分析化学和定量分析（上册 中文改编版）

中译本序言
作者简介
译者的话
原版前言
致谢
第1章分析化学概述1
1.1引言：神秘的化学家1
1.2化学分析的历史2
1.2A化学分析的起源2
1.2B现代世界的化学分析3
1.3化学分析中使用的一般术语5
1.3A相关样品的术语5
1.3B相关方法的术语5
1.4化学分析提供的信息7
1.5本文概述8
习题9
参考文献10
第2章良好的实验室规范12
2.1引言:质量问题12
2.1A良好的实验室规范的概述14
2.1B建立良好的实验室规范14
2.2实验室安全16
2.2A常见的实验室安全问题16
2.2B识别化学危险品17
2.2C化学品的信息来源21
2.2D化学品的妥善处理21
2.3实验室记录本22
2.3A推荐的实验室记录本使用规范22
2.3B电子记录本和电子表格25
2.4实验数据报告26
2.4A计量的SI体系26
2.4B有效数字29
习题31
参考文献36
第3章质量和体积的测量38
3.1引言：J. J. Berzelius38
3.2质量的测量39
3.2A质量的测定39
3.2B实验室天平的种类41
3.2C质量测量的推荐方法43
3.3体积的测量45
3.3A体积的测定45
3.3B测量体积容器的类型46
3.3C体积测量的推荐方法49
3.4样品、试剂和溶液51
3.4A样品和试剂的组成51
3.4B溶液的制备55
习题58
参考文献63
第4章分析结果的数据处理65
4.1引言:带我出去看球赛吗65
4.1A实验误差的种类66
4.1B准确度和精密度66
4.2描述实验结果67
4.2A确定最有代表性的数据67
4.2B报告一组结果的变化68
4.3误差的传递69
4.3A加法和减法69
4.3B乘法和除法70
4.3C对数、反对数和指数71
4.3D混合计算72
4.4样本分布和置信区间72
4.4A描述大数据集的变化72
4.4B描述小数据集的变化73
4.5实验结果比较76
4.5A数据比较的一般要求76
4.5B实验结果与参考值的比较77
4.5C两个或更多的实验结果的比较78
4.5D实验结果的变化比较80
4.6检测离群值81
4.6A处理离群值的一般方法81
4.6B离群值的统计检验81
4.7确定实验结果83
4.7A线性回归83
4.7B拟合度84
习题88
参考文献95
第5章分析方法的表征和选择96
5.1引言：文兰地图96
5.2方法的表征与检验98
5.2A准确度与精密度98
5.2B分析响应100
5.2C分析方法的其他性质103
5.3质量控制104
5.3A质量控制的一般要求104
5.3B制作与使用控制图104
5.4样品采集与制备105
5.4A样品采集105
5.4B样品制备106
习题109
参考文献113
第6章化学反应和化学平衡115
6.1引言：长期预测是…115
6.1A化学反应和转换的类型115
6.1B化学反应117
6.2 化学活度117
6.2A什么是化学活度117
6.2B分析方法中的化学活度121
6.3化学平衡125
6.3A什么是化学平衡125
6.3B解决化学平衡问题128
习题134
参考文献137
第7章酸碱反应139
7.1引言：雨，雨停了139
7.1A什么是酸或碱141
7.1B为什么酸和碱在化学分析中很重要142
7.2酸和碱简介142
7.2A强酸和弱酸142
7.2B强碱和弱碱144
7.2C水的酸碱性144
7.3溶液的酸碱性147
7.3A什么是pH147
7.3B影响pH的因素149
7.4估计简单的酸碱溶液的pH值149
7.4A一元强酸和强碱149
7.4B一元弱酸和弱碱151
7.5缓冲溶液和多元酸碱体系154
7.5A缓冲溶液154
7.5B多元酸碱体系157
7.5C两性离子162
习题167
参考文献174
第8章酸碱滴定法176
8.1引言:滴定分析法的发展176
8.1A什么是酸碱滴定法176
8.1B酸碱滴定法在分析化学中怎样应用178
8.2酸碱滴定法181
8.2A配制标准滴定剂和样品溶液181
8.2B滴定184
8.2C确定滴定终点185
8.3预测和优化酸碱滴定法188
8.3A酸碱滴定法的描述188
8.3B强酸和强碱的滴定曲线189
8.3C弱酸和弱碱的滴定曲线192
8.3D进一步了解酸碱滴定法196
习题201
参考文献207
第9章络合物的形成209
9.1引言：蛋黄酱里含有什么209
9.1A什么是络合物210
9.1B络合物在分析方面有哪些应用210
9.2简单的金属－配体络合物210
9.2A什么是金属－配体络合物211
9.2B金属－配体络合物的形成常数213
9.2C金属－配体络合物分布的预测215
9.3螯合剂与金属形成的螯合物218
9.3A什么是螯合剂218
9.3B螯合效应218
9.3C乙二胺四乙酸219
9.3D副反应的处理221
9.4其他类型的络合物223
9.4A络合物形成的一般性描述223
9.4B其他络合物的举例224
习题226
参考文献232
第10章化学溶解和沉淀235
10.1引言：与胃癌抗争235
10.1A什么是溶解度235
10.1B什么是沉淀236
10.1C在分析化学中溶解度和沉淀为什么那么重要237
10.2化学溶解度238
10.2A化学溶解度由什么决定238
10.2B如何描述化学溶解度240
10.2C如何测定化合物的溶解度245
10.3化学沉淀246
10.3A沉淀过程246
10.3B利用溶度积来检测沉淀247
10.3C其他物质和反应对沉淀的影响248
习题250
参考文献256
第11章络合滴定法和沉淀滴定法257
11.1引言：水的硬度是多少257
11.1A什么是络合滴定法和沉淀滴定法257
11.1B络合滴定法和沉淀滴定法在分析化学中的应用259
11.2络合滴定法260
11.2A滴定剂和标准溶液260
11.2B辅助络合剂和掩蔽剂的使用263
11.2C滴定终点的确定264
11.2D络合滴定的预测和优化267
11.3沉淀滴定法270
11.3A滴定剂和标准溶液270
11.3B滴定终点的确定 271
11.3C沉淀滴定的预测和优化274
习题278
参考文献283
第12章氧化还原反应285
12.1引言：拯救亚利桑那号战舰285
12.1A什么是氧化还原反应285
12.1B氧化还原反应在分析化学中的应用287
12.2氧化还原反应的一般原理287
12.2A氧化还原反应的描述287
12.2B氧化还原反应的鉴别287
12.2C氧化还原反应程度的预测289
12.3电化学电池292
12.3A电化学电池的描述292
12.3B电化学电池行为的描述294
12.4能斯特方程296
12.4A能斯特方程的使用296
12.4B氧化还原反应的电势计算299
12.4C样品基质和副反应的影响301
习题305
参考文献311
第13章氧化还原滴定法313
13.1引言：化学需氧量313
13.1A什么是氧化还原滴定法313
13.1B氧化还原滴定在化学分析中的应用315
13.2氧化还原滴定操作316
13.2A滴定剂和样品的制备316
13.2B确定滴定终点318
13.3氧化还原滴定的预测与优化321
13.3A氧化还原滴定计算的一般步骤321
13.3B氧化还原滴定曲线形状的估计 321
13.3C滴定分数的使用325
13.4氧化还原滴定的实例328
13.4A使用铈盐的滴定328
13.4B使用高锰酸盐的滴定328
13.4C使用重铬酸盐的滴定329
13.4D使用碘的滴定331
习题333
参考文献338
第14章重量分析339
14.1引言：元素周期表339
14.1A什么是重量分析339
14.1B重量分析在分析化学中如何应用340
14.2传统的重量分析法341
14.2A一般方法341
14.2B沉淀的过滤342
14.2C沉淀的烘干和称量345
14.2D获得高质量沉淀的方法345
14.3重量分析的实例 348
14.3A银与氯化物的沉淀348
14.3B铁与氢氧化物的沉淀349
14.3C镍与丁二酮肟的沉淀350
14.3D燃烧分析351
14.3E热重分析353
习题356
参考文献360
附录362
附录A362
附录A.1材料安全数据表示例362
附录A.2评估结果的有效数字369
附录A.3当量浓度371
附录A.4误差传递公式的推导372
附录A.5最小二乘法分析376
附录A.6项目摘要和测试描述及比较数据378
附录A.7平衡的氧化还原反应379
附录A.8比尔定律的推导382
附录A.9分离度方程的推导384
附录B385
附录B.1估计在水温为25℃时有机离子个体的活度系数①385
附录B.2不同种类的盐在水中的溶度积①386
附录B.3酸在水中的离解常数389
附录B4.1各种螯合剂和金属离子的形成常数394
附录B4.2金属离子与不同的配体的累积形成常数( β )395
附录B.5还原半反应的标准电位①397
附录C401
参考文献405
部分习题答案406

本书编写的目的是让学生了解化学分析的基本实验方法，并且适当地选择和使用这些方法，包括物品的正确使用和维护，如天平、实验室玻璃器皿的使用与维护和相关记录本，以及评估和比较实验结果的数学工具。本书综述了化学平衡的基本主题、基本原理，以及对重量分析法和滴定分析法等传统分析方法的正确使用，介绍了常见的仪器分析方法，如光谱学、色谱法和电化学方法等。本书与其他教材的一个重要区别是试图组织和衡量材料，以使它们能够更好地反映这些方法在现今分析实验室中的相对重要性。
本书在章节安排上分成几组常见的主题，这个安排可以使学生以各种方式轻松地从一个主题过渡到另一个主题。例如，学生可以在第6～10章中，学习需要的化学平衡知识，并进行相关计算的训练，这样可使学生在这个领域有一个坚实的基础来学习后面的章节；以便掌握重量分析法和滴定分析法等技术。教师希望学生在学习讨论仪器方法之前，首先通过第一组各章学习一些传统的常用的化学分析方法，然后再讨论电化学、光谱或色谱法等仪器分析方法。我们相信在教材中使用这种格式会给教师的教学带来最大的灵活性。本书既可以作为介绍分析化学的一个学期用教材，也可以作为介绍常见的定量分析和仪器分析方法的两个学期用教材。这种方式使本书成为灵活且更实用的工具，可以作为分析化学基础课程的教材，符合美国化学学会（American Chemical Society，ACS）2008年的报告：“化学本科专业教育：ACS学士学位项目指南和评价过程”（Undergraduate Professional Education in Chemistry：ACS Guidelines and Evaluation Procedures for Bachelor’s Degree Programs）。
本书编写的一个潜在目标就是让学生了解分析化学在科学发展中扮演的角色和在日常生活中的作用。为了做到这一点，我们在每一章节都使用真实的例子来说明所讨论的原理。这种方式也符合最近的指导方针——鼓励带着问题学习或研究性学习。本书的特殊部分包括用专栏来介绍化学分析的重要发展历史和常见的分析化学在实际问题中的应用。本书已经超越了许多常见的标准的无机分析和有机分析教材，包括环境科学、污染监测和药物科学的工业生产过程、食品检测和临床分析等领域。这样做是希望阅读本书的学生认识到分析化学是一门重要的、不断变化的学科，也使学生具有在科学探索过程中创建和使用分析化学方法的能力。
本书和其他教科书相比，一个关键的区别就是学生学习每个主题的方法不同。例如，许多章节以开放的场景开头，在该场景中，学生需要使用一个特定的分析方法来提出一个问题或一组问题，然后通过他们需要的和要使用的方法做一系列主题来介绍这个方法，从而指导学生。这种风格是将其他定量分析的文章进行总结和创新，采用比传统的话题方法更利于学生学习的风格。这种风格的另一个优点是帮助学生更容易地了解主题的价值和作用。学生可以通过分散在整个章节和每章末尾的相关问题进行强化训练，其中的大多数问题可以通过初等代数来解决；但在每章的结尾也有“挑战问题’，其中部分涉及电子表格的使用和一些更深层次研究的材料。每章的结尾还有一个“讨论专题和报告”，为教师和学生提供了去探索本章中相关材料和方法的机会，但这通常不会在传统的定量分析课程中出现。“挑战问题”和“讨论专题和报告”旨在提高学生在分析化学领域进行探究和开放式调查的能力。这些部分有很多论文写作，以及关于批判性思维和与化学分析相关专题的讨论。