北京大学定量化学分析相关教材内容演进_李娜.pdf
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1、 Univ.Chem.2023,38(6),6974 69 收稿:2022-12-11;录用:2023-01-26;网络发表:2023-02-06*通讯作者,Email: 专题 doi:10.3866/PKU.DXHX202212035 北京大学定量化学分析相关教材内容演进北京大学定量化学分析相关教材内容演进 李娜*北京大学化学与分子工程学院,北京 100871 摘要摘要:介绍了北京大学化学分析教材定量化学分析简明教程的内容特色以及各版次的内容演进。从分析化学工作者解决问题思路的角度出发实现各版次内容的演进。在此过程中,强调解决分析化学问题的基础与基本工具,如系统深入介绍化学平衡以及增加对数据
2、处理的内容,以应用实例为载体,阐释解决分析化学问题的思维方式。关键词关键词:定量化学分析;教材;内容演进 中图分类号:中图分类号:G64;O6 The Evolution of Quantitative Chemical Analysis Textbook by Authors at Peking University Na Li*College of Chemistry and Molecular Engineering,Peking University,Beijing 100871,China.Abstract:This paper introduces the features and
3、 evolution of Quantitative Chemical Analysis textbook by authors at Peking University.In the evolution of each edition,the authors try to deliver the thought and way that analytical chemists solve problems.In particular,the authors emphasize on the basic theory and statistical tools,and illustrate t
4、he way to solve analytical problems with examples.Key Words:Quantitative chemical analysis;Textbook;Content evolution 北京大学开设分析化学课程可以追溯到19231924年间,化学系开设的21门课程中包括定性分析及实验、定量分析及实验1,期间第一任系主任俞同奎先生虽然调任北京工业专门学校(北京工业大学前身)任校长,仍然兼任北京大学教授,并主讲定量分析等课程2。北京大学化学系于20世纪40年代形成分析化学学科3。经过多年的教学实践,张锡瑜教授于1965年出版定性分析(上下册)4。定
5、量化学分析简明教程第1版是在北京大学化学系1973年定量分析讲义的基础上,由张锡瑜先生指导,彭崇慧、冯建章两位教授编写。之后彭崇慧教授编写了酸碱平衡的处理5,彭崇慧和张锡瑜教授编写了络合滴定原理6。经过多年的教学实践与凝练,最终定量化学分析简明教程于1985年由北京大学出版社出版,之后各版次的基本信息列于表1。北京大学分析化学教学团队还编写了其他包括定量化学分析内容的教材与习题解析,以及与理论课配套的实验课教材与手册710。其中,定量分析化学简明教程(以下简称简明教程)在这些教材中最早出版,被北京大学化学、生物、环境、工学以及医学专业用作基础课教材,还被许多兄弟院校用作教材或教学参考书。虽然已
6、有多篇分析化学教材研究的论文发表1114,但是笔者从分70 大 学 化 学 Vol.38 析化学解决问题的思路与方法的角度简要介绍简明教程的内容特色、多次改版的演进,以及对重要内容的修订。或许读者能够从本文感受到各版次教材作者的用心。表表1 定量化学分析简明教程教材基本信息定量化学分析简明教程教材基本信息(北京大学出版社,出版周期北京大学出版社,出版周期1113年年)版次 书名 作者 出版年 备注 1 定量化学分析简明教程 彭崇慧 冯建章 张锡瑜 1985 1987国家教委优秀教材 一等奖 2 定量化学分析简明教程 彭崇慧 冯建章 张锡瑜 李克安 赵凤林 1997 3 分析化学:定量化学分析简
7、明教程 彭崇慧 冯建章 张锡瑜 编著 李克安 赵凤林 修订 2009“十一五”国家级规划教材 4 分析化学:定量化学分析简明教程 彭崇慧 冯建章 张锡瑜 编著 李娜 张新祥 修订 2020 英文教材 Quantitative Chemical Analysis 李娜 J.Hefferren 李克安 2009 2016北京市精品教材 电子课件“分析化学I”电子课件 李娜 刘锋 赵凤林 李克安 2007 1 教材内容教材内容 最新版次的简明教程继承和发展了之前各版次的内容与写作思路,并随着分析化学学科的发展更新定量分析方法内容。教材所包括的知识点与高等学校化学类专业分析化学相关教学内容与教学要求建
8、议中的化学分析部分基本一致,在此不加赘述15。定量化学分析的理论和方法是分析化学专业及其他相关专业的基础。围绕“量”的概念,解释基本的分析化学原理、方法与应用,阐释分析化学工作者解决问题的思路。基于这一理念,定量分析的整个过程对于分析结果的影响,即对“量”的影响,构成了简明教程重要内容。定量分析的过程主要包括取样、样品制备与预处理、分离富集、测量、方法验证以及分析结果的报告,而作为教材则对这些环节涉及的内容(如图1)进行分别阐述,主要包括:概论部分,主要为定量分析概述与基本计算。简介分析化学的任务与作用、定量分析过程与定量分析方法,以及分析化学中的基本计算。使读者大概了解定量分析化学所解决的问
9、题,分析过程、样品制备的目的与要求等。误差与分析数据处理。定量分析是根据物质的性质测定物质的量。由于误差的客观存在,必须能够对分析结果的可靠性和精确程度作出合理的判断和正确的表述。这部分内容包括分析测定中的误差来源与表征,实验数据的统计处理方法与表达,分析结果的显著性检验,校准方法以及根据校准曲线反估未知样品的量与置信区间,分析方法的品质因素,测定方法的选择与测定准确度的提高。化学平衡简介,容量滴定方法与沉淀重量法。简介化学平衡基本原理,以及系统处理复杂化学平衡的思路,为容量滴定以及沉淀重量法奠定理论基础,提供方法原理。分析化学中常用的分离方法,包括沉淀分离法、溶剂萃取分离法、离子交换分离法、
10、经典色谱法,和其他物理分离法等的介绍。通过分离方法和分离效果的评价方法的介绍,使读者了解分离方法在解决分析化学问题中的重要性。测量方法,主要包括容量滴定方法、沉淀重量法,以及常用仪器分析方法。a)滴定方法与重量法。从能否准确滴定(0.1%滴定误差)出发对滴定曲线、指示剂、选择性滴定,消除干扰效果评判,能否定量获得沉淀等方面在各自方法中进行讨论。b)常用仪器分析方法。包括吸光光度法、分子荧光和磷光分析法、原子吸收光谱法、电位分析法、色谱法与质谱法的定量分析基本原理。No.6 doi:10.3866/PKU.DXHX202212035 71 图图1 化学分析教材的基本内容化学分析教材的基本内容 2
11、 第第1版特色版特色 简明教程 第1版作者以其深厚的功底使内容在具备系统性和完整性的基础上既简又明16。该教材篇幅虽少,但教材思路明确,重点鲜明,突出了基本概念的阐述,理论联系实际,特别是在培养学生分析问题、解决问题的能力上倾心尽力,使教学任务能在规定学时内完成。如书名所示,简明教程是一本言简意赅的定量分析化学教材。深入讲透一两章,为其他各章奠定牢固基础,又起到触类旁通作用,避免繁琐重复的表述。在酸碱滴定章节中,详细介绍了各类型的滴定曲线,进而通过终点误差公式来阐明滴定突跃大小与反应完全度的关系,并总结出实现准确滴定的条件,其他各章则在此基础上着重讨论其各自特点。在络合滴定中,除了参考 I.M
12、.Kolthoff 等主编的 Quantitative Chemical Analysis 17等国外教材,还参考了 A.Ringbom 所著的 Complex in Analytical Chemistry 18的精髓,并进行了凝练,采用副反应与副反应系数的方式处理络合平衡,弄清影响化学平衡的主要项,抓住主要矛盾,并在氧化还原平衡、沉淀平衡等部分进行应用。统一的处理方式加之简化假设,使复杂问题的平衡处理逻辑明确,实用性强。再版教材一直秉承化学分析部分的写作思想与平衡处理方法。设计图表,延伸辅助说明概念与原理,并应用于实际问题的可行性判断。例如,酸碱滴定中把不同强度的弱酸及共轭碱的滴定曲线图向
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