有机化学分析方法范文篇1

【关键词】有限元；分析软件；机械

由于现代社会对计算机技术普遍使用，有限元分析工程设计与分析也随着得到了重视，最早将有限元分析方法运用起来是在求解线性结构问题上，对结构场和流场的有限元分析结果实交叉迭代求解，在CAE软件上藕合场将是其以后的进展方向。机械开发商即使消耗大量的资金在软件功能上，还是不能更好的满足顾客的需求，为此机械开发商必须清楚了解了顾客的实质状况才能针对性的对软件运用创新的有限元计算方式。既能精确的解决复杂的本构行为，又能更好的适用于材料在快加载速度下的断裂问题。增强机械加工数据处理功能，研究开发求解非固体力学和交叉学科的FEA程序，为可视化图形技术开发提供了强有力的工具。有限元方法形态相当丰富，新产品设计与产品开发的需求越来越严格，有限元分析技术正逐步的大量用于机械软件中。ANSYS是最为通用和有效的商用有限元软件之一，利用虚拟成形试样产品等功能而通过机械动态优化设计，使产品能快速响应市场.并在最短的时间内以较高性能价格比的产品占领市场，是当今企业得以生存和发展的关键环节。

1结构优化设计与有限元法

有限元法其实就是将整体的系统进行分解，分别对每个环节进行相似的解答，应用有限元方法将工作运行中的桨叶按正规方式进行组装，就产生原有系统的分析，经过网格的划分与分析等计算步骤得出类似的系统，这就形成了相应的数值模型。优化问题是通过优化模型的建立，运用各种优化方法，通过迭代计算，得到最优设计方案。目标函数以最小化的函数，依据尺寸、制造费用等性能准则，设计变量通常包括几何尺寸、材质、载荷位置、约束位置等，根据设计变量的准则来判断设计的模型响应参数项通常包括内力、位移等，机械结构常采用51MO采集方式进行模态分析。信号采集不可避免地含有噪声信号。在信号采集过程。

2有限元分析法在机械制造中的具体应用

2.1在机械结构系统中的应用

有限元分析法计算机械结构系统受到外力负载结果，判断是否符合设计要求。由于机械结构系统的几何结构相当复杂，负载也相当多，依据理论分析往往无法进行。有限元软件多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置，计算功能支持分布式并行适合于大型机械制造与加工环节的计算。机械加工中处理中建模的顺序也就应该是与命令菜单编排相同的顺序，建立模型划分网格，将不同类型的单元混合使用。在通用后处理器中生成动画，计算结果的变形动画，通过简单的菜单完成，输人参数，然后通过关键点生成梁实体模型。本实验利用了ANSYS软件对矩形截面梁结构进行静力有限元分析。熟悉了有限元的建模、求解及结果分析的步骤和方法；同时加深了有限元理论关于网格划分概念、划分原则等的理解。ANSYS的学习、应用是一个系统、复杂的工程，由于它涉及到多方面的知识，所以在学习ANSYS的过程中一定要对ANSYS所涉及到的一些理论知识有一个大概的了解以加深对ANSYS的理解。

2.2在机械动力学中的应用

建模机械结构的动力学模型可采用试验建模、解析建模及二者的混合建模方法建立。试验建模随着试验模态测试技术的发展，测试精度为机械结构的动特性分析提供了可靠的基础。但是以试验模型进行动态优化设计相当困难。解析模型可利用有限元法等分析途径加以建立，有限元法成为机械结构主要的分析建模方法。但是精度还不能完全满足要求，为充分发挥有限元理论分析的各自优势，用试验模态分析结果检验与修改有限元模型，以动态子结构法为基础，建立结构系统的混合动力学模型。采用试验模态分析修改有限元模型，建立结构系统合理的动力学模型。使其更符合机械结构的实际边界条件。混合建模方法是已成为机械结构建模实用、可靠的建模方法。可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，进行静态和动态分析，让后用于合适的分析类型，进行生存力分析和疲劳寿命预估；析架的实际构造的每个节点都受一个平面汇交力系的作用，计算梅架内某个杆件所受的内力，可以认识析架的概念及计算方法，在机械设计中发挥具体的作用。

2.3机械动态优化优化设计，建立有限元分析模型

设计过程中根据上吊装件在实际应用中的约束情况，启动有限元分析算例，将钢板面、接点、无缝管焊接处等进行仿真模拟约束，可以有效地解决各种约束条件控制的各类结构的尺寸、形状，适用于实际工程结构优化的软件也在发展之中，针对机械优化问题的复杂性，归结为模糊非线性规划，有限元法和试验模态分析方法紧密结合，建立模态坐标和模态综合的理念，这些方法在实际机械制造中得以广泛应用。

2.4有限元分析与机械动力学分析

例如：汽车车轮是汽车的重要部件，他的材料和制造质量不仅直接关系到人的安全，应尽可能减轻其质量和美化其美观。汽车钢圈在使用中强度低面被损坏，具统计表明，轮辐出现裂纹的位置相对也比较集中，由于钢圈受力比较复杂，采用有限元方法，这种补贴贴可功不可没采用自顶向下的建模方法，对原产品研究来发现产品的不足以改进产品，可以说的比较具体的。而我们研究的结果是理论最终指导设计和改进其结构。

随着有限元分析方法在机械领域的不断应用，机械产品要求的也不断提高，有限元分析方法的结构动力学分析高速压片机的振动、噪音问题，推动机械产品质量、稳定性和生产效率的提升。通过介绍重要部件的有限元仿真计算处理，克服了有限元分析软件的CAD功能较差的缺点，提高了机械设计的效率，这些软件对于大型工程机械的设计制造都有一定的现实意义。

参考文献：

[1]张力主编.有限元法及ANSYS程序应用基础，北京：科学出版2008.，

[2]刘扬，刘巨保.罗敏编著.有限元分析及应用[M].北京：中国电力出版社，2008.

[3]刘洪文主编.材料力学第四版[M].北京：高等教育出版社，2004.

有机化学分析方法范文

关键词：药用分析化学；教学内容；专业课程

药用分析化学是关于分析方法和化学信息理论的一门学科，主要研究物质的化学组成、含量、结构和形态等，在高职药学专业中，是其重要的专业基础课程。对于新药开发、药品质量的综合控制、药用植物活性成分的分离和鉴定、药物代谢和药代动力学研究、药物制剂的稳定性、生物利用度和生物等效性研究等，都要运用到分析化学的有关理论和方法[1]。通过该课程教学，培养学生严谨、务实的科学态度，观察、分析判断能力，以及精确细致的科学实验能力，为天然药物化学、药物分析等专业课程的学习奠定基础。药用分析化学同专业课程药物分析密切相关[2]，为促进二者之间的有效衔接，教学方法和内容应以服务于专业课程而进行适当调整。

一药用分析化学目前的教学实情

药用分析化学课程，在高职药学专业中，一般设在第三个学期，是在学生了解无机化学、有机化学等基本知识的基础上开设。很多高职院校的药学专业，将无机化学、有机化学和分析化学列为公共课，由公共课部或基础课部的老师进行授课。由于公共课的老师和专业老师分属不同系部，二者之间缺乏有效的沟通，教学环节难免会出现脱节的现象，导致学生在学习专业课程时，感觉非常吃力。专业课老师在讲授专业课时，对于涉及到分析化学的一些知识，以为学生已学过，常是一言带过。其实，学生却是一头雾水，稀里糊涂地跟着老师的节奏进入下一个知识点。久而久之，学生的学习动机和兴趣便会大幅降低，专业课的教学也会陷入极其被动的尴尬局面。因此，专业基础课的老师与专业任课老师应时常沟通，了解专业课对基础课的知识需求，有目的地调整教学重点，与专业课进行有效地衔接。笔者以我校药学专业为例，谈谈药用分析化学教学中教学内容设计的一些粗浅建议。

二药用分析化学教学的一些设想

（一）紧扣药学专业，主次分明，适当补充对于药物分析，由于生产力技术水平和其它因素的影响，目前版本的《中国药典》在滴定分析方法的内容上还是占有较大的比例[3]。因此，在药用分析化学教学中，应向学生解释药物分析检测中化学分析法的地位及其重要性，作为经典的分析方法，应加强其理论和实验教学。容量分析法中，在滴定方式的选取方面，返滴定法在药品检测中的应用较多，比如，溴量法测定五号位基团带不饱和键的巴比妥类药物，阿司匹林水解后通过返滴定测定其含量，剩余碱量法测定氯贝丁醑，间接碘量法测定异烟肼等。因此，在滴定分析中应注重加强对返滴定法的理论教学，同时适量增加采用返滴定法的相关实验。对于非水溶液的酸碱滴定，因为大多数学生对非水滴定很难理解，所以讲解这个内容体系时，教师应将无机化学中的酸碱质子理论，预先给学生补上，同时多穿插实例进行授课，让学生重新对酸和碱的概念有新的认识。此外，对于溶剂，也要让学生多了解，可在授课时进行一些有机溶剂的实验，给学生一些感性认识。通过这些知识的铺垫，为学生理解非水溶液滴定打下扎实的基础。在药物分析中，学生在使用非水容量法检测有机碱盐、有机酸盐及有机酸碱金属盐类等药物的含量时，就会对该知识点顺利地掌握。从分析方法的发展来看，随着科学技术的进步，仪器分析法的运用越来越普遍。可见紫外分光光度法在工业分析中应用非常广泛，在药物分析中也不例外。在运用紫外分光光度法进行多组分含量分析中，采用差示分光光度法，不需要分离杂质便可进行测定，操作过程简化，在药物检测中应用较多，如药物的杂质检查、复方制剂的含量测定等。但是，可见紫外分光光度法章节中无此项知识点，考虑到专业课需要，可以补充这种方法的理论和分析案例，使学生对该法有一定的了解，为学习药物分析课程打下基础。药用分析化学课程对单组分测定介绍了三种方法，即吸光系数法、工作曲线法和标准对照法。在中国药典中，标准对照法收载较多，在授课时应强化该法的教学，尽量结合一些药物分析的相关实例配合进行讲解。从1985年起，在药典中，高效液相色谱（HPLC）从无到有，其收载数量和检测类别逐版快速增长。它预期将用于未来的药典色谱，特别是HPLC将成为药物含量分析方法的主流分析。因此，对于药用分析化学的教学，其重点应放在色谱法体系，包括经典液相色谱、气相色谱和高效液相色谱，以及其它在药典中收载的色谱方法。让学生理解和掌握色谱分析的基本理论，增加色谱实验，为学生进行专业课程的学习和未来的工作奠定良好的基础。

（二）寻找专业课中关联概念的异同，宜强调提示药用分析化学与专业课程中有很多的相关概念，其内容存在一定的差别，学生在专业课学习中容易混淆。因此，在分析化学的教学中应寻找这类概念，并在授课中向学生进行强调，下面列举几个这方面的实例。实例一，区分检测分析结果表示的差异。在药用分析化学中，物质含量的测定结果以百分含量表示居多。在药物分析中，原料药的含量结果大多以百分含量表示，但药物制剂的含量表示，常采用标示量的百分含量。如盐酸曲马多缓释片的规格为含盐酸曲马多0.1g，称为标示量，中国药典规定含盐酸曲马多应为标示量的93.0％～107.0％[4]。假如检测结果在药典规定的标示量限度范围内，则盐酸曲马多缓释片的含量符合药典规定。实例二，区分浓度的差异。在药物分析中，碘标准溶液或溴标准溶液假设为0.1032mol/L，学生通过分析化学的学习，通常认为它们的浓度是事实上，药物分析中的含义是“I”或“Br”的含量为0.1032mol/L，也就是说，含I2或Br2是0.0516mol/L。实例三，区分溶液浓度表示上的差异。在药用分析化学中，标准溶液的浓度通常采用物质的量浓度（mol/L），但在药物分析中，标准溶液的浓度基本采用滴定度（mg/ml）进行表示。滴定度常使分析结果的计算简易化，可在分析化学中，多数老师只是简单带过，主要是学生认为这一概念比较抽象，难以理解。为便于专业课程的学习，任课教师应加强滴定度概念的讲解与习题演练，确保学生在药物分析中能熟练应用滴定度进行计算。以上这些溶液区别在教学中应向学生阐明，讲解清楚，以免混淆，引导他们正确理解和使用。上述例子表明，专业基础课和专业课在某些概念和应用上存在一些差异，这就要求基础课的老师要善于去发现，并在授课时向学生重点强调，引导他们正确理解和学会运用。

（三）理论与实训相互融合，培养专业技能药用分析化学是一门非常实用的学科，提倡培养综合专业技能。在省高职高专学生专业技能抽查标准和题库中，其中《药学》分册[5]，技能抽考项目达到15个，可见分析化学在药学专业中所占的份量。按照这些项目，我们将一些药物的分析检测有机地融入进去，根据专业技能抽考的评价与考核标准进行实验实训。通过实验实训，培养学生专业的实验技能和严谨的科学态度，在心中树立“量”的概念，让学生加深对分析化学的理论和方法的理解，以及在药物分析检测方面的运用。

三结束语

药用分析化学的任课老师应主动与专业教师进行交流，了解专业课对分析化学相关知识的需求和差异点的辨析，确保专业基础课与专业课之间的衔接，并为之有效服务。同时，根据高职教育培养技能型人才的要求，考虑到学生的实际知识水平和可接受性，将药用分析化学和专业课有关知识进行融合，让学生以知识链接的形式该专业及发展方向。在教学方式上，针对化学知识杂而多，教学学时偏少的特点，教学应侧重于与药学课程密切相关的知识点上，对其精讲多练，为学生学习专业课程夯实专业基础。而对于专业课程应用很少的化学知识点，任课教师根据教学培养要求，合理安排教学内容，作为学生对化学知识的拓展需求，以了解为主。此外，药用分析化学教师，在授课的适当时机，穿插对学生进行STS教育，STS是英文Science、Technology、Society的缩写，即科学、技术与社会[6]。教师利用分析化学在社会生活、药学中的应用进行有关知识的延伸，引导学生了解专业前沿，一定程度上可增强学生学习的主动性和求知欲望。

作者:李华生王文渊单位:永州职业技术学院

参考文献

[1]赵文秀,董顺福,董树国,等.打好药用分析化学基础促进药学专业课程学习[J].中国科技信息,2012(1):152.

[2]邱承晓.薛全振.王海燕.等.化学课要切实为药学专业课打好基础[J].卫生职业教育,2013,(31)11:60-61.

[3]李华生,王文渊.高职药学专业基础化学教学内容的探讨[J].广东化工,2016,43(16):249-250.

[4]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京:中国医药科技出版社,2015,第二部:937.

有机化学分析方法范文

摘要：本文简单介绍了分析化学的方法和种类，阐述了分析化学在陶瓷原材料检测中的作用。以氧化锆材料为实例，从其定性分析、定量分析和结构分析出发，重点介绍了XRD、化学滴定和激光粒度三种分析方法在氧化锆陶瓷原料检测方面的应用。并对比了这三种方法在材料检测上的各自特征。指出了分析化学在陶瓷原材料检测中的重要性。

关健词：分析化学；陶瓷；氧化锆；检测

研究物质化学组成的分析方法及有关理论的科学称为分析化学(analyticalchemistry)。分析化学是化学的一个重要分支，它的任务主要有三方面：鉴定物质的化学组成(或成分)、测定各组分的含量、确定物质的化学结构。它们分别属于分析化学的定性分析(qualitafiveanalysis)、定量分析(quantitafiveanalysis)和结构分析(structuralanalvsis)的内容。分析化学不仅对于化学本身的发展起着重大的作用，而且在国民经济、科学研究、医药卫生、学校教育等方面都起着重要的作用。如在国民经济中对资源勘探、油田、煤矿、钢铁基地选定中的矿石及油气等的分析；在工业生产中对原料、中间体、成品的分析；在农业生产中对土壤、肥料、粮食、农药的分析；在原子能材料、半导体材料、超纯物质中对微量杂质的分析等，都需要应用分析化学。有关生产过程的控制和管理、生产技术的改进与革新，也需要依靠分析结果进行操作。

随着科技的发展，陶瓷材料已超越传统上的意义，对人类生产生活有着极其广泛的影响。从工业产品到日常生活，人类已经离不开陶瓷材料产品。因此，对陶瓷材料的检测也随之发展起来。如目前国内较先进的陶瓷产品性能的无损伤探测仪器，能在陶瓷产品无损伤的条件下进行诸如产品强度、抗热震性、外观有无裂纹、内部形貌、吸水率等指标的测试，有着广泛的应用前景。陶瓷材料分为原材料和成品材料。原料检测的方法有成分分析、形貌分析、晶相分析及粒度分析等。成品分析的方法有成分分析、晶相分析及性能分析等。

2分析化学的分类

2.1按检测原理分类

分析化学按检测原理可分为化学分析和仪器分析。

2.1.1化学分析

化学分析法是主要利用化学原理进行分析的方法，它是绝对定量的。根据样品、反应产物，或所消耗试剂的量，以及反应的化学计量关系，来计算出待测组分的量。化学分析是建立在对分析物质成分确定的基础上，若分析物质成分不确定，则无法进行下一步的定量分析。

2.1.2仪器分析

仪器分析是化学学科的一个重要分支，是目前的发展方向。它是以物质的物理和化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器，对物质进行定性分析、定量分析、形态分析。仪器分析的方法很多，每一种分析方法所依据的原理不同，所测量的物理量、操作过程，以及应用情况都不同。仪器分析虽然能够准确、高效地分析出材料的成分、含量等。但它的固定投资高，仪器维护使用费也高。而化学分析使用成本低，且还具有灵活性好、精度高等特点。仪器分析用来对物质进行定性分析，而化学分析则进行定量分析，目前它们被检测中心和科研所广泛采用。

2.2按样品性质分类

分析化学按检测样品性质分类可粗分为无机分析和有机分析两大类。

2.2.1无机分析

无机分析顾名思义就是对无机材料样品的分析，无机材料又可分为无机非金属材料和金属材料。无机非金属材料包括玻璃、水泥、陶瓷等。金属材料包括铝及其合金、铜、钢铁等。

2.2.2有机分析

有机分析是指对有机材料样品进行的定量分析。有机材料包括石油、染料、塑料、食品、合成药物、中草药等。

3分析化学在陶瓷材料检验中的应用

分析化学种类繁多，门类复杂，但归根结底都是对材料理化性能的分析，所以一般进行定性分析、定量分析和结构分析。下面以氧化锆粉体为例，分别对其进行XRD晶相、化学滴定和激光粒度三个方面的检测分析。

3.1XRD晶相分析

XRD(X-raydiffraction)即x射线衍射分析方法。在众多的分析测试方法中，XRD是最基础和最常用的方法。其原理是利用x射线在晶体或非晶体中的衍射与散射效应，进行物相的定性和定量分析、结构类型和不完整性分析。当X射线穿过陶瓷材料单晶相或多晶相时，就会形成特定唯一的衍射图谱。通过衍射图谱的分析，查阅PDF卡片就可以确定其材料的晶相组成。特别是对于未知组份的陶瓷材料，XRD具有分析精确、判断效率高等特点。图1为氧化锆粉料的XRD图谱。

由图1可知，通过28.2°、31.4°、50.2°所对应的d值，查PDF卡片，通过卡片，可判断为氧化锆材质。通过2e角度对应的峰值强度可判断氧化锆粉料主晶相为单斜相。

3.2化学滴定分析及举例

化学滴定分析是较为传统和适用的成分分析方法，该方法具有成本低、精度高等特点。化学滴定法一般分为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法及沉淀滴定法等。这些方法都被普遍使用在生产检测当中。氧化锆的滴定方法有多种，下面介绍一种常用的滴定法――硫酸铵法。

准确称量1.0000g氧化锆，于150mL烧杯中；加3g硫酸铵、5mL硫酸。用表面皿盖上烧杯；在调压电炉上加热溶解样品，直至试样完全溶解到透明；冷却后用水溶解稀释，转入250mL容量瓶里，冷却至常温；加水稀释至刻度、摇匀、待测，记作溶液A。取A溶液25mL于250mL容量瓶中；然后加入lmL浓硫酸，加热；再加入EDTA标准溶液至近终点，加热至煮沸；然后再加入100mL水和两滴二甲酚橙指示剂，加热至煮沸，用EDTA标准溶液滴定至橙黄色，再加热煮沸。继续用EDTA标准溶液滴定至橙黄色不变为终点，记录消耗的EDTA标准溶液的体积。其计算公式为：

Zr02％=1／10(T・V)／G×100％(1)

其中：T-EDTA对ZrO2的滴定度(g／mL)；

V-消耗EDTA的毫升数(mL)：

G-所用二氧化锆的质量(g)。

此方法采用EDTA络合滴定法。可准确测出原料中99％以上的氧化锆含量。经计算，测得上述氧化锆粉ZrO2含量为99.59％。

3.3激光粒度分析

我国的粒度测试技术比以前的筛分法和显微镜法已有较大的改进。目前大多数检测机构、科研中心、企业都已采用激光粒度仪测试粉体粒度分布。虽然国家标准中仍将筛分法作为多种工业产品的粒度测定方法，但这些传统的方法有操作烦琐、耗时长以及重复性不好等缺点，已越来越不适应当前工业生产和科研快速反应的要求。而激光散射法是一种有效快速的测定粒度的方法，它可以较好地检测出颗粒粒径级配是否合理。图2为12μm氧化锆粉体的激光粒度测试结果。

4XRD、激光粒度和化学滴定分析方法特征的比较

单一的分析方法很难将陶瓷原材料性能完全表征。因此，一种陶瓷材料需要几种分析方法相结合，才能全面地了解材料的性能，从而正确地指导生产。表1为XRD晶相、化学滴定和激光粒度三种分析方法的特征对比。

由表1可知，采用XRD晶相定性分析，可以很好地测试出晶相组成及含量；化学滴定定量分析，可以很好地测试出化学组成及杂质含量；采用激光粒度结构分析，可以很好地测试出粒径大小及分布情况。如果把XRD、化学滴定、激光粒度三种方法相结合，就能测定出陶瓷原料的基本性能。