定量分析化學(xué)基礎(chǔ)

1、第五章定量分析化學(xué)基礎(chǔ)【知識(shí)導(dǎo)航】本章知識(shí)是定量分析方法的重要基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)習(xí)定量分析的一般程序、分析數(shù)據(jù)的處理方法、天平的稱量方法和滴定分析基礎(chǔ)知識(shí)，加深對(duì)化學(xué)分析基礎(chǔ)理論的理解，建立準(zhǔn)確的“量”的概念，為后續(xù)章節(jié)學(xué)習(xí)各種滴定分析法和操作技能打下基礎(chǔ)，同時(shí)有利于學(xué)習(xí)專業(yè)課程如藥物分析、藥物化學(xué)?！局仉y點(diǎn)】1、誤差表示的方法(1) 準(zhǔn)確度與誤差準(zhǔn)確度是指分析結(jié)果與真實(shí)值接近的程度。準(zhǔn)確度的高低通常用誤差表示，誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。a.絕對(duì)誤差(E)=測(cè)量值(X)真實(shí)值(卩)b.相對(duì)誤差(RE)=絕對(duì)誤差(E真實(shí)值住)xlOO%2)精密度與偏差精密度是指在相同條件下對(duì)同一試樣多次測(cè)定，各測(cè)定

2、結(jié)果相互接近的程度。精密度的高低常用偏差表示。a. 絕對(duì)偏差(d)表示各單個(gè)測(cè)量值()與平均值(X)之差。d=X.Xd值有正、有負(fù)。ib. 平均偏差(d)表示各單個(gè)偏差絕對(duì)值的平均值。E|x-Xid=1n式中n表示測(cè)量次數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，平均偏差均為正值。c相對(duì)平均偏差(Rd)表示平均偏差占測(cè)量平均值的百分率。dx100%Rd=Xd.標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)S=e.相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）表示標(biāo)準(zhǔn)偏差占測(cè)量平均值的百分率。SRSD=x100%X2、有效數(shù)字的應(yīng)用（1）有效數(shù)字是指在分析工作中能測(cè)量到的具有實(shí)際意義的數(shù)字，其位數(shù)包括所有的準(zhǔn)確數(shù)字和最后一位可疑數(shù)字。（2）有效數(shù)字的記錄與處理規(guī)則a. 記錄規(guī)則只

3、保留一位可疑數(shù)字例如：分析天平（稱至O.lmg）：15.6478g（6位有效數(shù)字），0.2640g（4位有效數(shù)字），0.0500g（3位有效數(shù)字）千分之一天平（稱至0.001g）：0.234g（3位有效數(shù)字）1%天平（稱至0.01g）：4.03g（3位有效數(shù)字），0.23g（2位有效數(shù)字）臺(tái)秤（稱至0.1g）：4.0g（2位有效數(shù)字），0.2g（1位有效數(shù)字）滴定管（量至0.01mL）：26.32mL（4位有效數(shù)字），3.97mL（3位有效數(shù)字）容量瓶：100.0mL（4位有效數(shù)字），250.0mL（4位有效數(shù)字）移液管：25.00mL（4位有效數(shù)字）;量筒（量至1mL或0.1mL）：25mL

4、（2位有效數(shù)字），4.0mL（2位有效數(shù)字）b. 修約規(guī)則四舍六入五成雙只允許對(duì)原測(cè)量值一次修約至所需位數(shù)，不能分次修約。c. 運(yùn)算規(guī)則數(shù)值相加減時(shí)，結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)應(yīng)與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少者相同（絕對(duì)誤差最大）數(shù)值相乘除時(shí)，結(jié)果保留位數(shù)應(yīng)與有效數(shù)字位數(shù)最少者相同（相對(duì)誤差最大）。在對(duì)數(shù)運(yùn)算中，所取對(duì)數(shù)的位數(shù)應(yīng)和真數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相等。表示準(zhǔn)確度和精密度時(shí)，大多數(shù)情況下，只取一位有效數(shù)字即可，最多取兩位有效數(shù)字。組分含量大于10%，結(jié)果要求4位有效數(shù)字；組分含量在1%10%，要求3位有效數(shù)字；組分含量小于1%，要求2位有效數(shù)字。（3）有效數(shù)字在定量分析中的應(yīng)用a. 用于正確記錄原始數(shù)據(jù)有效數(shù)字

5、是指實(shí)際能測(cè)量到的數(shù)字。記錄原始數(shù)據(jù)時(shí)，到底應(yīng)保留幾位數(shù)字為宜，這要根據(jù)測(cè)定方法和測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確程度來(lái)確定。例如：用萬(wàn)分之一的分析天平進(jìn)行稱量時(shí)，稱量結(jié)果必須記錄到以克為單位小數(shù)點(diǎn)后第四位。例如：18.2500g不能寫(xiě)成18.25g，也不能寫(xiě)成18.250g。b. 用于正確稱取試劑的用量和選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量?jī)x器例如：萬(wàn)分之一的分析天平，其絕對(duì)誤差為tO.OOOlg。為了使稱量的相對(duì)誤差在0.1%以下，稱量量不能少于0.1g。常量滴定管的絕對(duì)誤差為±0.02m1,如果要求相對(duì)誤差在0.1%以下，在滴定分析中，一般要求消耗滴定液(標(biāo)準(zhǔn)溶液)體積為20m125ml。c. 用于正確表示分析結(jié)果例

6、如：甲、乙兩人用同樣方法同時(shí)測(cè)定樣品中某組分的含量，稱取樣品0.2000g，測(cè)定結(jié)果:甲報(bào)告含量為16.300%，乙報(bào)告含量為16.30%，應(yīng)采用哪種結(jié)果？甲分析結(jié)果的準(zhǔn)確度：±0.001/16.300x100%=±0.006%乙分析結(jié)果的準(zhǔn)確度：±0.01/16.30x100%=±0.06%稱樣的準(zhǔn)確度：±0.0001/0.2000x100%=±0.05%乙報(bào)告的準(zhǔn)確度和稱樣的準(zhǔn)確度一致，而甲報(bào)告的準(zhǔn)確度與稱樣的準(zhǔn)確度不相符，是沒(méi)有意義的，因此應(yīng)采用乙的結(jié)果。一般定量分析的結(jié)果，只要求準(zhǔn)確到四位有效數(shù)字即可。3、滴定分析法(1) 滴

7、定分析法：用已知確定濃度的試劑溶液(標(biāo)準(zhǔn)溶液、滴定液，)從滴定管中滴加到待測(cè)溶液中，(這個(gè)操作過(guò)程稱為滴定)，直到化學(xué)反應(yīng)按計(jì)量關(guān)系作用完為止，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和濃度計(jì)算待測(cè)物質(zhì)的含量。這種靠滴定的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)待測(cè)物含量的分析，稱為滴定分析法。(2) 滴定液濃度的表示方法a. 物質(zhì)的量濃度C(mol/L)b. 滴定度T(g/ml)(3)滴定分析計(jì)算a. 化學(xué)計(jì)量關(guān)系在滴定分析中，用滴定液A與待測(cè)物質(zhì)B之間的滴定反應(yīng)，在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，滴定液與待測(cè)物質(zhì)的物質(zhì)的量必定和反應(yīng)方程式的系數(shù)相當(dāng)。當(dāng)?shù)味ǖ竭_(dá)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，amolA和bmolB恰好完全反應(yīng)，即anA:nB=A:B為化學(xué)計(jì)量關(guān)系abbb

8、. 定量計(jì)算依據(jù)an=xnnAnB分別表示A、B的物質(zhì)的量AbBA、B【例題分析】1、根據(jù)有效數(shù)字保留規(guī)則進(jìn)行下列運(yùn)算(1) 0.0121+25.64+1.05782(2) 50.1+1.45+0.5812(3) 0.0121x25.64x1.05782答案：(1)0.0121+25.64+1.05782=26.71；(2) 50.1+1.45+0.5812=52.1(3) 0.0121x25.64x1.05782=0.328解析：有效數(shù)字在計(jì)算時(shí)可以先修約再計(jì)算，也可以計(jì)算后再修約。式(1)和(2)是有效數(shù)字的加減，結(jié)果以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)字為準(zhǔn)，即絕對(duì)誤差最大的數(shù)；式(3)是有效數(shù)字的乘

9、除，以有效數(shù)字位數(shù)最少的為準(zhǔn)，即相對(duì)誤差最大的數(shù)。同時(shí)，在定量分析計(jì)算中要注意各量的單位變化和有效數(shù)字的計(jì)算。2、常量滴定管的讀數(shù)誤差為±0.02mL。如果滴定中用去標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積分別為2mL和20mL左右，讀數(shù)的相對(duì)誤差各是多少？從相對(duì)誤差的大小說(shuō)明了什么問(wèn)題？解析：因滴定管的讀數(shù)誤差為士0.02mL，故讀數(shù)的絕對(duì)誤差=±0.02加厶根據(jù)R=100%可得RE2mL士0.02mL2mLx100%=士1%RE20mL士0.02mL20mLx100%=±0.1%這說(shuō)明，量取兩溶液的絕對(duì)誤差相等，但他們的相對(duì)誤差并不相同。也就是說(shuō)，當(dāng)被測(cè)定的量較大時(shí)，測(cè)量的相對(duì)誤差較小

10、，測(cè)定的準(zhǔn)確程度也就較高。3、精密稱取阿司匹林試樣0.4227g，加中性乙醇20m1溶解后，加酚酞指示劑兩滴，用0.1008mol/LNaOH滴定液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH滴定液22.68mL。每1mL的NaOH滴定液(0.1mo1/L)相當(dāng)于是18.02mg的阿司匹林。求阿司匹林的含量。解析：本題進(jìn)行滴定分析的定量計(jì)算，根據(jù)滴定液的滴定度計(jì)算藥物含量,計(jì)算過(guò)程中注意有效數(shù)字的位數(shù)保留。0.1mo1/LNaOH滴定液的滴定度T=18.02x10-3g/ml計(jì)算阿司匹林的質(zhì)量m=TxVxFV=22.68mLF(校正因子)=0.1008/0.1m=18.02x10-3x22.68x0.1008/0

11、.1m=0.4120g計(jì)算阿司匹林的含量=m/sx100%=0.4120/0.4227x100%=97.47%【知識(shí)拓展】在環(huán)境污染分析中，滴定分析法應(yīng)用于生化需氧量、溶解氧、化學(xué)需氧量等水污染常規(guī)分析指標(biāo)分析，例如：測(cè)定化學(xué)需氧量COD，我國(guó)規(guī)定用重鉻酸鉀法。水樣中加入一定量的重鉻酸鉀和催化劑硫酸銀，在強(qiáng)酸介質(zhì)中重鉻酸鉀將水樣中可氧化物質(zhì)還原，用硫酸亞鐵銨滴定剩余的重鉻酸鉀，根據(jù)重鉻酸鉀的量計(jì)算COD值。由于重鉻酸鉀氧化作用很強(qiáng)，所以能夠較完全地氧化水中大部分有機(jī)物和無(wú)機(jī)性還原物質(zhì)，COD能夠在較短的時(shí)間內(nèi)(規(guī)定為2小時(shí))較精確地測(cè)出廢水中耗氧物質(zhì)的含量，不受水質(zhì)限制，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

12、我國(guó)已頒布的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)COD值<15基本適用于全國(guó)江河、湖泊、運(yùn)河、渠道、水庫(kù)等水域，是滿足地面水各類使用功能和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求的基本項(xiàng)目?！玖?xí)題】一、選擇題【A型題】每題提供4個(gè)答案，選擇1個(gè)正確答案1、按任務(wù)分類的分析方法是()A.無(wú)機(jī)分析與有機(jī)分析B.定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析C.常量分析與微量分析D.化學(xué)分析與儀器分析2、常量分析的稱樣量是()A.>lgB.>0.1gC.0.01O.lgD.>10mg3、鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成是屬于()A.定性分析B.定量分析C.結(jié)構(gòu)分析D.化學(xué)分析4、在記錄和計(jì)算分析數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)保留的有效數(shù)字的位數(shù)是由

13、：A有效數(shù)字的定義所決定的B有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則所決定的C. 測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確度以及對(duì)分析結(jié)果的要求所決定的D. 被測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)所決定的5、已知THCI/NaON=0.004000gm則CHCI為：A.0.1000mol/LB.0.004000g/mlC.0.003600g/mlD.0.1097mol/L6、滴定管的讀數(shù)誤差為±0.02m1,若滴定時(shí)用去滴定液20.00m1,則相對(duì)誤差是()A.±0.1%B.±0.01%C.±1.0%D.±0.001%7、空白試驗(yàn)?zāi)軠p小()A.偶然誤差B.儀器誤差C.方法誤差D.試劑誤差8、減小偶然誤差的方法()A

14、.對(duì)照試驗(yàn)B.空白試驗(yàn)C.校準(zhǔn)儀器D.多次測(cè)定取平均值9、準(zhǔn)確度和精密度的正確關(guān)系是().A準(zhǔn)確度不高，精密度一定不會(huì)高B準(zhǔn)確度高，要求精密度也高C精密度高，準(zhǔn)確度一定高D精密度不高，準(zhǔn)確度也可能高10、在標(biāo)定NaOH溶液濃度時(shí)，某同學(xué)的四次測(cè)定結(jié)果分別為0.1023molL-i、0.1024moLL-i、0.1022molL-i、0.1023molL-i,而實(shí)際結(jié)果應(yīng)為0.1088molL-i,該學(xué)生的測(cè)定結(jié)果()A.準(zhǔn)確度較好，但精密度較差B.準(zhǔn)確度較差，但精密度較好C.準(zhǔn)確度較差，精密度也較差D.系統(tǒng)誤差小，偶然誤差大11、精密度表示方法不包括()A.絕對(duì)偏差B.相對(duì)誤差C.平均偏差D.

15、標(biāo)準(zhǔn)偏差12、托盤(pán)天平讀數(shù)誤差在2克以內(nèi)，稱量樣品應(yīng)稱至少為()克才能保證稱量的相對(duì)誤差為1%。A.100克B.200克C.250克D.50克13、下列是四位有效數(shù)字的是()A.1.005B.2.1000C.1.00D.pH=12.0014、用常量滴定管進(jìn)行滴定操作，用HC1滴定液滴定NaOH溶液時(shí)，五個(gè)學(xué)生記錄的消耗HCl體積如下，哪一個(gè)正確()A.24.100mlB.24.2mlC.24.0mlD.24.10ml15、在定量分析結(jié)果的一般表示方法中，通常要求。A.Rd<2%B.Rd<0.02%C.Rd>0.2%D.Rd<0.2%16、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)是指()A.滴定液和被

16、測(cè)物質(zhì)質(zhì)量完全相等的那一點(diǎn)B.指示劑發(fā)生顏色變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)C. 滴定液與被測(cè)組分按化學(xué)反應(yīng)式反應(yīng)完全時(shí)的那一點(diǎn)D. 滴入滴定液20.00ml時(shí)17、直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液必須使用()A.基準(zhǔn)試劑B.化學(xué)純?cè)噭〤.分析純?cè)噭〥.優(yōu)級(jí)純?cè)噭?8、TA/B表示的意義是()A100ml滴定液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量B1ml滴定液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量C1L滴定液相當(dāng)于被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量D1ml滴定液相當(dāng)于被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量19、THCl/NOH=0.003000g/m1,終點(diǎn)時(shí)HC1消耗40.00ml，試樣中NaOH的質(zhì)量為()HCl/NaOHA0.1200gB0.01200gC0.001200gD0.1200mg20、下列玻璃

17、儀器能用直火加熱的是A.滴定管B.容量瓶C.試管D.移液管21、用0.1000mo1L-1NaOH溶液滴定30.00m1HC1溶液，終點(diǎn)時(shí)消耗15.00ml，則HC1溶液的濃度為()A、0.1000mo1L-1B、0.2000moLL-1C、0.05000moLL-1D、0.4500moLL-122、在滴定分析中，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)與滴定終點(diǎn)間的關(guān)系是()A.兩者含義相同B.兩者必須吻合C.兩者互不相干D.兩者愈接近，滴定誤差愈小23、已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液稱為()A.分析純?cè)噭〣.標(biāo)定溶液C.滴定液D.基準(zhǔn)試劑24、在滴定分析中，所使用的滴定管中沾有少量蒸餾水，使用前()A.必須在紅外干燥器中干燥B

18、.不必進(jìn)行任何處理C.必須用少量待盛溶液蕩洗23次D.用洗液浸泡處理25、欲配制1000ml0.1mol/LHCl溶液，應(yīng)取濃鹽酸(12mol/LHCl)()ml。A.0.84m1B.8.4m1C.1.2m1D.12m1【X型題】每題提供4個(gè)答案，選擇2個(gè)或2個(gè)以上正確的相關(guān)答案1、提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法是()。A.做空白試驗(yàn)B.增加平行測(cè)定的次數(shù)C.校正儀器D.選擇合適的分析方法2、下列屬于基準(zhǔn)物質(zhì)所應(yīng)具備的條件的是()。A.與化學(xué)式相符的物質(zhì)組成B.不應(yīng)含有結(jié)晶水C.純度應(yīng)達(dá)99.9%以上D.在通常條件下相當(dāng)穩(wěn)定3、不可直接加熱，需要用待盛液洗滌的儀器是()。A.移液管B.錐形瓶C.容量

19、瓶D.碘量瓶4、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求()。A.確定的計(jì)量關(guān)系B.反應(yīng)速度較快C.明顯的可覺(jué)察的外表D.反應(yīng)進(jìn)行完全5、下列純物質(zhì)可作為基準(zhǔn)物質(zhì)的是（）。ANaClBZnOCNa2CO3DNaOH二、填空題1、按照誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，誤差大致可分為、兩類。2、分析結(jié)果與真實(shí)值相接近的程度稱為。3、2.05499和2.535修約為三位有效數(shù)字分別為和。4、滴定分析法的主要滴定方式包括、。5、稱取純金屬鋅0.3250g,溶于HC1后，稀釋定容到250ml的容量瓶中，則Zn2+（Mr=65.4g/mol）溶液的摩爾濃度為。三、簡(jiǎn)答題1、用于滴定分析的化學(xué)反應(yīng)為什么必須有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系？什么是化學(xué)計(jì)量點(diǎn)？什么是滴定終點(diǎn)？2、簡(jiǎn)述配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的兩種方法。下列物質(zhì)中哪些可用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液?哪些只能用間接法配制？NaOH,H2SO4，HCl，KMnO4，K2Cr2O7，AgNO3，NaCl,Na2S2O3四、計(jì)算題1、對(duì)某鐵礦的含鐵量進(jìn)行10次測(cè)定，得到下列結(jié)果：15.48%、15.51%、15.52%、15.52%、15.53%、15.53%、15.54%、15.56%、15.56%、15.58%，試用Q-檢驗(yàn)法判斷數(shù)據(jù)15.68%是否需棄去？（置信度90%）2、用0.4000m