本书可作为
高职高专制药
技术类、
生物技术类、
化工类、环境类、医学类、农林类、食品类、
材料类、国防公安类等相关专业的
教材使用,也可作为以上各相关专业成人教育、职业
培训教材使用,还可供有关专业人员参考。
全书共分九章,内容包括物质结构、
化学反应速率和化学平衡、重要元素及其化合物、定量
分析基础、酸碱平衡与酸碱滴定法、配位化合物与配位滴定法、氧化还原反应与氧化还原滴定法、沉淀溶解平衡与沉淀测定法、常用的化学分离方法。每章末有思考题和
习题,书后附有习题答案,便于学生对课程内容更好的理解和应用。
前言
随着教育改革的不断深化,高职高专教育教学内容和课程体系的改革已势在必行,无机及
分析化学课程就是高职高专院校化学课程改革的产物,它是高职高专院校制药技术类、生物类、化工类、环境类、医学类、农林类、食品类、材料类、国防公安类等相关专业必修的一门
化学基础课程。本教材是高职高专教育国家规划教材之一,是根据高职高专教育专业人才的培养目标和规格以及高职高专学生应具有的知识与能力结构和素质要求编写的。编写时,竭力贯彻以“素质为基础、能力为本位”的教育教学指导思想,打破学科型的教材体系,紧扣学以致用原则,构建适用于高职高专教育相关专业的《无机及分析化学》教材新体系。与高职高专院校传统的《
无机化学》、《分析化学》相比,本教材具有以下特点。
1本着理论“必需、够用”为度,结合各相关专业特点和后续课需要,将原属于两门课程的基本内容进行精选,突出重点,加强基础。精简复杂公式和繁琐
计算的推导,删除了过深的理论分析和阐述,力求做到言简意赅、通俗易懂。
2本书将与
有机化学、
物理化学、
仪器分析等课程相重叠的内容进行了删减,以原无机化学及定量
化学分析内容作为主干,使本教材既满足本门课程的需要,又为与相关平行课程和后续课程的衔接建立了一个很好的起点,同时也为将来从事有关化学及其
检测工作奠定了扎实的基础。
3充分考虑高职高专特点,立足于构建无机及分析化学新的体系,对无机化学、分析化学两门课程的教学内容精心遴选后进行有机整合,将定量化学分析中的四大滴定分析融入四大化学平衡,实现了两门课程真正意义上的有机结合,充分体现基础理论与应用技术的一体化。
4对原无机化学的有关内容进行了大胆的删减,元素化学部分只介绍了最具代表性的元素及其化合物,并简单介绍了生命元素化学的基本概念;对各种基本化学分析方法强化实际应用,使教学内容更切合高职高专院校实际,既体现化学课程的特色,又以培养学生分析问题和解决实际问题的能力为重。
5在知识点的选取上,注意补充新知识,所述观点,所言技术,所选实例力求具有时代特色并反映科技进步现状,突出先进性;同时为拓展知识视野,在部分章后给出了相关的阅读材料。在涉及到国家或行业的规格或
标准时采用了
最新的
国家标准或行业标准,并贯彻我国法定计量单位,力求体现准确性和
规范性。
6为更好地突出高职高专教育教学的应用性和实践性,培养学生的技术应用能力和综合实践素质,把从属于理论课程的
实验部分独立出来单独设课,使无机及分析
化学实验教材另成一册,与本教材配套使用。
为适应不同院校不同专业需要,本书设有选学章节以“*”号标示,根据专业不同,教学内容可进行适当调整。
本书第六章、第七章由韩忠霄(河北工业职业技术学院)编写;绪论、第五章、第九章由孙乃有(承德
石油高等专科学校)编写;第一章、第二章、第三章由池利民(河北化工医药职业技术学院)编写;第四章、第八章由朱伟军(徐州工业职业技术学院)编写。全书由韩忠霄统稿。本书由河北化工医药职业技术学院雷和稳教授主审,并提出了宝贵的修改意见,在此谨致衷心感谢。河北科技大学的李景印教授对有关章节的编写给予了精心指导,在此谨致衷心感谢。
本书的编写得到了
化学工业出版社和河北化工医药职业技术学院领导和同行们的热情关心和帮助,在此谨向他们表示感谢。
鉴于编者水平和能力所限,疏漏在所难免,恳请有关专家、老师和广大读者指正。绪论1
一、无机及分析化学的任务和作用1
二、化学分析方法分类1
三、无机及分析化学课程的基本内容2
四、无机及分析化学课程的学习方法3
第一章 物质结构4
第一节 原子核外电子的运动状态4
一、电子云4
二、核外电子的运动状态5
第二节 原子核外电子的排布6
一、电子分布和近似能级图6
二、核外电子的排布规则7
三、原子的电子结构与元素周期律8
第三节 元素性质的周期性变化11
一、原子半径11
二、电离能12
三、电负性12
四、元素的金属性与非金属性13
五、氧化数13
第四节 化学键14
一、离子键14
二、共价键15
*三、杂化轨道理论19
第五节 分子的极性21
一、键的极性与分子的极性21
二、分子的极性与偶极矩22
第六节 分子间的作用力22
一、分子的极化22
二、分子间力23
三、氢键24
阅读材料1 四个量子数25
阅读材料2 晶体知识26
思考题27
习题27
第二章 化学反应速率和化学平衡29
第一节 化学反应速率29
一、化学反应速率的概念及表示方法29
二、影响化学反应速率的因素30
第二节 化学平衡32
一、可逆反应和化学平衡32
二、化学平衡常数32
三、有关化学平衡的计算35
四、化学平衡的移动36
五、反应速率与化学平衡的综合应用37
阅读材料 化学反应速率理论简介37
思考题38
习题38
第三章 重要元素及其化合物41
第一节 概述41
一、元素在自然界中的分布41
二、元素的分类42
三、元素在自然界中的存在形态42
第二节 非金属元素及其化合物42
一、卤素及其化合物42
二、氧、硫及其化合物45
三、氮、磷及其化合物48
四、碳、硅、硼及其化合物50
第三节 金属元素及其化合物51
一、过渡元素的通性51
二、铜、银、锌和汞52
三、铬、锰和铁54
第四节 生命元素简介56
一、宏量元素56
二、微量元素57
三、有害元素57
思考题57
习题57
第四章 定量分析基础59
第一节 定量分析的一般程序59
一、试样的采集与制备59
二、试样的分解60
三、试样的预处理61
四、测定61
五、数据处理62
第二节 定量分析中的误差62
一、误差来源及减免方法62
二、误差的表示方法63
第三节 分析数据的处理66
一、有效数字及其运算规则66
*二、置信度与平均值的置信区间68
三、可疑数据的取舍70
第四节 滴定分析概述71
一、滴定分析的基本概念71
二、滴定分析方法72
三、滴定分析对化学反应的要求72
四、滴定方式73
第五节 标准滴定溶液制备74
一、溶液浓度的表示方法74
二、标准滴定溶液的制备方法75
第六节 滴定分析的计算77
一、基本单元的概念77
二、计算示例78
思考题81
习题81
第五章 酸碱平衡与酸碱滴定法83
第一节 酸碱质子理论83
一、质子酸碱的概念83
二、酸碱反应84
三、水溶液中的酸碱反应及其平衡85
第二节 影响酸碱平衡的因素87
一、稀释作用87
二、同离子效应与盐效应88
三、酸度及其对弱酸弱碱型体分布的影响89
第三节 酸碱水溶液pH的计算91
一、质子条件式91
二、一元弱酸、弱碱水溶液pH的计算91
三、多元弱酸、弱碱水溶液pH的计算92
四、两性物质水溶液pH的计算93
五、缓冲溶液及其pH的计算94
第四节 酸碱指示剂96
一、酸碱指示剂的变色原理96
二、酸碱指示剂的变色范围97
三、混合指示剂98
第五节 酸碱滴定曲线和指示剂选择99
一、强酸强碱的滴定99
二、一元弱酸弱碱的滴定101
三、多元酸碱的滴定103
第六节 酸碱滴定法的应用106
一、酸碱标准滴定溶液的制备106
二、应用实例107
三、计算示例109
第七节 非水溶液中的酸碱滴定111
一、溶剂的种类与性质111
二、非水滴定条件的选择112
三、非水滴定的标准滴定溶液和终点的检测112
四、非水滴定法的应用实例113
阅读材料
绿色化学113
思考题114
习题114
第六章 配位化合物与配位滴定法117
第一节 概述117
一、配位化合物及配位平衡117
二、配位滴定对反应的要求121
三、氨羧配位剂121
第二节 EDTA及其配合物122
一、EDTA的性质及其解离平衡122
二、EDTA与金属离子的配位特点123
第三节 EDTA配合物的解离平衡124
一、EDTA与金属离子的主反应及配合物的稳定常数124
二、影响配位平衡的主要因素124
三、条件稳定常数126
四、滴定所允许的最低pH和酸效应曲线127
第四节 配位滴定法的基本原理129
一、滴定曲线129
二、金属指示剂130
第五节 提高配位滴定选择性的方法133
一、利用控制溶液酸度的方法133
二、利用掩蔽和解蔽的方法134
三、选用其他配位剂滴定136
第六节 配位滴定法的应用137
一、EDTA标准滴定溶液的制备137
二配位滴定方式137
三、应用示例138
阅读材料 配合物在生化、医药中的应用139
思考题140
习题141
第七章 氧化还原反应与氧化还原滴定法143
第一节 氧化还原反应143
一、基本概念143
二、氧化还原反应方程式的配平145
第二节 电极电势147
一、电极电势与能斯特方程式147
二、电极电势的应用150
第三节 氧化还原滴定法的基本原理152
一、氧化还原滴定曲线153
二、氧化还原滴定中的指示剂154
三、氧化还原滴定的预处理156
第四节 常用的氧化还原滴定法156
一、高锰酸钾法156
二、碘量法159
三、亚硝酸钠法163
第五节 其他氧化还原滴定法165
一、
硫酸铈法165
二、重铬酸钾法165
三、溴酸钾法166
第六节 氧化还原滴定计算示例167
思考题168
习题169
第八章 沉淀溶解平衡与沉淀测定法172
第一节 难溶电解质的溶解平衡172
一、溶度积172
二、分步沉淀174
三、沉淀的溶解方法175
四、沉淀的转化176
第二节 沉淀滴定法176
一、莫尔法177
*二、佛尔哈德法178
三、法扬司法179
第三节 沉淀滴定法的应用180
一、银量法标准滴定溶液的制备180
二、应用实例181
第四节 称量分析法182
一、沉淀法182
*二、挥发法186
*三、萃取法186
思考题186
习题187
第九章 常用的化学分离方法188
第一节 化学分离的意义及回收效果188
一、分离与富集188
二、分离与富集的效果评价188
第二节 沉淀与共沉淀分离法189
一、常量组分的沉淀分离189
二、共沉淀及微(痕)量成分的分离富集190
第三节 溶剂萃取分离法191
一、溶剂萃取的基本原理191
二、重要的萃取体系193
第四节 离子交换分离法194
一、离子交换
树脂的种类194
二、离子交换树脂的结构及离子交换原理195
三、交联度和交换容量195
四、离子交换树脂对离子亲和力的顺序196
第五节 纸色谱和薄层色谱法196
一、纸色谱法196
二、薄层色谱法197
三、色谱分离操作与定性定量方法198
阅读材料 超临界流体萃取198
思考题199
习题199
习题答案201
附录204
附录1 弱酸弱碱在水中的解离常数(25℃, I=0) 204
附录2 金属配合物的稳定常数(18~25℃, I=01) 206
附录3 标准电极电势(25℃) 207
附录4 条件电极电势210
附录5 一些常见难溶化合物的溶度积(18~25℃) 212
附录6 一些化合物的相对分子质量213
参考文献216
元素周期表