2023年分析化学笔记总结.pdf
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1、第一章.定量分析化学概论 1.1概 述定量分析过程任务:测定物质中某种或某些组分的含量。环节:取样(选择具有代表性的试样)。试样分解和分析试液的制备。分离及测定。分析结果的计算及评价。二.分析试样的制备及分解1.分析试样的采集与制备:mQ kxd2左:缩分常数的经验值,试样均匀度越差,Z越大,通常女为0.05 1 kg 771m。mQ 0.2x62=0.2x36=7.2kg2.试样的分解:溶解法:溶剂为水、酸、碱、混合酸等熔融法:三.定量分析结果的表达1.待测组分的化学表达形式2.待测组分含量的表达方法固体试样:a)=心 g.g T(1 0+ng-g-l a0-9y,pg-g-(10-12)液
2、体试样:a.物质的量浓度:mol-L 1b.质量摩尔浓度:待测组分的物质的量除以溶剂的质量,单位:mol-kgc.质量分数:量纲为1d.体积分数:e摩尔分数:f.质量浓度:单位体积中某种物质的质量,火 L 1、-L 气体试样:体积分数表达。1.2 分析化学中的误差一.真值(X y):某一物理量自身具有的客观存在的真实数值。1.理论真值:A2.计量学约定真值:这些真d可认为是知道的3.相对真值:二.平均值(X):次测量数据的算术平均值。X -xt+x2+x3 H-F -y x,n J三.中位数XM:一组测量数据按大小顺序排列,中间一个数据即为中位数。四.准确度和精密度:1.精密度:表各次分析结果
3、互相接近的限度。反复性;再现性。五.误差和偏差1.误差E:测定结果与真值(X y)之间的差值。x-xT=E(E为正值,x XT;E为负值,x YHA=K“aHA 2.2分布分数6的计算分布分数8 :溶液中某酸碱组份的平衡浓度占其总浓度的分数。二.一元酸溶液:HAc _”Ac _ +_丁 二 (”AC+4CR =(;+)=/Mc、xH+A c-xH+HAc HAc(HAc+四7 HAcHAc=c-8 HAc三.多元酸溶液(如 也。2 4)=物料守恒H 2c?()4/狐、HC?O;/、。2:/2 总、浓度为 c/,匚IC=H2C2O4+HC2O;+C2O-8+R+&=10m0 H2c2o4 IH2
4、C204 9c H2C2O4+HC2O;+C2O;-_1 _=1+HC2O;+C20 f H2C2O4 H2C2O4=_ H y _ H+2+Kt l tx H+Kl hx K(l2/rr+&x.F+K q x&2 x H+2+Kai x K(l2Ka 3x H+2.3 质子条件与pH的计算物料平衡、电荷平衡和质子条件1 .物料平衡方程(MBE):在一个化学平衡体系中,某一给定物质的总浓度,等于各有关形式平衡浓度之和。c mol-L 的 HyPOA出3尸。4 +H2PO;+HPO;-+POl-=c2x10-3 m o l-U C(NO3)2与0.2 m o l-U N*NO;=2x2x10-3
5、 mol匚iCu2+Cu(NH 3)2+CU(NH3 +CU(NH3):+Cu(NH,)f +Cu(NH3):=2xl03 mol UNH3 +CU(NH3)2+2Cu(NH3)f +3Cu(NH3)+4Cu(NH3)+5Cu(NH3=0.2 mol L 2.电荷平衡方程(CBE)单位体积溶液中阳离子所带正电荷的量(加。/)应等于阴离子所带负电荷的量(,。/)。c,。/Z/的 NaCNNa+H+=CN-+OH-c mol L 的 CaCl2CaCl2=Ca2+2CrH O=H+OH-H+2Ca2+=Cr+OH-c L 的 Ca(Ac)2Ca(Ac)2 o Ct/?+2AcH 0 0 H+0H=
6、H+Ac-o H A cH+2Ca2+=OH-+Ac-+HAc-Ac-+HAc=OH-?Ca2+Ac-=H+Ka=c H A=c,-HA H+Kan H+K JH+f 一(K“C+KwH +-KaKw=0当 K,H4 2 20Kw 时,Kw=0H+3+KaH+2-KaKaHA x K“c 20金(500)K“3.多 元 酸(碱)溶液4.弱酸混合溶液5.两性物质溶液2.4对数图解法“2。及强酸强碱的浓度对数图二.一元弱酸的浓度对数图HAc c=0.01 m o lL lHAc.A c-H*、OH-gHAc-pH 山】与 附HAc=co.=c-HAc Kn+H+gHAc=Sc-p H-lg(,+H
7、+)当 +K“时,HACBC则 lgHAc=1g c=-2若/T =K“则HAc=g c2.绘制浓度对数图的环节拟定体系点s(pKtl,1gc);通过体系点,绘制斜率为o,-1和+1三条直线;校正。三.多元酸的浓度对数图四.对数图解法的应用 2.5 酸碱缓冲溶液p H缓冲溶液能减缓因外加强酸或强碱以及稀释而引起的p H急剧变化的作用的溶液。一般组成:浓度较大的弱酸及其共烧碱所组成(具有抗外加强酸强碱作用和抗稀释作用):强酸(p H l 2)(不具抗稀释作用)。二.缓冲溶液P H的 计 算(近似方法)例:0.1 mol U A 0.1 mol UpH=pK“+lg 巴L&HA三.缓冲指数1.定义
8、:=一 夕越大,抗缓冲能力越大。dpH2.物理意义:相关酸碱组份分布线的斜率,具有加和性。B=+%+%de dH+dOH-dHA-=-1-1-dpH dpH dpH dpH=dc=dH+dtOH-+dHA dH+dOH-+dHAP=-dpHp x dpH=+dOH-+dHA/3 xd p H d H+dO H +dHA x d-g H+=d H+d+dH+A J/x d lg H +=JdH +KwJd 总+Jj 仇”+n B=2.3H+2.3OH +2.3%。1gM四.缓冲容量1.缓冲容量:a=be=BbpH2.物理意义:某缓冲溶液因外加强酸或强碱的量为A c 而发生pH 的变化,变化的幅度
9、为4?H,7 为邸H区间缓冲溶液具有的平均缓冲指数。五.重要的缓冲溶液1.标准缓冲溶液;2.缓冲溶液的选择原则对测量没有干扰;所需控制的PH应在其缓冲范围之内;具有足够的缓冲容量;缓冲物质应便宜易得,避免污染。2.6酸碱指示剂酸碱指示剂的原理二.指示剂的用量三.离子强度的影响H l n o /T +Ina a HI.H-&-Ka-rrrr-a1,f r,AIn 当 叫&=1时,a=K:,2 yIn-又加了1所以理论变色点为:p H=-lga“+=p K:+1g yh fp H =p K:-0.5Z2V7增强离子强度,指示剂的理论变色点变小。其他因素:温度的改变、胶体的存在等。四.混合指示剂1.
10、同时使用两种指示颜色,运用彼此颜色之间的互补作用,使颜色更加敏锐;2.由指示剂与惰性染料组成。2.7 酸碱滴定基本原理一.用强碱滴定强酸标准N a O H滴定H C IH+O H-=H20 滴定常数:=101400H+=cHCI+O H-cb滴定分数:a加入碱的物质的量总酸起始的物质的量一CHCla:滴入比,滴入百分率。K,H+2+KtcHCI(a-H +-l=O二.用强碱滴定一元弱酸H+=A-+O H-chK“KwKa+H+H+HA=H+3+H+Ka+acHA)-H +KacHA(1-a)+Kw Ka Kw=0当a=0时K JHA 2 IO-为用 0.1 mol-L_1 NaOH 滴定 H4
11、c,突跃范围为 7.7 4 9.70。三.多元酸和混合酸的滴定HJ、P Or 4K4/|=7.5x 1()-5:K“=6.3x10-8;K 二 仙 乂 叱U a.2.8 终点误差一.强碱滴定强酸g =OH-e p-H +ep1OH_10Y由=凡=-1-的)2喀例:以甲基橙为指示剂,计算0.1 mol-U NaOH滴 定 等 浓 度 的 终 点 误 差。解:P%=4,pHep=1,,=p “,一,sp=4 7=3二.强碱滴定一元弱酸,epHX=o.o5 荷匚1E,10-3103VKFXO.05=-0.2%O H+HAA+H2OA-0 1一-n E,0切 _ 0的(5/例:用0.1 mol l:M
12、/OH滴定等浓度的 4 c,以酚欲为指示剂(=9.1),计算终点误差。解:pHep=9.1,pHep=8.72,即=pHep-pHSP=9.1-8.72=0.38三.强碱滴定多元弱酸E,=07汨 _ 0 一如”10 3 8 _ 1 Q-0.38).26*0.02%EtQ ApH _ g-ApH2混合碱的测定 2.9 酸碱滴定法的应用烧碱中NaOH和Na2cO3的测定氯化钦法;双指示剂法。二.极弱酸(碱)的测定1.弱酸强化B(OH)3 +2H 2 0 0 H o +B(OH Ka=5.8xlO-10(H3BO3 o H*+H2BO;)络合反映、沉淀反映、氧化还原法。=.钱盐中氮的测定1.蒸储法2
13、.甲醛法四.酸碱滴定法测定磷PO:+12MoOj+2N;+25+(NH 4)2HPMO12OM H20+11H2O(NH4)2HPMol2OwH2O+2JOH PO+2MoO+2NH3+6H2O。“一(过乘1)+”+H2OPO+H+=HPOf2NH3+2H*=2NH;五.氟硅酸钾法测定硅 2.10 非水溶液中的酸碱滴定一.非水滴定中的溶剂1.分类两性溶剂:中性、酸性、碱性非释质子性溶剂2.性质拉平效应;区分效应二.非水滴定条件的选择1.溶剂的选择2.滴定剂的选择第三 章.络合滴定法3.1 分析化学中常用的络合物简朴络合物二.螯合物1.“00”型2.“N N ”型3.“0 N”型4,含硫螯合剂“
14、SS”型、“S O型、S N 型三.乙二胺四乙酸四.乙二胺四乙酸的螯合物 3.2 络合物的稳定常数络合物的稳定常数Ca2+r4+o Ca Y2-IgK 稳=10.69M +L M LML稳MLML+L=ML?K:稳 2 MLL肛7r 1 1 +L o nML K科 出稳MLn_tlL逐级累积稳定常数:A(i=0,l,2,3,总稳定常数:瓦=f(K稳)/=1二.溶液中各级络合物的分布设溶液中M的总浓度为CM,L的总浓度为cLM +L M LML=M L ML+L ML2ML2=/32MLMLn.+L MLnMLtl=nMLn物料平衡:cM=M +ML+ML2+-+MLn=M+ML+32ML2+/
15、?M W=M(1+/?IL+/?2L 2+-+A,n)/=13 -IM1-!_“一 ,、一 1M 1+S/W/=!CMi/=1e ML,=月口 r1+1订/=I三.平均配位数”:表金属离子络合配位体的平均数。CM3.3副反映系数和条件稳定常数副反映系数1.络合剂Y的副反映及副反映系数E O Z 4的酸效应与酸效应系数c _inY(H)Yn元酸:%()=1 +的+山I-pK M k K、=+K 4 +K?K/“+2+KK -KH+=1 +才外 4i=共存离子效应:IY WW+WaY(N)Y=1 +K,v/N y的总副反映系数a),:aY=%(H)+a*N)1第四章.氧化还原滴定法4.1 氧化还原
16、平衡一.概述1.可逆与不可逆氧化还原电对2.对称与不时称电对二.条件电势三.氧化还原平衡常数四.化学计量点时反映进行的限度五.影响反映速率的因素1.反映物浓度2.温度3.催化剂六.催化反映和诱导反映1.催化反映2.诱导反映4.2氧化还原滴定原理-氧化还原滴定指示剂1.自身指示剂2.显色指示剂3自身发生氧化还原反映的指示剂二.氧化还原滴定曲线1 .对称的氧化还原滴定反映滴定曲线方程;化学计量电电势的计算;滴定突跃范围。三.氧化还原滴定结果的计算四.终点误差设滴定反映为氧化剂。1滴定还原剂R2,即O+/?2 /?|+O?OX Z?9 e pEt=口纣”(两个半反映的电子转移数均为1,且两个电对均为
17、对称电对)C2对于,%电对,在终点与化学计量点时有如下关系:4 =臂+0。5”电鬻.%=用+0.0 5 9 年静.当滴定终点与化学计量点接近时 R/*,“得E=%-E 卯=0.0 5 9 V lg 产m sp即:O J p=OJs p lo%5 .同理可推出:A E/国 即=%卯 1 0 A o 5 9 V.将与代入E,=三I,且由于在化学计量点时J 印卬,得:凡 卬(1 0 咻 0 5 _ 1 0 一%0 5 )E,二 一 1-L.对于0%电对,Esp=+0.0 5 9 V 1 g 器 里.化学计量点电势为:4 =j .%+力2二 一+唠 1乎 2Es.=E f+0.0 5 9 V l g
18、四】卯J=.Lp=1()A%X0.059V.火2 L p化学计量点时:以=O2sp.将、代入式得:1 0*%.0 5 9 V _ Q_A%.0 5 9 VE,=1 0 吆a例:在 1.0 mol-L 1/S Q i 介质中,以0 1 0 mol-E C e4+溶液滴定0.1 0 mol-E F e ,若选用二苯胺磺酸钠为指示剂,计算终点误差。解:E:=1.4 4 V,E;=0.6 8 V ,=%=1,二苯胺磺酸钠的条件电位比;=0.8 4 V ,故A =1.4 4 V -0.6 8 V =0.7 6 V尸1.4 4 V +0.6 8 V ,EsP=-=L0 6 V“0.8 4 VA =e-(=
19、0.8 4 V -1.0 6 V =-0.2 2 VP sptsE/-A E/1 A/0.0 5 9 V _ 1 n/0.0 5 9 VEt1=-x 1 0 0%=-0.1 9%A E/J 0 /2 x0.0 5 9 V当“l H ”2时,但两电对仍为对称电对时,其终点误差公式为:X A E/-n2xA E/Q A 0 5 9 V _ _|Q -/0.0 5 9 VE =T-T?:j xn2xA E/|Q /(ni+n2)xO.O5 9 V4.3氧化还原滴定的预解决预解决:1 .预解决:通常将待测组份氧化为高价状态后,用还原剂滴定:或还原为低价状态后,用氧化剂滴定,也就是滴定前使待测组份转变为
20、一定价态的环节就称为预先氧化或预先还原解决。2 .规定:反映进行完全、速率快;过量的氧化剂或还原剂易于除去;反映具有一定的选择性。二.氧化剂1 .(94)2 5 2。8:在酸性介质中为一种强氧化齐I J,可将C e 3+氧化为C e 4+,丫。2+氧化为V。;在“zSQ 或 3 尸。4 介质中,有催化剂Ag+存在时,可将+氧化为,C产氧化为CqO;-,过量$2。;-可籍煮沸除去。2s+2 H2O 4 H S O;+。22.K M n OA冷的酸性介质中,可 在+存 在 下 将 丫。2+氧化为V。;,但氧化Cr+的速率很慢;碱性溶液中,M n O;可容易将C产氧化为0。:-。在 有广、“3 尸。
21、4 或“鸟。;一存在时,可将C e3+氧化为C e,+,丫。;亦同时被氧化,过量的M n O;可用N O 除去。I M n O;+5 N O +6 H+T 2 M n2+5 N 0;+3 H2O过量的N O;会干扰测定,可以加尿素使之分解。2 N O-+CO(N H2)2+2 H+t 2 N2 T+C02 T+3 H2O当加入N O;以除去过量的M n O;时,己氧化为高价状态的待测组份如VO;、。七。二 等,也也许被过量的N O;还原。此时,可先加入尿素,再小心滴加N a N 02溶液至M n O;的红色正好褪去。3.H2O2:通常用于在N a O H溶液中将C r(/Z/)氧化为在H C0
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- 2023 年分 化学 笔记 总结
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