教育學(xué)分析化學(xué)概論PPT課件

1、2021-11-26科學(xué)技術(shù) 分析化學(xué)實際上已經(jīng)成為“從事科學(xué)研究的科學(xué)”。l 對化學(xué)的發(fā)展有突出作用對化學(xué)的發(fā)展有突出作用 l 在其他的自然科學(xué)研究領(lǐng)在其他的自然科學(xué)研究領(lǐng)域中分析化學(xué)也起著重要域中分析化學(xué)也起著重要作用。如原子量的準確測作用。如原子量的準確測定、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、定、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的保護、生命過生態(tài)環(huán)境的保護、生命過程的控制等都離不開分析程的控制等都離不開分析化學(xué)化學(xué)。第1頁/共93頁2021-11-26國民經(jīng)濟 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。l資源勘探、油田、煤礦、鋼鐵基地選定中的礦石分析。l在工業(yè)生產(chǎn)中，原料、中間體、成品分析l在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤肥料、糧食、農(nóng)藥分

2、析l其它：原子能材料、半導(dǎo)體材料、超純物質(zhì)中微量雜質(zhì)的分析第2頁/共93頁2021-11-26醫(yī)藥衛(wèi)生 新藥的研究開發(fā)、藥品質(zhì)量控制、 臨床檢驗、體內(nèi)分析、病因檢查、 環(huán)境分析、三廢 處理等都要應(yīng)用 分析化學(xué)的理論 知識和技術(shù)。第3頁/共93頁 分析化學(xué)的定義分析化學(xué)的定義 研究獲得物質(zhì)化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)信息、分研究獲得物質(zhì)化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)信息、分析方法及相關(guān)理論的科學(xué)析方法及相關(guān)理論的科學(xué) 化學(xué)中的信息科學(xué)，以降低系統(tǒng)的化學(xué)中的信息科學(xué)，以降低系統(tǒng)的不確定度為目的。不確定度為目的。第4頁/共93頁2021-11-26分析化學(xué)的主要任務(wù)分析化學(xué)的主要任務(wù) 鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成（包括元素、離鑒定物質(zhì)的化

3、學(xué)組成（包括元素、離子、基團、化合物等）子、基團、化合物等） 定性分析定性分析 推測物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)推測物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 測定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量等。測定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量等。 定量分析定量分析 第5頁/共93頁 分析化學(xué)的特點分析化學(xué)的特點 1.1.分析化學(xué)中突出分析化學(xué)中突出“量量”的概念。的概念。 測定的數(shù)據(jù)不可隨意取舍；數(shù)據(jù)準確測定的數(shù)據(jù)不可隨意取舍；數(shù)據(jù)準確度、偏差大小與采用的分析方法有關(guān)。度、偏差大小與采用的分析方法有關(guān)。 2. 2. 實驗性強：實驗性強：強調(diào)動手能力、培養(yǎng)強調(diào)動手能力、培養(yǎng)實驗操作技能，提高分析解決實際問題實驗操作技能，提高分析解決實際問題的能力。的

4、能力。 3.3.綜合性強綜合性強：涉及化學(xué)、生物、電學(xué)、涉及化學(xué)、生物、電學(xué)、光學(xué)、計算機等光學(xué)、計算機等, ,體現(xiàn)能力與素質(zhì)。體現(xiàn)能力與素質(zhì)。 第6頁/共93頁2021-11-261.1.按分析任務(wù)分類按分析任務(wù)分類 (1) (1) 定性定性 含何種元素，何種官能團含何種元素，何種官能團 (2) (2) 定量定量 含量含量 (3) (3) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 形態(tài)分析形態(tài)分析, ,立體結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu), ,結(jié)構(gòu)與活性結(jié)構(gòu)與活性 2.按對象分類按對象分類 無機分析和有機分析無機分析和有機分析第7頁/共93頁2021-11-26化學(xué)分析：化學(xué)分析： 重量分析重量分析 容量分析（各種滴定分析）容量分析（各種滴定

5、分析）儀器分析：儀器分析： 電化學(xué)分析電化學(xué)分析 光學(xué)分析光學(xué)分析 色譜分析色譜分析 第8頁/共93頁分分析析化化學(xué)學(xué)化化學(xué)學(xué)分分析析儀儀器器分分析析酸堿滴定酸堿滴定配位滴定配位滴定氧化還原滴定氧化還原滴定沉淀滴定沉淀滴定電化學(xué)分析電化學(xué)分析光化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析色譜分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、電導(dǎo)、電位、電解、庫侖極譜、伏安庫侖極譜、伏安發(fā)射、吸收發(fā)射、吸收熒光、光度熒光、光度氣相、液相、超臨界氣相、液相、超臨界薄層、毛細管電泳薄層、毛細管電泳第9頁/共93頁2021-11-26 mC + nR CmRn 重量分析：用稱量方法求 生成物的重量W滴定分析：測R的

6、體積V 被測組分 試劑 X VW求組分C的含量生成物第10頁/共93頁2021-11-264.4.按所需試樣量分類按試樣量大小分按試樣量大小分：方法方法 固體試樣質(zhì)量固體試樣質(zhì)量( (mg) mg) 液體試樣體積液體試樣體積( (mL)mL)常量常量 100 10100 10半微量半微量 1010100 1100 11010微量微量 0.10.1 10 0.0110 0.01 1 1按待測組分含量分：按待測組分含量分： 常量組分常量組分(1%)(1%) 微量組分微量組分(0.01-1%)(0.01-1%) 痕量組分痕量組分(0.01%)(1%,化學(xué)法)符合實際 消解 微量組分妥善保存 灰化 (

7、儀器分析法)第17頁/共93頁2021-11-26五、數(shù)據(jù)處理及報告分析結(jié)果五、數(shù)據(jù)處理及報告分析結(jié)果 獲得測定數(shù)據(jù)后，要按一定方法計獲得測定數(shù)據(jù)后，要按一定方法計算試樣中待測組分的含量，算試樣中待測組分的含量，待測組分待測組分的含量的含量分析結(jié)果常用分析結(jié)果常用質(zhì)量分數(shù)質(zhì)量分數(shù)表示。表示。此外，此外，還應(yīng)對分析結(jié)果進行評價還應(yīng)對分析結(jié)果進行評價，判，判斷分析結(jié)果的可靠程度。斷分析結(jié)果的可靠程度。第18頁/共93頁2021-11-266 63 3 定量分析的誤差定量分析的誤差一、誤差的表示方法一、誤差的表示方法1. 1.準確度及誤差準確度及誤差 分析結(jié)果與真實值之差稱為分析結(jié)果與真實值之差稱為

8、。誤差越小，。誤差越小，分析結(jié)果越接近真實值，準確度越高。分析結(jié)果越接近真實值，準確度越高。 分析結(jié)果的分析結(jié)果的準確度準確度是指是指測定值測定值X X與真實值與真實值T T的的接近程度接近程度，兩者差值越小，則分析結(jié)果準確，兩者差值越小，則分析結(jié)果準確度越高，度越高，準確度的高低用誤差來衡量準確度的高低用誤差來衡量。第19頁/共93頁2021-11-26 誤差又可分為誤差又可分為絕對誤差絕對誤差和和相對誤差相對誤差兩種。絕對誤兩種。絕對誤差和相對誤差都有正值和負值差和相對誤差都有正值和負值, ,正值表示分析結(jié)果偏正值表示分析結(jié)果偏高，負值表示分析結(jié)果偏低。高，負值表示分析結(jié)果偏低。其表示方法

9、如下：其表示方法如下： TTXEr 絕對誤差絕對誤差E Ea a( (測定值測定值 X X 與真實值之差與真實值之差): ): E Ea a = X = X T T 相對誤差相對誤差( (絕對誤差在真實值中所占的比例絕對誤差在真實值中所占的比例): ):第20頁/共93頁2021-11-26 例例: :分析天平稱量兩物體的質(zhì)量各為分析天平稱量兩物體的質(zhì)量各為1.95911.9591g g和和0.1960 0.1960 g g，假定兩者的真實質(zhì)量分別為假定兩者的真實質(zhì)量分別為1.9592 1.9592 g g和和0.1961 0.1961 g g，則兩者的則兩者的絕對誤差絕對誤差分別為分別為 :

10、 : 兩兩 者者 的的 相相 對對 誤誤 差差 分分 別別 為為 0.0001 Er1 =1.9591= 0.005 % 0.0001 Er2 =0.1960= 0.05 % E Ea a1 1 = 1.9591= 1.95911.9592=-0.0001 g1.9592=-0.0001 g E Ea a2 2 = 0.1960 = 0.19600.1961=-0.0001 g0.1961=-0.0001 g第21頁/共93頁2021-11-26 同樣的絕對誤差，當被測定的量較大同樣的絕對誤差，當被測定的量較大時，相對誤差就比較小，測定的準確度也就時，相對誤差就比較小，測定的準確度也就比較高。

11、因此，用比較高。因此，用相對誤差來表示各種情況相對誤差來表示各種情況下測定結(jié)果的準確度更為確切。下測定結(jié)果的準確度更為確切。第22頁/共93頁2021-11-262、精密度與偏差、精密度與偏差 偏差偏差 可分為可分為 絕對偏差絕對偏差相對偏差相對偏差平均偏差平均偏差相對平均偏差相對平均偏差 1) 1)精密度精密度：平行測量的各測量值（實驗值）：平行測量的各測量值（實驗值）之間相互接近的程度。之間相互接近的程度。 各測量值之間越接近，精密度越高各測量值之間越接近，精密度越高。2) 2) 精密度的表示方法精密度的表示方法第23頁/共93頁2021-11-26 絕對偏差絕對偏差： 是個別測定值與算術(shù)

12、平均是個別測定值與算術(shù)平均值之差，也叫偏差。值之差，也叫偏差。 即即 xxdii i =1,2,3n相對偏差：相對偏差： 指絕對偏差在平均值中所指絕對偏差在平均值中所占的比例，常用百分率表示。占的比例，常用百分率表示。 xddir d di i 、d dr r用來表示各測定數(shù)據(jù)的精密度用來表示各測定數(shù)據(jù)的精密度. .第24頁/共93頁2021-11-26平均偏差（算術(shù)平均偏差）平均偏差（算術(shù)平均偏差）：為各次偏差：為各次偏差絕對值的平均值，用來表示一組數(shù)據(jù)的精密絕對值的平均值，用來表示一組數(shù)據(jù)的精密度度。nxxdnii/1 相對平均偏差：相對平均偏差： 是平均偏差在平均值中是平均偏差在平均值中

13、所占的比例，常用百分率表示。所占的比例，常用百分率表示。 xddr 第25頁/共93頁2021-11-262 2）標準偏差（均方根偏差）標準偏差（均方根偏差） 標準偏差的計算分兩種情況：標準偏差的計算分兩種情況： 當測定次數(shù)趨于無窮大時當測定次數(shù)趨于無窮大時 標準偏差標準偏差 ：nxnii 12)( 為無限多次測定為無限多次測定 的平均值的平均值( (總體平均值總體平均值) )； n 通常指大于30次的測定 xnlim當消除系統(tǒng)誤差時，當消除系統(tǒng)誤差時，即為真值。即為真值。第26頁/共93頁2021-11-26 有限測定次數(shù)有限測定次數(shù)（n20） 標準偏差標準偏差 ：1)(12 nxxSnii

14、 相對標準偏差相對標準偏差( (S Sr r) )： 是指標準偏差在平是指標準偏差在平均值中所占的比例，常用百分率表示均值中所占的比例，常用百分率表示 。xSCVSr %n-1稱為自由度，以 f 表示，表示獨立變化的偏差數(shù)目。 第27頁/共93頁2021-11-26 相差相差 對于一般只做兩次平行測定的實對于一般只做兩次平行測定的實驗，可用相差表示精密度驗，可用相差表示精密度 12xx 相差相差xxx12 相對相差相對相差第28頁/共93頁2021-11-26（4 4）極差：）極差： 極差是一組數(shù)據(jù)中最大與最小極差是一組數(shù)據(jù)中最大與最小值之差：值之差： R=xmax xmin 極差越大，表明數(shù)

15、據(jù)間分散程度越大，極差越大，表明數(shù)據(jù)間分散程度越大，精密度越低。對要求不高的測定，極差也精密度越低。對要求不高的測定，極差也可反映出一組平行測定數(shù)據(jù)的精密度?？煞从吵鲆唤M平行測定數(shù)據(jù)的精密度。第29頁/共93頁2021-11-26用標準偏差比用平均偏差更科學(xué)更準確用標準偏差比用平均偏差更科學(xué)更準確例: : 兩組數(shù)據(jù) 1 xx： 0.11, -0.73, 0.24, 0.51, -0.14, 0.00, 0.30, -0.21, n=8 d1=0.28 1=0.38 2xx：0.18， 0.26，-0.25，-0.37， 0.32 ， -0.28， 0.31， -0.27 n=8 d2=0.28

16、 2=0.29第30頁/共93頁2021-11-263.準確度與精密度的關(guān)系第31頁/共93頁2021-11-26乙：數(shù)據(jù)集中，精密度高而準確度低，存在系統(tǒng)誤差。 丙：數(shù)據(jù)分散, , 精密度和準確度均不高, , 結(jié)果自然不可靠 丁：所測結(jié)果的精密度非常差，盡管由于較大的正、負誤差恰好相互抵消而使平均值接近真實值，但并不能說明其測定的準確度高，顯然只是偶然的巧合，并不可靠。 甲： 數(shù)據(jù)集中，精密度和準確度都高，結(jié)果可靠。 第32頁/共93頁2021-11-26 由圖可見，由圖可見，精密度是保證準確度的先精密度是保證準確度的先決條件決條件，但精密度高不一定準確度高。兩，但精密度高不一定準確度高。兩

17、者的差別主要是由于系統(tǒng)誤差的存在。者的差別主要是由于系統(tǒng)誤差的存在。 (1). 準確度高，要求精密度一定高 但精密度高，準確度不一定高(2). 準確度反映了測量結(jié)果的正確性 精密度反映了測量結(jié)果的重現(xiàn)性第33頁/共93頁2021-11-26二、誤差來源及減免方法系統(tǒng)誤差誤差分類 隨機誤差(或稱偶然誤差) 方法誤差 儀器和試劑誤差 操作誤差 第34頁/共93頁2021-11-26( (一一) )系統(tǒng)誤差（可測誤差）系統(tǒng)誤差（可測誤差） 由某種確定的原因引起由某種確定的原因引起的，有固定的方向和大小，的，有固定的方向和大小，重復(fù)測定，重復(fù)出現(xiàn)。重復(fù)測定，重復(fù)出現(xiàn)。 根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因，根據(jù)誤差產(chǎn)生

18、的原因，可將誤差分為可將誤差分為系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差和和偶偶然誤差然誤差兩類。兩類。第35頁/共93頁2021-11-261. 1.特點：特點： （1 1）對分析結(jié)果的影響比較）對分析結(jié)果的影響比較恒定恒定單向性單向性 （2 2）在同一條件下，重復(fù)測）在同一條件下，重復(fù)測定，定， 重復(fù)出現(xiàn)重復(fù)出現(xiàn)重復(fù)性重復(fù)性 （3 3）影響準確度，不影響精）影響準確度，不影響精密度；密度； （4 4）可以消除）可以消除可測性可測性 第36頁/共93頁2021-11-262 2產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因（1 1）方法誤差）方法誤差選擇方法的缺陷或不夠完善。選擇方法的缺陷或不夠完善。 例：重量分析中沉淀的溶解損失例：重量分

19、析中沉淀的溶解損失; ; 滴定分析中指示滴定分析中指示劑選擇不當劑選擇不當（2 2）儀器和試劑誤差）儀器和試劑誤差儀器本身的缺陷及所用試儀器本身的缺陷及所用試劑純度不夠。劑純度不夠。 例：天平兩臂不等，砝碼未校正；滴定管，容量瓶例：天平兩臂不等，砝碼未校正；滴定管，容量瓶未校正；去離子水不合格；試劑純度不夠。未校正；去離子水不合格；試劑純度不夠。 （3 3）操作誤差）操作誤差正常分析測定過程中，由操作人正常分析測定過程中，由操作人 員習(xí)慣或主觀因素造成。員習(xí)慣或主觀因素造成。 例：對指示劑顏色辨別不準；滴定管讀數(shù)不準。例：對指示劑顏色辨別不準；滴定管讀數(shù)不準。第37頁/共93頁2021-11-

20、26（二） 偶然誤差（隨機誤差） 偶然誤差由偶然原因原因引起，它的出現(xiàn)無法偶然誤差由偶然原因原因引起，它的出現(xiàn)無法控制，大小正負不定。但符合統(tǒng)計規(guī)律：大偶然誤控制，大小正負不定。但符合統(tǒng)計規(guī)律：大偶然誤差出現(xiàn)的概率小，小偶然誤差出現(xiàn)的概率大，絕對差出現(xiàn)的概率小，小偶然誤差出現(xiàn)的概率大，絕對值相同的正負偶然誤差出現(xiàn)的概率大體相等。值相同的正負偶然誤差出現(xiàn)的概率大體相等。偶然誤差和系統(tǒng)誤差常相伴出現(xiàn)，不能截然分開。偶然誤差和系統(tǒng)誤差常相伴出現(xiàn)，不能截然分開。 產(chǎn)生原因：隨機變化因素隨機變化因素 （環(huán)境溫度、濕度和氣壓的微小波動）特點 ：(1) (1) 雙向性雙向性 (2) (2) 不可測性不可測性

21、減免方法：增加平行測定次數(shù)增加平行測定次數(shù)第38頁/共93頁2021-11-26*隨機誤差的規(guī)律性對稱性：大小相近的正、負誤差出現(xiàn)的概率相等。單峰性：小誤差比大誤差出現(xiàn)的頻率較高，很大誤差出現(xiàn)的概率近于零。抵償性：無限多次測定結(jié)果誤差的算術(shù)平均值趨于零。第39頁/共93頁2021-11-26過失過失( (mistake)mistake) 由粗心大意或違反操作規(guī)程引起，如指示劑的選擇錯誤、溶液濺失、沉淀穿濾、讀數(shù)記錯等，可以避免。 重 做 !1、用統(tǒng)計方法檢查該次測定值是否由過失引起；2、把該次測定結(jié)果棄去。第40頁/共93頁2021-11-26( (三三) ) 誤差的減免誤差的減免 (1)(1

22、)對照試驗對照試驗 即用已知含量的即用已知含量的標準試樣標準試樣（或配制（或配制的試樣）按所選用的測定方法進行多次測定，將的試樣）按所選用的測定方法進行多次測定，將測定值與標準值比較，找出測定值與標準值比較，找出校正系數(shù)校正系數(shù)，進而校正，進而校正試樣的分析結(jié)果；或選用公認的試樣的分析結(jié)果；或選用公認的標準方法標準方法與所采與所采用的方法進行比較。用的方法進行比較。對照試驗是檢查分析過程中對照試驗是檢查分析過程中有無系統(tǒng)誤差的最有效的方法有無系統(tǒng)誤差的最有效的方法。消除系統(tǒng)誤差的方法消除系統(tǒng)誤差的方法第41頁/共93頁2021-11-26 (2) (2)空白試驗空白試驗 由于試劑中含有干擾雜質(zhì)

23、或溶由于試劑中含有干擾雜質(zhì)或溶液對器皿的侵蝕等所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差可作空液對器皿的侵蝕等所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差可作空白試驗來消除。白試驗來消除。 空白試驗是在不加待測試樣的情況下，用空白試驗是在不加待測試樣的情況下，用分析試樣完全相同的方法及條件進行平行測分析試樣完全相同的方法及條件進行平行測定，所得結(jié)果稱為定，所得結(jié)果稱為空白值空白值。從試樣分析結(jié)果。從試樣分析結(jié)果中扣除空白值，就可得到比較可靠的分析結(jié)中扣除空白值，就可得到比較可靠的分析結(jié)果。果?？瞻字狄话悴粦?yīng)過大空白值一般不應(yīng)過大，特別在微量組分，特別在微量組分分析時，如果空白值太大，應(yīng)提純試劑和改分析時，如果空白值太大，應(yīng)提純試劑和改用其它適當器

24、皿。用其它適當器皿。第42頁/共93頁2021-11-26 (3)(3)校準儀器校準儀器 儀器不準確引起的系統(tǒng)儀器不準確引起的系統(tǒng)誤差可以通過儀器校正來減小。在準誤差可以通過儀器校正來減小。在準確度要求高的分析中，天平、砝碼、確度要求高的分析中，天平、砝碼、移液管等應(yīng)預(yù)先校正，以符合測量精移液管等應(yīng)預(yù)先校正，以符合測量精度的要求。度的要求。第43頁/共93頁2021-11-26則試樣稱量的最低量為：則試樣稱量的最低量為：)( 2 . 0%1 . 00002. 0%1 . 0gEEmmEEraar 若稱量的若稱量的%1 . 0 rEgEa0002. 0 此外，還要減少測量誤差此外，還要減少測量誤

25、差第44頁/共93頁2021-11-26同理，若同理，若滴定管讀數(shù)誤差滴定管讀數(shù)誤差%1 . 0 rEmLEa02. 0 則滴定時所消耗滴定劑的總體積最低量為：則滴定時所消耗滴定劑的總體積最低量為：mLEEVVEEraar20%1 . 002. 0%1 . 0 通?？刂仆ǔ？刂?V V = 2030mL= 2030mL第45頁/共93頁2021-11-26 系統(tǒng)誤差的減免： (1) (1) 方法誤差 采用標準方法, ,對照實驗。 (2) (2) 試劑誤差 做空白實驗。 (3) (3) 儀器誤差 校正儀器。 隨機誤差的減免增加平行測定的次數(shù)總結(jié)：總結(jié)：第46頁/共93頁2021-11-26思考題

26、：1、偶然誤差是否偶然存在？根據(jù)它出現(xiàn)的統(tǒng)計規(guī)律，應(yīng)該用什么方法來減免？2、用增加平行測定的次數(shù)可以減小系統(tǒng)誤差嗎？3、系統(tǒng)誤差和偶然誤差在起因及出現(xiàn)規(guī)律方面，有什么不同？答：偶然誤差必然存在，可多做幾次平行測定，用以抵消。答：不可以。答：系統(tǒng)誤差是由確定原因引起的，可重復(fù)出現(xiàn)，偶然誤差是由不確定原因引起的，遵循一定的統(tǒng)計規(guī)律。第47頁/共93頁2021-11-26判斷題1. 精密度高，準確度一定高。 2. 增加平行測定的次數(shù)，可以消除偶然誤差。 3. 定量分析工作要求測定結(jié)果的誤差在允許的誤差范圍內(nèi)。錯錯對對對對第48頁/共93頁2021-11-26一、一、 有效數(shù)字及運算規(guī)則有效數(shù)字及運算

27、規(guī)則 1 1）實驗過程中常遇到兩類數(shù)字：）實驗過程中常遇到兩類數(shù)字： （1 1）數(shù)目）數(shù)目：如測定次數(shù)；倍數(shù)；系數(shù)；分數(shù)：如測定次數(shù)；倍數(shù)；系數(shù)；分數(shù) （2 2）測量值或計算值）測量值或計算值。數(shù)據(jù)的位數(shù)與測定準。數(shù)據(jù)的位數(shù)與測定準確度有關(guān)。確度有關(guān)。 6 64 4 有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理定義：分析測定中實際能測量到的數(shù)字。包括定義：分析測定中實際能測量到的數(shù)字。包括全部可靠數(shù)字及該數(shù)據(jù)最后一位不確定數(shù)字。全部可靠數(shù)字及該數(shù)據(jù)最后一位不確定數(shù)字。1. 1.有效數(shù)字有效數(shù)字第49頁/共93頁2021-11-26 記錄的數(shù)字不僅表示數(shù)量的大小，而且記錄的數(shù)字不僅表示數(shù)量的大小，而且正

28、確地反映測量的精確程度正確地反映測量的精確程度。例如：。例如： 結(jié)果結(jié)果 絕對誤差絕對誤差 相對誤差相對誤差 有效數(shù)字位數(shù)有效數(shù)字位數(shù) 0.51800 0.51800 0.00001 0.00001 0.002% 50.002% 5 0.5180 0.5180 0.0001 0.0001 0.02% 40.02% 4 0.518 0.518 0.001 0.001 0.2% 30.2% 3有效數(shù)字位數(shù)的確定有效數(shù)字位數(shù)的確定（1 1）所有非零數(shù)字均為有效數(shù)字）所有非零數(shù)字均為有效數(shù)字第50頁/共93頁2021-11-26（2 2）數(shù)據(jù)中零的作用）數(shù)據(jù)中零的作用數(shù)字零在數(shù)據(jù)中具有數(shù)字零在數(shù)據(jù)中具

29、有： （1 1）作普通數(shù)字（或表示精度）用，為有效數(shù)字）作普通數(shù)字（或表示精度）用，為有效數(shù)字 如如 0.5180 0.5180為為4 4位有效數(shù)字位有效數(shù)字 （2 2）作定位用為無效數(shù)字。）作定位用為無效數(shù)字。 如如 0.0518 0.0518為為3 3位有效數(shù)字，可寫成位有效數(shù)字，可寫成5.185.18 10102 2（3 3）改變單位，有效數(shù)字的位數(shù)不改變。）改變單位，有效數(shù)字的位數(shù)不改變。如：如： 24.01 24.01mL 2.401mL 2.401 10102 2 L L（4 4）自然數(shù)、常數(shù)可看成具有無限多位數(shù)）自然數(shù)、常數(shù)可看成具有無限多位數(shù)( (如倍數(shù)如倍數(shù)關(guān)系、分數(shù)關(guān)系、關(guān)

30、系、分數(shù)關(guān)系、e e 、）。第51頁/共93頁2021-11-26 （6 6）對于對于pHpH、lgKlgK等對數(shù)值，其有效數(shù)字取等對數(shù)值，其有效數(shù)字取決于小數(shù)部分（尾數(shù)）數(shù)字的位數(shù)決于小數(shù)部分（尾數(shù)）數(shù)字的位數(shù)，因整數(shù)，因整數(shù)部分（首數(shù)）說明相應(yīng)真數(shù)部分（首數(shù)）說明相應(yīng)真數(shù)1010的方次。例如的方次。例如 pH=12.68pH=12.68即即c c(H(H+ +)=2.1)=2.11010-13 -13 mol/Lmol/L，其有其有效數(shù)字的位數(shù)為效數(shù)字的位數(shù)為2 2位，不是四位。位，不是四位。（5 5）數(shù)字后的）數(shù)字后的0 0含義不清楚時含義不清楚時, , 最好用指數(shù)最好用指數(shù)形式表示形式

31、表示: 1000 ( 1.0: 1000 ( 1.010103 3 ，1.001.0010103 3 1.000 1.000 10103 3 ) )第52頁/共93頁2021-11-26m 分析天平(稱至0.1mg):12.8218g , 0.2338g , 0.0500g 千分之一天平(稱至0.001g): 0.234g 1%天平(稱至0.01g): 4.03g, 0.23g 臺秤(稱至0.1g): 4.0g, 0.2gV 滴定管(量至0.01mL):26.32mL, 3.97mL 容量瓶: 100.0mL, 250.0mL 移液管: 25.00mL; 量筒(量至1mL或0.1mL): 25

32、mL(2), 4.0mL(2)(6)(4)(3)(3)(3)(2)(2)(1)(4)(3)(4)(4)(4)第53頁/共93頁2021-11-262.2.有效數(shù)字運算規(guī)則有效數(shù)字運算規(guī)則 在數(shù)據(jù)中，保留的有效數(shù)字中只能有在數(shù)據(jù)中，保留的有效數(shù)字中只能有一位是未定數(shù)字。多余的數(shù)字（尾數(shù)）一一位是未定數(shù)字。多余的數(shù)字（尾數(shù)）一律應(yīng)舍棄。律應(yīng)舍棄。 舍棄的方法按舍棄的方法按四舍六入五成雙四舍六入五成雙的原的原則進行。則進行。第54頁/共93頁2021-11-26四舍六入五成雙四舍六入五成雙例如例如, , 要修約為四位有效數(shù)字時要修約為四位有效數(shù)字時: :尾數(shù)尾數(shù)44時舍時舍, 0.52664 - 0

33、.5266, 0.52664 - 0.5266尾數(shù)尾數(shù)66時入時入, 0.36266 - 0.3627, 0.36266 - 0.3627尾數(shù)尾數(shù)5 5時時, , 若若5 5后面數(shù)為后面數(shù)為0 0或無其他或無其他 數(shù)字數(shù)字, , 舍舍5 5成雙成雙: :10.2350-10.24, 250.650-250.610.2350-10.24, 250.650-250.6若若5 5后面還有不是后面還有不是0 0的任何數(shù)皆入的任何數(shù)皆入: : 18.0850001-18.0918.0850001-18.09第55頁/共93頁2021-11-26例 將下列數(shù)字修約為4位有效數(shù)字。 3.1124 3.112

34、6 3.1115 3.1125 3.112513.112另外，“0”以偶數(shù)論。如：3.11053.1133.1123.1123.1133.110例 將5.5491修約為2位有效數(shù)字。 修約為5.5。 修約為5.5495.55 5.6第56頁/共93頁2021-11-261 1）加減運算）加減運算 0.012125.641.05726.709126.71 結(jié)果的位數(shù)取決于絕對誤差最大的數(shù)據(jù)的位數(shù)，結(jié)果的位數(shù)取決于絕對誤差最大的數(shù)據(jù)的位數(shù)，即以即以小數(shù)點后位數(shù)最少小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)。的數(shù)據(jù)為依據(jù)。 例：例： 0.0 0.0121 121 絕對誤差：絕對誤差：0.00010.0001 25

35、.6 25.64 4 0.01 0.01 1.0 1.057 57 0.001 0.001 26.7 26.7091 091 0.00010.0001第57頁/共93頁2021-11-262 2） 乘除運算乘除運算 結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)取決于相對誤差最大結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)取決于相對誤差最大的數(shù)據(jù)的位數(shù)，即以有效數(shù)字的數(shù)據(jù)的位數(shù)，即以有效數(shù)字位數(shù)最少位數(shù)最少的數(shù)的數(shù)據(jù)為依據(jù)據(jù)為依據(jù)。 例例：(0.0325 (0.0325 5.103 5.103 60.06)/ 139.8 = 0.0712 60.06)/ 139.8 = 0.0712 0.0325 0.0325 0.0001/0.0325 0.0

36、001/0.0325 100%= 100%=0.3% 0.3% 5.103 5.103 0.001 /5.103 0.001 /5.103 100%= 100%=0.02% 0.02% 60.06 60.06 0.01 /60.06 0.01 /60.06 100%= 100%=0.02%0.02% 139.8 139.8 0.1 /139.8 0.1 /139.8 100% = 100% =0.07%0.07%第58頁/共93頁2021-11-26運算中還應(yīng)注意： 對計算經(jīng)常會遇到的分數(shù)、倍數(shù)、常數(shù)（如R、2.303等），其有效數(shù)字位數(shù)可認為無限制，即在計算過程中不能根據(jù)它們來確定計算結(jié)果的

37、有效數(shù)字的位數(shù)。 對數(shù)尾數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與真數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相同，在有關(guān)對數(shù)和反對數(shù)的運算中應(yīng)加以注意。 例如： lg339=2.530,而不應(yīng)是2.53。第59頁/共93頁2021-11-26 在重量分析和滴定分析中，一般要求有四位有效數(shù)字；對相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量等的取值應(yīng)與題意相符；各種分析方法測量的數(shù)據(jù)不足四位有效數(shù)字時，應(yīng)按最少的有效數(shù)字位數(shù)保留。 表示偏差和誤差時，通常取12位有效數(shù)字即可。 有關(guān)化學(xué)平衡的計算（如平衡時某離子的濃度等），一般保留二或三位有效數(shù)字。第60頁/共93頁2021-11-26判斷題： 1.精密度高，準確度一定高。精密度高，準確度一定高。 2.在分析測

38、定中，偶然誤差的特點是大小誤在分析測定中，偶然誤差的特點是大小誤差、正負誤差出現(xiàn)的概率相等。差、正負誤差出現(xiàn)的概率相等。 3.滴定分析的相對誤差一般可達滴定分析的相對誤差一般可達0.1%左右，左右，使用使用50ml滴定管滴定時，所耗溶液的體積滴定管滴定時，所耗溶液的體積應(yīng)控制在應(yīng)控制在20ml以上。以上。 4. 用分光光度法測定某藥物中主成分的含量，用分光光度法測定某藥物中主成分的含量，稱取此藥物稱取此藥物0.0250g進行分析，最后計算其進行分析，最后計算其主成分的百分含量為主成分的百分含量為96.24。 5.定量分析要求越準確越好，故記錄測量值定量分析要求越準確越好，故記錄測量值的有效數(shù)字

39、位數(shù)越多越好。的有效數(shù)字位數(shù)越多越好。()()()()()第61頁/共93頁2021-11-26 2008年農(nóng)學(xué)門類考研試題: 由計數(shù)器計算(6.6268.3145) (9.110.1000)的結(jié)果為60.474069,按有效數(shù)字運算規(guī)則 ,其結(jié)果應(yīng)表示為 A. 60 B. 60.5 C. 60.47 D. 60.474 第62頁/共93頁2021-11-26一、滴定分析基本概念與方法 二、滴定分析的要求與滴定方式三、標準溶液與基準物質(zhì) 四、滴定分析的計算第63頁/共93頁2021-11-26主要用于常量組分分析，不適于痕量組分的測定；所用儀器簡單，操作簡便、快捷；分析結(jié)果的準確度高（一般相對

40、誤差在0.1% 左右）。 滴定分析法又稱容量分析法，是用滴定的方式測定物質(zhì)含量的一種分析方法，適用于多種化學(xué)反應(yīng)類型的測定。 特點：第64頁/共93頁一、滴定分析基本概念一、滴定分析基本概念 1.1.滴定分析法滴定分析法 2.2.標準溶液：如標準溶液：如 0.1000 0.1000mol/L HClmol/L HCl 3.3.滴定滴定 4.4.化學(xué)計量點（等量點）化學(xué)計量點（等量點） 5.5.指示劑指示劑 6.6.滴定終點滴定終點 7.7.終點誤差終點誤差第65頁/共93頁滴定分析分類滴定分析分類按化學(xué)反應(yīng)類型分類按化學(xué)反應(yīng)類型分類1. 1.酸堿滴定法酸堿滴定法: :2.2.配位滴定法（絡(luò)合滴

41、定法）配位滴定法（絡(luò)合滴定法）: :3.3.沉淀滴定法沉淀滴定法: :4.4.氧化還原滴定法：氧化還原滴定法：第66頁/共93頁二、二、 滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求與滴定方滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求與滴定方式式1. 1.反應(yīng)定量完成且無副反應(yīng)；反應(yīng)定量完成且無副反應(yīng)；2.2.反應(yīng)完全（反應(yīng)完全（KMY大；大；Ksp 小，滿足滴定要小，滿足滴定要求）求） ；3. 3. 反應(yīng)速度快；反應(yīng)速度快； 4.4.有比較簡便的方法確定反應(yīng)終點。有比較簡便的方法確定反應(yīng)終點。1、滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求、滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求第67頁/共93頁2021-11-26 （2 2）返滴定）返滴定 在滴定反應(yīng)速率較慢或

42、者沒有合適的指示劑以及待測物質(zhì)是固體需要溶解時，常采用返滴定方式。2 2、 滴定分析的方式滴定分析的方式（1 1）直接滴定）直接滴定 凡能滿足上述要求的化學(xué)反應(yīng)都可以用滴定劑直接滴定待測物質(zhì) ，稱為直接滴定。 例NaOHHCl,NaOHHAc,K2Cr2O7Fe2+第68頁/共93頁2021-11-26待測物質(zhì)準確加標準溶液1(過量)+剩余的標準溶液1另一種標準溶液2最后根據(jù)反應(yīng)中所消耗的兩種標準溶液的物質(zhì)的量，求出待測物質(zhì)的含量。第69頁/共93頁2021-11-26 如固體CaCO3不溶于水，先加入一定量的過量HCl標準溶液，再用NaOH標準溶液回滴剩余的HCl。CaCO3+ HCl過量C

43、aCl2+ CO2+ H2O+ HCl剩余HCl剩余+ NaOH NaCl+ H2O1 122331()(CaCO )2(CaCO )scVc V Mwm第70頁/共93頁2021-11-26 當某些物質(zhì)不能與滴定劑直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或者不一定按反應(yīng)式進行，或者伴有副反應(yīng)發(fā)生時，可采用間接滴定方式。即先加入適當?shù)脑噭┡c待測物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其定量地轉(zhuǎn)化為另外一種能被直接滴定的物質(zhì)，從而達到間接測定的目的。(3)(3)間接滴定法間接滴定法 如高錳酸鉀間接滴定法測鈣等。第71頁/共93頁2021-11-26標準溶液另一種物質(zhì)待測物質(zhì)標準溶液+KMnO4Ca2+C2O42如高錳酸鉀間接滴定法測鈣：

44、第72頁/共93頁2021-11-26以已知準確濃度的標準KMnO4溶液滴定C2O42，MnO4可以與C2O42迅速反應(yīng)并反應(yīng)完全： 2MnO4+5C2O42+16H+2Mn2+10CO2+8H2O終點：淡紫紅(過量的MnO4顯色,自身指示劑)待測物Ca2+中加C2O42 Ca2+C2O42 CaC2O4過濾、洗滌，除雜質(zhì)，+H2SO4 CaC2O4 Ca2+C2O42 n(Ca2+): n( C2O42)= 1:1第73頁/共93頁三、三、 標準溶液和基準物質(zhì)標準溶液和基準物質(zhì)1.1.基準物質(zhì)：基準物質(zhì)：能夠直接配制標準溶液的物質(zhì)能夠直接配制標準溶液的物質(zhì)基準物應(yīng)具備的條件：基準物應(yīng)具備的條

45、件： 1. 1.必須具有足夠的純度；必須具有足夠的純度； 2. 2.組成與化學(xué)式完全相同；組成與化學(xué)式完全相同； 3. 3.穩(wěn)定；且無副反應(yīng)發(fā)生。穩(wěn)定；且無副反應(yīng)發(fā)生。 4. 4.具有較大的摩爾質(zhì)量（可降低稱量誤差）；具有較大的摩爾質(zhì)量（可降低稱量誤差）；常用的基準物有：常用的基準物有：K K2 2CrCr2 2OO7 7; Na; Na2 2C C2 2OO4 4; H; H2 2C C2 2O O4 42H2H2 2O O； NaNa2 2B B4 4OO7 7 10H10H2 2OO；CaCOCaCO3 3；NaClNaCl；NaNa2 2COCO3 3第74頁/共93頁2021-11-

46、26基準物質(zhì)名稱基準物質(zhì)名稱(分子式分子式)干燥條件干燥條件及保存及保存標定對象標定對象碳酸鈉碳酸鈉 Na2CO3270300 ；干燥器；干燥器酸酸硼砂硼砂 Na2B4O710H2O室溫；存室溫；存NaCl和蔗糖飽和溶和蔗糖飽和溶液的干燥器液的干燥器酸酸鄰苯二甲酸氫鉀鄰苯二甲酸氫鉀KHC8H4O4110120 ；干燥器；干燥器堿堿二水合草酸二水合草酸H2C2O4 2H2O室溫空氣干燥室溫空氣干燥堿堿KMnO4重鉻酸鉀重鉻酸鉀K2Cr2O7140150 ，硫酸干燥器，硫酸干燥器還原劑還原劑草酸鈉草酸鈉Na2C2O4130 ，硫酸干燥器，硫酸干燥器氧化劑氧化劑金屬銅金屬銅Cu酸洗后室溫存硫酸干燥器

47、酸洗后室溫存硫酸干燥器還原劑還原劑金屬鋅金屬鋅Zn酸洗后室溫存硫酸干燥器酸洗后室溫存硫酸干燥器EDTANaCl500650 ；硫酸干燥器；硫酸干燥器AgNO3常用基準物質(zhì)常用基準物質(zhì)第75頁/共93頁 準確稱取一定質(zhì)量的物質(zhì)于燒杯準確稱取一定質(zhì)量的物質(zhì)于燒杯中，加適量水溶解后，定量移入容量中，加適量水溶解后，定量移入容量瓶，用水稀至刻度，然后根據(jù)稱取物瓶，用水稀至刻度，然后根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可算出該質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可算出該標準溶液的準確濃度。標準溶液的準確濃度。 AAAAnmcVM V2. 標準溶液的配制方法第76頁/共93頁 配制溶液配制溶液 配制成近似所需濃度的溶液

48、。配制成近似所需濃度的溶液。 標定標定 用基準物或另一種已知濃度的標準溶用基準物或另一種已知濃度的標準溶液來滴定。液來滴定。確定濃度確定濃度 由基準物質(zhì)量由基準物質(zhì)量( (或體積、濃度），或體積、濃度），計算確定之。計算確定之。（2 2）間接配制（標定法）間接配制（標定法）配制步驟：配制步驟：第77頁/共93頁3 3、標準溶液濃度表示法、標準溶液濃度表示法 單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量 c(B)c(B) = = n n (B)/ (B)/ V V 單位單位 mol / lmol / l應(yīng)指明基本單元：原子、分子、離子、電子等。應(yīng)指明基本單元：原子、分子、離子

49、、電子等。(2).(2).滴定度滴定度 每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量 表示法：表示法：T T待測物待測物/ /滴定劑滴定劑 單單 位：位：g/mlg/ml（1 1）物質(zhì)的量濃度與基本單元）物質(zhì)的量濃度與基本單元 第78頁/共93頁2021-11-26(1). 物質(zhì)量的濃度物質(zhì)量的濃度:單位體積溶液所含物質(zhì)的量)/()/()(LmmolLmolVMmVnCmmolmolMmnBBBBBBBBB或或應(yīng)指明應(yīng)指明基本單元基本單元：原子、分子、離子、電子等。：原子、分子、離子、電子等。n（KMnO4）=1/5n（ 1/5KMnO4）=2n（2 KMnO4） M（

50、 KMnO4）=5M （ 1/5KMnO4）=1/2M （2 KMnO4）第79頁/共93頁2021-11-26TB/A指每毫升滴定劑（A）溶液相當于待測物（B）的質(zhì)量100010001000/BAABAABAABBABABMCabVMnabVMnabVMnVmTdDcCbBaA1000/BAMTbaCAB第80頁/共93頁例1： 用用0.02718mol/L的高錳酸鉀標準溶液測定鐵含的高錳酸鉀標準溶液測定鐵含量，其濃度用滴定度表示為：量，其濃度用滴定度表示為：T Fe/KMnO4 = 5c(KMnO4) M(Fe)/1000=0.007589g/mL 即即 ： 表 示表 示 1 m L K

51、M n O4標 準 溶 液 相 當 于標 準 溶 液 相 當 于0.0075890.007589克鐵。測定時，根據(jù)滴定所消耗的標準溶克鐵。測定時，根據(jù)滴定所消耗的標準溶液體積可方便快速確定試樣中鐵的含量液體積可方便快速確定試樣中鐵的含量： m Fe = T Fe / KMnO4 V KMnO4 第81頁/共93頁2021-11-26例例2：若：若TNa2CO3/HCl = 0.005300 g/mL ，試計算試計算HCl標準溶液物質(zhì)量的濃度。標準溶液物質(zhì)量的濃度。解：232CONaHClnn)/(1000. 00 .1061000005300. 02100032LmolMTatCAHClCON

52、aHCl第82頁/共93頁2021-11-26 計算配制一定濃度溶液所需固體試劑的量1000AAaaMmC V 294.20.020005002.942( )10001000AAaaMmC Vg 用容量瓶配制0.2000mol/L重鉻酸鉀標準溶液500mL，需稱取固體重鉻酸鉀多少克？ 溶溶液液配配制制 227294.2K Cr OM 第83頁/共93頁2021-11-26估算基準物質(zhì)或待測物的質(zhì)量1000AATTMamC Vt 標定NaOH溶液時，希望滴定時消耗NaOH （0.10mol/L）滴定液2025mL，問應(yīng)稱取鄰苯 二甲酸氫鉀基準物質(zhì)多少克？ 解：100010.10 20 20411

53、0000.41( )10.10 25 204110000.51( )AATTAMamC Vtgmg 標標定定 第84頁/共93頁2021-11-26/1000%100%100%ATTTT AMaC VtASV TAS待測物質(zhì)百分含量（質(zhì)量分數(shù)）的計算 用鹽酸標準溶液（0.1000mol/L）滴定碳酸鈉試樣，稱取0.1986g，滴定時消耗37.31mL標準溶液。碳酸鈉試樣的百分含量為多少？1000%100%1106.00.1000 37.3121000100%99.57%0.1986ATTMaC VtAS 測測定定結(jié)結(jié)果果的的計計算算 第85頁/共93頁六、滴定分析中的計算六、滴定分析中的計算被測物與滴定劑之間物質(zhì)的量的關(guān)系：被測物與滴定劑之間物質(zhì)的量的關(guān)系：1. 1.直接滴定（涉及一個反應(yīng)）直接滴定（涉及一個反應(yīng)） 滴定劑與被測物之間的反應(yīng)式為：滴定劑與被測物之間的反應(yīng)式為： a a A + A + b b B = B = c c C + C + d d D D 當?shù)味ǖ交瘜W(xué)計量點時，當?shù)味ǖ交瘜W(xué)計量點時，a a 摩爾摩爾 A A 與與 b b 摩摩爾爾 B B 作用完全：作用完全： 則：則： n(A)n(A) / / n(B) n(B) = a / b = a / b ， n n(A)(A) =