化工分析（孙士铸）

高职高专院校相关专业开设化工分析课程，教学目标应该是为工业生产一线培养实践动手能力强的专业人才，不断提高企业质量检验人员的素质。但以往的分析化学教材，多以理论知识为主，难以适应当今石油化工、生物医药等行业检验队伍的迅猛发展。

为此，我们组织了多名长期奋战在教学一线的教师，深入到东营各大石化、氯碱、制药、有色金属冶炼等企业走访调研，充分听取企业技术人员的建议，结合目前高职学生的实际学业水平，编写了本教材。

本教材具有以下特点。

1.针对化工企业生产以及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，结合全国高职院校技能大赛相关项目，着力编写了分析操作技术和分析方法应用方面的内容。

2.以学生为中心，围绕“做”做文章。教材每章都选取了典型实验，实验的开展以学生为主，教师引导为辅，实现学生“在做中学，在学中做”。

3.知识性与趣味性相结合，理论与实践相结合。每章的【生活常识】【阅读材料】增强了教材的知识性与趣味性；【实验项目】【基础知识】又把理论与实践联系起来，这样安排使学生容易接受，并不易产生学习疲劳感。

4.各章结构设置包括【知识目标】【能力目标】【生活常识】【实验项目】【基础知识】【练一练】【想一想】【查一查】【阅读材料】【本章小结】【课后习题】等专题， 从生活中常见的现象入手，易教易学。

5.本教材共11章，以实验项目为主线，集理论知识与实验技能于一体，内容通俗易懂，注重职业能力培养，针对性强，使用方便，建议72学时。

本书由东营职业学院孙士铸、张新锋主编。*章至第三章由巴新红编写，第四章、第十一章由王丽编写,第五章至第七章由高业萍编写，第八章至第十章及附录由张新锋编写，全书由孙士铸统稿，天津理工大学安长华教授主审。另外参加编写、讨论及校稿人员有福耀集团尚贵才高级工程师，东营利华益集团李新强工程师，东营职业学院贺海明教授，东营职业学院孙秀芳、吴秀玲、王红等。在此一并表示感谢。

本书可供高等职业院校化工类及其相关专业教学使用，也可作为化工企业在职分析化验人员培训用书。

限于编者对职教教改的理解及水平，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请专家和读者批评指正，不胜感激。

编者

2018年12月

《化工分析》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。教材内容以学生为中心，围绕“做”做文章，以实验项目为主线，集理论知识与实验技能于一体。内容包括绪论、滴定分析概论、酸碱滴定法、重量分析和沉淀滴定法、氧化还原滴定法、配位滴定法、原子吸收分光光度法、电位分析法、吸光光度法、气相色谱法、常用的分离与富集方法等，辅以阅读材料，知识性、趣味性强，实用性广，符合当前高职学生学习特点。

本书可供高等职业院校化工类及其相关专业教学使用，也可作为化工企业在职分析化验人员培训用书。

*章绪论/ 001

专题一【基础知识1】分析化学概述/ 002

一、分析化学的任务和作用/ 002

二、分析化学的分类/ 003

三、分析化学的发展历程/ 004

专题二【实验项目1】玻璃仪器的使用与校准/ 007

一、玻璃仪器的洗涤/ 007

二、玻璃仪器的干燥/ 009

三、玻璃仪器的保管/ 009

四、玻璃仪器的校准/ 010

专题三【基础知识2】分析数据的记录和处理/ 014

一、误差/ 014

二、精密度和偏差/ 015

三、提高分析结果准确度的方法/ 017

四、分析数据的处理/ 018

五、可疑数据的取舍/ 019

六、平均值的置信度和置信区间/ 020

专题四【实验项目2】电子分析天平的使用/ 020

专题五【基础知识3】试样的采集、制备与分解/ 022

一、概述/ 022

二、试样的采集/ 023

三、试样的制备/ 025

四、试样的分解/ 026

专题六【阅读材料】分析化学的应用/ 028

一、世界*稀土矿藏白云鄂博矿的发现/ 029

二、水果之王“猕猴桃”/ 029

三、二英事件/ 029

四、兴奋剂检测/ 030

第二章滴定分析概论/ 033

专题一【基础知识1】滴定分析法概述/ 034

一、滴定分析基本术语/ 034

二、滴定分析的分类/ 035

三、滴定反应的条件与滴定方式/ 035

四、基准物质和标准溶液/ 036

专题二【实验项目】标准溶液的配制/ 036

一、氢氧化钠标准溶液的配制和标定（依据国标GB/T 5009.1—2003）/ 037

二、盐酸标准溶液的配制和标定（依据国标GB/T 5009.1—2003）/ 038

专题三【基础知识2】溶液浓度的表示方法/ 039

一、物质的量及其单位——摩尔/ 039

二、气体摩尔体积/ 040

三、溶液浓度的表示方法/ 040

四、滴定分析法计算/ 042

专题四【阅读材料】责任关怀全球宪章/ 045

一、采用全球责任关怀的核心原则/ 045

二、实施国家责任关怀项目的基本特征/ 045

三、坚持推进可持续发展/ 046

四、不断提高和报告表现/ 046

五、加强世界范围内的化学品的管理/ 046

六、沿着化学工业价值链支持拥护和推动责任关怀的扩大/ 047

七、积极地支持自己国家和全球责任关怀的管理程序/ 047

八、致力于利益相关者对化学工业活动和产品的期望/ 047

九、提供合理的资源更有效地实施责任关怀/ 047

第三章酸碱滴定法/ 050

专题一【实验项目1】食醋中总酸度的测定/ 051

一、反应原理/ 051

二、滴定管/ 051

专题二【基础知识1】酸碱平衡的理论基础/ 052

一、酸碱理论/ 052

二、强、弱电解质/ 053

三、酸碱离解平衡与溶液pH值的计算/ 053

专题三【基础知识2】缓冲溶液/ 056

一、缓冲溶液作用原理/ 056

二、缓冲溶液pH值的计算/ 057

三、缓冲溶液的配制和应用/ 057

四、常用缓冲液的配制方法/ 057

专题四【实验项目2】工业氢氧化钠中氢氧化钠和碳酸钠含量的测定/ 058

一、反应原理/ 059

二、计算/ 059

专题五【基础知识3】酸碱指示剂/ 060

一、酸碱指示剂的作用原理/ 060

二、常见酸碱指示剂的变色范围/ 061

三、混合指示剂/ 061

专题六【基础知识4】一元酸碱的滴定/ 062

一、强碱滴定强酸/ 062

二、强碱滴定弱酸/ 063

三、强酸滴定弱碱/ 066

专题七【基础知识5】多元酸碱的滴定/ 066

一、多元酸的滴定/ 066

二、多元碱的滴定/ 067

专题八【阅读材料】碳酸氢钠简介/ 068

一、小苏打的性质/ 068

二、小苏打的制法/ 068

三、小苏打的用途/ 068

四、小苏打存储注意事项/ 070

第四章重量分析和沉淀滴定法/ 073

专题一【实验项目1】氯化物中氯离子含量的测定/ 074

专题二【基础知识1】重量分析法概述/ 075

一、重量分析法的分类和特点/ 075

二、重量分析对沉淀形式与称量形式的要求/ 076

专题三【基础知识2】沉淀和溶解平衡/ 076

一、沉淀的溶解度及其影响因素/ 076

二、沉淀的类型和形成过程/ 079

专题四【实验项目2】钢铁或合金中镍含量的测定/ 081

专题五【实验项目3】可溶性硫酸盐中硫的测定（氯化钡测定法）/ 083

专题六【基础知识3】沉淀滴定法及应用/ 084

一、莫尔法/ 085

二、佛尔哈德法/ 086

三、法扬司法/ 087

专题七【阅读材料】人体肾结石的成因/ 088

一、尿晶体物质过饱和状态的形成/ 088

二、尿中结晶形成抑制物含量减少/ 088

三、尿液中其他成分对结石形成的影响/ 089

四、尿路感染/ 089

五、饮食与药物/ 089

第五章氧化还原滴定法/ 091

专题一【实验项目1】水中溶解氧的测定/ 091

一、DO的固定/ 092

二、游离I2/ 092

三、滴定I2/ 092

专题二【基础知识1】概述/ 093

一、条件电极电位/ 093

二、氧化还原反应进行的程度/ 094

三、影响氧化还原反应速率的因素/ 094

专题三【基础知识2】氧化还原滴定/ 095

一、氧化还原滴定曲线/ 095

二、氧化还原滴定终点的确定/ 097

专题四【实验项目2】污水或废水中化学需氧量的测定/ 098

一、氧化有机质/ 098

二、剩余氧化剂的测定/ 098

三、实验数据处理/ 099

专题五【基础知识3】常用的氧化还原滴定法/ 099

一、高锰酸钾法/ 099

二、重铬酸钾法/ 101

三、碘量法/ 102

专题六【阅读材料】水污染/ 103

第六章配位滴定法/ 106

专题一【实验项目】水样总硬度的测定/ 107

一、0.01mol/L EDTA标准溶液的标定/ 107

二、水中钙镁离子总量的测定/ 107

三、数据处理/ 107

专题二【基础知识1】配位化合物/ 109

一、乙二胺四乙酸的性质/ 109

二、配合物的稳定常数/ 111

三、乙二胺四乙酸的配合物/ 111

专题三【基础知识2】金属指示剂/ 112

一、金属指示剂的作用原理/ 112

二、金属指示剂必须具备的条件/ 112

三、常用的金属指示剂/ 113

四、使用金属指示剂时可能出现的问题/ 113

专题四【基础知识3】配位滴定法原理/ 113

一、配位滴定曲线/ 113

二、林邦曲线/ 114

三、配位滴定法的应用/ 115

专题五【阅读材料】配合物在药学上的应用/ 116

一、铂类配合物作为抗癌药物的应用/ 116

二、黄芩苷金属离子配合物药效作用/ 117

三、配位体作为金属解毒剂的作用/ 117

第七章原子吸收分光光度法/ 119

专题一【实验项目】食品中铅含量的测定(石墨炉原子吸收光谱法)/ 120

专题二【基础知识1】原子吸收分光光度法基本原理/ 121

一、共振线和吸收线/ 121

二、基态原子数与激发态原子的分配/ 122

三、原子吸收分光光度法的定量基础/ 122

专题三【基础知识2】原子吸收分光光度计/ 123

一、光源/ 124

二、原子化系统/ 124

三、分光系统/ 126

四、检测系统/ 127

专题四【基础知识3】定量分析方法/ 127

一、标准曲线法/ 127

二、标准加入法/ 127

三、浓度直读法/ 128

专题五【阅读材料】原子吸收分光光度法的特点及其应用/ 128

第八章电位分析法/ 131

专题一【实验项目】氯化物中氯含量的测定（电位测定法）/ 132

一、氯化钾标准溶液和硝酸银标准滴定溶液的配制与标定/ 132

二、试液的制备/ 133

三、滴定/ 133

专题二【基础知识1】电位分析法的基本原理/ 134

一、电分析化学概述/ 134

二、电位分析法的基本原理/ 135

专题三【基础知识2】参比电极/ 136

一、甘汞电极/ 136

二、银-氯化银电极/ 137

专题四【基础知识3】指示电极/ 137

一、金属基电极/ 138

二、离子选择性电极/ 139

专题五【基础知识4】直接电位法/ 142

一、pH的电位法测定/ 142

二、离子活（浓）度的测定/ 143

三、影响测定准确度的因素/ 145

四、直接电位法的应用/ 146

专题六【基础知识5】电位滴定法/ 146

一、电位滴定法的测定原理/ 146

二、基本装置/ 146

三、电位滴定法的应用/ 147

专题七【阅读材料1】离子选择性电极发展简史/ 147

专题八【阅读材料2】使用玻璃电极时的注意事项/ 148

专题九【阅读材料3】自动电位滴定法/ 148

第九章吸光光度法/ 150

专题一【实验项目1】TU-1810PC分光光度计的使用/ 151

专题二【基础知识1】吸光光度法的基本原理/ 153

一、物质对光的选择性吸收/ 153

二、透射比和吸光度/ 153

三、吸收曲线/ 153

四、光吸收定律——朗伯-比尔定律/ 154

专题三【实验项目2】紫外-可见分光光度法测定未知物/ 156

专题四【基础知识2】吸光光度法的应用/ 157

一、单组分分析/ 157

二、多组分分析/ 158

专题五【基础知识3】测量条件的选择/ 159

一、样品溶剂的选择/ 159

二、测定波长的选择/ 159

三、参比溶液的选择/ 159

四、吸光度范围的选择/ 159

五、仪器狭缝宽度的选择/ 159

六、干扰的消除/ 160

专题六【阅读材料1】显色反应及显色条件的选择/ 160

一、显色反应/ 160

二、显色剂/ 161

三、显色反应条件/ 161

专题七【阅读材料2】用Excel制作标准曲线/ 162

第十章气相色谱法/ 164

专题一【实验项目】气相色谱法分析苯的同系物/ 165

专题二【基础知识1】气相色谱法的相关知识/ 167

一、分类/ 168

二、气相色谱法原理/ 168

专题三【基础知识2】气相色谱法的理论基础/ 169

一、气相色谱图及有关术语/ 169

二、基本理论/ 171

专题四【基础知识3】气相色谱仪/ 171

一、气相色谱分析流程/ 172

二、GC-7890Ⅱ型气相色谱仪/ 172

三、操作条件的选择/ 173

专题五【基础知识4】气相色谱分析方法/ 174

一、定性分析/ 174

二、定量分析/ 174

专题六【阅读材料1】氢火焰离子化检测器/ 177

专题七【阅读材料2】高效液相色谱法/ 178

第十一章常用的分离与富集方法/ 181

专题一【实验项目】茶叶中提取咖啡因/ 182

专题二【基础知识1】概述/ 183

一、沉淀分离法/ 183

二、挥发和萃取分离法/ 185

专题三【基础知识2】萃取分离法/ 186

一、萃取分离法的基本原理/ 186

二、重要的萃取体系/ 188

三、萃取操作方法/ 189

专题四【基础知识3】离子交换分离法/ 190

一、离子交换树脂的结构和性能指标/ 190

二、离子交换分离技术及应用/ 192

专题五【基础知识4】液相色谱分离法/ 194

一、液-液分配色谱/ 194

二、液-固吸附色谱/ 194

三、键合相色谱/ 194

专题六【阅读材料1】仿生分子识别分离技术/ 195

专题七【阅读材料2】膜分离技术在食品工业中的应用/ 195

附录/ 198

参考答案/ 211

参考文献/ 216