择200

第四节分光光度分析的定量方法200

一、目视比色法200

二、工作曲线法201

三、直接比较法201

四、标准加入法202

五、光度分析的计算202

实验21水中微量铁的测定204

实验22水中磷酸盐的测定205

实验23工业废水中挥发酚的测定207

实验24环己烷中微量苯的测定208

思考题与习题209

第十章气相色谱分析法212

第一节气相色谱法概述212

一、气相色谱法的分类与特点212

二、气相色谱法分析流程213

三、气相色谱法的名词术语215

第二节气相色谱基本理论217

一、气相色谱分离过程217

二、色谱基本理论219

第三节气相色谱分析操作条件的选择221

一、分离度221

二、色谱分离条件的选择223

第四节固定相和色谱柱224

一、气-固色谱固定相224

二、气-液色谱固定相226

三、气-液色谱柱的制备229

第五节气相色谱检测器231

一、气相色谱检测器的类型231

二、检测器的性能指标232

三、气相色谱常用的检测器234

第六节气相色谱定性和定量分析240

一、气相色谱定性分析240

二、气相色谱定量方法242

实验25气相色谱仪气路连接、安装和检漏246

实验26乙醇中水分的分析248

实验27苯系物的分析249

思考题与习题251

第十一章高效液相色谱分析法254

第一节概述254

一、方法对比254

二、液相色谱分离原理及分类255

第二节高效液相色谱仪255

一、输液系统256

二、进样系统256

三、分离系统257

四、检测器257

第三节高效液相色谱法的主要类型及选择258

一、液-固吸附色谱法258

二、液-液分配色谱法258

三、离子交换色谱法259

四、体积排阻色谱法260

五、化学键合相色谱法260

第四节色谱分离方法的选择与应用261

一、色谱分离方法的选择261

二、应用实例261

实验28色谱柱的评价263

实验29苯甲酸含量测定264

思考题与习题266

参考答案268

附录272

附录1相对原子质量（2005年）272

附录2常见化合物的摩尔质量273

附录3弱酸和弱碱的解离常数（25℃）275

附录4氧化还原半反应的标准电位277

附录5一些物质在热导检测器上的相对响应值和相对校正因子280

附录6一些物质在氢火焰检测器上的相对质量响应值和相对质量校正因子282

参考文献285

 

前言

《化工分析》作为高职高专职业学校规划教材，以其理论知识与实验技能结合、内容通俗易懂、注重职业能力培养、使用方便等特点得到了职业院校广大师生的认可。为了满足蓬勃发展的高等职业教育发展的需要和检验岗位工作任务的需求，在化学工业出版社和用书单位反馈意见的基础上，结合近些年的教学实践体会，对本书第一版进行修订。

本次修订除保持第一版的基本结构和编写特色外，理论上进行了适当的精简，调整了部分章节，同时按现行国家标准对相关内容进行了更新。调整更新的主要内容如下：

1.章节的变化，教材由原来的十二章调整为现在的十一章，同时将第一版中的第三章化工产品质量保证与标准化调整到第一章化工分析基础知识，作为第五节内容。

2.依据JJG 196—2006《常用玻璃仪器检定规程》，对第二章第二节中的常用量器和第三节中容量仪器校准及实验3的内容进行了替换，保证滴定分析基本操作精准和规范。

3.对酸碱滴定法、配位滴定法、电化学分析等理论内容的论述进行了适当地精简，突出实用性。

4.实验项目的变化，在保证掌握化工分析基本操作技术和基本检验方法的前提下，实验项目由原来的36个调整为现在的29个，同时对个别实验项目及内容作了替换和调整，并依据GB/T 601—2016《化学试剂标准滴定溶液的制备》，对相关实验内容进行了修正，使教材在内容上始终保持着科学性和先进性。

5.补充了思考与练习题除简答题外的参考答案，以便学生复习巩固所学知识，自检学习效果。

此次修订工作分别由吉林工业职业技术学院张美娜（第一～三章、第九～十一章），辽宁石化职业技术学院王英健（第四～八章）完成。全书由姜洪文统稿。

这次教材的修订，得到了化学工业出版社和吉林工业职业技术学院分析检验专业同仁的大力支持，在此表示诚挚的谢意。对于书中可能存在的不妥之处，欢迎读者给予指正。

姜洪文

2018年6月于吉林工业职业技术学院

第一版前言

在实施科教兴国战略的今天，高等职业教育担负着培养生产、管理、经营、服务第一线需要的高技能人才的重任。面对高职院校化工类专业教学改革和学生就业的需求，笔者编写了这本《化工分析》教材，作为化工高等职业院校工艺类专业教学用书，也可以供与分析化验有关的其他专业或在职分析化验人员学习参考。

本教材针对化工生产企业从事分析检验工作所需的专业知识和操作技能的要求，按照够用和实用的原则，以化学分析和常用仪器分析的基础知识为主线，着力编写了分析操作技术和分析方法应用方面的内容。本教材在编写结构上具有如下特点：

1. 指出各章的“学习目标”和“重点与难点”。“学习目标”是指学完每章内容后所应达到的最终目的； “重点与难点”是指相对较重要和较难理解的知识点或较难掌握的操作技能。明确“学习目标”和“重点与难点”，有利于学生主动学习，提升技能教学水平。

2.编入了新型分析仪器。如电子分析天平、数字显示的酸度计、紫外-可见分光光度计和气相色谱仪等，并适当介绍应用日渐突出的高效液相色谱仪，以更符合现代生产实际和学生就业的需要。

3. 采用最新的国家标准来规范分析化学术语（GB/T 14666—2003），执行GB/T 601—2002等标准规定来制备标准滴定溶液和制剂。一律采用法定计量单位。

4.实验项目实用性强。其项目的确定以兼顾基本操作训练和化工产品质量检验为基本原则，注重贯彻国家标准，删去陈旧的实验，编入国家标准中规定的一些通用分析方法。

5.突出能力培养。在每个实验项目后都编有相应的“思考与讨论”，每章后列出了“思考题与习题”，以检验与追踪学生的学习目标是否达到或学生自己对所学知识和技能进行自查，培养学生判断问题和解决问题的能力。

参加本书编写工作的有姜洪文 （第一～四、十、十一章）、王英健（第五～九章）、张美娜（第十二章），全书由姜洪文统一修改定稿。

吉林工业职业技术学院张振宇担任主审，并提出一些建设性意见，在此深深致谢。

由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，恳请同行与读者批评指正。

编者

2007年12月