《分析化学教程》.doc

1、分析化学教程绪论 一、分析化学的任务和内容1.任务确定物质的化学组成，测量各组成的含量以及表征物质的化学结构。2.内容 定性分析 鉴定物质所含组分（例元素、离子、官能团） 。 定量分析 测定物质含量（例%，mol /L ） 。 结构分析 鉴定物质化结构（例研究纤维的构成、剖析国外一些新的助剂） 。3.作用分析化学是科学技术的眼睛，是进行科学研究的基础。二、分析方法的分类1.按试样用量 常量分析 0.1 g 半微量分析 0.01 0.1 g 微量分析 0.1 0.01 g 超微量分析 1 %（质量分数） 微量成分 0.01 1 % 痕量成分 20） （n 大，n 与 n-1 接近） 相对标准偏差

2、（变异系数）=注意： S 的意义每一次测定值与平均值之偏差加以平方，突出大偏差影响，反映数据分散程度。 测定次数少，用相对平均偏差表示精密度。测定次数多，用标准偏差 S 或相对标准偏差（变异系数）表示精密度。三、 有效数字及其运算规则 几个易错的地方 0.0382 是三位有效数字。3600 位数不定，应写成 3.600103 表示四位有效数字3.60103 表示三位有效数字3.6103 表示二位有效数字 有效数字是实际上能测到的数字，不是自然数。例： M1V1=1/2 M2V2 这里 2 是自然数，非测量所得。 pH=11.20 是两位有效数字取决于小数点后的位数。这是因为 H+=6.310-

3、12 molL-1 误差、偏差一般取 12 位。 数字修约规则：四舍六入五成双。 最后一位数字 4 舍去。 最后一位数字 6 进位。 最后一位数字 =5 进位后末位数为偶数，则进位。舍去后末位数为奇数，则舍去。 5 后面还有数字，则进位。例：75.5762.4512.5（5 后面还有数字） 83.500984（5 后面还有数字） 加减法原则以小数点后位数最少数字为依据。例： 0.0121 0.0125.64 25.64+） 1.05782 +） 1.06 乘除法原则 最少位有效数字为准（不必按相对误差判断） 。 其它各数先修约为最少位数，再乘除。 最后结果仍以最少位有效数字表示。 大于 9 的

4、大数，按大 1 位定有效数字。如： 9.00（四位） ，9.83（四位） 。 测量误差 分析天平称量： 0.1mg，差减法：0.2mg。 滴定管读数： 0.01mL，读二次：0.02mg。 250mL 容量瓶：250.0mL。 25mL 移液管：25.00mL。 50mL 滴定管：50.00mL。 10mL 量筒：10mL（不能准确定量） 。 400mL 烧杯：400mL（不能准确定量） 。四、平均值的置信区间 1. 平均值的可靠性 总体平均值 为无限次测定值的平均值。 n即：= Lim n，n 不可能测无限次。 ， 若无系统误差， 就是真实值 XT 。讨论： 当分析结果用平均值 表示时，分析

5、结果是否可靠？ 真值 XT 或总体平均值 所在范围（置信区间）是什么？ XT 或 落于此范围的概率（置信度）为多少？ （插图） 2. 三个概念 置信度 P（置信概率）分析结果在某一范围内出现的几率。例：68.3%、95.5%、99.7% 叫置信度 P。 置信区间 总体平均值 所在范围。例：x， 2，x3，分析结果可靠范围。 概率系数 t 某一置信度下的概率系数。 例： t，t=1、2、3，t 通过查表可得。3. 置信区间： 一般将置信度定在 90%。 =（47.600.13）%。 五、可疑数值的取舍Q 检验法 可疑数值即异常值。例：某学生测得值 10.00%、10.04%、10.07%、11.

6、00%，显然11.00%与前三个值相差太远，为可疑值。1.可疑值弃舍原则 有过失，异常值舍去，再测一次。 无过失，异常值按 Q 检法决定取舍。2.Q 检法步骤 数据从小到大排列，确定异常值。异常值通常为最大或最小值，排在两端。可以有一个、二个，甚至更多。 求。 查 Q 值表。 异常值取舍规律。Q 异常值 分析结果舍去 再测一次，求 Q 0.1g（试样重量） 。 主成分分析1%（质量分数） 。滴定分析法包括 酸碱滴定法 沉淀滴定法 络合滴定法 氧化还原滴定法（动画）2.定义将标准溶液滴加到被测液中，两者定量反应完成，按标准溶液用量和浓度计算出被测物质含量的方法。 B 被测物 + T 滴定剂 =

7、BT (0.1g, 1%) (标准溶液，浓度已知) 计量点 sp标准溶液与被测物定量反应完全，二者含量相等时这一点叫化学计量点，简称计量点。 滴定终点 ep 按指示剂颜色变化来判断化学计量点，改变颜色的那一点叫滴定终点。 终点误差 Et终点不一定正好是计量点，两者之间的误差叫终点误差。 spep （存在 Et） 。3.滴定分析的必备条件 反应按一定反应方程式进行。 反应定量进行反应达 99.9%以上。 反应迅速完成加热或加催化剂来加速反应进行。 能指示计量点 有适当的指示剂指示终点。 用仪器确定计量点。满足以上条件，可采用直接滴定法。4.滴定方式 直接滴定法 返滴定法例：返滴定法测定 CaCO

8、3。步骤： 加过量标准溶液（ A）HCl。 用标准溶液（ B）NaOH 返滴定剩余 HCl。CaCO3(试样)+2HCl 总 （过量）= CaCl2+CO2+H 2O标液 A HCl（剩余部分）+ NaOH = NaCl + H2O标液 A 标液 B CaCO3%=其中：C浓度，molL -1（摩尔浓度） 。摩尔质量（分子量） ，gmol -1。V体积，mL，换算成 L，可除 100。MS试样重，g。 置换滴定法例：Cr 2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O(K2Cr2O7) (KI 过量) (置换出 I2) I2 + 2S2O32- = S4O62-

9、 + 2I-(Na2S2O3) 因为 Na2S2O3 不能直接滴定 K2Cr2O7，但能与 I2 定量反应，因此 K2Cr2O7 先与 KI反应，定量置换出 I2，再用 Na2S2O3 滴定 I2。 间接滴定法例：Ca 2+ CaC 2O4 用 H2SO4溶解 5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2+ +8H2O+10CO2通过 KmnO4 标液滴定 C2O42-，从而间接测定 Ca2+。5.基准物质可直接配置或标定标准溶液的物质称基准物质。 基准物特点： 具有一定化学式。 纯度 99.9% 。 稳定性好，不吸湿，不分解。 摩尔质量大，减少称量误差。 无副反应。 常见基准试剂：N

10、aCl、EDTA、Na 2CO3、K 2Cr2O7、邻苯二甲酸氢钾、 Na2C2O4。 6.标准溶液配置方法 标准溶液配置是否准确直接关系到滴定分析结果的准确性，所以它是滴定分析成败的关键。 直接配置法配置后就知确切浓度。 特点： 在分析天平上准确称量。 配在容量瓶中。 用基准试剂配置。 直接算出确切浓度。 仪器： 分析天平。 容量瓶。 移液管。 标定法（间接配置法）浓度需标定。 特点： 在台秤上称重。 配至细口瓶中（用量筒加水） 。 非基准试剂：HCl、NaOH、KmnO 4 等。 配后不知确切浓度，需基准试剂标定。 仪器： 台秤。 细口瓶。 量筒。 标定用另一种基准试剂来测定标准溶液准确浓

11、度的过程。7.标准溶液浓度表示方法 量浓度（简称浓度） 滴定度每毫升滴定剂相当于被测物质的质量（g）：T 被测组分/滴定剂 （g/mL） 。例： =0.005000 gmL-1即：1mL K2Cr2O7 滴定剂恰与 0.005000g Fe 反应，如滴去 K2Cr2O721.50mL，则样品中含 Fe 量为：m Fe=0.005000gmL-121.50mL=0.1075g8.滴定分析法计算 标准溶液浓度的计算（1）：B 的 mmol 数：B 物质的量：B 的摩尔质量（即分子量 g/mol） 反应系数相等的反应，即：T + B=C + D所以 CTVT=CBVB (2)T：标准溶液（滴定剂）B：被测物 反应系数不相等的反应，即：tT + bB=cC + dD所以 CTVT=CBVBCBVB=CTVT （3）或称为化学计量数比，也叫摩尔比。 例 1. 2MnO4- +5C2O42-+16H+ = 2Mn2+10CO2+8H2O 例 2. Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2OI2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I- 因为一个 Cr2O72-生成 3 个 I2，而一个 I2 与 2 个 Na2S2O7 反应，