第八章分析化学概述.ppt

第八章第八章 分析化学概述分析化学概述本章目标本章目标了解分析化学的目的、任务、作用，分析方法的分类，定量分析的了解分析化学的目的、任务、作用，分析方法的分类，定量分析的一般程序一般程序掌握误差的分类、来源、减免方法，准确度、精密度的概念及其表掌握误差的分类、来源、减免方法，准确度、精密度的概念及其表示方法示方法了解提高分析准确度的方法，可疑值的取舍方式了解提高分析准确度的方法，可疑值的取舍方式掌握有效数学的概念及运算规则掌握有效数学的概念及运算规则掌握滴定分析中的基本概念，标准溶液、化学计量点、指示剂、滴掌握滴定分析中的基本概念，标准溶液、化学计量点、指示剂、滴定终点、滴定误差定终点、滴定误差掌握滴定分析法的分类、滴定方式、滴定分析对滴定反应的要求掌握滴定分析法的分类、滴定方式、滴定分析对滴定反应的要求掌握标准溶液浓度表示方法，标准溶液的配制及标定方法掌握标准溶液浓度表示方法，标准溶液的配制及标定方法掌握滴定分析计算方法掌握滴定分析计算方法一、一、一、一、误差的分类误差的分类误差的分类误差的分类 根据误差的性质与产生的原因，误差根据误差的性质与产生的原因，误差一般分为一般分为系统误差和偶然误差系统误差和偶然误差。1.系统误差系统误差 特点：特点：（1 1）对分析结果的影响比较恒定；）对分析结果的影响比较恒定；（2 2）在同一条件下，重复测定，）在同一条件下，重复测定，重复出现；重复出现；（3 3）影响准确度，不影响精密度；）影响准确度，不影响精密度；（4 4）可以消除。）可以消除。第一节第一节 定量分析中的误差及有限数据的统计处理定量分析中的误差及有限数据的统计处理系统误差产生的主要原因是：系统误差产生的主要原因是：（1 1）方法误差方法误差选择的方法不够完善选择的方法不够完善 例：例：重量分析中沉淀的溶解损失重量分析中沉淀的溶解损失 滴定分析中指示剂选择不当滴定分析中指示剂选择不当（2 2）仪器误差仪器误差仪器本身的缺陷仪器本身的缺陷 例：例：滴定管，容量瓶未校正滴定管，容量瓶未校正 （3 3）试剂误差试剂误差所用试剂有杂质所用试剂有杂质 例：去离子水不合格例：去离子水不合格 试剂纯度不够；试剂纯度不够；（含待测组份或干扰离子）（含待测组份或干扰离子）（4 4）操作误差操作误差操作人员主观因素造成操作人员主观因素造成 例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅 滴定管读数不准滴定管读数不准2.2.偶然误差偶然误差 特点：特点：（1 1）不恒定；）不恒定；（2 2）难以校正；）难以校正；（3 3）服从正态分布）服从正态分布 产生的原因产生的原因 （1 1）偶然因素；）偶然因素；（2 2）滴定管读数滴定管读数准确度和精密度准确度和精密度分析结果的衡量指标分析结果的衡量指标 1.1.准确度准确度分析结果与真实值的接近程度分析结果与真实值的接近程度 准确度的高低用误差准确度的高低用误差的大小的大小来衡量来衡量 误差一般用绝对误差和相对误差来表示误差一般用绝对误差和相对误差来表示 2.2.精密度精密度几次平衡测定结果相互接近程度几次平衡测定结果相互接近程度 精密度的高低用偏差来衡量，精密度的高低用偏差来衡量，偏差是指个别测定值与平均值之间的差值偏差是指个别测定值与平均值之间的差值 3.3.两者的关系两者的关系：精密度是保证准确度的先决条件精密度是保证准确度的先决条件 精密度高不一定准确度高精密度高不一定准确度高 两者的差别主要是由于系统误差的存在两者的差别主要是由于系统误差的存在 二、误差的表征二、误差的表征：三、三、三、三、减少分析过程中误差的方法减少分析过程中误差的方法减少分析过程中误差的方法减少分析过程中误差的方法 对照试验对照试验 空白试验空白试验 校准仪器校准仪器 方法校正方法校正 增加平行测定次数增加平行测定次数四、有效数字四、有效数字四、有效数字四、有效数字 有效数字是指在分析工作中实际上能测有效数字是指在分析工作中实际上能测量到的数字量到的数字试样的质量试样的质量 0.2080（分析天平称量）（分析天平称量）四位四位滴定液的体积滴定液的体积 10.25mL（滴定管读取）（滴定管读取）四位四位试剂的体积试剂的体积 12.1mL（量筒量取）（量筒量取）三位三位标准溶液的浓度标准溶液的浓度 0.1025 molL1 四位四位被测组分的质量分数被测组分的质量分数 25.08 四位四位电离常数电离常数 1.8105 二位二位pH 4.30 ,11.02 二位二位五、有效数字的运算规则五、有效数字的运算规则五、有效数字的运算规则五、有效数字的运算规则6.346 6.35 6.343 6.34 6.3351 6.346.345 6.34 6.355 6.36 6.3652 6.37修约规则是修约规则是“四舍六入五成双；五四舍六入五成双；五后非零就进一，五后皆零视奇偶，后非零就进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一五前为偶应舍去，五前为奇则进一”。即尾数小于。即尾数小于4时舍去；尾数大于时舍去；尾数大于6时进位；当尾数为时进位；当尾数为5时，若时，若5前面前面为偶数则舍弃，为奇数则进位。当为偶数则舍弃，为奇数则进位。当5后面还有不为后面还有不为0的任何数字时，无论的任何数字时，无论5前面是奇数还是偶数都应进位。前面是奇数还是偶数都应进位。例例如，将下列数据修约为三位有效数如，将下列数据修约为三位有效数字字：2.有效数字的运算规则有效数字的运算规则加减法加减法 几个数据相加或相减时几个数据相加或相减时,它们的和或差的有效数字它们的和或差的有效数字保留位数，以小数点后位数最少的一个数据为准。保留位数，以小数点后位数最少的一个数据为准。例如：例如：0.0834+38.74+2.55872=41.38。乘除法乘除法 有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数 例：例：0.0234、38.74和和2.85872三个数字相乘，应以三个数字相乘，应以0.0234为准，结果应表示为三位有效数字。则为：为准，结果应表示为三位有效数字。则为：0.0234 38.7 2.86 2.59。六、定量分析结果的数据处理六、定量分析结果的数据处理六、定量分析结果的数据处理六、定量分析结果的数据处理置信度与平均值的置信区间置信度与平均值的置信区间 分析结果在某一范围内出现的概率称为分析结果在某一范围内出现的概率称为置信度置信度 在某一置信度下，以测定平均值为中心的包括真在某一置信度下，以测定平均值为中心的包括真实值的可靠性范围，即为实值的可靠性范围，即为平均值的置信区间平均值的置信区间。Q检验法检验法 将各数据按递增顺序排列将各数据按递增顺序排列x1，x2，x3，xn 求出最大值与最小值之差，即极差求出最大值与最小值之差，即极差xnx1 求出可疑数据与其最邻近数据之差求出可疑数据与其最邻近数据之差x2x1或或xnxn-1 求出舍弃商求出舍弃商Q值：值：根据测定次数根据测定次数n和所要求的置信度在表查得和所要求的置信度在表查得Q表表；将将Q与与Q表表相比较，若相比较，若QQ表表，则可疑值舍去，否则保留，则可疑值舍去，否则保留可疑数据的取舍可疑数据的取舍某一实验的某一实验的7次测量值为：次测量值为：79.58%、79.45%、79.47%、79.50%、79.62%、79.38%、79.90%。根据数据统计。根据数据统计处理过程进行数据处理。处理过程进行数据处理。解：（解：（1）用检验法检验并判断有无可疑值。从上述数据中得知）用检验法检验并判断有无可疑值。从上述数据中得知79.90%可能是可疑值，做检验：计可能是可疑值，做检验：计=0.54，查表，查表，=7，若置信度若置信度P=90%，表，表=0.51，所以计，所以计 表，表，79.90%应应舍去。同样的方法检验，舍去。同样的方法检验，79.38%应保留。应保留。（2）求出所余）求出所余6组数据的平均值：组数据的平均值：=79.50%（3）求出所余）求出所余6组数据的平均偏差：组数据的平均偏差：=0.07%（4）求出所余）求出所余6组数据的标准偏差：组数据的标准偏差：S=0.09%（5）求出置信度为）求出置信度为P=90%，=6时，平均值的置信区间，时，平均值的置信区间，查表查表t=2.02，%本章小结：本章小结：四、定量分析结果的数据处理四、定量分析结果的数据处理第二节第二节 滴定分析法概述滴定分析法概述一、滴定分析的基本概念一、滴定分析的基本概念一、滴定分析的基本概念一、滴定分析的基本概念1 1滴定分析的定义滴定分析的定义滴定分析的定义滴定分析的定义 滴定分析法是指将一种已知准确浓度的试剂溶液滴定分析法是指将一种已知准确浓度的试剂溶液滴定分析法是指将一种已知准确浓度的试剂溶液滴定分析法是指将一种已知准确浓度的试剂溶液即标准溶液，通过滴定管滴加到一定量的待测组即标准溶液，通过滴定管滴加到一定量的待测组即标准溶液，通过滴定管滴加到一定量的待测组即标准溶液，通过滴定管滴加到一定量的待测组分的溶液中，或将待测溶液滴加到标准溶液中，分的溶液中，或将待测溶液滴加到标准溶液中，分的溶液中，或将待测溶液滴加到标准溶液中，分的溶液中，或将待测溶液滴加到标准溶液中，直到所加试剂与待测组分按化学计量关系恰好完直到所加试剂与待测组分按化学计量关系恰好完直到所加试剂与待测组分按化学计量关系恰好完直到所加试剂与待测组分按化学计量关系恰好完全定量反应为止。然后根据标准溶液的浓度和所全定量反应为止。然后根据标准溶液的浓度和所全定量反应为止。然后根据标准溶液的浓度和所全定量反应为止。然后根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测组分的含量。这一类分消耗的体积，计算出待测组分的含量。这一类分消耗的体积，计算出待测组分的含量。这一类分消耗的体积，计算出待测组分的含量。这一类分析方法称为滴定分析法（又称为容量分析法）。析方法称为滴定分析法（又称为容量分析法）。析方法称为滴定分析法（又称为容量分析法）。析方法称为滴定分析法（又称为容量分析法）。2滴定分析类型滴定分析类型 酸碱滴定法 氧化还原滴定法 配位滴定法 沉淀滴定法二、滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式二、滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式二、滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式二、滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式 1滴定分析法对化学反应的要求滴定分析法对化学反应的要求n n反应必须定量地完成n n反应必须迅速完成n n滴定溶液中不能有副反应发生n n有简便合适的确定终点的方法2 2滴定方式滴定方式滴定方式滴定方式 n n直接滴定法直接滴定法n n返滴定法返滴定法n n置换滴定法置换滴定法n n间接滴定法间接滴定法 三、标准溶液的配制和基准物质三、标准溶液的配制和基准物质1 1直接配制法直接配制法直接配制法直接配制法 根据所需溶液的浓度和体积，准确称取一定质量的基准物根据所需溶液的浓度和体积，准确称取一定质量的基准物质，将其溶解后定量转移至容量瓶中，并定容至刻度，通质，将其溶解后定量转移至容量瓶中，并定容至刻度，通过计算得出标准溶液的准确浓度。过计算得出标准溶液的准确浓度。常用的基准物质必须符合下列条件：常用的基准物质必须符合下列条件：n n基准物质必须具有足够的纯度，一般要求其纯度为基准物质必须具有足够的纯度，一般要求其纯度为99.999.9以上以上n n基准物质的组成与化学式相符基准物质的组成与化学式相符n n基准物质性质稳定基准物质性质稳定n n基准物质应具有较大的摩尔质量基准物质应具有较大的摩尔质量2间接配制法（或标定法）间接配制法（或标定法）先配制成近似于所需浓度的溶液，然后选用能与所配溶液定量反应的基准物质或另一种标准溶液测定所配溶液的准确浓度。这种测定所配溶液准确浓度的过程称为标定。