分析化学精品课程教案第一章分析化学基础知识分析化学精品课程2016
分析化学精品课程教案 第一章分析化学基础知识 分析化学精品课程 2016
分析化学精品课程教案第一章分析化学基础知识第一章授课次序第1次课分析化学基础知识授课章节第一节分析化学概述授课时间80分钟第二节定量分析的过程授课类型理论课1、了解分析化学的任务和作用：2、掌握分析方法的分类；教学要求3、了解定量分析的过程：4、掌握定量分析结果的表示方法教学重点」1、分析方法的分类：2、误差的产生原因及减免方法。教学难点系统误差和偶然误差的区分。教学方法多媒体课件为主，少量板书为辅，课堂讲授。备注教学过程学生【复习提问】举例说明化学的研究对象是什么？个别【总结】化学的研究的对象是物质的化学变化。回答【导入新课】分析化学的研究对象是什么呢？教师第一章分析化学基础知识总结第一节分析化学概述一、分析化学的任务和作用（一）分析化学定义：研究物质化学组成、含量、结构的分析方法及有关理论的一门学科。（二）分析化学的任务1、定性分析：确定物质的化学组成。2、定量分析：测定物质有关成分的含量。3、结构分析：确定物质中原子间结合方式。学生（三）分析化学的作用分组讨论举例说明分析化学的作用。【总结】分析化学的作用包括提供信息、质量检验、新材料研制等科学研究。讨论后每二、分析化学的分类组推（一）按任务分类：定性分析、定量分析、结构分析。选一（二）按分析对象分类：无机分析、有机分析。人回（三）按分析方法分类：化学分析、仪器分析。答1、化学分析：以物质的化学反应为基础的分析方法，又称经典化学分析。2、仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法。（四）按试样的用量分类：常量分析、半微量分析、微量分析、超微量分析。表 1各种分析方法的试样用量方法试样（ml）试样质量（mg）常量分析>100>10学生半微量分析10-1001-10阅读微量分析0.1-100.01-1课本超微量分析<0.1<0.01（五）按被测组分含量分类：常量组分分析、微量组分分析、痕量组分分析。（六）按分析的目的分类：例行分析、快速分析、仲裁分析。三、分析化学的发展1、分析化学发展史上的三次变革
分析化学精品课程教案 第一章分析化学基础知识 授课章节 第一章 分析化学基础知识 第一节 分析化学概述 第二节 定量分析的过程 授课次序 第 1 次课 授课时间 80 分钟 授课类型 理论课 教学要求 1、 了解分析化学的任务和作用； 2、 掌握分析方法的分类； 3、 了解定量分析的过程； 4、 掌握定量分析结果的表示方法。 教学重点 1、分析方法的分类；2、误差的产生原因及减免方法。 教学难点 系统误差和偶然误差的区分。 教学方法 多媒体课件为主，少量板书为辅，课堂讲授。 教学过程 备注 【复习提问】举例说明化学的研究对象是什么？ 【总结】化学的研究的对象是物质的化学变化。 【导入新课】分析化学的研究对象是什么呢？ 第一章 分析化学基础知识 第一节 分析化学概述 一、分析化学的任务和作用 （一）分析化学定义：研究物质化学组成、含量、结构的分析方法及有关理 论的一门学科。 （二）分析化学的任务 1、定性分析：确定物质的化学组成。 2、定量分析：测定物质有关成分的含量。 3、结构分析：确定物质中原子间结合方式。 （三）分析化学的作用 【讨论】举例说明分析化学的作用。 【总结】分析化学的作用包括提供信息、质量检验、新材料研制等科学研究。 二、分析化学的分类 （一）按任务分类：定性分析、定量分析、结构分析。 （二）按分析对象分类：无机分析、有机分析。 （三）按分析方法分类：化学分析、仪器分析。 1、化学分析：以物质的化学反应为基础的分析方法，又称经典化学分析。 2、仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法。 （四）按试样的用量分类：常量分析、半微量分析、微量分析、超微量分析。 表 1 各种分析方法的试样用量 方 法 试样质量（mg） 试样（ml） 常量分析 >100 >10 半微量分析 10-100 1-10 微量分析 0.1-10 0.01-1 超微量分析 <0.1 <0.01 （五）按被测组分含量分类：常量组分分析、微量组分分析、痕量组分分析。 （六）按分析的目的分类：例行分析、快速分析、仲裁分析。 三、分析化学的发展 1、分析化学发展史上的三次变革 学 生 个 别 回 答 教 师 总结 学 生 分 组 讨 论 后 每 组 推 选 一 人 回 答 学 生 阅 读 课本
分析化学精品课程教案第一章分析化学基础知识2、现代分析化学的发展趋势发展方向：灵敏、准确、快速、简便、自动化。分析对象：无机分析、有机物分析、生物活性物质分析。分析对象的数量级：常量、微量、痕量、分子水平。分析自动化程度：手工操作、仪器、自动、全自动、智能化。学生四、分析化学的学习方法【讨论】如何才能学好分析化学这门课呢？回答教师总结预习、记笔记、作业、实验、实验报告等。总结第二节定量分析的过程一、定量分析的过程（一）取样结合取样原则：样品具有代表性。实际气体试样、液体试样、固体试样的取样方法。画图讲解（举例】大气的取样、桶装食用油的取样、面粉的取样等。（二）试样的分解将待测组分定量转化成测定的溶液状态，便于下一步的定量测定。【举例】大豆中蛋白质含量的测定。（三）测定测定方法的选择和测定过程是本学期学习的重点。（四）分析结果的计算和评价根据分析过程中有关反应的定量关系及分析测量所得数据计算分析结果。最后对于分析结果的可靠性和准确度进行评价。二、分析结果的表示分析结果一般用待测组分的含量表示。m=×100%WA = -ms学生平行样品的测定结果一般报告其算术平均值。三、分析化学中的误差回答教师（一）误差的分类点评【提问】举例说明生活中常见的误差。【解答】时钟走的快和慢、尺子刻度不均匀等。1、系统误差（1）方法误差：拟定的分析方法本身不十分完善所造成。【举例】反应不能定量完成、有副反应发生、滴定终点与化学计量点不一致、干扰组分存在等。（2）仪器误差：主要是仪器本身不够准确或未经校准引起的。【举例】滴定管刻度不准、码锈蚀等。（3）试剂误差：由于试剂不纯和蒸馏水中含有微量杂质所引起。（4）操作误差：分析工作者掌握操作规程与控制条件不当所引起的。【举例】滴定管读数偏高或偏低。系统误差特征：重复出现、恒定不变、单向性、大小可测出并校正。系统误差减免方法：做对照试验、做空白试验、校正仪器等
分析化学精品课程教案 第一章分析化学基础知识 2、现代分析化学的发展趋势 发展方向：灵敏、准确、快速、简便、自动化。 分析对象：无机分析、有机物分析、生物活性物质分析。 分析对象的数量级：常量、微量、痕量、分子水平。 分析自动化程度：手工操作、仪器、自动、全自动、智能化。 四、分析化学的学习方法 【讨论】如何才能学好分析化学这门课呢？ 【总结】预习、记笔记、作业、实验、实验报告等。 第二节 定量分析的过程 一、定量分析的过程 （一）取样 取样原则：样品具有代表性。 气体试样、液体试样、固体试样的取样方法。 【举例】大气的取样、桶装食用油的取样、面粉的取样等。 （二）试样的分解 将待测组分定量转化成测定的溶液状态，便于下一步的定量测定。 【举例】大豆中蛋白质含量的测定。 （三）测定 测定方法的选择和测定过程是本学期学习的重点。 （四）分析结果的计算和评价 根据分析过程中有关反应的定量关系及分析测量所得数据计算分析结果。 最后对于分析结果的可靠性和准确度进行评价。 二、分析结果的表示 分析结果一般用待测组分的含量表示。 𝑤𝐴 = 𝑚 𝑚𝑠 × 100% 平行样品的测定结果一般报告其算术平均值。 三、分析化学中的误差 （一）误差的分类 【提问】举例说明生活中常见的误差。 【解答】时钟走的快和慢、尺子刻度不均匀等。 1、系统误差 （1）方法误差：拟定的分析方法本身不十分完善所造成。 【举例】反应不能定量完成、有副反应发生、滴定终点与化学计量点不一致、干 扰组分存在等。 （2）仪器误差：主要是仪器本身不够准确或未经校准引起的。 【举例】滴定管刻度不准、砝码锈蚀等。 （3）试剂误差：由于试剂不纯和蒸馏水中含有微量杂质所引起。 （4）操作误差：分析工作者掌握操作规程与控制条件不当所引起的。 【举例】滴定管读数偏高或偏低。 系统误差特征：重复出现、恒定不变、单向性、大小可测出并校正。 系统误差减免方法：做对照试验、做空白试验、校正仪器等。 学 生 回 答 教 师 总结 结 合 实 际 画 图 讲解 学 生 回 答 教 师 点评
分析化学精品课程教案第一章分析化学基础知识2、偶然误差偶然误差是由于某些偶然的因素所引起的。【举例】测定时环境的温度、湿度和气压的微小波动等。偶然误差特征：时正时负、时大时小、难控制。偶然误差减免方法：多次测定取平均值。3、过失误差由于操作不正确、粗心大意造成的。因过失误差得到的数值应舍去。（二）提高分析结果准确度的方法1、选择合适的分析方法化学分析法：由于滴定分析、重量分析等灵敏度不高，常用于常量分析中。仪器分析：常用于微量分析、痕量分析中。2、增加平行测定的次数，减少偶然误差3、减小测量误差分析天平称样量控制在0.2g以上，减少称量误差。滴定剂最小消耗体积控制在20ml~30ml之间，减少滴定误差。4、消除测定中的系统误差（1）空白试验：指不加试样，按分析规程在同样的操作条件进行的分析，得到的空白值。然后从试样中扣除此空白值就得到比较可靠的分析结果。（2）校正仪器：具有准确体积和质量的仪器都应进行校正后再使用。学生（3）对照试验：用标准品样品代替试样进行平行测定。自学（三）误差的表示方法例题1、准确度和误差准确度是指分析测定结果与真实值相接近的程度。准确度高低用误差表示。（1）绝对误差：个别测定值与真实值之差。绝对误差（Em）=测得值（xi）-真实值（T）（2）相对误差：绝对误差所占真实值的百分数。相对误差(En)=×100%T2、精密度和偏差精密度表示在相同条件下各次分析结果相互接近的程度。精密度的大小用偏差表示，偏差越小说明精密度越高。偏差的种类有以下几种：（1）绝对偏差d：单项测定值x与多次测定的算术平均值x之间的差值。di= xi-x（2）相对偏差dr：绝对偏差di在平均值中所占的百分数。dr=×100%2学生（3）算术平均偏差a：是各绝对偏差绝对值的算术平均值。自学2例题1X;-X算术平均偏差（a)=台n
分析化学精品课程教案 第一章分析化学基础知识 2、偶然误差 偶然误差是由于某些偶然的因素所引起的。 【举例】测定时环境的温度、湿度和气压的微小波动等。 偶然误差特征：时正时负、时大时小、难控制。 偶然误差减免方法： 多次测定取平均值。 3、过失误差 由于操作不正确、粗心大意造成的。 因过失误差得到的数值应舍去。 （二）提高分析结果准确度的方法 1、选择合适的分析方法 化学分析法：由于滴定分析、重量分析等灵敏度不高，常用于常量分析中。 仪器分析：常用于微量分析、痕量分析中。 2、增加平行测定的次数，减少偶然误差 3、减小测量误差 分析天平称样量控制在 0.2g 以上，减少称量误差。 滴定剂最小消耗体积控制在 20ml~30ml 之间，减少滴定误差。 4、消除测定中的系统误差 （1）空白试验：指不加试样，按分析规程在同样的操作条件进行的分析 ， 得到的空白值。然后从试样中扣除此空白值就得到比较可靠的分析结果。 （2）校正仪器：具有准确体积和质量的仪器都应进行校正后再使用。 （3）对照试验：用标准品样品代替试样进行平行测定。 （三）误差的表示方法 1、准确度和误差 准确度是指分析测定结果与真实值相接近的程度。 准确度高低用误差表示。 （1）绝对误差：个别测定值与真实值之差。 绝对误差（Em）=测得值（xi）- 真实值（T） （2）相对误差：绝对误差所占真实值的百分数。 相对误差(En) = 𝐸m 𝑇 × 100% 2、精密度和偏差 精密度表示在相同条件下各次分析结果相互接近的程度。 精密度的大小用偏差表示，偏差越小说明精密度越高。 偏差的种类有以下几种： （1）绝对偏差 di：单项测定值 xi 与多次测定的算术平均值 𝑥̅之间的差值。 di = xi-𝑥̅ （2）相对偏差 dr：绝对偏差 di 在平均值中所占的百分数。 dr = 𝑑𝑖 𝑥̅ × 100% （3）算术平均偏差𝑑̅：是各绝对偏差绝对值的算术平均值。 学生 自 学 例题 学生 自 学 例题 n i i= x - x d = n — — 算术平均偏差（ ） 1
分析化学精品课程教案第一章分析化学基础知识（4）相对平均偏差d：算术平均偏差在平均值中所占的比例。d相对平均偏差==×100%x若只对试样进行了两次平行测定，则相对平均偏差可用下式计算：X1-X2d, =×100%x3、准确度与精密度的关系【画图】通过打靶的实例介绍。【结论】精密度高并不表示准确度高，准确度高必须精密度高，只有精密度和准确度都高的分析结果才是真实可靠的结果。作业与思考题：1、作业：课本P35习题92、思考题：课本P35习题1、2、3第三节分析数据的处理授课次序第2次课80分钟授课章节第四节分析化学实验基础知识授课时间第五节分析化学实验室安全知识授课类型理论课1、掌握有效数字的修约与运算法则；教学要求2、能够在实际分析过程中正确记录、计算、表示分析结果；3、了解分析化学实验室基础知识和安全知识1、有效数字运算：教学重点2、分析化学实验室安全知识。教学难点分析结果的记录、处理和计算教学方法」多媒体课件为主，少量板书为辅，课堂讲授，音像放映。教学过程备注【复习】思考题解答。【引入新课】在实际生活中我们用不同精度的秤来称取物品，物品质量分别表示为1Kg、1.0Kg、1.00Kg有什么区别吗？0有何意义呢？第三节分析数据的处理一、有效数字的含义（一）有效数字有效数字指实际能测量到的数字，其位数包括所有的准确数字和最后的一位可疑数字。（二）有效数字位数的确定1、记录或计算的数据有几位数字，就有几位有效数字。【举例】2.3（2位有效数字）；5.567（4位有效数字）2、数据中“0”的不同作用：（1）普通数字：数字中间和数字后边的“0”都是有效数字【举例】5.108（4位有效数字）：1.5100（5位有效数字）
分析化学精品课程教案 第一章分析化学基础知识 （4）相对平均偏差𝑑𝑟 ̅̅̅：算术平均偏差在平均值中所占的比例。 若只对试样进行了两次平行测定，则相对平均偏差可用下式计算： d𝑟 = 𝑥1 − 𝑥2 𝑥̅ × 100% 3、准确度与精密度的关系 【画图】通过打靶的实例介绍。 【结论】精密度高并不表示准确度高，准确度高必须精密度高，只有精密度和准 确度都高的分析结果才是真实可靠的结果。 作业与思考题： 1、 作业：课本 P35 习题 9 2、 思考题：课本 P35 习题 1、2、3 授课章节 第三节 分析数据的处理 第四节 分析化学实验基础知识 第五节 分析化学实验室安全知识 授课次序 第 2 次课 授课时间 80 分钟 授课类型 理论课 教学要求 1、掌握有效数字的修约与运算法则； 2、能够在实际分析过程中正确记录、计算、表示分析结果； 3、了解分析化学实验室基础知识和安全知识。 教学重点 1、 有效数字运算； 2、 分析化学实验室安全知识。 教学难点 分析结果的记录、处理和计算 教学方法 多媒体课件为主，少量板书为辅，课堂讲授，音像放映。 教学过程 备注 【复习】思考题解答。 【引入新课】在实际生活中我们用不同精度的秤来称取物品，物品质量分别表示 为 1Kg、1.0Kg、1.00Kg 有什么区别吗？0 有何意义呢？ 第三节 分析数据的处理 一、有效数字的含义 （一）有效数字 有效数字指实际能测量到的数字，其位数包括所有的准确数字和最后的一位 可疑数字。 （二）有效数字位数的确定 1、记录或计算的数据有几位数字，就有几位有效数字。 【举例】2.3（2 位有效数字）；5.567（4 位有效数字） 2、数据中“0”的不同作用： （1）普通数字：数字中间和数字后边的“0”都是有效数字 【举例】5.108（4 位有效数字）； 1.5100（5 位有效数字） d = 100% x — 相对平均偏差 —
分析化学精品课程教案第一章分析化学基础知识（2）定位作用：数字前边的“0”都不是有效数字（举例】0.0614（3位有效数字）：5.181×10-2（4位有效数字）（3）以“0”结尾的正整数有效数字的位数不确定。【举例】4500，写成4.5×103（2位有效数字）；写成4.50×103（3位有效数字）；写成4500×103（4位有效数字）。3、pH、pK或IgC等对数值，其有效数字的位数取决于小数部分（尾数）数字的位数，整数部分只代表底数的方次。【举例】pH=11.20→[H+]=6.3×10-12mol/L，两位有效数字。4、分数或比例系数（非测量数字）等不记位数，需要几位就写几位。【举例】3molNaOH可根据需要确定有效数字的位数。二、数字修约规则学生【举例】0.2+1.345+0.00009+121.4+4.5×103=?根据【提问】为什么在计算过程中首先要对有效数字进行修约？例题回答【解答】统一有效数字位数，节约运算时间。问题（一）有效数字修约规则四舍六入五留双：例：将下列测量值修约为3位数4要舍，6要入修约前修约后5后有数进一位4.1354.145后无数看单双4.1254.12单数在前进一位4.1054.10偶数在前全舍光4.12514.13数字修约要记牢4.134.1349分次修约不应该（二）有效数字运算规则1、加减法：结果与小数点后位数最少（即绝对误差最大）的数据相同。学生举例）0.0121+25.64+1.05782=?计算2、乘除法：结果与有效数字位数最少（即相对误差最大）的数据为依据。【举例】0.0121×25.64×1.057823=?并回3、安全数字法：运算过程中，为减少舍入误差，可多保留一位有效数字（不答修约），算出结果后，再修约至应有的有效数字位数。【举例】60.064×5.103×0.0325—139.82=?先修约再运算的结果是0.0712：先运算再修约的结果是0.0713。【注意】（1）分析化学中，有效数字的位数是不能任意确定的（2）滴定管、移液管读数的小数点后要保留2位有效数字；（3）量筒读数的小数点要保留1位有效数字：（4）分析天平读数的小数点后要保留4位有效数字；（5）台秤读数的小数点后要保留1位有效数字。三、分析数据的处理（一）可疑数据的取舍
分析化学精品课程教案 第一章分析化学基础知识 （2）定位作用：数字前边的“0”都不是有效数字 【举例】0.0614（3 位有效数字）；5.18110-2（4 位有效数字） （3）以“0”结尾的正整数有效数字的位数不确定。 【举例】4500，写成 4.5×103（2 位有效数字）； 写成 4.50×103（3 位有效数字）； 写成 4.500×103（4 位有效数字）。 3、pH、pK 或 lgC 等对数值，其有效数字的位数取决于小数部分（尾数）数 字的位数，整数部分只代表底数的方次。 【举例】pH = 11.20 → [H+ ]= 6.3×10-12 mol/L，两位有效数字。 4、分数或比例系数(非测量数字）等不记位数，需要几位就写几位。 【举例】3mol NaOH 可根据需要确定有效数字的位数。 二、数字修约规则 【举例】0.2+1.345+0.00009+121.4+4.5×103=？ 【提问】为什么在计算过程中首先要对有效数字进行修约？ 【解答】统一有效数字位数，节约运算时间。 （一） 有效数字修约规则 四舍六入五留双： （二）有效数字运算规则 1、加减法：结果与小数点后位数最少（即绝对误差最大）的数据相同。 【举例】0 . 0121+ 25 . 64 + 1 . 05782=？ 2、乘除法：结果与有效数字位数最少（即相对误差最大）的数据为依据。 【举例】0.0121 25.64 1.057823=？ 3、安全数字法：运算过程中，为减少舍入误差，可多保留一位有效数字（不 修约），算出结果后，再修约至应有的有效数字位数。 【举例】 60.064 5.103 0.0325÷139.82=？ 先修约再运算的结果是 0.0712；先运算再修约的结果是 0.0713。 【注意】 （1）分析化学中，有效数字的位数是不能任意确定的； （2）滴定管、移液管读数的小数点后要保留 2 位有效数字； （3）量筒读数的小数点要保留 1 位有效数字； （4）分析天平读数的小数点后要保留 4 位有效数字； （5）台秤读数的小数点后要保留 1 位有效数字。 三、分析数据的处理 （一）可疑数据的取舍 学生 根 据 例 题 回 答 问题 学 生 计 算 并 回 答 4 要舍，6 要入 5 后有数进一位 5 后无数看单双 单数在前进一位 偶数在前全舍光 数字修约要记牢 分次修约不应该 例：将下列测量值修约为 3 位数 修约前 修约后 4.135 4.14 4.125 4.12 4.105 4.10 4.1251 4.13 4.1349 4.13
分析化学精品课程教案第一章分析化学基础知识1、可疑值可疑值指在对同一样品进行的多次平行测定中，常有个别的偏离同组数据较大或较小的数据，也叫离群值或逸出值。可疑值如不舍去或随意舍去，都会影响分析结果的准确度。2、可疑值的判断方法检验可疑值的常用方法是“Q-检验法”。该法适用于3~10次测定时，且只有一个可疑数据。【步骤】（1）将测量数据从小到大排列：XI,X2,X3.Xn；（2）计算可疑值的差（极值）：（xn-xi)；学生(3）计算可疑值与相邻值的差：（X2-Xi）、（Xn-Xn-1)；自学（4）计算舍弃商Q：例题Q=±2-x1Xn-Xn-1（5）查Q值表：若Q计≥Q表可疑值应舍去：Q计<Q表可疑值应保留。【例题1-7】分析某试样中钙含量，测定结果如下：20.44，20.64，20.5620.70，20.7820.52。试用Q法检验20.44是否舍去？（置信概率90%）解：XI=20.44，X2=20.52，Xn=20.7820.52-20.44Q==0.2420.78-20.44查表，当n=6时，Q0.90=0.56，0.24<0.56所以，20.44应该保留。第四节分析化学实验基础知识【音像放映】一、分析化学实验用水二、分析化学常用试剂三、分析化学常用玻璃仪器第五节分析化学实验室安全知识【音像放映】一、实验室安全规则二、实验室意外事故正确处理方法作业与思考题：1、作业：课本P35习题52、思考题：课本P35习题4
分析化学精品课程教案 第一章分析化学基础知识 1、可疑值 可疑值指在对同一样品进行的多次平行测定中，常有个别的偏离同组数据较 大或较小的数据，也叫离群值或逸出值。可疑值如不舍去或随意舍去，都会影响 分析结果的准确度。 2、可疑值的判断方法 检验可疑值的常用方法是“Q-检验法”。该法适用于 3~10 次测定时，且只 有一个可疑数据。 【步骤】 （1）将测量数据从小到大排列：x1, x2, x3.xn ； （2）计算可疑值的差（极值）：（xn -x1）； （3）计算可疑值与相邻值的差：( x2-x1)、( xn-xn-1)； （4）计算舍弃商 Q: Q = 𝑥2 − 𝑥1 𝑥𝑛 − 𝑥𝑛−1 （5）查 Q 值表： 若 Q 计 Q 表 可疑值应舍去； Q 计 < Q 表 可疑值应保留。 【例题 1-7】分析某试样中钙含量，测定结果如下：20.44, 20.64, 20.56, 20.70, 20.78, 20.52。试用 Q 法检验 20.44 是否舍去？（置信概率 90%） 解：x1=20.44, x2=20.52, xn=20.78 Q = 20.52−20.44 20.78−20.44 = 0.24 查表，当 n=6 时，Q0.90=0.56, 0.24< 0.56 所以，20.44 应该保留。 第四节 分析化学实验基础知识 【音像放映】一、分析化学实验用水 二、分析化学常用试剂 三、分析化学常用玻璃仪器 第五节 分析化学实验室安全知识 【音像放映】一、实验室安全规则 二、实验室意外事故正确处理方法 作业与思考题： 1、 作业：课本 P35 习题 5 2、 思考题：课本 P35 习题 4 学 生 自 学 例题