2022年分析化学资料.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 分析化学复习资料其次章 误差和分析数据处理1基本概念及术语 精确度 :分析结果与真实值接近的程度,其大小可用误差表示;精密度 :平行测量的各测量值之间相互接近的程度,其大小可用偏差表示;系统误差 :是由某种确定的缘由所引起的误差,一般有固定的方向(正负)和大小,重复测定时重复 显现;包括方法误差、仪器或试剂误差及操作误差三种;偶然误差 :是由某些偶然因素所引起的误差,其大小和正负均不固定;有效数字 :是指在分析工作中实际上能测量到的数字;通常包括全部精确值和最末一位欠准值(有 1 个单位的误差);t 分布 :指少量测量数据平均值的概率误差分布;
2、可采纳 t 分布对有限测量数据进行统计处理;置信水平与显著性水平: 指在某一 t 值时,测定值 x 落在 tS 范畴内的概率,称为置信水平(也 x 落在 tS 范畴之外的概率(1P),称为显著性水平,用 称置信度或置信概率),用 P 表示;测定值 表示;置信区间与置信限:系指在肯定的置信水平常,以测定结果x 为中心, 包括总体平均值在内的可信范畴,即 x u ,式中u为置信限;分为双侧置信区间与单侧置信区间;显著性检验 :用于判定某一分析方法或操作过程中是否存在较大的系统误差和偶然误差的检验;包括 t 检验和 F 检验;2重点和难点(1)精确度与精密度的概念及相互关系 精确度与精密度具有不同的
3、概念,当有真值(或标准值)作 比较时,它们从不同侧面反映了分析结果的牢靠性;精确度表示测量结果的正确性,精密度表示测量结果 的重复性或重现性;虽然精密度是保证精确度的先决条件,但高的精密度不肯定能保证高的精确度,由于 可能存在系统误差;只有在排除或校正了系统误差的前提下,精密度高的分析结果才是可取的,由于它最 接近于真值(或标准值),在这种情形下,用于衡量精密度的偏差也反映了测量结果的精确程度;(2)系统误差与偶然误差的性质、来源、减免方法及相互关系 系统误差分为方法误差、仪器或试剂 误差及操作误差;系统误差是由某些确定缘由造成的,有固定的方向和大小,重复测定时重复显现,可通 过与经典方法进行
4、比较、校准仪器、作对比试验、空白试验及回收试验等方法,检查及减免系统误差;偶 然误差是由某些偶然因素引起的,其方向和大小都不固定,因此,不能用加校正值的方法减免;但偶然误 差的显现听从统计规律,因此,适当地增加平行测定次数,取平均值表示测定结果,可以减小偶然误差;二者的关系是,在排除系统误差的前提下,平行测定次数越多,偶然误差就越小,其平均值越接近于真值(或标准值);(3)有效数字保留、修约及运算规章 保留有效数字位数的原就是,只答应在末位保留一位可疑数;有效数字位数反映了测量的精确程度,绝不能随便增加或削减;在运算一组精确度不等(有效数字位数不 等)的数据前,应采纳“ 四舍六入五留双” 的规
5、章将余外数字进行修约,再依据误差传递规律进行有效数 字的运算;几个数据相加减时,和或差有效数字保留的位数,应以小数点后位数最少(肯定误差最大)的 数据为依据;几个数据相乘除时,积或商有效数字保留的位数,应以相对误差最大(有效数字位数最少)的数据为准,即在运算过程中不应转变测量的精确度;名师归纳总结 (4)有限测量数据的统计处理与t 分布 通常分析无法得到总体平均值 和总体标准差 ,仅能由第 1 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 有限测量数据的样本平均值和样本标准差S 来估量测量数据的分散程度,即需要对有限测量数据进行统计处理,再用统计量
6、去推断总体;由于和 S 均为随机变量, 因此这种估量必定会引进误差;特殊是当测量次数较少时,引入的误差更大,为了补偿这种误差,可采纳 率误差分布)对有限测量数据进行统计处理;t 分布(即少量数据平均值的概( 5)置信水平与置信区间的关系 置信水平越低,置信区间就越窄,置信水平越高,置信区间就越宽,即提高置信水平需要扩大置信区间;置信水平定得过高,判定失误的可能性虽然很小,却往往因置信区间过宽而降低了估量精度,有用价值不大;在相同的置信水平下,适当增加测定次数 n,可使置信区间显著缩小,从而提高分析测定的精确度;(6)显著性检验及留意问题 t 检验用于判定某一分析方法或操作过程中是否存在较大的系
7、统误差,为精确度检验,包括样本均值与真值(或标准值)间的 t 检验和两个样本均值间的 t 检验; F 检验是通过比较两组数据的方差 S2,用于判定两组数据间是否存在较大的偶然误差,为精密度检验;两组数据的显著性检验次序是,先由 F 检验确认两组数据的精密度无显著性差别后,再进行两组数据的均值是否存在系统误差的 t 检验, 由于只有当两组数据的精密度或偶然误差接近时,否就会得出错误判定;进行精确度或系统误差的检验才有意义,需要留意的是:检验两个分析结果间是否存在着显著性差异时,用双侧检验;如检验某分析结果是名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 25 页精选学习资料 - - -
8、- - - - - - 否明显高于(或低于)某值,就用单侧检验;由于 t与 F 等的临界值随 的不同而不同,因此置信水平 P 或显著性水平的挑选必需适当, 否就可能将存在显著性差异的两个分析结果判为无显著性差异,或者相反;(7)可疑数据取舍 在一组平行测量值中经常显现某一、两个测量值比其余值明显地偏高或偏低,即为可疑数据;第一应判定此可疑数据是由过失误差引起的,仍是偶然误差波动性的极度表现?如为前者就应当舍弃,而后者需用 Q检验或 G检验等统计检验方法,确定该可疑值与其它数据是否来源于同一总体,以打算取舍;(8)数据统计处理的基本步骤 进行数据统计处理的基本步骤是,第一进行可疑数据的取舍(Q检
9、验或 G检验),而后进行精密度检验(F 检验),最终进行精确度检验(t 检验);( 9)相关与回来分析 相关分析就是考察 x 与 y 两个变量间的相关性,相关系数 r 越接近于 1,二者的相关性越好,试验误差越小,测量的精确度越高;回来分析就是要找出 如 x 与 y 之间呈线性函数关系,即可简化为线性回来;3基本运算(1)肯定误差 : x- x 与 y 两个变量间的函数关系,(2)相对误差 :相对误差 / 100% 或 相对误差 /x 100%(3)肯定偏差 :d = x i(4)平均偏差 :名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - -
10、- - - (5)相对平均偏差 :(6)标准偏差 :或名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - (7)相对标准偏差 :(8)样本均值与标准值比较的 t 检验 :(9)两组数据均值比较的 t 检验 :名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - (10)两组数据方差比较的F 检验 :( S1S2)(11)可疑数据取舍的 Q检验 :(12)可疑数据取舍的 G检验 :名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 25 页精选学习资料 - - - - -
11、 - - - - 第三章 滴定分析法概论一、主要内容 1基本概念 化学计量点 :滴定剂的量与被测物质的量正好符合化学反应式所表示的计量关系的一点;滴定终点 :滴定终止(指示剂转变颜色)的一点;滴定误差 :滴定终点与化学计量点不完全一样所造成的相对误差;可用林邦误差公式运算;滴定曲线 :描述滴定过程中溶液浓度或其相关参数随加入的滴定剂体积而变化的曲线;滴定突跃和突跃范畴:在化学计量点前后0.1%, 溶液浓度及其相关参数发生的急剧变化为滴定突跃;突跃所在的范畴称为突跃范畴;指示剂 :滴定分析中通过其颜色的变化来指示化学计量点到达的试剂;一般有两种不同颜色的存在型 体;指示剂的理论变色点:指示剂具有
12、不同颜色的两种型体浓度相等时,即In=XIn时,溶液呈两型体的中间过渡颜色,这点为理论变色点;指示剂的变色范畴:指示剂由一种型体颜色变为另一型体颜色时溶液参数变化的范畴;标准溶液 :浓度精确已知的试剂溶液;常用作滴定剂;基准物质 :可用于直接配制或标定标准溶液的物质;2基本理论(1)溶液中各型体的分布:溶液中某型体的平稳浓度在溶质总浓度中的分数称为分布系数 i ;弱酸 HnA 有 n+1 种可能的存在型体,即 HnA,Hn-1A- HA n-1 和 A n ;各型体的分布系数的运算:分母为 H + n+H + n-1 Ka1+ +H +K a1Ka2+ +Kan-1 +Ka1Ka2+ +K a
13、n,而分子依次为其中相应的各项;能形成 n 级协作物 MLn 的金属离子在配位平稳体系中也有 n+1 种可能的存在型体; 各型体的分布系数计 算:分母为 1+ 1L+ 2L 2+ + nL n,分子依次为其中相应的各项;(2)化学平稳处理方法:质量平稳:平稳状态下某一组分的分析浓度等于该组分各种型体的平稳浓度之和;留意:在质量平稳式中,各种型体平稳浓度前的系数等于 1 摩尔该型体中含有该组分的摩尔数;电荷平稳:溶液中荷正电质点所带正电荷的总数等于荷负电质点所带负电荷的总数;留意 : 在电荷平稳方程中, 离子平稳浓度前的系数等于它所带电荷数的肯定值;中性分子不包括在电荷平稳方程中;质子平稳:酸碱
14、反应达平稳时,酸失去的质子数与碱得到的质子数相等;写质子条件式的要点是:a从酸碱平稳体系中选取质子参考水准(又称零水准),它们是溶液中大量存在并参与质子转移反应 的物质;b依据质子参考水准判定得失质子的产物及其得失的质子数,自递反应);绘出得失质子示意图(包括溶剂的质子c依据得、失质子数相等的原就写出质子条件式;质子条件式中应不包括质子参考水准,也不含有与 质子转移无关的组分;由于水溶液中的水也参与质子转移,所以水是一个组分;留意:在质子条件式中,得失质子产物平稳浓度前的系数等于其得、失质子数;仍可采纳质量平稳和电荷平稳导出质子条件式;3基本运算(1)滴定分析的化学计量关系:tT + bB =
15、 cC + dD, nT/nB=t/b (2)标准溶液配制: cT = mT/ VT MT(3)标准溶液的标定:名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - (两种溶液)(B 为固体基准物质)(4)被测物质质量:名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - (5)有关滴定度运算:TT/B mB/VT (与物质量浓度的关系)(6)林邦误差公式:pX 为滴定过程中发生变化的与浓度相关的参数,如 pH 或 pM; pX 为终点 pXep 与计量点 pXsp 之差即
16、pX pXep pXsp;Kt 为滴定反应平稳常数即滴定常数;c 与计量点时滴定产物的总浓度 csp 有关;二、重点和难点(一)滴定分析本章介绍了各种滴定分析过程和概念、滴定曲线和指示剂的一般性质;在学习滴定分析各论之前,本章能起到提纲挈领的作用;在学习各论之后,它又是各章的总结;有关问题有待在其后各章的学习中加深懂得;滴定曲线是以加入的滴定剂体积(或滴定百分数) 为横坐标, 溶液中组分的浓度或其有关某种参数(如pH、电极电位等)为纵坐标绘制的曲线;滴定曲线一般可以分为三段,其中在化学计量点前后0.1%(滴定分析答应误差)范畴内,溶液浓度或性质参数(如酸碱滴定中的 pH)的突然转变称为滴定突跃
17、,突跃所在的范畴称为突跃范畴;一般滴定反应的平稳常数越大,即反应越完全,滴定突跃就越大,滴定越精确;名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 虽然大部分滴定(酸碱滴定、沉淀滴定、配位滴定)曲线的纵坐标都是溶液中组分(被测组分或滴定 剂)浓度的负对数,但为了把氧化仍原滴定(以溶液的电极电位为纵坐标)包括在内,因而选用某种“ 参 数” 为纵坐标; 仍应当指出, 本章描述的只是滴定曲线的一种形式,即随着标准溶液的加入,“ 参数”(如 pH)上升;实际仍有与此相反的滴定曲线,如以酸标准溶液滴定碱时,随着酸的加入,溶液的 pH值降低
18、;(二)滴定分析运算 滴定分析运算是本章的重点,本章学习的运算公式,可用于各种滴定分析法;1滴定分析运算的一般步骤 正确写出滴定反应及有关反应的反应方程式;找出被滴定组分与滴定剂之间的化学计量关系(摩 尔数比);依据运算关系和有关公式进行正确运算;2滴定分析运算应留意的问题(1)找准化学计量关系:反应物之间的计量关系是滴定分析运算的基础;对于比较简洁的一步反应,由反应式即可看出计量关系;对于步骤比较多的滴定分析,如返滴定、置换滴定和间接滴定,就需逐步分 析各反应物间的计量关系,然后确定待分析组分与标准溶液间的计量关系;(2)各物理量的单位(量纲):一般,质量m的单位为 g,摩尔质量M的单位为g
19、/mol ,n 的单位为mol,体积 V 的单位为 L,但在滴定分析中常以ml 为单位,因此运算时需将ml 转换成以 L 为单位,或将g 转换成以 mg为单位;( 3)摩尔数比和物质的量相等两种方法的比较:由于物质的量浓度与物质的基本单元亲密相关,因此 进行滴定分析运算时要特殊留意物质的基本单元;教材采纳摩尔数比的运算方法,在此方法中,物质的基 本单元就是反应方程式中的分子式,其摩尔质量就是通常的分子量,反应物之间的摩尔数比就是反应式中 的系数之比;假如采纳物质的量相等(等物质的量)的方法进行运算,即计量点时两反应物的物质的量相 等,就需要留意,这时物质的基本单元要依据详细化学反应来打算,一般
20、来说,在酸碱滴定中得失一个质 子的单元或氧化仍原滴定中得失一个电子的单元为基本单元;(三)分布系数和化学平稳 1水溶液中溶质各型体的分布和分布系数 在平稳体系中,一种溶质往往以多种型体存在于溶液中;其分析浓度是溶液中该溶质各种型体平稳浓 度的总和,平稳浓度是某型体的浓度,以符号 表示;分布系数是溶液中某型体的平稳浓度在该溶质总浓 度中所占的分数,又称为分布分数,即: i i/C;(1)弱酸(碱)分布系数:打算于该酸(碱)的性质(即 Ka或 Kb)和溶液的酸度,而与总浓度无关;(2)配位平稳中各型体(各级协作物)的分布系数与协作物本身的性质(累积稳固常数)及 L 的大 小有关;对于某协作物, i
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