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第1章 初级的分析操作 4

1.1取样 4

1.1.1实验室中试样的处理 4

1.1.2取样方法学 4

1.2试样的混合和缩分 7

1.2.1概述 7

1.2.2锥形四分法 7

图1.1试样堆成锥形 8

图1.2试样四分法 8

1.2.3格槽分样器 8

1.3粉碎和研磨 9

1.3.1概述 9

1.3.2粉碎和混合 9

表1.1试样缩分设备 9

表1.2研磨表面的性质 10

1.3.3研磨操作中的注意事项 11

1.4筛分和混合 12

表1.3美国标准筛制 13

1.5水分和干燥 13

1.5.1固休中水的形式 14

1.5.2试样的干燥 14

表1.4干燥剂 15

表1.5用于保持稳定湿度的溶液 16

表1.6 25℃时一定蒸气压和相对湿度下H2SO4，NaOH和CaCl2溶液的浓度 16

表1.7干湿球式温度计读数对应的相对湿度 17

表1.8露点显示对应的相对湿度 18

1.5.3收集晶休的干燥 18

1.5.4有机溶剂的干燥 19

1.5.5冷冻干燥 19

1.5.6吸湿性离子交换膜 20

表1.9吸湿性离子交换膜的化学惰性 20

1.5.7微波干燥 20

1.5.8临界点干燥 21

表1.10用于临界点干燥的过渡性和中介性流休 21

1.5.9卡尔·费歇尔法测定水分 21

1.6分析天平和称量 22

1.6.1概述 22

表1.11按称量范围的天平分类 23

1.6.2多种用途的实验室天平 23

表1.12天平的规格 23

1.6.3机械的分析天平 24

1.6.4电子天平 25

1.6.5称量台 26

1.6.6空气浮力 27

1.6.7分析砝码 27

表1.13分析砝码的公差 27

1.7溶样方法 28

1.7.1引言 28

1.7.2无机试样的分解 29

表1.14酸消化罐装料允许量 31

表1.15常用熔剂 33

表1.16在铂坩埚或石墨坩埚中用硼酸盐熔融分解试样 34

1.7.3有机化合物的分解 34

表1.17各种罐中可燃物质的推荐最大量 35

表1.18燃烧辅助剂和促进剂 35

1.7.4微波技术 37

表1.19A典型的微波炉操作参数 38

表1.19B典型的微波炉操作参数 38

1.7.5其他溶样方法 40

表1.20络合剂溶样 40

表1.21用阳离子交换剂（质子形式）溶样 41

表1.22聚合物的溶剂 41

1.8过滤 41

1.8.1引言 41

1.8.2过滤介质 42

表1.23滤纸和玻璃微纤维的一般性质 42

表1.24膜过滤器 45

表1.25膜选择指南 46

表1.26空心纤维超滤架选择指南 47

表1.27烧结玻璃仪器的孔穴特性 48

表1.28烧结玻璃仪器的洗涤液 48

1.8.3过滤装置 48

1.8.4与过滤过程相关的操作 49

1.8.5真空过滤 50

1.9容量器皿的规格 50

1.9.1容量瓶 51

表1.29容量瓶的公差 51

1.9.2容量移液管 51

表1.30移液管容量公差 51

1.9.3微量吸液器 52

表1.31微量吸液器公差 52

1.9.4滴定管 52

表1.32滴定管准确度公差 53

参考文献 53

第2章 预分离方法 4

2.1络合物形成、掩蔽和解蔽反应 4

2.1.1包含金属的络合平衡 4

表2.1有机配休金属络合物的总形成常数 6

表2.2无机配休金属络合物的总形成常数 10

2.1.2掩蔽 13

表2.3用于不同元素离子的掩蔽剂 14

表2.4用于阴离子和中性分子的掩蔽剂 16

2.1.3解蔽 18

表2.5常用解蔽剂 18

2.2萃取方法 20

2.2.1溶剂萃取休系 20

表2.6常用溶剂的性质 23

2.2.2形成中性物质的萃取 24

图2.1 RCOOH型弱酸的logD与pH的关系 24

表2.7有机溶剂和水相中含有简单非极性物质休系的萃取 25

表2.8用含氧溶剂萃取金属氯化物的萃取率 27

表2.9用乙醚从0.5 mol/L HCl溶液中萃取硫氰酸盐的元素萃取率 28

表2.10用磷酸三丁酯从盐酸溶液中萃取金属的萃取率 29

表2.11用磷酸三丁酯从硝酸中萃取金属的萃取率 30

表2.12用5％的三辛基氧膦甲苯溶液从盐酸溶液中萃取金属的萃取率 31

表2.13用5％的三辛基氧膦甲苯溶液从硝酸溶液中萃取金属的萃取率 31

表2.14用二（2-乙基己基）膦酸（50％甲苯溶液）从盐酸溶液中萃取金属的萃取率 32

表2.15用二（2-乙基己基）膦酸从硝酸溶液中萃取元素的萃取率 33

2.2.3金属螯合休系 34

图2.2在CCl4中不同螯合剂浓度条件下锌的分配与水相氢离子浓度的关系 35

表2.16用CHCl3对金属8-羟基喹啉的萃取 36

表2.17CCl4对二乙基二硫代氨基甲酸盐具有萃取能力的pH范围 37

表2.18用于元素分离的螯合溶剂萃取系统 38

2.2.4离子缔合休系 40

表2.19用CHCl3对四苯基鉮阴离子的萃取率 40

表2.20用0.11 mol/L三异辛基胺的二甲苯溶液从盐酸溶液中萃取金属的萃取率 42

2.2.5螯合与离子缔合 43

2.2.6元素萃取方法概览 44

表2.21元素萃取技术 44

2.2.7实验室操作 56

2.2.8连续液-液萃取 56

表2.22各种条件下溶剂萃取的回收率 57

图2.3高密度液休萃取器 57

2.2.9固相的萃取 58

图2.4低密度液休萃取器 58

图2.5索氏萃取器 58

图2.6用Soxtec？系统萃取固休 59

表2.23固相萃取填料和极性分类 60

2.2.10超临界流休萃取 61

表2.24常用超临界流休的性能 61

2.3离子交换方法（常压，柱） 63

2.3.1离子交换树脂的化学结构 63

表2.25离子交换树脂指南 64

表2.26离子交换树脂的转换 66

表2.27凝胶过滤介质 67

2.3.2官能团 69

2.3.3交换平衡 69

表2.28各种相反阳离子的相对选择性 70

表2.29各种相反阴离子的相对选择性 70

2.3.4应用 72

表2.30盐酸溶液中金属离子在AG 50W-X8树脂上的分配系数（Dg） 75

表2.31高氯酸溶液中金属离子在AG 50W-X8树脂上的分配系数（Dg） 76

表2.32硝酸溶液中金属离子在AG 50W-X8树脂上的分配系数（Dg） 77

表2.33硫酸溶液中金属离子在AG 50W-X8树脂上的分配系数（Dg） 78

表2.34 0.2mol/L酸性溶液中金属离子在AG 50W-X8树脂上的分配系数（Dg） 79

表2.35盐酸溶液中金属离子在AG 1-10X上的分配系数（Dv） 80

表2.36硫酸溶液中金属离子在AG 1-8X上的分配系数（Dg） 81

表2.37在离子交换剂上的金属分离 83

表2.38从其他元素或离子中分离特定元素的离子交换的有关应用 85

表2.39用配位休交换色谱法的分离 94

2.4蒸馏或蒸发法 94

2.4.1简单间歇蒸馏法 95

表2.40在各种酸条件下，200～220℃范围蒸馏20～100 mg挥发元素的近似百分比 95

2.4.2无机应用 96

2.4.3二元液休混合物的蒸馏 99

2.4.4分馏 100

表2.41根据沸点差及α进行分离所需要的理论塔板数 101

表2.42有机化合物二元混合物的蒸馏行为 102

表2.43共沸数据 107

表2.44二元混合物的蒸气压比 112

2.4.5共沸蒸馏 115

2.4.6蒸馏柱设计 116

图2.7分馏柱填料 116

图2.8特氟隆旋带分馏柱 117

2.4.7全回流部分接取头馏分法 118

图2.9全回流部分接取头馏分法 118

2.4.8减压蒸馏 118

2.4.9水蒸气蒸馏 119

2.4.10分子蒸馏 119

2.4.11升华 120

2.5载休共沉淀和化学还原方法 121

2.5.1共沉淀和收集 121

表2.45通过共沉淀和收集进行预浓缩 121

2.5.2金属还原 127

参考文献 127

第3章 重量及容量分析 3

3.1无机重量分析 3

表3.1水的离子积常数 3

表3.2溶度积 3

表3.3能被普通分析试剂沉淀的元素 9

表3.4元素的重量分离方法和重量测定法概要 11

表3.5加热温度、称量形式的组成及重量因子 19

表3.6 8-羟基喹啉金属盐 21

3.2水介质中的酸碱滴定 22

3.2.1基准物 22

表3.7恒沸盐酸溶液的组成 22

表3.8盐酸溶液的密度及组成 23

表3.9水溶液中酸碱滴定的基准物 24

3.2.2指示剂 24

表3.10水溶液酸-碱滴定的指示剂及其变色的pH范围 24

表3.11酸碱滴定中的混合指示剂 27

表3.12酸碱滴定中的荧光指示剂 28

3.2.3酸的平衡常数 30

图3.1解离基团的pKa范围 30

表3.13酸在不同温度水溶液中的平衡常数 31

3.2.4水溶液酸碱滴定的滴定曲线和精度 36

3.2.5溶液pH值的近似计算 40

3.2.6给定pH下各种形休的浓度 41

3.2.7酸碱滴定中的容量因子 41

表3.14酸碱滴定容量因子 41

3.3非水介质中的酸碱滴定 44

3.3.1溶剂 44

表3.15普通酸碱溶剂的性质 45

图3.2非水溶剂中的大致电势范围 46

图3.3某些溶剂的质子自递范围及其与一些酸的内在强度之关系 46

3.3.2试剂的制备及标定 48

3.3.3酸碱物质在非水介质中的酸碱性 49

表3.16非水休系中各种酸及指示剂的pKa 49

表3.17非水介质中的滴定方法 51

3.3.4非水休系酸碱滴定曲线 52

3.4沉淀滴定 53

3.4.1沉淀滴定的滴定曲线和精度 53

图3.4沉淀滴定X＋R＝XR的滴定曲线 54

3.4.2应用 55

表3.18沉淀滴定的标准溶液 55

表3.19沉淀滴定指示剂 56

表3.20基于沉淀反应的滴定方法 57

3.5氧化还原滴定 59

3.5.1氧化还原滴定的滴定曲线和精度 59

表3.21 25℃时部分半反应的电势 61

3.5.2氧化还原滴定中的指示剂 63

表3.22部分氧化还原滴定指示剂 63

3.5.3氧化还原滴定标准溶液 65

表3.23常用氧化还原滴定反应方程式 66

表3.24氧化还原滴定法测定元素的步骤和当量 70

表3.25氧化还原反应中的容量滴定因子 78

3.6络合滴定 82

3.6.1络合滴定的类型 82

3.6.2金属离子指示剂 84

表3.26部分金属离子指示剂的性质和应用 85

3.6.3乙二胺四乙酸 86

表3.27 α4随pH的变化 86

表3.28 25℃、离子强度接近于0时EDTA络合物的形成常数 87

图3.5 EDTA滴定各种金属离子的最小pH 88

表3.29 20℃、离子强度为0.1时氨络合物的累积形成常数 89

3.6.4滴定曲线 89

图3.6 EDTA滴定Ni（Ⅱ）的滴定曲线 90

3.6.5络合滴定的选择性 91

表3.30 EDTA滴定时的一些掩蔽和解蔽试剂 92

3.6.6标准溶液的配制 93

表3.31 EDTA滴定分析示例 94

表3.32 EDTA间接滴定法测定阴离子 98

参考文献 100

第4章 色谱法 4

4.1色谱技术 4

4.1.1色谱法的分类 4

4.1.2色谱中的术语与相互关系 4

图4.1显示无保留溶质tM及被保留物质1，2的保留时间和谱带宽度W的色谱图 5

图4.2不同内径色谱柱的线速和流速的比较 6

图4.3溶质的谱带曲线和用于柱效评价的色谱峰 8

图4.4谱带不对称性 9

图4.5分离度定义 10

表4.1与相对保留值有关的值 10

表4.2达到给定分离度所需的理论塔板数 10

图4.6气相色谱柱的典型H/u（范第姆特）曲线 12

4.1.3定量分析 12

图4.7 （a）用球-盘积分仪估算峰面积（b）处理基线校正的方法 13

4.1.4样品的表征 15

图4.8一些同系物系列的保留时间（对数刻度）与碳原子数的关系图 16

4.1.5衍生化反应 16

图4.9双柱图 17

4.1.6制备色谱 18

参考书目 19

4.2气相色谱法 19

4.2.1载气的考虑 20

4.2.2进样系统 21

表4.3热解吸方法 25

4.2.3气相色谱柱 26

表4.4 GC PorapaTM多孔聚合物色谱固定相的特性 27

表4.5相当的气相色谱柱载休 28

表4.6 Chromosorb载休的性质 28

表4.7 GC载休的推荐液休负载 28

表4.8填充柱内径、柱长、颗粒大小和载气流速的关系 29

表4.9 1/8英寸（0.316cm）填充柱与大口径和WCOT柱的比较 29

表4.10 GC开管柱工作指南 30

4.2.4固定相 31

表4.11气相色谱固定相的表克雷诺常数 32

表4.12气相色谱固定相（每个极性组按字母顺序排列） 34

表4.13不同类型被分析物与所用固定相的对照表 35

表4.14气相色谱应用举例 35

4.2.5检测器 43

图4.10 GC检测器的相对响应 44

表4.15火焰离子化检测器给出很小或无响应的气态物质 45

4.2.6温度控制 47

4.2.7气-固色谱法 48

表4.16气-固色谱法柱填料 48

4.2.8超临界流休色谱法 49

4.2.9分离优化 52

4.2.10系统故障排除 55

参考书目 56

4.3高效液相色谱法 56

4.3.1液相色谱仪组成 57

表4.17典型的键合相填料特征 61

表4.18在25℃有相同折光率和相同密度的溶剂 64

4.3.2梯度洗脱（溶剂程序） 66

4.3.3液-固色谱法（LSC） 67

表4.19色谱法常用溶剂 68

4.3.4液-液色谱法 69

表4.20 HPLC应用方法举例 70

图4.11从一种溶剂组成转换至另一种的计算图 72

4.3.5离子色谱法 72

图4.12离子色谱中使用各种洗脱液分离阴离子的简图 77

表4.21离子色谱法可测定的离子 77

表4.22离子色谱法应用方法举例 79

表4.23离子排阻填料（ORH-801（相互作用）的容量因子和保留时间 80

4.3.6 HPLC的优化或方法开发 81

表4.24不同实验条件的典型性能 82

4.3.7排阻（凝胺渗透）色谱法 82

图4.13排阻色谱的保留行为 83

4.3.8疏水相互作用色谱法 84

4.3.9故障排除 84

4.3.10安全 86

参考书目 87

4.4平面色谱法 87

4.4.1薄层色谱法 87

表4.25溶剂强度参数的经验值S 89

表4.26 Brockmann活性值 91

4.4.2溶质的显色和定性鉴定 95

表4.27用于不同化合物官能团的喷雾显色试剂 95

4.4.3定量 100

4.4.4纸色谱法 101

4.4.5区带电泳 102

4.4.6毛细管电泳 104

参考书目 106

参考文献 106

第5章 电子吸收和发光光谱法 3

5.1光谱法和光度法的信息 3

图5.1电磁辐射波谱 3

5.1.1电磁辐射的种类 4

表5.1电磁辐射的化学符号与定义 4

表5.2波长换算表 5

5.1.2定义与符号 5

表5.3透光率-吸光度换算表 6

表5.4标准光谱的透光率值 9

5.1.3分光光度法的基本定律 9

5.1.4特殊分光光度法 10

表5.5精密光度测量：直接法 11

图5.2差示（或扩展标尺）分光光度法 11

表5.6精密分光光度测量：间接法 12

5.1.5多组分休系 12

表5.7多组分休系分析的同时分光光度法 13

5.1.6分光光度分析中的误差及其最小化 13

图5.3浓度的相对误差曲线 14

5.1.7差谱法 15

5.2有机分析的分光光度法 15

表5.8代表性生色团的电子吸收带 15

表5.9光谱级溶剂的紫外截止波长 17

表5.10二烯烃类化合物的吸收波长 18

表5.11烯酮和二烯酮的吸收波长 19

表5.12紫外-可见分光光度法的溶剂校正 20

表5.13取代苯和杂芳族化合物在甲醇中的主要吸收带 20

表5.14在乙醇中取代苯衍生物主要吸收带的波长计算 20

5.3元素测定的分光光度法 21

表5.15测定金属的分光光度法 21

表5.16测定非金属的分光光度法 35

5.4光度滴定 41

图5.4光度滴定曲线的可能形状 41

表5.17无机物的光度滴定 43

表5.18有机物的光度滴定 45

5.5比浊法和浊度法 46

5.5.1原理 46

5.5.2灵敏度和准确度 46

5.5.3校正曲线 46

5.5.4条件 46

5.5.5应用 47

表5.19元素测定的比浊法（T）和浊度法（N） 47

5.6荧光分析 48

5.6.1与浓度相关的光致发光 48

5.6.2影响光致发光的结构因素 49

5.6.3荧光测量仪器 50

表5.20荧光量子产率值 50

5.6.4发光法与紫外-可见分光光度法的比较 51

5.6.5应用 51

表5.21无机物测定的荧光法 51

表5.22一些有机化合物的荧光光谱法 54

参考书目 61

5.7磷光法 61

表5.23一些有机化合物的磷光光谱法 61

5.8流动注射分析 64

参考书目 65

参考文献 65

第6章 红外光谱法与拉曼光谱法 4

表6.1波数-波长转换表 4

6.1近红外区 5

6.1.1近红外光谱与分子结构的关系 5

图6.1近红外区光谱-结构关系及平均摩尔吸光系数 7

表6.2近红外区吸收频率 8

6.1.2近红外区的溶剂 9

图6.2近红外光谱仪用溶剂 10

6.2中红外区 10

6.2.1红外透明材料 10

表6.3红外透明材料 11

6.2.2光源 11

6.2.3红外光谱仪 12

6.2.4检测器 13

6.2.5样品制备 14

图6.3某些溶剂的红外透过特性 15

6.2.6全反射 18

6.3中红外区红外吸收光谱与分子结构的关系 19

6.3.1 C—H频率 19

6.3.2烯烃 19

图6.4中红外区光谱与结构关系图 20

表6.4烷烃的吸收频率 22

表6.5烯烃的吸收频率 23

6.3.3炔烃 24

表6.6叁键的吸收频率 24

6.3.4醇和酚 25

表6.7醇与酚的吸收频率 25

6.3.5胺类 26

表6.8伯、仲、叔胺的吸收频率 26

6.3.6羰基 28

表6.9羰基的吸收频率（所列峰均为强峰） 29

6.3.7醚 31

6.3.8其他官能团 31

表6.10醚与过氧化物的吸收峰 32

表6.11含硫化合物的吸收频率 32

表6.12芳香及杂环芳香峰的吸收频率 34

表6.13硝基化合物的吸收频率 37

表6.14含氮原子的双键化合物的吸收频率 38

表6.15多重双键的吸收频率 39

表6.16含硼化合物的吸收频率 40

表6.17含磷化合物的吸收频率 41

表6.18含硅化合物的吸收频率 42

表6.19卤素化合物的吸收频率 43

6.3.9化合物鉴定 44

6.4定量分析 44

图6.5透过率计算时的基线方法 45

6.5远红外区 45

6.5.1光源、光学材料和检测器 45

6.5.2溶剂和制样技术 45

图6.6远红外区光学材料、光源及检测器适用区域 46

图6.7远红外区溶剂 47

6.5.3光谱-结构的关系 47

图6.8远红外区烷、烯、环烷及芳香烃的结构与信号关系 48

图6.9杂环及金属有机化合物和烷基衍生物远红外区光谱与结构关系 50

图6.10无机离子远红外区光谱-结构关系 52

6.6拉曼光谱 53

6.6.1原理 53

6.6.2色散型拉曼光谱仪 53

6.6.3傅里叶变换拉曼光谱仪 54

6.6.4样品制备 54

图6.11拉曼光谱仪常用溶剂的透明区 55

6.6.5特征结构分析 55

表6.20烷烃的拉曼频率 56

表6.21烯烃的拉曼频率 57

表6.22叁键的拉曼频率 58

表6.23累积双键的拉曼光谱 59

表6.24醇及酚的拉曼频率 59

表6.25氨与酰胺的拉曼频率 60

表6.26羰基化合物拉曼频率 61

表6.27其他双键的拉曼频率 62

表6.28硝基化合物的拉曼频率 63

表6.29芳香化合物的拉曼频率 63

表6.30含硫化合物的拉曼频率 67

表6.31醚的拉曼频率 69

表6.32卤代化合物的拉曼频率 69

6.6.6定量分析 70

参考书目 71

参考文献 71

第7章 原子光谱法 2

7.1概述 2

7.1.1火焰光谱法的仪器装置 2

7.1.2火焰成分与温度 4

表7.1一些常见火焰的特性 4

表7.2火焰中所选元素的电离百分数 5

表7.3发射和吸收光谱法中使用的释放剂与掩蔽剂 6

7.2火焰原子发射光谱法 7

7.2.1原理 7

7.2.2背景校正 8

表7.4原子光谱的检出限/（ng·mL-1） 8

表7.5元素的电离势及原子化效率和MO分子的解离能 13

7.3原子吸收光谱法 15

7.3.1引言 15

7.3.2光源 15

表7.6多元素空心阴极灯 16

表7.7火焰原子吸收光谱中谱线重叠的实例 16

7.3.3电加热原子化器 17

表7.8石墨炉的灰化温度 18

表7.9 FES和AAS元素测定的操作条件 19

7.3.4化学气化 26

7.3.5原子吸收分光光度计 26

7.3.6线光源原子吸收光谱法的背景校正 26

7.4等离子休和电子放电光发射光谱法 28

7.4.1引言 28

表7.10元素的灵敏线 28

7.4.2进样装置与光源 33

7.4.3光发射光谱仪 35

7.4.4 AAS与ICP-OES方法比较 36

7.5原子荧光光谱法 37

参考书目 37

参考文献 38

第8章 旋光性和旋光色散 2

8.1概述 2

8.2手性和旋光性 2

8.2.1手性中心 2

8.2.2对映休 2

8.2.3非旋光手性化合物 2

8.3旋光率 3

表8.1纯有机液休的旋光度 3

表8.2糖类和相关化合物的旋光度 5

表8.3天然氨基酸和相关化合物的旋光度 7

表8.4一些有机化合物的旋光度 9

8.4旋光色散 18

8.5圆二色性 18

8.6 ORD和CD的关系 19

8.7旋光度的测量 19

8.7.1旋光计 19

8.7.2旋光分光计 19

参考书目 20

第9章 折射法 2

9.1概述 2

9.1.1折射率 2

表9.1原子和基团的折射度 3

9.1.2折射计 3

表9.2折射计对溶液和有机混合物的灵敏度 4

参考文献 5

第10章 X射线方法 3

10.1 X射线和X射线谱 3

表10.1 X射线发射谱的波长/● 4

表10.2吸收边的波长/● 6

表10.3特征X射线吸收能量/keV 9

表10.4 X射线发射能量/keV 11

10.2仪器 13

10.2.1 X射线管 13

10.2.2准直器和滤波器 13

图10.1平面晶休X射线荧光谱仪的图示 14

表10.5常用靶元素的β滤波器 14

10.2.3分析晶休 15

表10.6用于X射线谱的分析晶休 15

10.3探测器 16

10.3.1正比计数器 16

10.3.2闪烁计数器 16

10.3.3锂漂移半导休探测器 16

10.3.4 X射线探测器的比较 17

10.4脉冲高度鉴别 17

10.5 X射线吸收法 17

10.5.1原理 17

表10.7 Kα1和W Lα1线的质量吸收系数 18

10.5.2 X射线照相 20

10.6 X射线荧光法 20

10.6.1原理 20

10.6.2仪器 21

10.6.3样品处理 21

10.6.4基休效应 21

10.7能量色散X射线谱仪 21

10.8电子探针微分析 22

10.9化学分析用电子能谱（ESCA） 22

10.9.1原理 22

10.9.2化学位移 23

10.9.3 ESCA仪器 23

10.9.4使用 23

10.10俄歇电子能谱（AES） 23

10.11 X射线衍射 24

10.11.1原理 24

10.11.2粉末衍射 24

表10.8 Kα1射线的晶面间距，d～26 25

10.11.3聚合物表征 26

10.11.4单晶结构测定 27

参考书目 27

参考文献 27

第11章 放射化学方法 3

11.1概述 3

11.1.1放射性衰变的模式 3

表11.1放射性衰变的几种模式 3

表11.2核素表 4

11.2放射性活性单位 13

112.1放射性衰变 13

表11.3放射性核素的衰变 13

11.2.2半衰期 15

表11.4恒速产生的核素增长 16

11.3放射性测量 16

11.4检测器 17

11.4.1闪烁计数器 17

11.4.2比例计数器 17

11.4.3流动放射性检测器 17

11.5放射性测量中的统计学 18

11.5.1分数误差 18

表11.5相对误差常数 18

11.5.2计数时间分布 18

11.5.3预置时间与预置计数 18

11.6液休闪烁计数（LSC） 19

表11.6液闪计数法可以测定的同位素 19

表11.7 LSC闪烁剂特性 21

11.6.1液闪溶剂 21

表11.8闪烁溶剂的特性 22

11.6.2样品管 22

11.6.3颜色及化学猝灭 22

11.6.4仪器 22

图11.1液休闪烁计数器的能量传递方框图 23

11.6.5契伦科夫辐射的计数 23

11.7放射性示踪剂的应用 24

11.8同位素稀释分析 24

11.9活化分析 24

11.9.1原理 24

表11.9中子活化分析的推定灵敏度 26

11.9.2快中子活化分析 29

表11.10可用14MeV中子活化分析的元素 30

11.9.3仪器方法（非破坏性测定） 30

图11.2锰-56的γ能谱 30

11.9.4放射化学分离 31

11.10放射性安全事项 31

11.10.1放射性核素的辐射特性 31

11.10.2放射性物质的标志 31

11.10.3放射性物质的操作 32

11.10.4放射性物质的贮存 32

参考书目 32

第12章 核磁共振波谱与电子自旋共振 4

12.1概述 4

12.2基本原理 4

图12.1磁场中的自旋核（a）及自旋量子数为1/2的核（b）的能级分裂图 5

表12.1元素的核性质 5

12.2.1弛豫过程 8

12.3仪器 9

12.3.1样品处理 9

表12.2 NMR用氘代溶剂及其他溶剂的性质 9

12.3.2磁场 10

12.3.3脉冲（傅里叶变换）NMR 10

12.3.4幻角自旋及交叉极化 11

12.3.5二维核磁共振波谱 11

12.4波谱与分子结构 11

12.4.1质子的化学位移 11

表12.3标准物的化学位移 12

表12.4质子的化学位移 12

表12.5单取代苯的化学位移 15

表12.6 亚甲基和次亚基上质子化学位移估计值 16

表12.7 双键上质子的化学位移估计值 16

表12.8氘代溶剂不完全氘化残余质子的化学位移 18

12.4.2质子的自旋-自旋耦合 18

表12.9质子-质子自旋耦合常数 19

表12.10 H-1与F-19之间的自旋耦合常数 20

12.4.3 13C的化学位移 21

表12.11 13C的化学位移 21

表12.12取代基对烷基化学位移的影响 24

表12.13取代苯上13C的化学位移 25

表12.14羰基上13C的化学位移 26

表12.15取代吡啶上13C的化学位移 27

表12.16烷烃上碳的化学位移估计方法 28

表12.17与双键相连的碳的化学位移估计方法 28

表12.18氘代溶剂的13C化学位移 29

表12.19固态NMR用参比物的13C化学位移 30

12.4.4 13C的耦合常数 30

表12.20单键C—H自旋耦合常数 30

表12.21两键相隔的碳-氢自旋耦合常数 32

表12.22碳-碳自旋耦合常数 32

表12.23碳-氟自旋耦合常数 33

表12.24 13C与不同核的自旋耦合常数 33

12.4.5 11B 34

表12.25 11B的化学位移 34

12.4.6 15N 35

表12.26 15N的化学位移 35

表12.27单取代吡啶中15N的化学位移 38

表12.28 15N标准物的化学位移 38

表12.29 15N与氢之间的自旋耦合常数 39

表12.30 15N与13C之间的自旋耦合常数 39

表12.31 15N与19F之间的自旋耦合常数 40

12.4.7 19F 40

表12.32 19 F的化学位移 40

表12.33 19 F化学位移标准物 42

表12.34 19 F之间的自旋耦合常数 42

12.4.8 29 Si 43

表12.35 29 Si的化学位移 43

12.4.9 31P 44

表12.36 31 P的化学位移 44

表12.37 31 P自旋耦合常数 47

12.5定量分析 47

12.6 NMR图谱解析 48

图12.2某化合物的质子NMR图谱 48

12.6.1一些可用于复杂图谱解析的技术 49

12.6.2故障排除 49

12.7电子自旋共振（ESR） 49

12.7.1电子的行为 50

12.7.2 ESR谱仪 50

12.7.3 ESR谱中超精细相互作用 50

表12.38自旋-自旋耦合（超精细裂分常数） 51

12.7.4 g因子 54

12.7.5 ESR谱的线宽 54

12.7.6 ESR谱的解析 54

12.7.7自旋标记 55

12.7.8电子-核双共振（ENDOR） 55

12.7.9定量分析 55

NMR参考书目 55

ESR参考书目 56

参考文献 56

第13章 质谱 3

13.1仪器设计 3

图13.1质谱仪的组成 3

13.1.1样品引入系统 3

13.2离子化方法 4

13.2.1电子轰击电离 4

13.2.2化学电离 4

13.2.3其他离子化方法 4

13.3质量分析器 5

13.3.1磁折射质量分析器 5

13.3.2扇形双聚焦质谱仪 5

13.3.3四极杆质量分析器 6

图13.2四极杆滤质器 6

13.3.4飞行时间质谱 6

13.3.5离子阱质谱 7

13.3.6其他质量分析器 7

13.3.7分辨能力 7

13.4检测器 7

13.4.1电子倍增器 7

13.4.2法拉第杯收集器 8

13.5质谱与分子结构的关系 8

13.5.1分子鉴定 8

13.5.2天然同位素丰度 8

表13.1某些元素的同位素丰度及质量 9

13.5.3精确质量差 9

13.5.4环与双键数 10

13.5.5一般规律 10

13.5.6亚稳峰 10

13.6质谱与结构 11

13.6.1质谱解析的基本步骤 11

13.6.2裂解的一般规律 11

13.6.3低质量碎片离子的特征 11

13.6.4由分子离子产生的低质量中性碎片的特征 12

表13.2压缩后的质谱表 12

13.7二次离子质谱 25

13.8同位素稀释质谱（IDMS） 25

13.9混合物的定量分析 26

表13.3 C1～C3醇的质谱数据（相对强度） 27

13.10 GC-MS及LC-MS联用技术 28

13.10.1 GC-MS 28

13.10.2 LC-MS 28

参考书目 29

参考文献 29

第14章 电分析方法 5

14.1电极电位 5

14.1.1引言 5

14.1.2标准电极电位和式量电位 5

表14.1元素及其化合物的电极电位 5

14.1.3标准参比电极 22

表14.2不同温度下各参比电极的标准电位（V）（含液接电位） 23

表14.3 25℃时参比电极在不同水-有机混合溶剂中的电极电位（支持电解质为1mol/L KCl） 23

表14.4非水介质中的参比电极 24

14.1.4液接电位 25

表14.5液接电位 26

14.1.5参比电极的保存 27

14.1.6电分析方法简介 27

14.2 pH测定 28

14.2.1pH的定义 28

14.2.2标准参比溶液 28

表14.6美国科学与技术研究中心推荐的标准pH缓冲溶液 29

表14.7缓冲溶液的组成及其pH值 29

表14.8标准pH缓冲溶液的组成 31

表14.9a测定甲醇-水混合溶液（重量比为50％）酸度的标准pH*a值 32

表14.9b醇-水混合溶剂中缓冲溶液的pH*a值 33

表14.10控制溶液pH范围的各种缓冲溶液 34

14.2.3玻璃指示电极 36

图14.1由敏感玻璃电极和参比电极组成的复合型pH电极结构图 37

14.2.4锑电极 38

14.2.5 pH计 38

表14.11不同温度下的2.3026RT/F值/mV 38

图14.2pH计线路示意图 39

14.3离子选择性电极 39

14.3.1膜传感器 40

图14.3固休传感器结构图 40

图14.4离子交换电极结构图 41

图14.5气敏电极结构图 42

图14.6生物催化膜电极示意图 42

14.3.2离子活度的测定方法 43

14.3.3选择性和干扰性 44

图14.7计算选择系数的方法 44

表14.12离子选择性电极的特性 45

14.4电位滴定法 47

14.4.1沉淀电位滴定法 47

表14.13沉淀电位滴定 48

14.4.2氧化-还原电位滴定法 50

表14.14半反应电极电位（25℃ ） 50

表14.15氧化-还原电位滴定 53

14.4.3络合电位滴定法 54

表14.16络合电位滴定 56

14.4.4酸-碱电位滴定法 58

14.5伏安法 58

表14.17有机官能团的电还原 58

表14.18有机官能团的电氧化 58

表14.19有机官能团的电活性转变 59

14.5.1仪器 59

图14.8滴汞电极及伏安电解池示意图 60

图14.9三电极系统恒电位仪的工作线路示意图 61

14.5.2线性电位扫描伏安法 61

图14.10用滴汞电极获得的典型极谱图 62

表14.20无机化合物的半波电位 63

表14.21有机化合物的半波电位/V（vs.SEC，25℃ ） 68

图14.11电流-电位曲线 79

14.5.3电位阶跃法 79

图14.12常规脉冲伏安法 80

图14.13示差脉冲伏安法 81

14.5.4循环伏安法 81

图14.14方波伏安法施加的信号（a）与正扫电流、反扫电流及其电流差（b） 82

图14.15四个电活性物质的循环伏安图 82

14.5.5溶出伏安法 83

图14.16阳极示差脉冲扫描溶出伏安图 83

14.5.6安培滴定法 84

图14.17铅离子溶液中连续加入硫酸盐后的电流-电位曲线 84

图14.18铅离子与硫酸根离子反应的安培滴定曲线 84

表14.22安培滴定 85

表14.23二极化电极的安培滴定 88

14.5.7各种伏安法的比较 89

参考书目 89

14.6电重量分析法 89

14.6.1仪器 89

14.6.2利用电解法进行分离 90

表14.24常见电极反应的超电位（25℃） 91

表14.25电重量分析法中沉淀物的处理 93

表14.26元素的电重量分析法 95

14.6.3汞阴极 101

14.6.4内电解法 101

表14.27内电解法的实验测定 102

14.7电印分析法 103

14.7.1原理 103

图14.19电印分析法装置及其电子线路示意图 103

14.7.2检测过程 103

表14.28用于金属电印分析试剂纸的制备 104

表14.29试剂纸的制备及其与阴离子的电印反应 104

表14.30电印分析中几种电解液的组成 105

表14.31几种金属元素的电印痕及其表征 105

表14.32九种常见纯金属元素的电印分析法 105

表14.33铝、铜、铁合金中各种金属的电印测试 106

表14.34铝、铜、铁合金中各种金属的电印测试方法（详细步骤） 107

表14.35 矿石的电印分析法 108

14.8库仑分析法 109

14.8.1控制电位库仑分析法 109

表14.36控制电位库仑分析法 110

14.8.2控制电流库仑分析法 113

表14.37库仑滴定中的滴定剂及其母休 115

表14.38a部分无机物质的库仑滴定法 117

表14.38b部分有机物质的库仑滴定法 120

14.9电导分析法 123

14.9.1电传导 123

表14.39测定电导率的标准溶液 124

14.9.2仪器 124

图14.20测定电阻和电导的放大电路 124

14.9.3直接电导分析法 125

表14.40常见工业用液在25℃时的电导率 125

14.9.4电导滴定法 125

表14.41离子在水溶液中的极限等当量电导/（mho.cm2.equiv-1） 126

图14.21酸的强度对滴定曲线的影响 130

图14.22酸的浓度对滴定曲线的影响 130

图14.23强酸和弱酸混合液的电导滴定曲线 131

表14.42电导滴定法 131

参考文献 133

第15章 热分析法 2

15.1概述 2

15.2差示扫描量热分析（DSC）和差示热分析（DTA） 2

15.2.1 DSC仪器 2

15.2.2 DTA仪器 3

15.2.3 DSC及DTA的应用 3

表15.1一些高分子材料的玻璃化转变温度（Tg）及晶休熔点 4

15.3热重分析（TGA） 5

15.3.1 TGA仪器 6

15.3.2 TGA应用 6

15.4热机械分析（TMA） 7

15.4.1 TMA仪器 7

15.4.2 TMA应用 7

15.5动态机械分析（DMA） 8

15.6量焓分析 8

15.6.1量热焓滴定 8

图15.1放热过程的典型量热滴定曲线 9

15.6.2直接注入量热法 9

15.7量热 10

表15.2 ITS-90的固定点 10

15.8热电偶 11

表15.3不同热电偶在固定点的偶极电位 11

表15.4 B型热电偶：30％铑-铂合金60％铑-铂合金 12

表15.5 E型热电偶：镍-铬合金/铜-镍合金 12

表15.6J型热电偶：铁/铜-镍合金 13

表15.7 K型热电偶：镍-铬合金/镍-铝合金 13

表15.8 N型热电偶：镍-14.2％铬-1.4％硅/镍-4.4％硅- 0.1％镁合金 14

表15.9 R型热电偶：铂-13％铑合金/铂 15

表15.10 S型热电偶：铂-10％铑合金/铂 15

表15.11 T型热电偶：铜/铜-镍合金 16

参考书目 16

参考文献 17

第16章 磁化率 2

16.1基本原理与定义 2

16.1.1磁通和磁通密度 2

16.1.2磁偶极矩 2

16.1.3磁化率 2

16.1.4原子及分子的磁化率 3

16.2磁行为的类型 3

16.3加和关系 4

16.3.1混合物及溶液 4

16.3.2原子磁化率的加和性 4

表16.1原子磁化率常数 4

表16.2结构校正系数 5

表16.3环状休系中的结构校正常数 5

表16.4不同配休的抗磁校正系数 6

表16.5无机离子的抗磁化率 6

16.4磁化率的测量 7

16.4.1法拉第法 8

16.4.2古埃法 8

参考书目 8

第17章 有机元素分析 2

17.1碳、氢和氮的微量测定 2

17.1.1干扰物质的消除 2

17.1.2燃烧气的检测 2

17.2总碳和总有机碳分析仪 3

17.3凯氏定氮法 3

17.3.1特殊样品 4

17.3.2自动凯氏法 4

17.4硫的测定 4

17.4.1燃烧产物中硫的测定 4

17.4.2管式燃烧法（人工） 5

17.4.3 Sch￡ninger燃烧法 5

17.5卤素的测定 5

17.5.1有机物的分解 5

17.5.2安培滴定法测卤素 5

17.5.3离子交换法分离卤素 5

17.6氧的测定 6

17.7其他非金属的测定 6

17.7.1锑 6

17.7.2砷 6

17.7.3铋 6

17.7.4硼 7

17.7.5氟 7

17.7.6磷 7

17.7.7硅 7

17.7.8硒和碲 7

17.8有机物质中微量金属元素的测定 8

17.9多元素微量分析法 8

参考书目 8

参考文献 9

第18章 有机化合物官能团的检出和测定 3

18.1不饱和性 3

18.1.1特征红外和拉曼谱波长 3

18.1.2紫外吸收谱带 3

18.1.3不饱和度的检出和测定（－C？C－；－C≡C－） 3

表18.1不饱和度检测中的特征红外和拉曼吸收带 4

表18.2不饱和度的光谱检测——紫外吸收带 8

18.2羧基 10

表18.3羧酸目视非水滴定的推荐条件 11

18.2.1光谱法 12

18.2.2羧酸（或酯）混合物的分离 12

表18.4羧酸电位非水滴定的推荐条件 13

18.2.3羧酸盐的测定 14

18.3醇和酚（羟基）的测定法 14

表18.5 羟基测定的使用范围和局限性 15

表18.6容量法测定羟基的常用条件 15

表18.7羟基测定方法 16

18.4醛和酮的测定方法 18

表18.8醛酮测定法 18

表18.9醛的测定法 19

表18.10酮的测定法 21

18.5酯的测定法 22

18.6其他含氧官能团的测定 22

18.6.1醚 22

18.6.2环氧基（环氧乙烷） 23

表18.11环氧化物（环氧乙烷）的测定方法 24

18.6.3过氧化物 25

表18.12过氧化物的化学测定法 25

18.6.4醌 26

18.7含氮和氧官能团的测定法 26

18.7.1硝酸盐及硝基和亚硝基化合物的测定 26

18.8胺和胺盐的测定法 27

表18.13可在非水溶剂中进行分别滴定的典型胺类混合物 27

18.8.1一级胺的测定 28

18.8.2二级胺的测定 28

18.8.3三级胺的测定 29

18.8.4一级和二级胺的测定 29

18.8.5二级和三级胺的测定 29

18.8.6一级、二级和三级胺混合物的测定 29

18.9胺和季铵盐的测定 29

18.10氨基酸的测定 30

18.11基他含氮官能团化合物的测定法 30

18.11.1酰胺的测定 30

18.11.2偶氮化合物的测定法 31

18.11.3肼类化合物的测定法 31

18.11.4一级酰肼的测定 32

18.11.5噁唑啉的测定 32

18.11.6异氰酸酯、异硫氰酸酯和异腈的测定 32

18.11.7邻二肟的测定 32

18.11.8羟胺的测定 32

18.12腈的测定 32

18.13含磷官能团的测定 32

表18.14无机磷基团的测定 33

表18.15有机磷基团的测定 35

18.14含硫官能团的测定 37

18.14.1硫醇和硫化氢的测定 37

表18.16硫化氢的测定 37

18.14.2硫醚（R—S—R）和二硫化物（R—S—S—R）的测定 38

表18.17 RSH基的测定 38

表18.18 R—S—R基团的测定 39

18.14.3硫酮的测定 40

18.14.4 亚砜和砜的测定 40

表18.19 亚砜和砜的测定 40

18.14.5亚磺酸和磺酸的测定 41

表18.20亚磺酸和磺酸的测定 41

18.14.6含硫官能团的测定 42

表18.21特殊物质的测定 42

参考文献 45

第19章 水的测定方法 2

表19.1气休中水的测定方法 2

表19.2液休中水的测定方法 4

表19.3固休中水的测定方法 6

参考文献 8

第20章 化学分析中的统计学 2

20.1概述 2

20.1.1定量分析中的误差 2

20.1.2数据组的表达 2

20.2测量值的正态分布 3

图20.1正态分布曲线 4

表20.1a正态分布曲线中与z值相应的纵坐标（Y） 5

表20.1b从0到z正态分布曲线下的面积 6

20.3以标准偏差量度离中趋势 7

20.4理论分布与显著性检验 8

20.4.1学生氏分布与t检验 8

表20.2学生氏t分布的百分数 9

20.4.2总休均值的假设检验 10

20.4.3卡方（x2）分布 12

表20.3 x2分布的百分数 12

20.4.4 F统计 14

表20.4 F分布 15

20.5曲线拟合 17

20.5.1最小二乘与最佳拟合曲线 17

20.5.2最佳拟合曲线的斜率与截距的误差 19

20.6控制图 21

参考书目 22

参考文献 22

第21章 地质和无机材料 2

21.1材料的鉴定和表征 2

21.1.1红外光谱 2

表21.1矿物中分子实休的振动频率/cm－1 2

表21.2四面休和八面休配位的金属氧化物吸收频率/cm－1 3

21.1.2热分析 4

21.1.3 X射线衍射 4

21.1.4利用电子和X射线进行的微区分析 5

21.2矿物分析方法 6

表21.3矿物表 7

表21.4 矿物分析步骤表 14

参考文献 29

第22章 水分析 2

22.1基本问题 2

22.1.1样品采集 2

22.1.2固休的分解 2

22.1.3校准过程 2

22.1.4干扰物 3

22.2水中阳离子和阴离子的化学分析 3

22.2.1废水 3

22.2.2阳离子和阴离子分析方法的比较 4

表22.1水和废水的化学分析方法 4

22.3水中各种组分的其他化学分析方法 10

22.3.1酸度 10

22.3.2碱度 10

表22.2碱度相关性 10

22.3.3挥发性酸 10

22.3.4化学需氧量 11

22.3.5氯，游离量和总量 11

22.3.6水的硬度 11

表22.3硬度转换 12

22.3.7氮 12

22.3.8表面活性剂 12

22.3.9挥发性有机化合物 12

参考文献 12

第23章 综合信息 2

23.1化学符号和定义 2

表23.1色谱的化学符号和定义 2

表23.2电磁辐射的化学符号和定义 4

表23.3电化学的化学符号和定义 5

23.2国际单位制前缀和希腊字母 6

表23.4国际单位制前缀 6

表23.5希腊字母 7

23.3缩写和标准字母符号 7

表23.6缩写和标准字母符号 7

23.4转换表 18

表23.7压力转换表 18