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無機及分析化學(xué)(王秀彥)(第二版)
《無機及分析化學(xué)》(第二版)前八章主要介紹了溶液和膠體、化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)與化學(xué)平衡、原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)、元素選論、四大平衡等基礎(chǔ)理論。后六章介紹了分析化學(xué)的有關(guān)知識。包括定量分析的四大滴定分析法、重量分析法、儀器分析中的紫外-可見分光光度法、電勢分析法以及分析化學(xué)中常用的分離方法等。
1.通俗易懂,內(nèi)容全面;
2.將無機化學(xué)和分析化學(xué)內(nèi)容整體設(shè)計、優(yōu)化,有效融合; 3.充分考慮了學(xué)科發(fā)展的趨勢和學(xué)生學(xué)習(xí)課時數(shù)等方面的情況,突出適度、適用的原則,使省出的學(xué)時讓學(xué)生學(xué)習(xí)更多的包括化學(xué)以外的新知識。
第二版前言
《無機及分析化學(xué)》版自2009年出版以來,得到較多使用學(xué)校的肯定。在多年的教學(xué)實踐過程中,各學(xué)校積累了許多有益的經(jīng)驗,也提出了一些寶貴的建議。此次修訂再版,對教材的內(nèi)容做了適當?shù)恼{(diào)整和補充。 本教材仍遵循版的編寫原則,堅持體現(xiàn)教材內(nèi)容深廣度適中、適用的原則,增強教材的針對性,為后續(xù)課程及學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)深造提供強有力的化學(xué)知識支撐。此外,教材還兼顧了內(nèi)容簡明扼要、重點突出,敘述深入淺出。能充分滿足少學(xué)時教學(xué)的需求。 同時在教材內(nèi)容選擇和體系編排上,考慮了無機及分析化學(xué)學(xué)科的系統(tǒng)性、規(guī)律性和科學(xué)性,又兼顧相關(guān)專業(yè)對無機及分析化學(xué)的不同需求,注重基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論的介紹。本書通過“知識拓展”向讀者提供了化學(xué)學(xué)科新的科學(xué)技術(shù)信息,學(xué)習(xí)者可以通過閱讀更便捷的獲取化學(xué)信息,開闊視野。 全書共計14章,介紹了溶液和膠體、化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)及化學(xué)平衡、物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介、元素選論、酸堿平衡與沉淀溶解平衡、配位化合物、電極電勢與氧化還原平衡等基礎(chǔ)理論以及分析化學(xué)的有關(guān)知識,包括分析化學(xué)概論、滴定分析法、重量分析法、紫外-可見分光光度法、電勢分析法、分析化學(xué)中的分離方法等。 本教材由王秀彥、馬鳳霞任主編,王豐、吳華任副主編。全書由王秀彥定稿,吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院董憲武教授主審。具體編寫安排是:吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院王秀彥編寫至第三章、第五章及全書知識拓展,馬鳳霞編寫第四章、第六至第八章,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)吳華編寫第九章和第十四章;吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院王豐編寫第十章及附錄,范秀明、李雪共同編寫第十一章,陳海蛟編寫第十二章,金鑫編寫第十三章。 為方便教學(xué),本書還配套有電子課件。另外,本書還配套有《無機及分析化學(xué)實驗》。 本書是全體教研室教師多年教學(xué)、教材改革與實踐的經(jīng)驗總結(jié),是全體參加編寫工作的同仁共同辛苦努力的成果。在編寫修訂的過程中得到吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和教師同行大力的支持與幫助,在此表示衷心的感謝。 本書在編寫過程中,參閱了一些兄弟院校的教材并吸取了部分內(nèi)容,在此我們表示深深的謝意! 限于編者的水平,書中不妥之處在所難免,懇切希望專家和同仁及使用本書的教師和學(xué)生提出寶貴的意見,以便在重印或再版時,得以更正。 編者 2016年7月 版前言 《無機及分析化學(xué)》是應(yīng)用型本科院;A(chǔ)課——化學(xué)課程系列教材之一。該教材將基礎(chǔ)課中獨立的“分析化學(xué)”和“無機化學(xué)”整合為“無機及分析化學(xué)”新的課程體系,減少了重復(fù),節(jié)省了學(xué)時,使教學(xué)內(nèi)容更切合農(nóng)、林、牧、水院校化學(xué)課程特色。同時,簡介了學(xué)科某些前沿領(lǐng)域的內(nèi)容,拓寬了學(xué)生的視野。為保證教材編寫質(zhì)量,使概念闡述得準確,參編教師參閱了大量的國內(nèi)外相關(guān)教材文獻,做了大量艱苦的工作。 本教材有以下特點: ① 教材是我們在調(diào)查研究并經(jīng)過多年的教學(xué)與實踐基礎(chǔ)上,精簡煩瑣的計算推導(dǎo),刪除過深的理論闡述, 使教學(xué)內(nèi)容更切合實際,減少教學(xué)時數(shù),全書共計14章,需80學(xué)時左右,可滿足21世紀生物、園藝、牧醫(yī)等專業(yè)對化學(xué)基礎(chǔ)知識的要求。 ② 注重了教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性、嚴謹性。 ③ 在教材中增設(shè)了“化學(xué)視屏”部分, 反映了當代學(xué)科技術(shù)的新概念、新知識、新理論、新技術(shù),突出教材內(nèi)容的現(xiàn)代化。 ④ 堅持體現(xiàn)教材內(nèi)容深廣度適中、適用的原則,增強教材的針對性,為后續(xù)課程及學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)深造提供強有力的化學(xué)知識支撐。此外,教材還兼顧了內(nèi)容豐富、敘述深入淺出、簡明扼要、重點突出等特色。能充分滿足少學(xué)時教學(xué)的需求。 本教材由王秀彥、馬鳳霞任主編,王豐、吳華任副主編。具體編寫安排是:吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院王秀彥(章、第二章、第三章、第五章),馬鳳霞(第四章、第六章~第八章),王豐(第十章及附錄),孫世清(第十二章),姜輝(第十三章),范秀明(第十一章);黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院吳華(第九章,第十四章)。 全書由王秀彥統(tǒng)稿,由董憲武教授主審。本書是全體教研室教師多年教學(xué)、教材改革與實踐的經(jīng)驗總結(jié),是全體參加編寫工作的同仁共同辛苦努力的成果。 本書的編寫過程中,參考了國內(nèi)外出版的一些教材和著作,并從中得到了啟發(fā)和教益,在此特表示感謝! 限于編者的水平,以及在時間上較為緊迫,疏漏和不當之處在所難免,懇切希望專家和同仁及使用本書的教師和學(xué)生提出寶貴的意見,以便在重印或有機會再版時,得以更正。 編者 2009年5月10日
王秀彥,吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,副教授,1989年7月畢業(yè)于東北師范大學(xué)化學(xué)系,獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位,2001年7月畢業(yè)于吉林大學(xué),獲科學(xué)技術(shù)哲學(xué)(應(yīng)用心理學(xué)方向)碩士學(xué)位,F(xiàn)任職于吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院文理學(xué)院。
主要從事高等學(xué)校的教育、教學(xué)、科研等工作。主要研究方向為芳香植物化學(xué)及高分子材料(膠粘劑方向)。發(fā)表SCI及中文核心論文10余篇,出版教材4部。完成校級項目2項。專業(yè)課《無機化學(xué)》校級課程帶頭人。 多次被評為優(yōu) 秀教師、教學(xué)能手,優(yōu) 秀個人,優(yōu) 秀教研室主任。1999被評為青年骨干教師,2012年獲吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院首屆“我喜愛的人生導(dǎo)師”稱號。 2013年教師講課大賽,2013年吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院先進個人。2014年獲得吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院第二屆“我喜愛的人生導(dǎo)師”稱號。2015年赴美國The city univercity of new york ----college of Staten Island (紐約城市大學(xué)史泰登島學(xué)院,簡稱“CUNY--CSI ”)交流訪學(xué)。
第一章溶液和膠體001
第一節(jié)分散系及其分類001 第二節(jié)溶液濃度的表示方法002 一、物質(zhì)的量濃度 002 二、質(zhì)量摩爾濃度003 三、摩爾分數(shù)003 四、質(zhì)量分數(shù)004 第三節(jié)稀溶液的依數(shù)性004 一、溶液的蒸氣壓下降005 二、溶液的沸點上升006 三、溶液的凝固點降低006 四、溶液的滲透壓008 五、強電解質(zhì)在水溶液中的解離情況 010 第四節(jié)膠體與界面化學(xué)010 一、膠體與表面能010 二、表面吸附011 三、溶膠的性質(zhì)012 四、膠團的結(jié)構(gòu)014 五、溶膠的穩(wěn)定性和聚沉014 思考題與習(xí)題015 知識拓展高分子溶液017 第二章化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)018 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率018 一、平均速率018 二、瞬時速率019 第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率理論簡介019 一、碰撞理論019 二、過渡態(tài)理論021 第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素022 一、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響——速率方程022 二、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響——阿侖尼烏斯公式024 三、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響025 思考題與習(xí)題027 知識拓展碳鐘——化學(xué)動力學(xué)在考古中的應(yīng)用029 第三章化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)及化學(xué)平衡030 第一節(jié)基本概念030 一、系統(tǒng)和環(huán)境030 二、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)030 三、過程和途徑031 四、熱和功031 第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)過程的熱效應(yīng)031 一、熱力學(xué)能031 二、熱力學(xué)第一定律032 三、化學(xué)反應(yīng)熱032 四、熱化學(xué)方程式035 五、熱化學(xué)定律 (蓋斯定律)035 六、標準摩爾生成焓036 七、化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變的計算037 第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向038 一、自發(fā)過程038 二、化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性和反應(yīng)熱038 三、熵和熱力學(xué)第三定律039 四、熵判據(jù)——熱力學(xué)第二定律040 五、吉布斯函數(shù)040 第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡044 一、可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡044 二、平衡常數(shù)044 三、標準平衡常數(shù)的應(yīng)用046 四、化學(xué)平衡的移動048 思考題與習(xí)題052 知識拓展熱力學(xué)大師——吉布斯055 第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡介057 第一節(jié)核外電子運動的特殊性057 一、氫原子光譜057 二、玻爾理論058 三、微觀粒子的波粒二象性059 第二節(jié)核外電子運動狀態(tài)的描述060 一、波函數(shù)和原子軌道060 二、四個量子數(shù)061 三、原子軌道和電子云圖像063 第三節(jié)原子核外電子排布和元素周期律065 一、核外電子的排布原理065 二、多電子原子軌道能級066 三、基態(tài)原子核外電子排布 067 四、原子的電子結(jié)構(gòu)和元素周期律068 第四節(jié)元素重要性質(zhì)的周期性變化070 一、原子半徑070 二、電離能(I)072 三、電子親和能 (EM)073 四、電負性(χ)074 第五節(jié)化學(xué)鍵理論075 一、離子鍵理論075 二、共價鍵理論077 三、分子軌道理論082 第六節(jié)分子間力和氫鍵085 一、分子的極性085 二、分子間力086 三、氫鍵087 第七節(jié)晶體知識簡介089 一、離子晶體090 二、分子晶體090 三、原子晶體091 四、金屬晶體091 思考題與習(xí)題091 知識拓展準晶體092 第五章元素選論094 第一節(jié)s區(qū)元素094 一、s區(qū)元素的通性094 二、重要元素及其化合物094 第二節(jié)p區(qū)元素096 一、p區(qū)元素的通性096 二、重要元素及其化合物097 第三節(jié)d區(qū)元素103 一、d區(qū)元素的通性103 二、重要化合物103 第四節(jié)ds區(qū)元素104 一、ds區(qū)元素的通性104 二、重要化合物105 思考題與習(xí)題106 知識拓展微量元素與人體健康106 第六章酸堿平衡與沉淀溶解平衡109 第一節(jié)酸堿理論109 一、酸堿電離理論109 二、酸堿質(zhì)子理論109 三、酸堿電子理論110 四、軟硬酸堿理論110 第二節(jié)弱酸、弱堿的解離平衡111 一、共軛酸堿對的Ka與Kb的關(guān)系111 二、酸堿平衡移動113 第三節(jié)酸堿平衡水溶液中酸度的計算114 一、物料平衡式114 二、質(zhì)子平衡式115 三、酸度對弱酸(堿)各種型體分布的影響116 四、強酸(堿)溶液酸度的計算118 五、一元弱酸(堿)水溶液酸度的計算118 六、多元弱酸(堿)水溶液酸度的計算119 七、兩性物質(zhì)水溶液酸度的計算120 第四節(jié)緩沖溶液122 一、緩沖溶液的組成及緩沖原理122 二、緩沖溶液酸度的計算122 三、緩沖容量和緩沖范圍123 四、緩沖溶液的選擇和配制124 第五節(jié)沉淀溶解平衡124 一、沉淀溶解平衡125 二、溶度積規(guī)則126 三、溶度積規(guī)則的應(yīng)用127 思考題與習(xí)題129 知識拓展人體的酸堿度與健康131 第七章配位化合物132 第一節(jié)配位化合物的基本概念132 一、配位化合物的組成132 二、配位化合物的命名134 第二節(jié)配位化合物的價鍵理論135 一、價鍵理論的基本要點135 二、配位化合物的空間構(gòu)型135 三、外軌型配位化合物和內(nèi)軌型配位化合物137 第三節(jié)配位平衡138 一、配位平衡常數(shù)138 二、配位平衡的計算139 三、配位平衡移動140 第四節(jié)螯合物145 一、螯合物的基本概念145 二、螯合物的穩(wěn)定性145 三、螯合物的應(yīng)用 146 思考題與習(xí)題146 知識拓展配位化合物理論的發(fā)展147 第八章電極電勢與氧化還原平衡149 第一節(jié)氧化還原反應(yīng)的基本概念及配平149 一、氧化數(shù)149 二、氧化與還原150 三、氧化還原反應(yīng)方程式的配平150 第二節(jié)原電池與電極電勢152 一、原電池152 二、電極電勢的產(chǎn)生154 三、標準電極電勢155 第三節(jié)影響電極電勢的因素157 一、能斯特方程157 二、電極電勢的影響因素157 第四節(jié)電極電勢的應(yīng)用160 一、比較氧化劑、還原劑的相對強弱160 二、選擇適當?shù)难趸瘎┗蜻原劑160 三、判斷氧化還原反應(yīng)進行的次序160 四、判斷氧化還原反應(yīng)自發(fā)進行的方向161 五、計算反應(yīng)的平衡常數(shù),判斷氧化還原反應(yīng)進行的程度162 六、計算物質(zhì)的某些常數(shù)162 第五節(jié)元素電勢圖及其應(yīng)用164 一、元素電勢圖164 二、元素電勢圖的應(yīng)用164 思考題與習(xí)題165 知識拓展發(fā)展中的化學(xué)電源166 第九章分析化學(xué)概論168 第一節(jié)分析化學(xué)的任務(wù)、方法及定量分析的程序168 一、分析化學(xué)的任務(wù)和作用168 二、分析方法的分類169 三、分析化學(xué)的發(fā)展趨勢170 四、定量分析的一般過程171 五、定量分析結(jié)果的表示方法172 第二節(jié)定量分析中的誤差173 一、誤差的分類174 二、誤差和偏差的表示方法175 三、減少分析過程中誤差的方法178 第三節(jié)定量分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理179 一、測量值的集中趨勢179 二、正態(tài)分布和t分布181 三、異常值的檢驗與取舍183 四、分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與報告184 第四節(jié)有效數(shù)字及運算規(guī)則185 一、什么是有效數(shù)字185 二、數(shù)字的修約186 三、有效數(shù)字的運算規(guī)則186 第五節(jié)滴定分析法概述187 一、滴定分析的基本概念187 二、滴定分析法對化學(xué)反應(yīng)的要求和滴定方式188 三、標準溶液的配制和基準物質(zhì)189 四、滴定分析中的計算190 思考題與習(xí)題193 知識拓展分析化學(xué)前沿195 第十章滴定分析法197 第一節(jié)酸堿滴定法197 一、酸堿指示劑197 二、酸堿滴定曲線和指示劑的選擇200 三、酸堿標準溶液的配制與標定206 四、酸堿滴定法的應(yīng)用示例207 第二節(jié)沉淀滴定法210 一、沉淀滴定法概述210 二、沉淀滴定法確定終點的方法211 第三節(jié)配位滴定法214 一、配位滴定法概述214 二、EDTA及其配合物的性質(zhì)215 三、條件穩(wěn)定常數(shù)217 四、配位滴定的基本原理219 五、配位滴定法的應(yīng)用224 第四節(jié)氧化還原滴定法228 一、氧化還原滴定法概述228 二、氧化還原滴定法的基本原理230 三、常用的氧化還原滴定法及應(yīng)用234 思考題與習(xí)題239 知識拓展酸堿指示劑的發(fā)展241 第十一章重量分析法242 第一節(jié)重量分析法概述242 一、重量分析法的一般過程242 二、重量分析法的特點242 三、重量分析法對沉淀形式和稱量形式的要求242 第二節(jié)沉淀的純度和條件選擇243 一、影響沉淀純度的因素243 二、晶形沉淀的條件244 三、無定形沉淀的條件244 第三節(jié)重量分析結(jié)果的計算245 思考題與習(xí)題246 知識拓展納米化學(xué)246 第十二章紫外-可見分光光度法248 第一節(jié)概述248 第二節(jié)基本原理248 一、光的基本性質(zhì)248 二、物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系249 三、朗伯-比耳定律249 第三節(jié)紫外-可見分光光度計及測量方法251 一、分光光度計251 二、分光光度測定方法252 第四節(jié)分光光度法分析條件的選擇253 一、顯色反應(yīng)及顯色反應(yīng)條件的選擇253 二、測定誤差及測定條件的選擇254 第五節(jié)紫外-可見分光光度法應(yīng)用實例256 一、單組分含量的測定——磷鉬藍法測定全磷256 二、多組分含量的測定256 三、配合物組成的測定257 思考題與習(xí)題258 知識拓展光化學(xué)傳感器259 第十三章電勢分析法260 第一節(jié)電勢分析法概述260 一、電勢分析法的基本原理260 二、參比電極和指示電極261 三、離子選擇性電極和膜電勢263 第二節(jié)電勢分析法的應(yīng)用265 一、直接電勢法265 二、電勢滴定法269 思考題與習(xí)題271 知識拓展生物電化學(xué)傳感器與活體分析271 第十四章分析化學(xué)中的分離方法273 第一節(jié)沉淀分離法273 一、常量組分的沉淀分離法273 二、痕量組分的共沉淀分離法274 第二節(jié)萃取分離法275 一、基本原理 275 二、重要萃取體系和萃取條件的選擇277 第三節(jié)離子交換分離法278 一、離子交換樹脂的種類和性質(zhì)278 二、離子交換分離操作279 三、離子交換法的應(yīng)用280 第四節(jié)色譜分離法280 一、柱色譜281 二、紙色譜281 三、薄層色譜283 思考題與習(xí)題283 知識拓展新型分離技術(shù)283 附錄285 附錄Ⅰ一些重要的物理常數(shù)285 附錄Ⅱ一些單質(zhì)和化合物的ΔfHm、ΔfGm和Sm(298.15K)285 附錄Ⅲ一些質(zhì)子酸的解離常數(shù)(298K) 290 附錄Ⅳ溶度積常數(shù)(298K)291 附錄Ⅴ一些配離子的標準穩(wěn)定常數(shù)(298K)292 附錄Ⅵ標準電極電勢(298K)293 附錄Ⅶ條件電極電勢296 參考文獻298 元素周期表
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