分析化学02-定量分析概述-peng.ppt

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1、分析化学02-定量分析概述-peng一、定量分析一般过程一、定量分析一般过程试样的分离与富集试样分解分析试样制备原始试样采集分析测定分析结果计算评价与报告p 固体采样固体采样 假设分析结果的误差主要源于采样，则包含假设分析结果的误差主要源于采样，则包含假设分析结果的误差主要源于采样，则包含假设分析结果的误差主要源于采样，则包含物料总体平均值的区间为：物料总体平均值的区间为：物料总体平均值的区间为：物料总体平均值的区间为：采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、财采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、财采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、财采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、财

2、力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物料力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物料力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物料力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物料组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。6采集试样中该组分平均含量t 与采集单元数和置信度有关的统计量各试样单元含量标准偏差整批物料某组分整体平均值N 采集单元数7E是分析试样某组分含量 与整批物料中该组分平均含量差 准确度要求越高，即E越小，采集单元数越多；物料越不均匀，分散度越大，越大，要达到同样准

3、确度，n要增加；若置信度要求高，t值变大，n相应增加。8取样取样最小量最小量经验公式经验公式l 根据样品最大颗粒直径计算取样量根据样品最大颗粒直径计算取样量的经验公式（切乔特公式）的经验公式（切乔特公式）mQ:试样最小质量（kg）；k:缩分常数的经验值（一般取值0.05 1 kg.mm-2）；d:试样的最大粒度（mm）mQ kd 2固体样品经破碎、过筛、混匀、缩分到所需试样量四分法缩分标准筛的筛号及孔径的大小破碎与过筛重复进破碎与过筛重复进行直至全部过筛；行直至全部过筛；筛孔的选择以样品筛孔的选择以样品处理的难易程度确处理的难易程度确定，二次取样的量定，二次取样的量由筛孔径确定。由筛孔径确定。

4、2.2.试样的制备（固体试样）试样的制备（固体试样）目数指物料粒度或粗细度，指在1平方英寸面积内筛网的孔数。目数越大，孔径越小，目数*孔径（微米）=15000 例例 一批铁矿样，已知最大粒度为20 mm，k=0.2 kg/mm2，（1）应最少取样多少？（2）样品经破碎、用6号筛（筛孔直径为3.36 mm）过筛，并用四分法缩分后，留样品的最小量为多少？（3）应缩分几次？解：（1）mQ kd 2=0.2 20 2=80(kg)（2）mQ kd 2=0.2 3.36 2=2.26(kg)缩分1次剩余试样为80 0.5=40(kg)（3）缩分n次剩余试样为80 0.5n 2.26，n 5.1，n=5，

5、故缩分5次。从分析成本考虑，样品量尽量少，从样品的代表从分析成本考虑，样品量尽量少，从样品的代表性考虑，不能少于临界值性考虑，不能少于临界值mmQQ kd kd 2 23.3.试样的分解试样的分解p 目的：将试样通过适当方法转化成溶液。目的：将试样通过适当方法转化成溶液。（1 1）溶解：）溶解：水溶（铵盐，无机硝酸盐，碱金属盐)酸溶（HCl,H2SO4,HNO3,HF等及混合酸分解活泼金属、金属氧化物、碳酸盐、合金、矿石等）碱溶（例NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、Ni含量）12（2 2）熔融）熔融 酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物矿石）碱熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性

6、矿物质）（3 3）半熔法）半熔法 （烧结法）（烧结法）低于熔点温度试样与溶剂反应 温度较低，加热时间长，不易损坏坩埚 如 Na2CO3-ZnO（3）消化法消化法测定有机物中的无机元素 湿式消化：HN03-H2SO4 干式灰化法：微波辅助硝解 u 掩蔽掩蔽 改变干扰物质的反应活性u 分离分离氧化还原掩蔽法配合掩蔽沉淀掩蔽酸碱掩蔽沉淀分离萃取分离色谱分离等u 富集富集：enrichment萃取富集吸附富集共沉淀富集4.4.试样的分离与富集试样的分离与富集5.5.测定前的预处理测定前的预处理 SamplepretreatmentSamplepretreatmentp 目的：使样品的状态和浓度适应所选

7、择的分析技术p 样品预处理的依据：物质性质（试样状态、被测组分存在形式、含量）干扰情况（是否需要分离等）测定方法（是否需要富集等）p 样品预处理的原则：防止待测组分的损失 避免引入干扰16物质l物质的性质l组分的含量l干扰情况分析方法l准确度l灵敏度l选择性l适用范围成本l时间l人力l设备l消耗品分析方法用户对分析结果的要求和对分析费用的承受度用户6.6.测定方法选择与测定（测定方法选择与测定（determination）17 分析化学（1）待测组分的化学表示形式）待测组分的化学表示形式 以待测组分实际存在形式的含量表示以待测组分实际存在形式的含量表示 以元素或氧化物形式的含量表示以元素或氧化

8、物形式的含量表示 以所存在离子形式的含量表示以所存在离子形式的含量表示7.7.分析结果计算及评价分析结果计算及评价18（2）待测组分含量的表示方法）待测组分含量的表示方法u 固体固体质量分数 例：例：FeFe=0.5643 =0.5643 或或 FeFe=56.43%=56.43%低含量：低含量：g/gg/g（ppmppm，mmB B/m/ms s*10*106 6）,ng/g ng/g（ppbppb，m mB B/m/ms s*10*109 9）u 液体液体 物质的量浓度 mol/L 质量摩尔浓度 质量分数%（mB/mS)体积分数%（VB/Vs)摩尔分数 （nB/nS)质量浓度u 气体气体体

9、积百分数或质量浓度单位体积试液中所含待测组分的质量单位质量溶剂中所含待测组分的物质的量mg/L,ng/L,g/L 等（nB/m溶剂）mol/kg1.摩尔与物质的量摩尔与物质的量ni补充补充 摩尔及其在化学中应用摩尔及其在化学中应用【问】1mol氢含多少个氢原子？物质的量表示指定微观基本单元数量的物理量，单位：mol强调：u使用物质的量时，必须明确指出其基本单元（以化学式为宜）。u基本单元可以是任何自然存在的个体微粒（分子、离子、电子等）。u也可以是将这些自然存在的物质粒子进行任意的组合或分割得到的人为个体或单元如（1/2 H2）。u它们实际并不存在，但都与实际存在的相应粒子有关，当这些基本单元

10、的物质的量确定后，又都表示出对应的实际存在的物质的粒子数。一定量的物质一定量的物质A：2.摩尔质量摩尔质量Miu 1mol 物质相当于12C原子的质量，单位：Kg.mol-1，习惯:g.mol-1u 某物质摩尔质量在数值上等于该物质的原子量或分子量，单位g.mol-1u摩尔质量也必须指明基本单元，M（aA）=aM(A)【问】100 mol H2O的质量，分别以m（H2O），m（2H2O），m（H2O）表示 某一定物质的质量，不管以何种基某一定物质的质量，不管以何种基本单元表示，数值相同。本单元表示，数值相同。在在 式中，式中，m以以m(某物质某物质)表示，表示，常以化学式表示，表示是物质种类，

11、常以化学式表示，表示是物质种类，以区别于其他物质。以区别于其他物质。式中，式中，n、M 的基本单元必须一致的基本单元必须一致 3.物质的量浓度物质的量浓度Ci 即混合物（主要指溶液）中某物质i的物质的量除以混合物的体积V，ci或i表示，单位：mol.m-3，习惯:mol.L-1 u 物质的量浓度也必须指明基本单元，且式中c、n基本单元必须一致u 同一溶液：同一溶液：例例1 浓磷酸密度浓磷酸密度=1.75 g.cm-3，含含H3pO4 85%，求，求 =30mol.L-1分析化学根据测量原理分类分析化学根据测量原理分类p 化学分析化学分析 Chemical analysisp 仪器分析仪器分析

12、Instrumental analysis二、滴定分析概述二、滴定分析概述滴定分析（容量分析）重量分析30 将一种已知其准确浓度的溶液通过滴定管滴加到待测溶液中，或将被测物质的溶液滴加到标准溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系完全反应为止，然后根据所用标准溶液的的浓度和体积，计算被测物质的含量。这种方法叫滴定分析法。这种方法叫滴定分析法。1.滴定分析法与滴定滴定分析法与滴定已知其准确浓度的试剂溶液叫标准溶液，标准溶液，也叫滴定剂。滴定剂。把滴定剂从滴定管滴加到被测物质溶液中的过程叫滴定。滴定。2.化学计量点（计量点）、滴定终点、终点误差化学计量点（计量点）、滴定终点、终点误差p 化学

13、计量点（计量点，等量点，化学计量点（计量点，等量点，sp）stoichoimetric point 滴定过程中，所加标准溶液与被测物质按化学计量关系完全反应时的那一点。p 滴定终点（滴定终点（ep）end point 一般根据指示剂颜色变化来确定计量点，滴定中指示剂改变颜色而停止滴定的那一点。p 终点误差终点误差 滴定终点和计量点不一定恰好吻合造成的分析误差u 一般计算时，忽略终点误差，把终点当计量点处理。3.基准物质与标准溶液基准物质与标准溶液（1）基准物质：能用来直接配制或标定标准溶基准物质：能用来直接配制或标定标准溶液的物质。液的物质。p 基准物质必须具备条件：基准物质必须具备条件：组成

14、与化学式相符，组成与化学式相符，纯度高，纯度高，99.9%以上以上稳定性好稳定性好参与滴定反应时，按反应式定量进行，无副反应参与滴定反应时，按反应式定量进行，无副反应最好有较大摩尔质量，以减少称量误差。最好有较大摩尔质量，以减少称量误差。（2）标准溶液的配制）标准溶液的配制p 直接法：直接由基准物质配制直接法：直接由基准物质配制p 标定法：不符合基准物条件的试剂标定法：不符合基准物条件的试剂（3）标准溶液浓度的表示方法）标准溶液浓度的表示方法p物质的量浓度物质的量浓度p滴定度：每毫升标准溶液相当于被测物质的质滴定度：每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（量（g，mg），表示为），表示为 T被测物

15、质被测物质/滴定剂滴定剂 TH2O2/KMnO4=0.2104 g.mL-14.等物质的量原则等物质的量原则 化学计量点（化学计量点（等量点，终点表示）时，所消等量点，终点表示）时，所消耗的反应物（标准溶液）与被测物质的物质的耗的反应物（标准溶液）与被测物质的物质的量相等的原则。量相等的原则。tT+aA =pPp 化学计量点时，化学计量点时，n（tT）=n（aA）例例1 用纯用纯As2O3标定标定KMnO4溶液浓度，若溶液浓度，若As2O3 0.2112g在酸性条件下恰好与在酸性条件下恰好与36.42mL KMnO4反应，求该反应，求该KMnO4溶液的浓度。溶液的浓度。5.滴定分析对化学反应的

16、要求滴定分析对化学反应的要求p 反应必须具有确定的化学计量关系即按反应必须具有确定的化学计量关系即按一定的化学反应式进行；一定的化学反应式进行；p 反应必须定量完成，反应量反应必须定量完成，反应量99.9%以上；以上；p 反应具有较快的化学反应速度；反应具有较快的化学反应速度；p 有适当方法确定滴定终点；有适当方法确定滴定终点；p 有较好选择性，共存物不干扰测定，或有较好选择性，共存物不干扰测定，或有合适的消除干扰的方法。有合适的消除干扰的方法。6.滴定分析法分类滴定分析法分类（1）按反应类型分）按反应类型分p 酸碱滴定法p 配位滴定法p 氧化还原滴定法p 沉淀滴定法40（2）根据滴定方式分）

17、根据滴定方式分p 直接滴定法直接滴定法p 返滴定法（剩余滴定法，回滴）返滴定法（剩余滴定法，回滴）p 置换滴定法置换滴定法p 间接滴定法间接滴定法41例2 分析不纯CaCO3，称取试样0.3000g，加入浓度0.2500 mol.L-1的HCl 标准溶液25.00mL，煮沸除去CO2，用0.2012 mol.L-1 的NaOH标液返滴剩余酸，消耗5.84mL，计算试样中CaCO3含量。例3 P19 14题 0.200 g某含锰试样中锰含量的分析过程如下：加入50.0 mL 0.100 molL-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液还原MnO2到Mn2+，完全反应后，过量的Fe2+在酸性溶液中

18、被0.0200 molL-1KMnO4标准溶液滴定，需KMnO4溶液15.0 mL。以Mn3O4（M=228.8gmol-1）的形式计算该试样中锰的含量。反应为5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O2Fe2+MnO2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O例5 3 P19 8题 不纯Sb2S3 0.2513克，将其置于氧气流中灼烧。产生的SO2通入FeCl3溶液中，使Fe3+还原为Fe2+，然后用0.0200 mol.L-1 KMnO4标准溶液滴定Fe2+，消耗KMnO4 31.80mL，计算试样中Sb2S3的质量分数，若以Sb计，质量分数又是多少？5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O解：有关反应式为：则：例6 P19 11题 称取大理石试样 0.2303克，溶于酸中,调节酸度后加入过量NH4C2O4溶液，使Ca2+沉淀为CaC2O4，过滤洗净，将沉淀溶于稀硫酸中，用浓度为C（1/2KMnO4）=0.2012 mol.L-1 KMnO4标准溶液滴定，消耗KMnO4 22.30mL，计算大理石中CaCO3的质量分数。（间）第1章作业 p18 2、3、4、5、6、7、15、16第2章作业 p35 3、4、5此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!