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文檔簡(jiǎn)介
第六章分析化學(xué)概論§6-1分析化學(xué)的任務(wù)、方法及發(fā)展趨勢(shì)一、分析化學(xué)的任務(wù)與方法1、任務(wù):①鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成(包括元素、離子、基團(tuán)、化合物等);②推測(cè)物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu);③測(cè)定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量等。
2、方法依據(jù)分析的目的、任務(wù)可分為定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析;依據(jù)分析時(shí)所需試樣的量可分為常量分析、半微量分析和微量分析;
分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第1頁(yè)。依據(jù)所測(cè)組分在試樣中的相對(duì)含量的多少分為常量組分分析、微量組分分析以及痕量組分分析;依據(jù)分析對(duì)象的化學(xué)屬性分為無(wú)機(jī)分析和有機(jī)分析。根據(jù)分析原理或物質(zhì)性質(zhì)的不同分為化學(xué)分析法和儀器分析法。①化學(xué)分析法化學(xué)分析法是以物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)為依據(jù)進(jìn)行物質(zhì)分析的方法,是分析化學(xué)的基礎(chǔ),包括定性分析和定量分析兩部分。定性分析:根據(jù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象來(lái)判斷某種組分是否存在;分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第2頁(yè)。定量分析:根據(jù)待測(cè)組分和所加的化學(xué)試劑能發(fā)生有確定計(jì)量關(guān)系的化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到測(cè)定該組分含量的目的。定量分析又可分為重量分析法和滴定分析法,若根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的重量來(lái)確定待測(cè)組分的含量稱為重量分析法;若根據(jù)所消耗滴定劑的濃度和體積來(lái)求算待測(cè)組分的含量則稱為滴定分析法?;瘜W(xué)分析法多用于常量分析(試樣質(zhì)量大于100mg,試樣體積大于10mL),但也可進(jìn)行半微量(試樣質(zhì)量為10~100mg,體積為1~10mL)和微量(試樣質(zhì)量為0.1~10mg,體積為0.01~lmL)分析,分析結(jié)果準(zhǔn)確度較高。該法操作簡(jiǎn)便,設(shè)備簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,在科研和生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第3頁(yè)。②儀器分析法儀器分析法是利用待測(cè)物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)并借助于特定儀器來(lái)確定待測(cè)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其含量的分析方法。包括:光學(xué)分析法是利用物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的儀器分析法。通常分為光譜法和非光譜法兩大類(lèi)。光譜法包括吸收光譜法、發(fā)射光譜法,以及散射光譜分析法。電化學(xué)分析法是利用待測(cè)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定的儀器分析方法。主要有電位分析法、電導(dǎo)分析法、電解分析法等。色譜分析法是以物質(zhì)的吸附、分配及交換性能為基礎(chǔ)的儀器分析方法,如氣相色譜法、液相色譜法、離子色譜法等。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第4頁(yè)。與化學(xué)分析法相比,儀器分析法操作簡(jiǎn)便、快速,靈敏度和準(zhǔn)確度高,更適于微量、超微量(試樣質(zhì)量小于0.1mg,體積小于0.01mL)及生產(chǎn)過(guò)程中的控制分析等。但通常儀器分析的設(shè)備較復(fù)雜,價(jià)格昂貴,且有些儀器對(duì)環(huán)境條件要求較苛刻,如恒溫、恒濕、防震等。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第5頁(yè)。
二、分析化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)隨著生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、地質(zhì)學(xué)以及化學(xué)學(xué)科的發(fā)展,既促進(jìn)了分析化學(xué)的發(fā)展,又對(duì)分析化學(xué)提出了更高的要求。現(xiàn)代分析化學(xué)已不再局限于測(cè)定物質(zhì)的組成和含量,它實(shí)際上已成為“從事科學(xué)研究的科學(xué)”,正向著更深、更廣闊的領(lǐng)域發(fā)展。主要表現(xiàn)為:(1)智能化主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展。(2)自動(dòng)化主要體現(xiàn)在自動(dòng)分析、遙測(cè)分析等方面。(3)精確化主要體現(xiàn)在提高靈敏度和分析結(jié)果的準(zhǔn)確度方面。(4)微觀化主要體現(xiàn)在表面分析與微區(qū)分析等方面。(5)在線活體化主要體現(xiàn)在化學(xué)傳感器和生物芯片等方面。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第6頁(yè)。
§6-2定量分析的一般程序一、試樣的采集二、試樣的預(yù)處理包括試樣的分解和預(yù)分離富集。三、測(cè)定四、分析結(jié)果的計(jì)算和報(bào)告分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第7頁(yè)。
§6-3定量分析的誤差準(zhǔn)確測(cè)定組分在試樣中的含量是定量分析的目的。但在實(shí)際測(cè)定過(guò)程中,測(cè)定結(jié)果往往不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差。誤差是客觀存在的,為此就有必要探討誤差產(chǎn)生的原因及出現(xiàn)的規(guī)律,從而采取相應(yīng)措施減小誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。同時(shí)還要按照一定的規(guī)則對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍、歸納等一系列分析處理工作,并判斷使用合適的可靠性方法,報(bào)告合理的測(cè)定結(jié)果,使測(cè)定結(jié)果更加接近客觀真實(shí)值。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第8頁(yè)。一、誤差的分類(lèi)誤差按其來(lái)源和性質(zhì)可分為兩類(lèi):系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。
1.系統(tǒng)誤差(或稱可測(cè)誤差)系統(tǒng)誤差是指測(cè)定條件下由于某種固定因素引起的誤差。它具有的明顯特征是總是使測(cè)定結(jié)果固定的偏高或偏低(單向性);在同一條件下重復(fù)測(cè)定時(shí)可重復(fù)出現(xiàn)。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因有:(1)方法誤差由于分析方法本身的缺陷或不夠完善所產(chǎn)生的誤差。如在分析測(cè)定過(guò)程中不能完全消除干擾離子的影響,反應(yīng)不完全或滴定終點(diǎn)和理論終點(diǎn)不一致等,則必將系統(tǒng)地影響測(cè)定結(jié)果,使結(jié)果偏高或偏低。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第9頁(yè)。
(2)儀器誤差由于所用儀器本身不夠準(zhǔn)確所引起的誤差。如硅碼銹蝕、滴定管刻度不均勻等。(3)試劑誤差由于所用試劑純度不夠、含有被測(cè)組分所引起的誤差。如蒸餾水不純等。(4)操作誤差指在正常分析測(cè)定過(guò)程中由于操作者習(xí)慣或主觀因素所造成的誤差。如操作者視覺(jué)對(duì)色彩的敏感程度或讀數(shù)習(xí)慣不同等,均可造成這類(lèi)誤差。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第10頁(yè)。
2.隨機(jī)誤差(或稱偶然誤差)在分析測(cè)定過(guò)程中,不可避免地會(huì)受到一些無(wú)法控制的不確定因素的影響而造成誤差,稱為隨機(jī)誤差。如滴定體積最后一位讀數(shù)的不確定性;實(shí)驗(yàn)室中溫度、氣壓、濕度等的變化引起的微小誤差,且這種誤差可大可小,可正可負(fù),很難找到原因,無(wú)法測(cè)量。特點(diǎn):小誤差出現(xiàn)的概率密度大,大誤差出現(xiàn)的概率密度小,極大的誤差出現(xiàn)的概率密度極??;絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的概率密度大致相等;無(wú)限多次測(cè)定的結(jié)果,其誤差的算術(shù)平均值趨于零,即誤差的平均值的極限為零。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第11頁(yè)。
二、誤差的表示方法
1.誤差與準(zhǔn)確度絕對(duì)誤差(Ea)也簡(jiǎn)稱誤差,以測(cè)定值x與真實(shí)值T之差表示。相對(duì)誤差(Er)是絕對(duì)誤差在真實(shí)值中所占的比例,通常用百分率表示。絕對(duì)誤差有正有負(fù),x<T為負(fù)誤差,說(shuō)明測(cè)定結(jié)果偏低;x>T為正誤差,說(shuō)明測(cè)定結(jié)果偏高。相對(duì)誤差則反映出誤差在真實(shí)值中所占的比例。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第12頁(yè)。
例1:用分析天平稱得A、B兩物質(zhì)的質(zhì)量分別為1.1990g、0.1990g;兩物體的真實(shí)值分別為:1.1991g、0.1991g,則絕對(duì)誤差為:相對(duì)誤差為:分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第13頁(yè)。
2.精密度與偏差精密度是指多次重復(fù)測(cè)定同一樣品所得的各個(gè)平行測(cè)定值間的相互接近程度。精密度高表示測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性好。精密度常用以下幾種方式表示。(1)偏差偏差可分為絕對(duì)偏差、相對(duì)偏差、平均偏差及相對(duì)平均偏差。絕對(duì)偏差di是個(gè)別測(cè)定值xi與算術(shù)平均值之差,也叫偏差。即(i=1,2,…,n)絕對(duì)偏差di在平均值中所占的比例為相對(duì)偏差dr,常用百分率表示。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第14頁(yè)。平均偏差為各次偏差絕對(duì)值的平均值,即相對(duì)平均偏差是平均偏差在平均值中所占的比例,常用百分率表示。即分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第15頁(yè)。平均偏差和相對(duì)平均偏差均可用來(lái)表示一組測(cè)定值的離散趨勢(shì)。所測(cè)的平均數(shù)據(jù)越分散,平均偏差或相對(duì)平均偏差就越大,分析的精密度越低;相反,平行數(shù)據(jù)越接近,平均偏差或相對(duì)平均偏差越小,分析的精密度越高。(2)標(biāo)準(zhǔn)偏差S標(biāo)準(zhǔn)偏差也稱為均方根偏差,它和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是用統(tǒng)計(jì)方法處理分析數(shù)據(jù)后的結(jié)果,二者均可反映一組平行測(cè)定數(shù)據(jù)的精密度。標(biāo)準(zhǔn)偏差越小,精密度越高對(duì)有限測(cè)定次數(shù)(n<20)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差用S表示。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第16頁(yè)。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr也稱變異系數(shù)(CV),是指標(biāo)準(zhǔn)偏差在平均值中所占的比例,常用百分率表示。(3)相差對(duì)于一般只做兩次平行測(cè)定的例行分析,可用相差來(lái)表示精密度。相差=|x2-x1|
相對(duì)相差=分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第17頁(yè)。(4)極差R極差是一組數(shù)據(jù)中最大值與最小值之差:極差愈大,表明數(shù)據(jù)間分散程度越大,精密度越低。對(duì)要求不高的測(cè)定,極差也可反映出一組平行測(cè)定數(shù)據(jù)的精密度。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第18頁(yè)。
3.準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系通過(guò)以上討論可知,準(zhǔn)確度表示的是測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值之間的符合程度;精密度則表示平行測(cè)定值之間的符合程度,即測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性。精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件,精密度差說(shuō)明測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性差,所得結(jié)果不可靠;但是精密度高的不一定準(zhǔn)確度也高。只有從精密度和準(zhǔn)確度兩個(gè)方面綜合衡量測(cè)定結(jié)果的優(yōu)劣,二者都高的測(cè)定結(jié)果才是可信的。
分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第19頁(yè)。一般而言,定量分析中當(dāng)方法直接操作且比較簡(jiǎn)單時(shí),對(duì)精密度的要求相對(duì)偏差在0.l%~0.2%左右。對(duì)混合試樣或試樣均勻性較差時(shí),隨分析成分含量的不同,對(duì)精密度的要求也不相同。但必須明確的是,為了保證分析的質(zhì)量,分析數(shù)據(jù)必須具備一定的準(zhǔn)確度和精密度。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第20頁(yè)。
3.減少測(cè)量誤差由于任何儀器的測(cè)量精度都是有限的,為了控制測(cè)量中的相對(duì)誤差,可采取選用合適的測(cè)定儀器、限制最低稱量、選擇合適滴定體積范圍等方法來(lái)減少測(cè)量誤差。如常用的萬(wàn)分之一天平在每次稱量時(shí)都可能有±0.0001g的絕對(duì)誤差。通常稱量一份試樣需要稱量?jī)傻拇危ú顪p稱量法),則稱量的絕對(duì)誤差最大范圍為±0.0002g,且一般分析工作控制測(cè)量的相對(duì)誤差在±0.1%以內(nèi)。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第21頁(yè)。
即在實(shí)際工作中,為了保證由測(cè)量精度引起的稱量相對(duì)誤差在±0.1%以內(nèi),試樣最低稱量不應(yīng)小于0.2g(使用萬(wàn)分之一天平時(shí))。同理,滴定管的最小刻度為0.lmL,估讀一位精確到0.01mL,在滴定過(guò)程中讀取一個(gè)體積值需讀數(shù)兩次,所產(chǎn)生的讀數(shù)誤差為±0.02mL。為了使體積的讀數(shù)相對(duì)誤差控制在0.1%以內(nèi),應(yīng)控制滴定時(shí)所消耗滴定劑的總體積不小于20mL,通常為20~30mL。這種由測(cè)量精度的限制引起的誤差屬隨機(jī)誤差。
分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第22頁(yè)。
4.減少隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差是符合正態(tài)分布規(guī)律的。因此,在消除系統(tǒng)誤差后,適當(dāng)增加平行測(cè)定次數(shù)(一般做3~5次平行測(cè)定即可,當(dāng)分析結(jié)果的準(zhǔn)確度要求較高時(shí),可增至10次左右),采用統(tǒng)計(jì)處理的辦法是可以減小隨機(jī)誤差的。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第23頁(yè)?!?-4有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理一、有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則
1.有效數(shù)字有效數(shù)字是指在分析測(cè)定中實(shí)際上能測(cè)量到的有實(shí)際意義的數(shù)字。有效數(shù)字由準(zhǔn)確數(shù)字加一位估計(jì)數(shù)字組成。通常有效數(shù)字最后一位是不確定數(shù)字,倒數(shù)第二位反映出儀器的最小刻度單位。如20.00mL表明以mL為單位,小數(shù)點(diǎn)后一位是準(zhǔn)確的,小數(shù)點(diǎn)后第二位是可疑數(shù)字。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第24頁(yè)。
“0”在數(shù)據(jù)中的意義:數(shù)字“0”是否為有效數(shù)字取決其所在位置。數(shù)字之間或之后的“0”為有效數(shù)字。如:21.20;5.07,數(shù)字之前的“0”只起定位作用,不是有效數(shù)字,如0.0030有兩位有效數(shù)字,前面的三個(gè)“0”只起定位作用,后面的一個(gè)“0”才是有效數(shù)字。整數(shù)末尾的“0”意義往往不明確,如1500,其有效數(shù)字可能是4位、3位或2位,因此在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)根據(jù)測(cè)量精度將結(jié)果寫(xiě)成指數(shù)形式,即1.500×103(4位),1.50×103(3位),1.5×103(2位)。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第25頁(yè)。
pH、pM、logK等對(duì)數(shù)值,有效數(shù)字只取決于它們小數(shù)點(diǎn)后面數(shù)字的位數(shù)。因?yàn)樗鼈兊恼麛?shù)部分是相應(yīng)真實(shí)數(shù)10的方次,只起定位作用。如pH=4.00,有效數(shù)字為兩位,說(shuō)明c(H+)=1.0×104mol·L-1;又如log1.6×105=5.20,這里1.6×105為2位有效數(shù)字,取對(duì)數(shù)后5為相應(yīng)真實(shí)數(shù)10的方次,小數(shù)點(diǎn)后面的兩位數(shù)字為有效數(shù)字。另外,有效數(shù)字不因單位的改變而改變,如1.01mL可寫(xiě)為1.01×10-3L。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第26頁(yè)。
2.有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則①在運(yùn)算中,“四舍六入五成雙”:②加減運(yùn)算:以參加運(yùn)算的各數(shù)字中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的那個(gè)數(shù)字為依據(jù),且先修約整化再計(jì)算。③乘除運(yùn)算:以各數(shù)中有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù),先修約再計(jì)算。所得結(jié)果與修約后的有效數(shù)字位數(shù)相同。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第27頁(yè)。二、置信區(qū)間與置信概率在實(shí)際測(cè)定分析工作中,通常總是把有限次測(cè)定數(shù)據(jù)的平均值作為分析結(jié)果報(bào)告出來(lái),但測(cè)得的少量數(shù)據(jù)得到的平均值總是帶有一定的不確定性。為了評(píng)價(jià)測(cè)定結(jié)果的可靠性,人們總是希望能夠估計(jì)出實(shí)際有限次測(cè)定的平均值與真實(shí)值的接近程度,而真實(shí)值往往是不知道的,因而人們習(xí)慣報(bào)告出一個(gè)真實(shí)值可能存在的范圍(或區(qū)間)以及試樣含量落在此范圍內(nèi)的概率,以此來(lái)說(shuō)明分析結(jié)果的可靠程度。上述結(jié)果真實(shí)值可能存在的范圍就叫置信區(qū)間;真實(shí)值落在此范圍內(nèi)的概率就叫置信概率或置信度(p)。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第28頁(yè)??傮w平均值μ=
t為校正系數(shù),n為測(cè)定次數(shù),S為標(biāo)準(zhǔn)偏差。因此也稱μ在的區(qū)間為置信區(qū)間。測(cè)量的精密度越高,S越小,這個(gè)區(qū)間就越小,平均值和總體平均值μ就越接近。平均值的可靠性就越大,因此用置信區(qū)間表示分析結(jié)果更合理。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第29頁(yè)。校正系數(shù)t既與置信概率p有關(guān),又與計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差S時(shí)的測(cè)定次數(shù)有關(guān),
t值隨測(cè)定次數(shù)的增加而減少,隨置信概率的提高而增大。這表明要縮小置信區(qū)間,可以通過(guò)增加測(cè)定次數(shù)達(dá)到。
分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第30頁(yè)。
三、可疑值的取舍
Q檢驗(yàn)法:(1)先將所有數(shù)據(jù)從小到大排列,并計(jì)算極差R;(2)先確定一個(gè)可疑值,算出可疑值與其最鄰近數(shù)據(jù)之間的差;(3)按下式計(jì)算舍棄商Q計(jì):
(4)根據(jù)測(cè)定次數(shù)n和指定置信概率查Q值,可得Q表。(5)比較Q計(jì)與Q表。若Q計(jì)>Q表,則舍棄可疑值,否則應(yīng)保留。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第31頁(yè)。四、分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理:⑴用Q檢驗(yàn)法檢驗(yàn)并判斷有無(wú)可疑值被舍棄;⑵根據(jù)所有保留值,計(jì)算求得平均值、平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差(或CV);⑶按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)被處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行所謂“顯著性檢驗(yàn)”,以評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的可靠性。⑷在指定置信度下求算出平均值的置信區(qū)間。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第32頁(yè)?!?-5滴定分析概述特點(diǎn):所用儀器簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便、快捷,分析結(jié)果的準(zhǔn)確度高(一般情況下相對(duì)誤差在0.1%左右),該法主要用于常量組分分析,不適于痕量組分的測(cè)定。一、滴定分析基本概念與方法分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)溶液:滴定分析中,用來(lái)滴定未知溶液或測(cè)定未知組分含量的已知準(zhǔn)確濃度的溶液稱為標(biāo)準(zhǔn)溶液,也稱滴定劑。待測(cè)定的未知試液為待滴定液。滴定:將滴定劑通過(guò)滴定管逐滴加人待滴定液的過(guò)程稱為滴定。化學(xué)計(jì)量點(diǎn):當(dāng)所加滴定劑的物質(zhì)的量與待滴定組分的物質(zhì)的量按化學(xué)計(jì)量關(guān)系完全反應(yīng)時(shí),稱此點(diǎn)為化學(xué)計(jì)量點(diǎn),簡(jiǎn)稱計(jì)量點(diǎn)。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第33頁(yè)。滴定終點(diǎn):在實(shí)際滴定中,往往借助指示劑的顏色改變來(lái)幫助判斷滴定化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的達(dá)到,把指示劑顏色突變而停止滴定的那一點(diǎn)稱為滴定終點(diǎn)簡(jiǎn)稱終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)誤差:由于滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定完全吻合,它們之間的差異引起的誤差即是滴定終點(diǎn)誤差。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第34頁(yè)。由滴定劑與待滴定劑的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型可將滴定分析法劃分為(1)酸堿滴定法以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ),利用物質(zhì)的酸堿性質(zhì)測(cè)定待測(cè)組分含量的方法。(2)氧化還原滴定法以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ),利用物質(zhì)的氧化還原性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的滴定分析。(3)配位滴定法以配位反應(yīng)為基礎(chǔ),用配位劑作標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定待測(cè)物質(zhì)含量的滴定分析方法。(4)沉淀滴定法以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第35頁(yè)。二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的基本要求
1.反應(yīng)必須定量完成且無(wú)其他副反應(yīng)。即反應(yīng)物間必須有確定的計(jì)量關(guān)系,這是定量計(jì)算的基礎(chǔ)。
2.反應(yīng)速率較快。在加入滴定劑后反應(yīng)最好瞬間完成,起碼要與滴定速率匹配。對(duì)速率較慢的反應(yīng),可通過(guò)加熱或加入催化劑提高反應(yīng)速率。
3.反應(yīng)完全。通常要求反應(yīng)完全程度最少達(dá)到99.9%以上。
4.有適當(dāng)?shù)?、?jiǎn)便可靠的方法來(lái)確定滴定終點(diǎn)。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第36頁(yè)。三、滴定分析的方式
1.直接滴定:凡是能滿足滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)要求的滴定,都可以用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定待測(cè)物質(zhì),這種滴定方式為直接滴定。它是滴定分析中最基本、最常用的方式。如用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鹽酸溶液。
2.返滴定:若滴定反應(yīng)速率較慢或者直接滴定沒(méi)有合適的指示劑以及待測(cè)物質(zhì)是固體需要溶解時(shí),常采用返滴定方式。操作時(shí)可先向待測(cè)物質(zhì)中準(zhǔn)確加入一定量過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)物質(zhì)充分反應(yīng),待反應(yīng)完成后,再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的前一種標(biāo)準(zhǔn)溶液,最后根據(jù)反應(yīng)中所消耗的兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量,求出待測(cè)物質(zhì)的含量。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第37頁(yè)。
3.置換滴定:對(duì)一些不能與滴定劑直接定量反應(yīng)的被測(cè)物質(zhì),可采取向被測(cè)物質(zhì)中加入一種化學(xué)試劑,使之與被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)并定量地生成另一種物質(zhì)。再找一種標(biāo)準(zhǔn)溶液以能直接滴定生成的物質(zhì),從而可求出原被測(cè)物質(zhì)的含量。
4.間接滴定:當(dāng)某些物質(zhì)不能與滴定劑直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),或者能發(fā)生反應(yīng)但并不一定按反應(yīng)式進(jìn)行,或者伴有副反應(yīng)發(fā)生時(shí),均可采用間接滴定方式。即先加入適當(dāng)?shù)脑噭┡c待測(cè)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(dá)到間接測(cè)定的目的。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第38頁(yè)。四、基準(zhǔn)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液
1.基準(zhǔn)物質(zhì)能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)稱為基準(zhǔn)物質(zhì)。作為基準(zhǔn)物質(zhì)必須符合下列條件:(1)物質(zhì)的組成應(yīng)嚴(yán)格與化學(xué)式完全相符(包括結(jié)晶水),如Na2B4O7·10H2O。(2)純度高。一般要求純度在99.9%以上,雜質(zhì)含量應(yīng)少到不影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)穩(wěn)定性好。在一般情況下其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,如不揮發(fā)、不吸濕、不和空氣中的CO2反應(yīng)等。在配制和貯存時(shí)不易變質(zhì)。(4)滿足上述條件后,盡量具有較大的摩爾質(zhì)量,以減小稱量誤差。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第39頁(yè)。
2.標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及濃度標(biāo)定方法標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法通常有直接法和間接法兩種。(1)直接法一般適用于基準(zhǔn)物質(zhì)的配制。按照實(shí)際需要準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的基準(zhǔn)物質(zhì),待完全溶解后,定量轉(zhuǎn)入容量瓶中,加蒸餾水稀釋至刻度。然后根據(jù)所稱基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量和定容的體積可直接計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。(2)間接法又稱標(biāo)定法。適用于大部分的物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。有許多試劑不符合成為基準(zhǔn)試劑的條件,就不能使用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,只能采用間接法。即先用這類(lèi)試劑配制成近似濃度的溶液,然后用基準(zhǔn)物質(zhì)或另一種已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液與之比較來(lái)測(cè)定其準(zhǔn)確濃度。這種測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的過(guò)程稱為標(biāo)定。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第40頁(yè)。①用基準(zhǔn)物標(biāo)定準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì),溶解后,用待標(biāo)定的溶液滴定,根據(jù)所消耗的待標(biāo)定溶液的體積和基準(zhǔn)物的質(zhì)量,計(jì)算出該溶液的準(zhǔn)確濃度。②與標(biāo)準(zhǔn)溶液比較準(zhǔn)確吸取一定體積的待標(biāo)定溶液,然后用另外一種已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定或反過(guò)來(lái)滴定,依據(jù)兩溶液所消耗的體積及標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,便可計(jì)算出待標(biāo)定溶液的濃度。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第41頁(yè)。3.標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法(1)物質(zhì)的量濃度與基本單元物質(zhì)的量濃度cB=nB/V,SI單位為mol·m-3,常用單位為mol·L-1。值得注意的是使用物質(zhì)的量濃度時(shí)必須指明基本單元。對(duì)于質(zhì)量一定的某一物質(zhì)B,若分別用B和bB表示該物質(zhì)的基本單元時(shí)(B為該物質(zhì)的分子式或化學(xué)式,b為B前的系數(shù)),它們的物質(zhì)的量及其濃度存在以下關(guān)系:或或分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第42頁(yè)。
如:對(duì)于酸堿反應(yīng)中的反應(yīng)參與物,一般是以每能轉(zhuǎn)移一個(gè)質(zhì)子的特定組合來(lái)劃定其基本單元的。如H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,其中1molH2SO4轉(zhuǎn)移2molH+,2molNaOH接受2molH+,因此,NaOH的基本單元就是其自身,而與NaOH對(duì)應(yīng)的H2SO4基本單元為H2SO4;同理在Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑的反應(yīng)中,與HCl對(duì)應(yīng)的Na2CO3的基本單元為Na2CO3。分析化學(xué)概論全文共47頁(yè),當(dāng)前為第43頁(yè)。(2)滴定度
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