第五章分析化学概论最新课件.ppt

第五章分析化学概论最新第1页，此课件共106页哦n5-15-1 分析化学的任务和作用分析化学的任务和作用n定义定义n分析化学是化学学科的一个重要分支，研究物质化学组成的分析方法及相关理论的科学。n任务任务定性分析定性分析：鉴定物质由（元素、原子团或化 合物）所组成；定量分析定量分析：测定物质中有关成分的相对含量；结构分析结构分析：确定物质的分子结构或晶体结构。第2页，此课件共106页哦n作用作用在化学学科发展中的作用：定理、理论在化学学科发展中的作用：定理、理论在化学研究工作中的作用：新物质鉴定在化学研究工作中的作用：新物质鉴定 结构与性能结构与性能在现代化学工业中的作用：质量控制、自动检测等在现代化学工业中的作用：质量控制、自动检测等分析化学与社会：环境分析、医药卫生等分析化学与社会：环境分析、医药卫生等第3页，此课件共106页哦 特点特点 1.1.分析化学中突出分析化学中突出“量量”的概念的概念 测定的数据不可随意取舍；数测定的数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采用的据准确度、偏差大小与采用的分析方法有关。分析方法有关。2.2.分析试样是一个获取信息、分析试样是一个获取信息、降低系统的不确定性的过程。降低系统的不确定性的过程。第4页，此课件共106页哦 3.3.实验性强实验性强 强调动手能力、培养实验操作技能，提高分析解决实际问题的能力。4.4.综合性强综合性强 涉及化学、生物、电学、光学、计算机等,体现能力与素质。第5页，此课件共106页哦按任务分按任务分 定性分析定性分析 定量分析定量分析 结构分析结构分析：含何种元素，何种官能团含何种元素，何种官能团：测定含量：测定含量：形态分析：形态分析,立体结构立体结构,结构与活性结构与活性n 按对象分按对象分 无机分析无机分析有机分析有机分析鉴定组成和测定含量鉴定组成和测定含量：官能团的分析和结构鉴定官能团的分析和结构鉴定（依据分析对象的化学属性）（依据分析对象的化学属性）根据待测组分和所加的化学试剂能发生有确定计量关系的化学反应，从而达到测定该组分含量的目的。第6页，此课件共106页哦n 按测定原理分按测定原理分 化学分析化学分析 仪器分析仪器分析利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需要使用比较特殊的仪器。第7页，此课件共106页哦化学分析：化学分析：重量分析法通过称量反应产物的质量以确定被测组分在试样中的含量的方法。例：测定试样中氯的含量例：测定试样中氯的含量 试样AgNO3溶液AgCl沉淀，经过滤、洗 涤、烘干、称量，求得氯的含量。优点：正确度高，适用于1%以上的常量分析。缺点：操作费时，手续麻烦。第8页，此课件共106页哦2、滴定分析法（容量分析）用一种已知准确浓度的试剂溶液，用滴定管加到被测溶液中，利用适当的化学反应（酸碱、配位、沉淀、氧化还原），通过指示剂测出化学计量点时所消耗的已知浓度试剂溶液的体积，然后通过化学计量关系求得被测组分的含量。优点：准确度高，适用于常量分析，较重量分析法简便、快速，应用广泛。第9页，此课件共106页哦仪器分析的特点仪器分析的特点（与化学分析比较）（与化学分析比较）n灵敏度高，检出限低灵敏度高，检出限低 样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的g、L级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。n选择性好选择性好 很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。n操作简便，分析速度快，容易实现自动化。操作简便，分析速度快，容易实现自动化。第10页，此课件共106页哦n相对误差较大相对误差较大 化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。n需要价格比较昂贵的专用仪器需要价格比较昂贵的专用仪器。且有些仪器对环境条件要求较苛刻，如恒温、恒湿、防震等。第11页，此课件共106页哦按试样用量和操作规模分按试样用量和操作规模分 常量分析常量分析 半微量分析半微量分析 微量分析微量分析 超微量分析超微量分析S 0.1g,V 10mLS 0.010.1g,V 110LS 0.110mg,V 0.011mLS 0.1mg,V 1%n 微量组分分析：相对含量微量组分分析：相对含量0.01%1%n 痕量组分分析：相对含量痕量组分分析：相对含量0.01%n 应该指出，上述分类方法的标准并不是绝对的。不同时期，不同国家应该指出，上述分类方法的标准并不是绝对的。不同时期，不同国家或不同部门可能有不同的划分。或不同部门可能有不同的划分。n 目前，微量组分相对含量目前，微量组分相对含量10-7%1%；痕量组分相对含量；痕量组分相对含量 10-7%。第13页，此课件共106页哦例行分析、仲裁分析和快速分析例行分析、仲裁分析和快速分析 例行分析（常规分析）：是例行分析（常规分析）：是指一般化验室日常生产中的分析 仲裁分析：仲裁分析：是指不同单位对分析结果有争议时请权威单位进行裁判的分析 快速分析：快速分析：是指在很短的时间内获得准确测定结果的分析第14页，此课件共106页哦n归纳：定定量量分分析析化学分析仪器分析酸碱滴定配位滴定氧化还原滴定沉淀滴定电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析电导、电位、电解、库仑极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱第15页，此课件共106页哦分析化学发展趋势分析化学发展趋势n 分析化学的起源可以追溯到古代的炼金术。16世纪出现了第一个使用天平的试金实验室，到19世纪末，分析化学基本上由定性手段和定量技术组成，进入20世纪，由于现代科学的发展，相邻学科间的渗透，使分析化学经历了三次巨大的变革。第16页，此课件共106页哦 第一次变革：第一次变革：2030年代年代 溶液四大平衡理论的建立溶液四大平衡理论的建立 分析化学分析化学 由由 技术技术 科学科学 第二次变革：第二次变革：4060年代年代 经典分析化学（化学分析）现代分析化学（仪器分析为主）第三次变革：由70年代末至今 提供组成、结构、含量、分布、形态等 全面信息,成为当代最富活力的学科之一。第17页，此课件共106页哦 从常量、微量分析到微粒分析如：对高纯稀土及半导体材料的分析，要求能检测每立方厘米中痕量杂质的原子数。从组成分析到形态分析（即从元素分析到价态、形态、能态价态、形态、能态分析）如：六价铬六价铬对人体是剧毒的，甲基汞的毒性比金属汞和无机盐中的汞大的多，所以对天然水中的铬和汞的测定，只了解总含量是不够的，还要了解各种价态和化学形态的含量。第18页，此课件共106页哦 从总体到微区，从表面分布到逐层分析。如：材料科学中，不仅要了解材料的化学组成，而且要求了解材料的结构状态，特别是微区结构状态和表面状态。从宏观组成分析到微观结构分析如：在环境科学的研究中，人们不仅要了解其化学成分，各组分的含量，而且要了解各组分的价态及存在形式即进行化学状态分析。第19页，此课件共106页哦 从静态分析到快速反应追踪分析如：现代化学动力学的研究，往往要求测定活性很高存在时间极短，浓度极低的中间产物，以便更深入的了解反应本质，甚至对寿命短至微秒的组分进行测定。从破坏试样分析到无损分析，甚至需要做活体分析。如：对稀少和珍贵样品，文物、案件证物的分析，则要求既能达到分析鉴定的目的，而又要保全原物不受任何损坏。第20页，此课件共106页哦定量分析的一般过程定量分析的一般过程容量分析过程和具体步骤：容量分析过程和具体步骤：采样采样 样品分解样品分解 样品处理样品处理 分析测定分析测定数据处理数据处理 结果报告。结果报告。采样应具有广泛代表性。采样应具有广泛代表性。采用方法采用方法“四分法四分法”。第21页，此课件共106页哦 试样的采集和制备试样的采集和制备 要求：保证试样具有代表性要求：保证试样具有代表性 采集和制备：指从大批物料的不同部位，采采集和制备：指从大批物料的不同部位，采取具有代表性的一部分平均试样作为原始试样取具有代表性的一部分平均试样作为原始试样，然后再制备成供分析用的分析试样。，然后再制备成供分析用的分析试样。试样分类：分布比较均匀和分布不均匀的两试样分类：分布比较均匀和分布不均匀的两类。类。第22页，此课件共106页哦n固体试样的制备包括风干、破碎、过筛、混匀固体试样的制备包括风干、破碎、过筛、混匀和缩分。和缩分。n1、堆成锥形、堆成锥形 n2、稍抹平，经中心分割为十字形四等份、稍抹平，经中心分割为十字形四等份 n3、弃去相对的两份，制备成分析试样，装入瓶、弃去相对的两份，制备成分析试样，装入瓶中，贴上标签备用。中，贴上标签备用。第23页，此课件共106页哦n样品分解方法样品分解方法 酸溶法（酸溶法（盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸、磷盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸、磷酸和一些混酸等酸和一些混酸等）碱溶法（碱溶法（氢氧化钠和氢氧化钾溶液氢氧化钠和氢氧化钾溶液）熔融法熔融法 酸性熔剂：焦硫酸钾（酸性熔剂：焦硫酸钾（K2P2O7）、硫酸氢钾）、硫酸氢钾和铵盐混合物等；碱性熔剂：碳酸钠、碳酸钾、氢和铵盐混合物等；碱性熔剂：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾和过氧化钠等氧化钠、氢氧化钾和过氧化钠等 灰化法灰化法 1 1、分解必须完全、分解必须完全 2 2、分解过程中没有挥发损失、分解过程中没有挥发损失 3 3、不引入被测组分和干扰组分、不引入被测组分和干扰组分第24页，此课件共106页哦 干扰组分的处理干扰组分的处理 1、采用选择性高、干扰少的分析方法；2、掩蔽（配位掩蔽法配位掩蔽法、沉淀掩蔽法沉淀掩蔽法和氧化还原掩蔽法等）；n3、采用各种分离方法（沉淀分离法、萃取分离法和色谱分离法等）n4、随着计算机技术和化学计量学方法的发展，很多干扰问题可在仪器测试中或通过计算机处理来解决，也可以通过计算分析将干扰组分同时测定来达到消除干扰的目的。第25页，此课件共106页哦n 测定方法的选择测定方法的选择一种组分可用多种方法测定一种组分可用多种方法测定n1、测定的具体要求、测定的具体要求 （测定组分、准确度、测定速度要求）（测定组分、准确度、测定速度要求）如是标准品、成品，对准确度要求高；如是标准品、成品，对准确度要求高；如是微量成分，对方法灵敏度要求高；如是微量成分，对方法灵敏度要求高；如是中间成分，则要求测定速度快。如是中间成分，则要求测定速度快。第26页，此课件共106页哦n2、待测组分的含量范围、待测组分的含量范围 常量组分：重量分析法、滴定分析法常量组分：重量分析法、滴定分析法 微量成分：仪器分析法微量成分：仪器分析法 3、待测组分性质、待测组分性质 金属离子：金属离子：EDTA滴定法，氧化还原滴定法，光度法；滴定法，氧化还原滴定法，光度法；酸碱：酸碱滴定法。酸碱：酸碱滴定法。第27页，此课件共106页哦n4、共存离子影响、共存离子影响 控制酸度，加掩蔽剂，分离，测定顺序等。控制酸度，加掩蔽剂，分离，测定顺序等。n5、实验室条件、实验室条件 仪器，设备，仪器，设备，试剂，人员，财力等。试剂，人员，财力等。第28页，此课件共106页哦n计算分析结果计算分析结果n根据试样的用量、测量所得数据和分析过程中有关反应的计量关系等，计算出待测组分的含量。固体试样通常以质量分数质量分数表示，液体试样通常用质量浓度质量浓度表示，气体试样以体积分数体积分数表示。n分析结果以待测组分实际存在形式实际存在形式的含量表示。如果待测组分实际存在形式不清楚或有多种形式存在时，则分析结果最好以元素形式元素形式或氧化物形式氧化物形式的含量表示。第29页，此课件共106页哦滴定分析法是定量分析中的重要方法之一，此种方法适于百分含量在1以上各物质的测定，有时也可以测定微量组分。滴定分析法快速、准确、仪器设备简单、操做方便、价廉，可适用于多种化学反应类型的测定分析结果的准确度较高，一般情况下，其滴定的相对误差在0.1%左右。所以该方法在生产和科研上具有很高的实用价值，应用广泛。滴定分析法的特点：5-3 滴定分析概述滴定分析概述第30页，此课件共106页哦 一、滴定分析基本概念与方法分类一、滴定分析基本概念与方法分类标准溶液：标准溶液：滴定分析中，用来滴定未知溶液或测定未知组分含量的已知准确浓度的溶液称为标准溶液，也称滴定剂。待测定的未知试液为待滴定液。滴定：滴定：将滴定剂通过滴定管逐滴加人待滴定液的过程称为滴定。化学计量点：化学计量点：当所加滴定剂的物质的量与待滴定组分的物质的量按化学计量关系完全反应时，称此点为化学计量点，简称计量点。第31页，此课件共106页哦滴定终点：滴定终点：在实际滴定中，往往借助指示剂的颜色改变来帮助判断滴定化学计量点的达到，把指示剂颜色突变而停止滴定的那一点称为滴定终点简称终点。滴定终点误差：滴定终点误差：由于滴定终点与化学计量点不一定完全吻合，它们之间的差异引起的误差即是滴定终点误差。第32页，此课件共106页哦由滴定剂（标准溶液）与待测物质的化学反应类型可将滴定分析法划分为 （1）酸碱滴定法：以酸碱反应为基础，利用物质的酸碱性质测定待测组分含量的方法。（2）氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础，利用物质的氧化还原性质进行测定的滴定分析。（3）配位滴定法：以配位反应为基础，用配位剂作标准溶液测定待测物质含量的滴定分析方法。（4）沉淀滴定法：以沉淀反应为基础的滴定分析方法。第33页，此课件共106页哦 酸碱滴定 H+OH-H2O 络合滴定 Zn2+H2Y2-ZnY2-+2H+氧化还原滴定 Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O 沉淀滴定 Ag+ClAgCl第34页，此课件共106页哦n 标准溶液（滴定剂）n 化学计量点spn 滴定终点（终点）epn终点误差Et2NaOHHClNaOHHClHCl+NaOH=NaCl+H Oc0.1000/20.0020.05()?mol LVmLVmLc消耗NaOHNaOHHClHClHClc0.10025/(0.1000)VcVcmol L第35页，此课件共106页哦二、滴定分析对化学反应的基本要求二、滴定分析对化学反应的基本要求 1.反应必须定量完成且无其他副反应。即反应物间必 须有确定的计量关系，这是定量计算的基础。2.反应速率较快。在加入滴定剂后反应最好瞬间完成起码要与滴定速率匹配。对速率较慢的反应，可通过加热或加入催化剂提高反应速率。3.反应完全。通常要求反应完全程度最少达 到99.9以上。4.有适当的、简便可靠的方法来确定滴定终点。第36页，此课件共106页哦三、滴定分析的方式三、滴定分析的方式1.直接滴定：凡是能满足滴定分析对化学反应要求的滴定，都可以用标准溶液直接滴定待测物质，这种滴定方式为直接滴定。它是滴定分析中最基本、最常用的方式。如用NaOH标准溶液滴定盐酸溶液。2.返滴定：若滴定反应速率较慢或者直接滴定没有合适的指示剂以及待测物质是固体需要溶解时，常采用返滴定方式。操作时可先向待测物质中准确加入一定量一定量过量的标准溶液与待测物质充分反应，待反应完成后，再用另一种标准溶液滴定剩余的前一种标准溶液，最后根据反应中所消耗的两种标准溶液物质的量，求出待测物质的含量。第37页，此课件共106页哦3.置换滴定：对一些不能与滴定剂直接定量反应的被测物质，可采取向被测物质中加入一种化学试剂，使之与被测物质反应并定量地生成另一种物质。再找一种标准溶液以能直接滴定生成的物质，从而可求出原被测物质的含量。4.间接滴定：当某些物质不能与滴定剂直接发生化学反应，或者能发生反应但并不一定按反应式进行，或者伴有副反应发生时，均可采用间接滴定方式。即先加入适当的试剂与待测物质发生化学反应，使其定量地转化为另外一种能被直接滴定的物质，从而达到间接测定的目的。第38页，此课件共106页哦 例：例：2.2.返滴定法：返滴定法：Zn2+Al3+Y（过量）AlY+Y ZnY +AlY NaOH CaCO3（固）+HCl（过量）CaCl2+HCl CaCl2+NaCl Fe3+Cl+AgNO3（过量）AgCl+Ag+AgCl+AgSCN+Fe(SCN)2+NH4SCN可先准确地加入过量标准溶液，与试液中的待可先准确地加入过量标准溶液，与试液中的待测物质或固体试样进行反应，待反应完全后，再用另测物质或固体试样进行反应，待反应完全后，再用另一种标准液滴定剩余的标准溶液，这种滴定方式成为一种标准液滴定剩余的标准溶液，这种滴定方式成为返滴定法。返滴定法。第39页，此课件共106页哦3.置换滴定法：置换滴定法：当待测组分所参与的反应不按一定反应式进行或伴当待测组分所参与的反应不按一定反应式进行或伴有副反应时，先用适当试剂与待测组分反应，使其定量有副反应时，先用适当试剂与待测组分反应，使其定量地置换为另一种物质，再用标准溶液滴定这种物质，这地置换为另一种物质，再用标准溶液滴定这种物质，这种滴定方法称为置换滴定。例如：硫代硫酸钠与重铬酸种滴定方法称为置换滴定。例如：硫代硫酸钠与重铬酸钾的反应钾的反应 Cr2O72-+6-+14H+2Cr 3+3I2+7H2O I2+2S2O32-2 I-+S4O62-第40页，此课件共106页哦4.4.间接滴定法：间接滴定法：不能与滴定剂直接起反应的物质，有时可以通过另外不能与滴定剂直接起反应的物质，有时可以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行滴定。的化学反应，以滴定法间接进行滴定。例如：例如：Ca2+的测定的测定Ca2+C2O42-CaC2O4+H2SO4 CaSO4+C2O42-用用KMnO4测定测定C2O42-第41页，此课件共106页哦四、基准物质与标准溶液四、基准物质与标准溶液 1.基准物质 能用于直接配制或标定标准溶液的物质称为基准物质。作为基准物质必须符合下列条件：（1）物质的组成应严格与化学式完全相符（包括结晶水），如Na2B4O710H2O。（2）纯度高。一般要求纯度在99.9%以上，杂质含量应少到不影响分析结果的准确性。（3）稳定性好。在一般情况下其物理性质和化学性质非常稳定，如不挥发、不吸湿、不和空气中的CO2反应等。在配制和贮存时不易变质。（4）满足上述条件后，尽量具有较大的摩尔质量，以减小称量误差。第42页，此课件共106页哦2.标准溶液的配制及浓度标定方法 标准溶液的配制方法通常有直接法和间接法两种。（1）直接法：一般适用于基准物质的配制。按照实际需要准确称取一定质量的基准物质，待完全溶解后，定量转入容量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度。然后根据所称基准物质的质量和定容的体积可直接计算出标准溶液的准确浓度。（2）间接法：又称标定法标定法。适用于大部分的物质标准溶液的配制。有许多试剂不符合成为基准试剂的条件，就不能使用直接法配制标准溶液，只能采用间接法。即先用这类试剂配制成近似浓度的溶液，然后用基准物质或另一种已知准确浓度的标准溶液与之比较来测定其准确浓度。这种测定标准溶液浓度的过程称为标定标定。第43页，此课件共106页哦用基准物标定用基准物标定：准确称取一定量的基准物质，溶解后，用待标定的溶液滴定，根据所消耗的待标定溶液的体积和基准物的质量，计算出该溶液的准确浓度。与标准溶液比较与标准溶液比较：准确吸取一定体积的待标定溶液，然后用另外一种已知准确浓度的标准溶液滴定或反过来滴定，依据两溶液所消耗的体积及标准溶液的浓度，便可计算出待标定溶液的浓度。第44页，此课件共106页哦例如：溶液蒸发摇匀例如：溶液蒸发摇匀 见光易分解见光易分解(AgNO3、KMnO4)棕色瓶棕色瓶 强碱溶液塑料瓶碱石灰干燥管强碱溶液塑料瓶碱石灰干燥管 性质不稳定的溶液久置后，重新标定性质不稳定的溶液久置后，重新标定3.配制和标定溶液时用的量器(如滴定管、移液管和容量瓶等)，必要时需进行校正。2.为了减小测量误差，称取基准物质的量不应太少；滴定时消耗标准溶液的体积也不应太小。1.一般要求应平行做34次，至少平行做23，相对偏差要求不大于0.2。4.标定后的标准溶液应妥善保存。第45页，此课件共106页哦 3.标准溶液浓度的表示方法 （1）物质的量浓度与基本单元：物质的量浓度cB=nB/V，SI单位为molm-3，常用单位为molL-1。值得注意的是使用物质的量浓度时必须指明基本单元。对于质量一定的某一物质B，若分别用B和bB表示该物质的基本单元时（B为该物质的分子式或化学式，b为B前的系数），它们的物质的量及其浓度存在以下关系：()()n Bbn bB=或1()()n bBn Bb=()()c Bbc bB=或1()()c b Bc Bb=第46页，此课件共106页哦 如：对于酸碱反应中的反应参与物，一般是以每能转一般是以每能转移一个质子的特定组合来划定其基本单元的。移一个质子的特定组合来划定其基本单元的。如H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O，其中1mol H2SO4转移2mol H+，2mol NaOH接受2mol H+，因此，NaOH的基本单元就是其自身，而与NaOH对应的H2SO4基本单元为1/2H2SO4；同理在Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2的反应中，与HCl对应的Na2CO3的基本单元为1/2Na2CO3。第47页，此课件共106页哦（2）滴定度 滴定度是指1mL标准溶液（滴定剂）A相当于待滴定物质B的质量，用“TB/A”表示，“A”为标准溶液化学式，“B”为待测物化学式，单位为gmL-1或mgmL-1。如TNaOH/HCl=0.001696gmL-1。表示1mL HCl标准溶液恰好能与0.001696g NaOH作用，如此例中已知滴定中消耗HCl的体积为V，则被测定的NaOH的质量为m（NaOH）TNaOH/HCl V。第48页，此课件共106页哦 五、滴定分析的计算五、滴定分析的计算 在滴定分析中无论采用哪种滴定式，都离不开一个最根本的依据，就是滴定剂与待测组分之间发生了有确定计量关系的化学反应。这也是进行滴定分析计算的依据。例1：选用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）为基准物，标定c(NaOH)约为0.1molL-1的溶液，应称取KHC8H4O4多少克？若称取KHC8H4O4 0.5504g，用去NaOH溶液24.62mL，求c(NaOH)。第49页，此课件共106页哦 解：以KHC8H4O4为基准物，其滴定反应为 KHC8H4O4+NaOH KNaC8H4O4+H2O 已知M(KHC8H4O4)=204.2gmol-1，c(NaOH)=0.1molL-1，b/a=1，且滴定时为了减小滴定误差，一般将消耗标准溶液体积控制在20-30mL之间，则 m(KHC8H4O4)=c(NaOH)V(NaOH)M(KHC8H4O4)=0.1molL-120mL(30mL)204.2gmol-1 =0.4g(0.6g).由计算知，KHC8H4O4的称量范围为0.4-0.6g。又由n(KHC8H4O4)=n(NaOH)第50页，此课件共106页哦则 844844()()()()m KHC H Oc NaOHV NaOHM KHC H O=有c(NaOH)=0.1095molL-1=第51页，此课件共106页哦 计算中常用的物理量计算中常用的物理量物质的量（n）：单位为mol，其数值的大小取决于物质的基本单元。基本单元可以是分子、原子、离子、电子及其它粒子，或是它们的特定组合。摩尔质量（M）：gmol-1。物质的量浓度（C）：molL-1。质量分数（）：待测组分在样品中的含量，可以是百分数或mgg-1。质量浓度（）：单位体积中某种物质的质量，可是gL-1、mgL-1等。第52页，此课件共106页哦24-1/0.04000 H SONaOHTg mL例如：每毫升H2SO4标准溶液恰能与0.04000g NaOH反应。是指每毫升标准溶液相当被测物质的质量。以符号TB/A表示（g/mL或mg/mL）B是标准溶液中溶质的分子式A是被测物质的分子式第53页，此课件共106页哦例如：用 0.04000 gmL-1的H2SO4标准溶液滴定烧碱溶液，设滴定时用去22.00毫升，则此试样中NaOH的质量为：24/H SONaOHT2424-1/0.04000 22.00 0.8800H SONaOHH SOTVg mLmLg，那么滴定度也可直接表示每毫升标准溶液相当于被测组分的质量分数（）表示当试样为某一质量时，每消耗1.00 mL H2SO4标准溶液就可以中和试样中2.69%的 NaOH。24/%2.69%H SONaOHT 例如：第54页，此课件共106页哦 对于工厂等生产单位来讲，由于经常分析同一种样品，所以使用滴定度表示标准溶液的浓度，节省计算步骤，可以迅速得出分析结果，非常方便。2424/%1 2.69%10.50 28.24%NaOHH SONaOHH SOwTVmLmL例：测定时，用去H2SO4标准溶液10.50mL，则该试样中NaOH的含量为：24/%2.69%H SONaOHT第55页，此课件共106页哦标准溶液的配制和浓度的标定一、一、直接配制法直接配制法 准确称取一定质量的物质，溶解于适量水后移入容量瓶，用水稀至刻度，然后根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可算出该标准溶液的准确浓度。基准物质应具备的条件1.。若含结晶水时，如硼砂Na2B4O710H2O,其结晶水的含量也应与化学式符合。2.(一般要求纯度在99.9%以上)，所含杂质应不影响滴定反应的准确度(0.01-0.02%)。第56页，此课件共106页哦 凡是符含上述条件的物质，在分析化学上称为“”或称“基准试剂”。凡是基准试剂，都可以用直接法配成标准溶液。3.。例如加热干燥时不分解，称量时不吸湿，不吸收空气中的CO2，不被空气氧化等。4.。因为摩尔质量越大，称取的量就越多，称量误差就可相应的减少。第57页，此课件共106页哦标准溶液和基准物质标准溶液和基准物质 标准溶液(Standard solution)：已知准确浓度的溶液。配制法：直接法和标定法n 基准物质(Primary standard)：能用于直接配制或标定标准溶液的物质。第58页，此课件共106页哦 标准溶液的配制方法标准溶液的配制方法 1.直接法：准确称取一定量基准物质，溶解后配成一定体积的溶液，根据物质的质量和体积即可计算出该标准溶液的准确浓度。如K2Cr2O7的配制。2.标定法：很多物质不能直接用来配制标准溶液，但可将其先配制成一种近似于所需浓度的溶液，然后用基准物质来标定(standardization)其准确浓度。如HCl、NaOH等。第59页，此课件共106页哦先配成接近所需浓度的溶液，然后再用或用来测定它的准确浓度。这种利用基准物质(或用已知准确浓度的溶液)来确定标准溶液浓度的操作过程，称为“”。它很容易吸收空气中的CO2和水分易挥发，标称浓度也只是大致浓度等均不易提纯，且见光易分解第60页，此课件共106页哦(一)用基准物质标定称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液滴定，然后根据基准物质的质量及待标定溶液所消耗的体积，即可算出该溶液的准确浓度。大多数标准溶液是通过标定的方法测定其准确浓度的。准确吸取一定量的待标定溶液，用巳知准确浓度的标准溶液滴定；或者准确吸取一定量的已知准确浓度的标准溶液，用待标定溶液滴定。标定溶液浓度的两种方法：标定溶液浓度的两种方法：第61页，此课件共106页哦 显然，标定时应尽量采用直接标定法，这样有助于提高测定结果的准确度。基准物质基准物质标准溶液标准溶液()m A待测溶液待测溶液溶溶 解解待测溶液待测溶液()V BABnnAAmMcVAABBc Vc V()V A()V B第62页，此课件共106页哦滴定分析中的计算 滴定分析法中要涉及到一系列的计算问题，如标准溶液的配制和标定，标准溶液和被测物质间的计算关系，以及测定结果的计算等等。现分别讨论如下：2.变化前后（配制标样、稀释、增浓等），不变的量（物质的量）一、滴定分析计算的依据和常用公式一、滴定分析计算的依据和常用公式计算依据：计算依据：1.化学反应的计量关系 3.按照已知未知量之间关系套用基本公式（已知量和未知量之间的转化）第63页，此课件共106页哦()ABaAbBcCdDabnn滴定剂:ABABnna bnbnaBBncVBbBmnM100%BBsmwmBBmV第64页，此课件共106页哦3/10B ABATbcMa物质的量的浓度与滴定度之间的换算/B AABTmV/B ABTc()aAbBcCdD滴定剂BAnbna3/1.00 101.00BB AAcTM24H SOc?2431.00 10H SOc24/1.00H SONaOHNaOHTM210.500Bcmol L241/0.04000H SONaOHTg mL例如：第65页，此课件共106页哦n例1:已知浓HCl的密度为1.19g mL-1，其中HCl含量约为37%，计算：（1）每升浓HCl中所含HCl的物质的量的浓度。（2）配制浓度为0.10mol/L的稀HCl 500mL,需量取上述浓HCl多少mL?n例2：现有0.0982mol/LH2SO4溶液1000mL,欲使其浓度增至0.1000mol/L，问需加入多少mL0.2000mol/LH2SO4溶液？第66页，此课件共106页哦n例3：在稀硫酸溶液中，用0.02012mol/L高锰酸钾溶液滴定某草酸钠溶液，如欲两者消耗的体积相等，则草酸钠溶液的浓度为多少？若需要配制该溶液100.0mL,应称取草酸钠多少克？n例4 用Na2B4O710H2O标定HCl溶液的浓度，称取0.4806克硼砂，滴定至终点时消耗HCl溶液25.20mL,计算HCl溶液的浓度。第67页，此课件共106页哦n例5：称取分析纯试剂K2Cr2O714.709g,配成500mL溶液，试计算（1）K2Cr2O7溶液物质的量的浓度。（2）K2Cr2O7对Fe、Fe2O3、Fe3O4的滴定度。n例6：称取含Na2CO3的试样0.4909g，溶于水，以甲基橙作指示剂，用0.5050mol/L的HCl滴定，终点时消耗HCl溶液18.32mL，计算样品中Na2CO3的百分含量。第68页，此课件共106页哦 5-5 定量分析的误差定量分析的误差 准确测定组分在试样中的含量是定量分析的目的。但在实际测定过程中，测定结果往往不可避免地会产生误差。误差是客观存在的，为此就有必要探讨误差产生的原因及出现的规律，从而采取相应措施减小误差对测量结果的影响。同时还要按照一定的规则对实验数据进行取舍、归纳等一系列分析处理工作，并判断使用合适的可靠性方法，报告合理的测定结果，使测定结果更加接近客观真实值。第69页，此课件共106页哦一、误差的分类 误差按其来源和性质可分为两类：系统误差和随机误差。1.系统误差（或称可测误差）系统误差是指测定条件下由于某种固定因素引起的误差。它具有的明显特征是总是使测定结果固定的偏高或偏低（单向性）；在同一条件下重复测定时可重复出现。系统误差产生的主要原因有：（1）方法误差：由于分析方法本身的缺陷或不够完善所产生的误差。如在分析测定过程中不能完全消除干扰离子的影响，反应不完全或滴定终点和理论终点不一致等，则必将系统地影响测定结果，使结果偏高或偏低。第70页，此课件共106页哦 （2）仪器误差：由于所用仪器本身不够准确所引起的误差。如砝码锈蚀、滴定管刻度不均匀等。（3）试剂误差：由于所用试剂纯度不够、含有被测组分所引起的误差。如蒸馏水不纯等。（4）操作误差：指在正常分析测定过程中由于操作者习惯或主观因素所造成的误差。如操作者视觉对色彩的敏感程度或读数习惯不同等，均可造成这类误差。第71页，此课件共106页哦 2.随机误差（或称偶然误差）在分析测定过程中，不可避免地会受到一些无法控制的不确定因素的影响而造成误差，称为随机误差。如滴定体积最后一位读数的不确定性；实验室中温度、气压、湿度等的变化引起的微小误差，且这种误差可大可小，可正可负，很难找到原因，无法测量。特点：小误差出现的概率大，大误差出现的概率小，极大的误差出现的概率极小；绝对值相等的正、负误差出现的概率大致相等；无限多次测定的结果，其误差的算术平均值趋于零，即误差的平均值的极限为零。第72页，此课件共106页哦 二、误差的表示方法 1.误差与准确度准确度:测定结果与真实值接近的程度。绝对误差（Ea）也简称误差，以测定值x与真实值T 之差表示。相对误差（Er）是绝对误差在真实值中所占的比例，通常用百分率表示。绝对误差有正有负，xT为负误差，说明测定结果偏低；xT为正误差，说明测定结果偏高。相对误差则反映出误差在真实值中所占的比例。第73页，此课件共106页哦 例1：用分析天平称得A、B两物质的质量分别为1.1990g、0.1990g；两物体的真实值分别为：1.1991g、0.1991g，则绝对误差为：()1.19901.19910.0001()aEAg=-=-()0.1 9 9 00.1 9 9 10.0 0 0 1()aEBg=-=-相对误差为：0.0 0 0 1()0.0 0 8%1.1 9 9 0rEA-=-0.0001()0.05%0.1991rEB-=-第74页，此课件共106页哦2.精密度与偏差 精密度是指多次重复测定同一样品所得的各个平行测定值间的相互接近程度。精密度高表示测定结果的重现性好。精密度常用以下几种方式表示。（1）偏差：偏差可分为绝对偏差、相对偏差、平均偏差及相对平均偏差。绝对偏差di是个别测定值xi与算术平均值之差，也叫偏差。绝对偏差di在平均值中所占的比例为相对偏差dr，常用百分率表示。第75页，此课件共106页哦 绝对偏差（d）=个别测定值（x）-算术平均值（x）相对偏差=绝对偏差（d）/算术平均值（x）100%平均偏差（d）=niind1 相对平均偏差=%100)/(xd 第76页，此课件共106页哦平均偏差：各次偏差绝对值的平均值，即 irddx=121|ninidddddnn=+=相对平均偏差是平均偏差在平均值中所占的比例，常用百分率表示。即 rddx=第77页，此课件共106页哦 平均偏差和相对平均偏差均可用来表示一组测定值的离散趋势。所测的平均数据越分散，平均偏差或相对平均偏差就越大，分析的精密度越低；相反，平行数据越接近，平均偏差或相对平均偏差越小，分析的精密度越高。（2）标准偏差S：标准偏差也称为均方根偏差，它和相对标准偏差是用统计方法处理分析数据后的结果，二者均可反映一组平行测定数据的精密度。标准偏差越小，精密度越高。对有限测定次数（n Q表，则舍弃可疑值，否则应保留。第101页，此课件共106页哦Q检验法的步骤如下：1.把测得的数据由小到大排列：x1，x2，x3xn-1，xn。其中x1和xn为可疑值2.将可疑值与相邻的一个数值的差，除以最大值与最小值之差（常称为极差），所得的商即为Q值，即：Q=(检验x1)Q=(检验xn)1n12xxxx1n1nnxxxx第102页，此课件共106页哦3.根据测定次数n和要求的置信度(测定值出现在某一范围内的概率)p查表5-3 得Qp4.将Q值Qp与比较，若QQp，则可疑值应舍弃，否则应保留。第103页，此课件共106页哦例5-2.某试样经4次测定的分析结果分别为：30.22、30.34、30.38、30.42（%），试问30.22%是否应该舍弃？（置信度90%）n解:n查表5-4，n=4时，Q0.90=0.76，所以QQ0.90，可疑值30.22%应保留。60.022.3042.3022.3034.30Q第104页，此课件共106页哦四、分析结果的数据处理：用Q检验法检验并判断有无可疑值被舍弃；根据所有保留值，计算求得平均值、平均偏差、标准偏差（或CV）；按照数理统计方法对被处理的数据进行所谓“显著性检验”，以评价测量结果的可靠性。在指定置信度下求算出平均值的置信区间。第105页，此课件共106页哦例5-3 称取基准物H2C2O42H2O(Mr=126.07)0.1258g,用NaOH溶液滴定至终点消耗19.85mL