无机及分析化学——绪论

材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry绪论材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry1、什么是化学？自然界的一切物质，大至天体，星球，小至生物、原子，无论有生命还是无生命的，都是由各种化学元素组成的。不同的物质具有不同的组成和结构，因而具有不同的性质。化学是一门在原子分子上研究物质的组成、结构、性能、应用以及物质相互之间分子转变规律的科学。化学—中心的、实用性和创造性的科学材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry(1)化学处于现代自然科学的中心位置生物学生物化学化学工程天文学化学物理物理学地球化学地质学药学生物物理学核化学天体物理学宇宙化学古生物学化学材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry(2)化学是实用性的科学人本身就是一个由复杂化学物质组成并不断起着复杂化学变化的高级有机体。人类生活的各个方面、社会发展的各种需要都与化学息息相关。化学在改善生存环境、提高生活质量方面起着重要作用。没有化学，就没有人类的文明。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry早期化学的发展仰韶文化时期，我国已有手制和模制的陶器。新石器时代晚期，我国已经进入铜、石并用的时代。公元前2500年，埃及人用砂和苏打打造玻璃。春秋战国时期，我国冶炼铸铁的技术已相当发展。青铜人头像陶瓷材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry衣：色泽鲜艳的衣料经过化学处理；丰富多彩的合成纤维更是化学的一大贡献；洗涤液、干洗液等。涤纶短纤维尼龙66树脂材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry•食：装满粮袋子、丰富菜篮子关键之一是发展化学和农药生产；加工制造色味俱佳的食品离不开食品添加剂、甜味剂、防腐剂、香料、色素等。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry住：建筑材料（水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料）是化工产品。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry行：用以代步的现代交通工具需石油化工产品。（汽油、柴油、防冻剂、润滑剂等）美国航天飞机东方红I号人造卫星加压气化法城市煤气生产材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry(3)化学是富有创造性的科学能源信息材料环境医药有待解决的问题20世纪最伟大的十个科技发明阿斯匹林飞机原子弹合成氨电视人造卫星电脑移动电话因特网克隆羊材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry2、化学的分类：经典四大化学分支无机化学有机化学分析化学物理化学研究所有元素及化合物（除碳氢化合物及其衍生物）研究碳、氢化合物及其衍生物研究物质的分离和表征用物理方法研究化学，以寻求化学现象和物理现象之间本质联系的普遍规律此外，还有高分子化学、环境化学、核化学、放射化学等。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistryCareerBuider.com:2008年度美国本科毕业生薪酬专业薪酬(美元/年)化学工程63750计算机信息56900电子56500机械56450经济52900化学52150金融会计48800文史/新闻/广告/出版35000材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry2011年美国大学收入最高的15个专业毕业起薪（平均年薪中位数）第15名机械工程技术：63000美元第14名金融管理：63000美元第13名经济学：63300美元第12名电子工程技术：65000美元第11名土木工程：72000美元第10名物理及天文：72200美元第9名工业工程：73000美元第8名计算机科学：73000美元第7名宇航工程：74000美元第6名机械工程：75000美元第5名电子工程：75000美元第4名化学工程：80000美元第3名药学：84000美元第2名计算机系统工程：85000美元第1名医生助理(尚未获得医学博士的本科生)：100000美元材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry2010年中国就业率最高的十大专业能源动力类化学类机械类化工与制药类土建类电气信息类工程力学类材料科学类管理科学与工程类工商管理类材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry就业愿景教育、材料、军工、汽车、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。石油化工、环保、商品检验、卫生防疫、海关、医药、精细化工厂等生产、技术、行政部门和厂矿企业。应用研究、科技开发、生产技术和管理工作。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18InorganicandAnalyticalChemistry化学和化学工作者前途潜途钱途材料科学与化学工程学院上一页下一页Dolton（道尔顿）分压定律定温时，混合理想气体中某组分气体占有与混合气体相同体积时所表现的压力称为该组分气体的分压。B(B)(C)(B)(A)总ppppp)总((B)(B)(B)pxRT/Vnp材料科学与化学工程学院上一页下一页解n(O2)=0.25moln(N2)=0.50molp(总)=n(总)RT/V=0.758.31300/3.0=623.3kPap(O2)=p(总)x(O2)=623.31/3=207.8kPap(N2)=p(总)-p(O2)=415.5kPa例在3.0L的容器内盛有8gO2和14gN2,求300K时混合气体的总压及O2、N2的分压。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry有效数字及其运算规则有效数字(significantfigure)1)定义：指实际能测到的数字。2)构成:全部准确数字+最后一位估计的可疑数字如滴定管读数23.45mL，23.4是准确的，而第四位5可能是4也可能是6，虽然是可疑的，但又是有效的。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry①数字前0不计,数字后计入:0.02450②有效数字未明确指出时（这种做法是不妥的）只好认为其是正确的,最好用指数形式表示:1000(1.0×103，1.00×103,1.000×103)③自然数、常数、倍数、分数等非测量数字，为无误差数字，可看成具有无限多位数；3)有效数字位数的确定④pH、pKa、pKb、pM、lgK等对数值的意义。例如：pH=4.30表示[H+]=5.0*10-5（mol/L），两位有效数字⑤有效数字的位数反映了测量的相对误差，不能随意舍去或保留最后一位数字。10g和10.0g的区别材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry分析天平(称至0.1mg):12.8218g(6),0.2338g(4),0.0500g(3)◇千分之一天平(称至0.001g):0.234g(3)◇1%天平(称至0.01g):4.03g(3),0.23g(2)◇台秤(称至0.1g):4.0g(2),0.2g(1)★滴定管(量至0.01mL):26.32mL(4),3.97mL(3)★容量瓶:100.0mL(4),250.0mL(4)★移液管:25.00mL(4);☆量筒(量至1mL或0.1mL):25mL(2),4.0mL(2)材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry有效数字的修约1)修约(rounding)规则四舍六入五留双当尾数≤4时舍弃；当尾数≥6时进位；当尾数=5时，其前一位为偶数舍去，其前一位为奇数则入。2)在修约有效数字时，只能一次修约到所需位数。如将0.1749修约成2位有效数字，应为0.17。3)与“四舍五入”比较该规则的优点：避免数据偏向一边的缺点，避免引入系统的舍入误差。材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry如，将下列数字修约成4位有效数字：0.5266610.245210.235010.2450→0.5267→10.25→10.24→10.24严格的讲：只要数字5之后有不为零的数字均应该进位！教材上为10.24材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry有效数字的运算1)加减法保留有效数字的位数，以绝对误差最大即以小数点后位数最少的那个数为标准。例：0.0121+1.0356+25.64=0.01+1.04+25.64=26.692)乘除法保留有效数字的位数，以相对误差最大即以有效数字位数最少的那个数为标准。例：0.0121×1.0356×25.64=0.0121×1.04×25.6=0.322一般“先修约，后运算”材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry①保留有效数字位数时，如果位数最少的数字首位数是8或9，则应多算一位。9.45×104,95.2%,8.65。②计算过程中，有时可以暂时多保留一位，最后结果再进行取舍。3）计算过程的其它要求0.0121×25.64×1.05782=0.32818230808=0.3280.0121×25.6×1.06=0.3283456=0.328上述计算规则均为理论讨论，在早期可以简化运算。现在电子计算器非常普及，其显示的数字位数很多，在实际工作时可以直接计算后，将结果进行恰当修约。0.012×25.64×1.05782=0.325470058=0.320.012×26×1.0=0.312=0.31;0.012×26×1.1=0.3432=0.34材料科学与化学工程学院上一页下一页③组分含量及误差有效数字位数的保留方法。高含量组分＞10%，四位中含量组分1~10%，三位低含量组分＜1%，二位表示误差或偏差时，一般只保留一位，最多二位。报告结果:如称样0.0320g,则w(NaCl)=99.2%;称样0.3200g,则w(NaCl)=99.24%;光度法测w(Fe),误差约5%,则w(Fe)=0.064%要求称样准至三位有效数字即可。与方法精度一致,由误差最大的一步确定材料科学与化学工程学院上一页下一页2020/3/18Inorganic&AnalyticalChemistry下列计算结果应包含几位有效数字：(1)213.64+4.402+0.3244(2)pH=4.32的c(H+)(3)(4)10001.000246.471.52)(25.000.10001000)80.1800.25(1010.05位2位4位3位材料科学与化学工程学院上一页下一页了解本课程的基本情况掌握有效数字的概念及运算规则