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文檔簡介
實驗內(nèi)容1.電子天平及各種量器的正確使用;2.實驗室基本知識。3.滴定分析基本操作;4.分析天平的稱量練習(xí)、標(biāo)準溶液的配制。5.氫氧化鈉標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;6.食用醋中總酸度的測定。7.鹽酸標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;8.食用堿的分析。實驗內(nèi)容9.EDTA標(biāo)準溶液的配制和標(biāo)定;10.自來水總硬度的測定。11.KMnO4標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;12.KMnO4法測定過氧化氫含量。13.碘標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;14.剩余碘量法測定葡萄糖含量。15.Na2S2O3標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;16.五水硫酸銅中銅含量測定實操考核實驗內(nèi)容1.電子天平及各種量器的正確使用;2.實驗室基本知識。3.滴定分析基本操作;4.分析天平的稱量練習(xí)、標(biāo)準溶液的配制。5.氫氧化鈉標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;6.食用醋中總酸度的測定。7.鹽酸標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;8.食用堿的分析。基本操作酸堿滴定實驗內(nèi)容9.EDTA標(biāo)準溶液的配制和標(biāo)定;10.自來水總硬度的測定。11.KMnO4標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;12.KMnO4法測定過氧化氫含量。13.碘標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;14.剩余碘量法測定葡萄糖含量。15.Na2S2O3標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定;16.五水硫酸銅中銅含量測定實操考核氧化還原滴定配位滴定沉淀滴定成績組成:卷面分60%結(jié)業(yè)成績
平時分40%期末:閉卷考試目錄:理論部分2~8章第三章:定量分析的誤差及數(shù)據(jù)處理第四章:滴定分析概述第五章:酸堿滴定法第六章:配位滴定法第七章:氧化還原滴定法第八章:沉淀滴定法第九章:重量分析法目錄:理論部分2~8章第三章:定量分析的誤差及數(shù)據(jù)處理第四章:滴定分析概述第五章:酸堿滴定法第六章:配位滴定法第七章:氧化還原滴定法第八章:沉淀滴定法第九章:重量分析法四大滴定緒論第一節(jié)分析化學(xué)的任務(wù)和作用第二節(jié)分析化學(xué)的分類
第三節(jié)分析化學(xué)的發(fā)展與趨勢
第四節(jié)本課程的學(xué)習(xí)要求社會科學(xué)、考古學(xué)人類學(xué)和法醫(yī)學(xué)分析化學(xué)化學(xué)學(xué)科的所有分支物理、天體物理、天文和生物物理工程學(xué)、民事、化學(xué)、電以及機械醫(yī)學(xué)、臨床化學(xué)藥物化學(xué)、藥學(xué)毒物學(xué)生物學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和動物學(xué)地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)和古生物學(xué)環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和海洋科學(xué)農(nóng)業(yè)、動物科學(xué)農(nóng)作物科學(xué)、食品科學(xué)、園藝學(xué)和土壤科學(xué)材料科學(xué)、冶金學(xué)和高分子科學(xué)等學(xué)科按試樣用量及操作規(guī)模分:
常量、半微量、微量和超微量分析方法試樣質(zhì)量試液體積常量分析>0.1g>10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析<0.1mg<0.01ml滴定分析法重量分析法酸堿滴定法絡(luò)合滴定法氧化還原滴定法沉淀滴定法揮發(fā)法沉淀法化學(xué)分析法光學(xué)分析法色譜法質(zhì)譜法核磁共振波譜法等等電子探針和離子探針微區(qū)分析法電化學(xué)分析法吸光光度法紅外吸收光譜法紫外吸收光譜法發(fā)射光譜法原子吸收光譜法熒光分析法電重量分析法電容量分析法極譜分析法電位分析法儀器分析法緒論第一節(jié)分析化學(xué)的任務(wù)和作用第二節(jié)分析化學(xué)的分類
第三節(jié)分析化學(xué)的發(fā)展與趨勢
第四節(jié)本課程的學(xué)習(xí)要求分析化學(xué)的學(xué)習(xí)方法
理論與實驗技能的學(xué)習(xí)并重,注重培養(yǎng)實驗技能,認真上好實驗課,按要求完成實驗報告,實驗技能列為考試內(nèi)容。第二章基本實驗技能第一節(jié)分析化學(xué)實驗室基礎(chǔ)知識第二節(jié)滴定分析的一般儀器第三節(jié)分析天平的使用分析化學(xué)實驗室基礎(chǔ)知識一、化學(xué)實驗用水二、化學(xué)試劑三、溶液及其配制四、玻璃儀器的洗滌五、實驗室安全一、化學(xué)實驗用水1、純水物等級表2—1純水的不同規(guī)格技術(shù)指標(biāo)一級二級三級pH值(25℃)----5.2~7.5電導(dǎo)率(R)(25℃)/μS·cm-1≤0.1≤1.0≤5.0蒸餾水器單蒸水器雙蒸水器一、化學(xué)實驗用水2.純水的制備方法(1)蒸餾法使用的蒸餾器由玻璃、銅、石英等材料制成。該法設(shè)備成本低,操作簡便,但能量消耗大,只能除去水中非揮發(fā)性雜質(zhì),不能除去溶解在水中的氣體。(2)離子交換法用離子交換法樹脂分離出水中雜質(zhì)離子的方法。用這種方法制得的水稱去離子水,此法易制大量水,成本低,但操作復(fù)雜,不能除去非電解質(zhì)(如有機物),而且會有微量離子交換樹脂溶在水中。
(3)電滲析法這是在離子交換技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種方法,此法制備的水純度很高,但成本也高。蒸餾水器高滲水一、化學(xué)實驗用水3.純水的檢驗(1)電導(dǎo)率
一般分析用水電導(dǎo)率5.0μS·cm-1,高純水≤1.0μS·cm-1。(2)pH值一般純水pH值為6.0左右,可用酸度計測定。(3)硅酸鹽取30mL水于小燒杯中,加入4mol·L-1HNO35ml、5%鉬酸銨5mL,室溫放置5min,加入10%Na2SO35ml,觀察,若出現(xiàn)藍色,則不合格。(4)氯離子取20mL水于試管中,用4mol·L-1HN03酸化,加入0.1mol·L-1AgNO3溶液1~2滴,搖勻,如有白色乳狀物(襯黑色背景觀察),則不合格。(5)陽離子(Fe3+、Zn2+、Pb2+、Ca2+、Mg2+)
取水25mL,加入鉻黑T指示劑1滴,氨緩沖溶液5mL,如為藍色,說明陽離子含量很小,水質(zhì)合格;若出現(xiàn)紫紅色,則不合格。根據(jù)用水的目的,有時還要作一些其他專項檢驗?!斗治龌瘜W(xué)》是科學(xué)技術(shù)的“眼睛”二、化學(xué)試劑質(zhì)量次序1234級別一級品二級品三級品中文標(biāo)志優(yōu)級純分析純化學(xué)純生化試劑符號GRARCPBR、CR標(biāo)簽顏色綠紅藍黃純度最高表1-2化學(xué)試劑等級標(biāo)志的對照最常用指示劑等試劑標(biāo)簽劇毒品易燃液體標(biāo)志三、溶液及其配制1.溶液濃度的表示法(1)物質(zhì)的量濃度(簡稱濃度)(2)物質(zhì)的質(zhì)量濃度(3)質(zhì)量分數(shù)
(4)體積比濃度以A+B表示三、溶液及其配制(1)對于一些易溶于水而不易水解的固體試劑如KNO3、NaCl等,先計算所需的量,用臺秤或分析天平稱取,放入燒杯中,以少量的蒸餾水?dāng)嚢?,待溶解后再稀釋至所需的體積。(2)若有加熱使其溶解的,則應(yīng)使其冷卻至室溫后,再移至試劑瓶中,貼上標(biāo)簽備用;(3)對于易水解固體試劑如FeCl3、SbCl3、BiCl3、SnCl2等,配制溶液時,稱取一定量的固體,加入適量的稀酸溶液使其溶解,以防止水解,再以蒸餾水稀釋至所需體積,搖勻后轉(zhuǎn)入試劑瓶中;三、溶液及其配制2.一般溶液的配制(4)對于液態(tài)試劑如HCl、H2SO4等,配制溶液時,用量筒量取所需濃酸的量于燒杯中,再加入適量的蒸餾水稀釋。(5)配制硫酸溶液時,需特別注意,應(yīng)在不斷攪拌下將濃硫酸緩緩倒入盛水的燒杯中,切不可顛倒操作次序。(6)見光易分解的要注意避光保存,如AgNO3、KMnO4、KI等溶液應(yīng)貯存于棕色試劑瓶中。三、溶液及其配制標(biāo)準物質(zhì)(referencematerial,RM)的定義可表述為:已確定其一種或幾種特性,用于校準測量器具、評價測量方法或確定材料特性量值的物質(zhì)。目前。在我國的化學(xué)試劑中,只有滴定分析基準試劑(參看附錄四,P269)和pH基準試劑屬于標(biāo)準物質(zhì),基準試劑可用于直接配制標(biāo)準溶液或用于標(biāo)定某溶液的濃度。三、溶液及其配制
4.標(biāo)準溶液的配制
(1)直接配制用分析天平準確稱取一定量的標(biāo)準物質(zhì),溶于少量的純水中,再定量轉(zhuǎn)移至容量瓶中,稀釋至刻度。根據(jù)質(zhì)量和體積,計算它的準確濃度。
(2)標(biāo)定法(間接配制)
很多試劑不適宜直接配制標(biāo)準溶液,此時可以用間接的方法,先配制出近似濃度的溶液,再用標(biāo)準物質(zhì)或已知濃度的標(biāo)準溶液標(biāo)定其準確濃度。四、玻璃儀器的洗滌洗凈的玻璃器皿內(nèi)外清潔透明,水沿內(nèi)壁流下后,均勻潤濕,不掛水珠。
(1)移液管和吸量管的洗滌
(2)容量瓶的洗滌(3)滴定管的洗滌(4)比色皿的洗滌四、玻璃儀器的洗滌2.鉻酸洗液的配制鉻酸洗液常用來洗滌不宜用毛刷刷洗的器皿,可除去油脂及還原性污垢。配制方法如下:稱取10gK2Cr2O7固體于燒杯中,加入20mL水,攪拌下緩慢加入180mL濃H2SO4液,溶液呈暗紅色,貯存于磨口玻璃瓶中備用,因濃H2SO4易吸水,需用磨砂玻璃塞蓋好。四、玻璃儀器的洗滌鉻酸洗液是酸性很強的強氧化劑,腐蝕性很大,易燙傷皮膚,燒毀衣服,且鉻有毒,因此,使用時一定要注意安全。當(dāng)鉻酸洗液使用多次后,顏色會慢慢改變,當(dāng)變?yōu)榫G色時(K2Cr2O7被還原為Cr3+),洗液失效,需重新配制。值得注意的是,不管洗液在使用過程中還是失效后,都不能倒入下水道,以免造成環(huán)境污染,只能倒入廢液回收瓶內(nèi),另行處理。五、實驗室安全分析化學(xué)實驗中,經(jīng)常用到具有腐蝕性、有毒有害或易燃易爆的試劑,易損的玻璃儀器、精密儀器、電器等,為保證實驗安全,避免人身傷害事故的發(fā)生,必須嚴格遵守實驗室安全制度。分析天平及各種量器的正確使用一、目的要求1.了解分析天平的構(gòu)造。2.學(xué)習(xí)分析天平的基本操作和常用稱量方法。3.培養(yǎng)準確、簡明地記錄實驗原始數(shù)據(jù)的習(xí)慣。4、掌握常見玻璃量器的正確使用方法。分析天平及各種量器的正確使用二、原理分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(一)分析天平的使用分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(一)分析天平的使用分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(一)分析天平的使用分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(一)分析天平的使用分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(二)常見玻璃儀器的使用1.吸量管(移液管)四、實驗步驟(二)常見玻璃儀器的使用1.移液管分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(二)常見玻璃儀器的使用2.滴定管分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(二)常見玻璃儀器的使用2.滴定管分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(二)常見玻璃儀器的使用2.滴定管四、實驗步驟(二)常見玻璃儀器的使用2.滴定管分析天平及各種量器的正確使用四、實驗步驟(二)常見玻璃儀器的使用3.容量瓶分析天平及各種量器的正確使用五、練習(xí)實驗對照儀器清單熟悉實驗用玻璃儀器,學(xué)會洗滌方法(一)稱量練習(xí)1.直接稱量法(稱取0.3000gNaCl)實驗序號操作要點重量記錄1天平上放置干燥表面皿,按TAR去皮,加入約0.3000gNaCl2天平上放置干燥表面皿,按TAR去皮,加入約0.3000gNaCl絕對差值稱量紙1.適用于各種分析天平,可用來稱量粉末等物質(zhì)。2.紙質(zhì)光滑、不易粘附,有利于準確稱量并有效保護天平托盤(易潮解物品易吸水,會有一小部分留在托盤上影響下一次稱量,也容易腐蝕托盤)。特殊的藥品仍要用稱量瓶等稱量。干燥劑:變色硅膠硅膠是沒有顏色的固體。能變色的是變色硅膠,是在硅膠中添加了氯化鈷(分子式:CoCl2
,也稱為氯化亞鈷)。氯化鈷含有的結(jié)晶水個數(shù)不同時候呈現(xiàn)不同顏色。干燥劑:變色硅膠干燥吸水分析天平及各種量器的正確使用減量法2.配制Na2CO3溶液配制250mLNa2CO3溶液:(1)溶解:取1份約0.1000gNa2CO3
,在燒杯中用50毫升蒸餾水使之完全溶解。(注意:應(yīng)冷卻,不可在容量瓶中溶解)。(2)洗滌:移入250mL容量瓶,洗滌燒杯兩次。(3)定容:加水到接近刻度2厘米時,改用膠頭滴管加水到刻度,搖勻,裝瓶。觀察刻度多多練習(xí)1.吸量管(移液管)的洗滌、使用。2.容量瓶的使用練習(xí)(1)檢查是否漏水;(2)練習(xí)溶液從燒杯轉(zhuǎn)移到容量瓶中,并進行定容操作(加水至標(biāo)線)。實驗六滴定分析基本操作練習(xí)NaOH+HCl=NaCl+H2O當(dāng)反應(yīng)到達化學(xué)計算量點時,消耗鹽酸與氫氧化納的物質(zhì)的量恰好相等。即:nmolnmolc(HCl)V(HCl)=c(NaOH)V(NaOH)或酸堿指示劑:0.1mol/L的HCl滴定同濃度的NaOH,滴定的pH突躍范圍為4.3~9.7。因此,凡變色范圍在此pH突躍范圍內(nèi)的指示劑皆可選用。
甲基橙:3.1-4.4酸滴堿:黃→橙酚酞:6.7-8.4堿滴酸:無色→粉紅飽和NaOH的配制:我們都是往水里面加氫氧化鈉,邊加邊搖,直到不能再溶解,再補加兩勺子。[求助]NAOH飽和溶液配制問題我在配NAOH飽和溶液時,怎么溶液冷后老是成糊狀,好像有結(jié)成塊狀一樣的?我用100ML除CO2水加到120gNaOH里,然后用玻棒攪拌,可是冷卻后就好像結(jié)塊一樣了。我這樣操作有問題嗎?結(jié)成塊狀與溫度有關(guān)嗎?這幾天室溫10度。還是放置后會變成液體狀?飽和NaOH的配制:飽和溶液即是不再溶解溶質(zhì)。取一定量的純化水,向里面加氫氧化納,直到不再溶解為止。還有一種辦法取100ml水加入100gNaOH,即成。但需要靜放幾天,溶液不再渾濁為止。再用。(1)我配制的氫氧化鈉飽和溶液是用120g加100毫升水,凝固了,我以為配錯了,又重新配了一份,這次放了一個晚上不但沒凝固,連一點沉淀物都沒有。。。這兩天天氣都比較冷,大概10度左右吧。。。誰知道的請告訴我吧。。。謝謝大家了。(2)補充:如果照我這種配法,要多少天才可以使用這個溶液,有什么現(xiàn)象可以判別此溶液可以使用了?濃鹽酸:常溫下濃鹽酸的濃度約為37%
四、實驗步驟(一)配制250ml0.1mol/LNaOH溶液(二)配制250ml0.1mol/LHCl溶液(三)滴定管的準備(四)滴定操作和滴定終點辨認練習(xí)需掌握的操作技能:滴定管的使用方法1.洗滌2.試漏及抹油3.裝滴定劑4.讀數(shù)5.滴定1.洗滌干凈的滴定管內(nèi)壁,用水濕潤時應(yīng)不掛水珠,否則說明還不干凈。無明顯油污的,先用自來水沖洗,后用滴定管刷蘸肥皂水或洗滌劑刷洗。如油污嚴重的,可倒入鉻酸洗液10~15ml(堿式滴定管需先卸下橡皮管,安上一個舊橡皮滴頭,再倒入洗液)蕩洗(潤洗):將滴定管逐漸向管口傾斜,用兩手轉(zhuǎn)動滴定管,使洗液布滿全管,然后打開活塞,將洗液放回原洗液瓶中。用水沖洗干凈。2.試漏及抹油(1)試漏:(2)活塞抹油:
檢查是否漏水的方法是:在滴定管內(nèi)裝滿自來水,直立約兩分鐘,仔細觀察有無水滴從出口滴出或從活塞隙縫滲出。然后把活塞轉(zhuǎn)動180o
,再觀察一次。如無水漏出,再用蒸餾水蕩洗2~3次即可使用。如漏水或轉(zhuǎn)動不靈活,則需按下述方法重新抹油。(2)活塞抹油:把滴定管平放在桌面上,取出活塞,將活塞及塞套分別用濾紙擦干,將酸式滴定管放平,以免使管壁上的水再次進入活塞套;用手指醮少量凡士林在活塞的大頭上沿圓周涂上薄薄一層[圖15(a)](2)活塞抹油:另用紙卷或火柴梗將少量凡士林涂抹在活塞的小口內(nèi)側(cè)[圖15(b)]。也可在活塞兩頭沿圓周涂上薄薄一層。凡士林不能涂得太多,否則會堵塞活塞孔。也不能涂得太少,以免漏液或活塞轉(zhuǎn)動不靈活。在滴定管平放的情況下(不要直放,否則管里的水流下會把塞套弄濕),將抹好油的活塞插入塞套,然后向同一方向轉(zhuǎn)動活塞。抹好油的活塞應(yīng)該是透明的轉(zhuǎn)動靈活的。如果轉(zhuǎn)動不靈活或出現(xiàn)紋路,表示抹油不夠;如果有油從活塞縫隙溢出或擠入活塞口孔,表示抹油太多。這兩種情況都需重新抹油。抹油合格后,須用橡皮套將活塞套好,以防其脫落打碎。剛抹過油的滴定管必須重新試漏。3.裝滴定劑(1)潤洗:
為使裝入滴定管中的滴定劑不被管內(nèi)殘留的水稀釋,在裝滴劑之前,先用所裝溶液蕩洗2~3次(每次5~6ml)。滴定劑要直接從試劑瓶倒入管中,不要經(jīng)過其他容器,以免其濃度改變或被污染。(2)趕氣泡:(3)調(diào)整讀數(shù)到0.00~0.50ml(2)趕氣泡:滴定管裝滿溶液后,如下端有氣泡或有未充滿部分,應(yīng)及時除去。酸式滴定管:用右手拿住使之成約30o的傾斜,左手打開活塞使溶液急速流出以把氣泡趕出。堿式滴定管:將玻璃珠上部的橡皮管向上彎曲,手指放在玻璃珠稍上一些的地方,用力捏壓玻璃珠,使溶液從尖嘴處噴出,把氣泡趕出。(3)調(diào)整讀數(shù)到0.00~0.50ml氣泡排除后,將液面調(diào)整在0.00~0.50ml,記下初讀數(shù)。這樣做,可使滴定劑的體積固定在某一段體積范圍內(nèi)讀出,減少體積誤差。每次都是從0.00~0.05ml開始的一段體積4.讀數(shù)滴定管應(yīng)垂直地夾在滴定管夾上。對于無色或淺色溶液,應(yīng)讀溶液彎月面下沿;對于深色溶液,應(yīng)讀彎月面上沿。4.讀數(shù)滴定前和滴定到終點時,各讀取一個數(shù)(分別稱初讀數(shù)和終讀數(shù)),讀數(shù)都必須準確至0.01ml(所讀數(shù)據(jù)都必須有兩位小數(shù))。終讀數(shù)和初讀數(shù)之差就是滴定劑的用量。每次滴定時的初讀數(shù)都要用到“0.00~0.50ml”范圍內(nèi),以減小滴定誤差。
5.滴定:操作技能(1)邊滴邊搖(2)控制滴定速度(3)加一滴或半滴溶液的操作技術(shù)(4)正確辨認終點移液管、吸量管:也需經(jīng)“去污劑或鉻酸洗液洗→蒸餾水洗→待轉(zhuǎn)移溶液潤洗3次→吸待轉(zhuǎn)移的試劑”第三章定量分析的誤差及數(shù)據(jù)處理第一節(jié)誤差的基本概念準確度和精密度誤差的種類、性質(zhì)、產(chǎn)生的原因及減免
一、準確度和精密度(1)
準確度──分析結(jié)果與真實值的接近程度
準確度的高低用誤差的大小來衡量(2)
精密度──幾次平行測定結(jié)果相互接近程度
精密度的高低用偏差來衡量
偏差是指個別測定值與平均值之間的差值。第一節(jié)誤差的基本概念(3)準確度與精密度的關(guān)系
精密度準確度好好好稍差差差很差偶然性例:同一試樣,四人分析結(jié)果如下:(注:圖中的“|”表示)
例:同一試樣,四人分析結(jié)果如下:_
(注:圖中的“|”表示X)
甲.|...精密度好,準確度高。
乙..|..〃好,〃差,系統(tǒng)誤差。丙..|..〃差,〃差,隨機誤差。
丁..|..〃差,〃巧合,正負抵消,
不可信。(3)
準確度與精密度的關(guān)系
P30底圖2-1
精密度是保證準確度的先決條件。精密度差,所測結(jié)果不可靠,就失去了衡量準確度的前提。精密度高不一定準確度高,但可找出精密而不準確的原因。兩者的差別主要是由于系統(tǒng)誤差的存在。小結(jié):二、誤差的表示方法1、誤差表示測定值(xi)與真實值(μ)的差異,衡量準確度的高低。(1)絕對誤差:E=xi
-μ(2)相對誤差:RE=(E/μ)×100%例1
已知分析天平E=±0.0002g甲:x=3.3460g
μ
=3.3462g則:E甲=–0.0002
RE甲=–0.006%乙:x=0.3460g
μ
=0.3462g則:E乙=–0.0002
RE乙=–0.06%絕對誤差和相對誤差都有正值和負值,甲、乙的絕對誤差(E)相同,但相對誤差(RE)差10倍。相對誤差:RE=(E/μ)×100%說明:E一定時,測定值愈大,RE愈小。E一定時,測定值愈大,RE愈小。一般分析天平E=±0.0001g,
m稱
>0.2g滴定管讀數(shù)有0.02mL的誤差→V>20mL相對誤差:RE=(E/μ)×100%滴定分析要求相對誤差為±0.1%
(即<0.1%)μ≥0.2g
絕對誤差真值萬分之一天平2、偏差實際分析中,真實值不可知,故一般取多次平行測定值的算術(shù)平均值表示分析結(jié)果。(1)絕對偏差:(2)相對偏差:偏差:各次測量值與平均值之差,衡量精密度的高低。誤差:表示準確度高低;偏差:表示精確度高低。(3)平均偏差:(4)相對平均偏差:(1)絕對偏差有正負平均偏差又稱算術(shù)平均偏差,即:各測定值偏差絕對值之和的平均值。用來表示一組數(shù)據(jù)的精密度。3.公差:(允許誤差)
生產(chǎn)部門對分析結(jié)果允許的誤差,即:誤差限量三、誤差的分類及減免方法1.系統(tǒng)誤差
(1)特點
a.對分析結(jié)果的影響比較恒定;
b.在同一條件下,重復(fù)測定,重復(fù)出現(xiàn);
c.影響準確度,不影響精密度;
d.可以消除。μ(2)產(chǎn)生的原因
a.方法誤差——分析方法本身造成。例:重量分析中沉淀的溶解損失;滴定分析中指示劑選擇不當(dāng)。b.儀器誤差——儀器本身不夠準確或未經(jīng)校準。例:天平兩臂不等;砝碼、滴定管、容量瓶未校正。需理論如:高溫烘烤→刻度不準(2)產(chǎn)生的原因c.試劑誤差——所用試劑不純或蒸餾水中含有微量雜質(zhì)。d.主觀誤差——操作人員主觀因素造成例:對指示劑顏色辨別偏深或偏淺;滴定管讀數(shù)不準。μ(3)系統(tǒng)誤差的減免:①對照實驗:p8底a.空白實驗(陰性對照)b.對照實驗(陽性對照)②儀器校準③方法校正a.空白實驗(陰性對照)由試劑、蒸餾水、實驗器皿和環(huán)境帶入的雜質(zhì)所引起的系統(tǒng)誤差,可通過空白試驗校正。在不加試樣的情況下,按照試樣的分析步驟和條件進行測定,得到的結(jié)果稱為“空白值”。從試樣的分析結(jié)果中扣除空白值,就可得到更接近于真實含量的分析結(jié)果。若空白值過大,必須提純試劑或改用適當(dāng)器皿等措施來降低。如在同等條件下,樣品消耗23ml的HCl,而空白實驗消耗0.5ml的HCl。樣品消耗22.5ml的HClb.對照實驗(陽性對照)常用已知準確含量的標(biāo)準試樣(或標(biāo)準溶液),按同樣方法進行分析測定,作為對照;也可用不同的分析方法;或由不同單位的化驗人員分析同一試樣來互相對照。生產(chǎn)中,常在分析試樣的同時,用同樣的方法做標(biāo)樣分析,以檢查操作是否正確和儀器是否正常,若分析標(biāo)樣的結(jié)果符合“公差”規(guī)定,說明操作和儀器均符合要求,試樣的分析結(jié)果可靠。②校準儀器對所用儀器如滴定管、移液管、容量瓶、天平砝等進行校準,求出校正值,并在計算結(jié)果時采用,以消除由儀器帶來的誤差。③方法校正某些分析方法的系統(tǒng)誤差可用其他方法直接校正。如:重量分析中,使被測組分絕對完全沉淀不可能,必須采用其它方法對溶解損失進行校正。沉淀硅酸后,可再用比色法測定殘留在濾液中的少量硅,在準確度要求高時,將濾液中該組分的比色測定結(jié)果加到重量分析結(jié)果中去。2.偶然誤差(隨機誤差)
(1)特點
a.不恒定
b.難以校正
c.當(dāng)測量次數(shù)很多時,服從正態(tài)分布(統(tǒng)計規(guī)律)。即大小相近的正誤差和負誤差出現(xiàn)的機會相等;小誤差出現(xiàn)的頻率較高,大誤差出現(xiàn)的頻率較低。沒有規(guī)律2.偶然誤差:分布服從正態(tài)分布頻數(shù)分布:
測定某樣品100次。相對頻數(shù)分布直方圖(2)
產(chǎn)生的原因偶然和意外原因,如溫度、壓力等外界條件的突然變化,儀器性能的微小變化,操作稍有出入等原因。(3)減免方法進行多次平行測定求平均值電子分析天平:偶然誤差產(chǎn)生的原因?規(guī)律性的系統(tǒng)誤差與隨機誤差的比較項目系統(tǒng)誤差隨機誤差產(chǎn)生原因固定因素,有時不存在不定因素,總是存在分類方法誤差、儀器與試劑誤差、主觀誤差環(huán)境的變化因素、主觀的變化因素等性質(zhì)重現(xiàn)性、單向性(或周期性)、可測性服從概率統(tǒng)計規(guī)律、不可測性影響準確度精密度消除或減小的方法校正增加測定的次數(shù)由于分析者粗心大意或不遵守操作規(guī)程而產(chǎn)生的誤差。例:溶液濺失、試劑加錯、數(shù)據(jù)讀錯、記錄有錯、計算出錯等。這些不應(yīng)有的過失,給分析結(jié)果帶來嚴重影響,必須注意避免。一旦發(fā)現(xiàn)明顯過失,測量數(shù)據(jù)應(yīng)剔除,不能參加平均值的計算。3.過失誤差第二節(jié)定量分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)集中趨勢的表示方法二、數(shù)據(jù)分散程度的表示方法三、置信度與平均值的置信區(qū)間四、可疑數(shù)據(jù)的取舍P28~31二.誤差的表示方法P33~35第三節(jié)分析數(shù)據(jù)的處理一、數(shù)據(jù)集中趨勢的表示方法1.算術(shù)平均值
根據(jù)隨機誤差的分布特性,絕對值相等的正負誤差出現(xiàn)的概率相等,所以算術(shù)平均值是真值的最佳估計值。當(dāng)測定次數(shù)無限多時,所得的平均值即為總體平均值μ2.
中位數(shù)一組平行測定值按由小到大的順序排列時的中間值。當(dāng)n為奇數(shù)時,是位于序列正中間的那個數(shù);當(dāng)n為偶數(shù)時,是正中間相鄰的兩個測定值的平均值。中位數(shù)不受離群值大小的影響,但在表示數(shù)據(jù)集中趨勢上不如平均值好,通常只在平行測定次數(shù)較少而又有離群較遠的可疑值時,才用中位數(shù)代表分析結(jié)果。二、數(shù)據(jù)分散程度的表示方法(一)平均偏差平均偏差又稱算術(shù)平均偏差,即:各測定值偏差絕對值之和的平均值。用來表示一組數(shù)據(jù)的精密度。特點:簡單;缺點:大偏差得不到應(yīng)有反映。[復(fù)習(xí)]絕對偏差(二)標(biāo)準偏差標(biāo)準偏差又稱均方根偏差;標(biāo)準偏差的計算分兩種情況:1.當(dāng)測定次數(shù)趨于無窮大時(一般指n>30次的測定)2.有限測定n次數(shù)時(一般指n<20次的測定)標(biāo)準偏差σ表示總體的分散程度P29底
已幾乎等于真值μ2.有限測定n次數(shù)時(一般指n<20次的測定)標(biāo)準偏差s表示樣本的分散程度相對標(biāo)準偏差(變異系數(shù):CV)例題1:
兩組數(shù)據(jù)(教材P30)
(1)(2)0.11,-0.73,0.24,0.51,-0.14,0.00,0.30,-0.210.18,0.26,-0.25,-0.37,0.32,-0.28,0.31,-0.27可見,2組數(shù)據(jù)的分散程度較1組的更小。平均偏差()與標(biāo)準偏差(s):哪個能更好地反應(yīng)數(shù)據(jù)的“精密度”?例題1:
兩組數(shù)據(jù)(教材P30)(1)(2)0.11,-0.73,0.24,0.51,-0.14,0.00,0.30,-0.210.18,0.26,-0.25,-0.37,0.32,-0.28,0.31,-0.27可見,2組數(shù)據(jù)的分散程度較1組的更小。平均偏差()與標(biāo)準偏差(s):哪個能更好地反應(yīng)數(shù)據(jù)的“精密度”?與“平均偏差”比
用標(biāo)準偏差不僅可以避免單次測定偏差相加時正負相互抵消,還由于對單次測定的偏差(x-x)加以平方,使大的偏差能更顯著的反映出來,因而能更好的說明數(shù)據(jù)的分散程度.所以,標(biāo)準偏差更能體現(xiàn)較大偏差的分散程度,突出大偏差對結(jié)果的影響,用標(biāo)準偏差比用平均偏差更科學(xué)更準確。(n-1)是能用于計算一組測定值分散程度的獨立偏差的數(shù)目,稱為自由度。標(biāo)準偏差與“絕對偏差”比p30例3:見教材P301.算術(shù)平均值2.絕對偏差3.平均偏差4.相對平均偏差5.標(biāo)準偏差(s)6.變異系數(shù)(Sr或CV)例4:
分析鐵礦中鐵含量,得如下數(shù)據(jù):37.45%,37.20%,37.50%,37.30%,37.25%計算此結(jié)果的平均值、平均偏差、標(biāo)準偏差、變異系數(shù)。計算:查“平方根表”或函數(shù)計算器(三)平均值的標(biāo)準偏差(sX表示平均值的分散程度)
一系列測定的平均值:上式表明,平均值的標(biāo)準偏差與測定次數(shù)的平方根成反比,增加測定次數(shù)可提高測定的精密度,但實際上增加測定次數(shù)所取得的效果有限。當(dāng)n>10時,變化已很小,實際工作中測定次數(shù)無需過多,通常4-6次足夠。其波動情況也服從正態(tài)分布,用平均值的標(biāo)準偏差來表示平均值的精密度。統(tǒng)計學(xué)已證明,對有限次測定,其平均值的標(biāo)準偏差sx為:三、置信度與平均值的置信區(qū)間
正態(tài)分布曲線下所包含的面積是所有測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)概率的總和,設(shè)為100%。適用于無限次測定,且已知σ的情況。在μ±σ區(qū)間內(nèi),曲線包圍的面積為68.3%,測定值落在此區(qū)間內(nèi)的概率為68.3%,此概率稱為置信度。對于有限次測定,平均值與總體平均值關(guān)系為:s:有限次測定的標(biāo)準偏差;n:測定次數(shù);t:為在選定的某一置信度下的概率系數(shù),根據(jù)測定次數(shù)查表,見教材P34的圖2-2。應(yīng)用:估算在選定的置信度下,總體平均值μ在以測定平均值為中心的多大范圍內(nèi)出現(xiàn),這個范圍就是平均值的置信區(qū)間。
應(yīng)用:某一置信度下,真值μ出現(xiàn)的范圍討論:1.置信度不變時:n
增加,t
變小,置信區(qū)間變小;2.n不變時:置信度增加,t
變大,置信區(qū)間就越寬。某鐵礦石的含鐵量:置信度為100%時,0<μ<100%置信度為95%時,39.10%<μ<39.22%測定次數(shù)越多,真值μ越靠近P34:圖2-2一般平行測定3次20次以上,t值已很接近表2-2t值表對于有限次測定,平均值與總體平均值關(guān)系為:應(yīng)用:某一置信度下,真值μ出現(xiàn)的范圍該式常作為分析結(jié)果的表達式。例3.
某試樣測定Cl-,4次結(jié)果為47.64%,47.69%,47.52%,47.55%。計算置信度為90%,95%和99%時,總體平均值μ的置信區(qū)間。解:分析結(jié)果的表達式:置信度為90%時,t=2.35
μ=(47.60±0.09)%置信度為95%時,t=3.18
μ=(47.60±0.13)%置信度為99%時,t=5.84
μ=(47.60±0.23)%四.可疑數(shù)據(jù)的取舍過失誤差的判斷1.Q檢驗法(適用于數(shù)據(jù)較少的情形,3~10次)步驟:(1)數(shù)據(jù)排列:由小到大(2)求極差(3)求可疑數(shù)據(jù)與相鄰數(shù)據(jù)之差(4)計算:或或可疑數(shù)據(jù)與相鄰數(shù)據(jù)之差極差Q=1.Q檢驗法:(5)根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度(如90%),查表:或(6)將Q計與Q表(如Q90
)相比,①若Q計>Q表,舍棄該數(shù)據(jù)(過失誤差造成);②若Q計<Q表,保留該數(shù)據(jù)(偶然誤差所致)。當(dāng)數(shù)據(jù)較少時,舍去一個后,應(yīng)補加一個數(shù)據(jù)。1.Q檢驗法:或不同置信度下的Q值VS數(shù)據(jù)處理時,首先進行可疑值取舍后,才能進行其他計算。[例題6]某學(xué)生測N%:20.48;20.55;20.60;
20.53;20.50
問:
|20.60-20.55|
[解](1)Q計=—————
=0.4220.60-20.48查表2-1,Q表
=0.85>Q計20.60保留(1)用Q檢驗20.60是否保留?(2)報告分析結(jié)果n,S,(3)P=0.95時平均值的置信區(qū)間并說明含義 _
(2)x=20.53%n=5S=0.035%這說明:在20.53±0.043區(qū)間中包括總體平均值μ的把握性為95%(查表2-2得)2.4
檢驗法(只用于處理要求不高的實驗數(shù)據(jù))
要用4法檢驗時,需n≥4步驟:(1)去掉可疑值,求余下的值的平均值(2)求余下值的平均偏差(3)計算:若,則舍去,否則保留(4)若可疑值可保留,則重算和[例題7]測某藥物中的Co(μg/g)結(jié)果為1.25,1.27,1.31,1.40.問:1.40是否為可疑值? __[解]去掉1.40求余下數(shù)據(jù)X=1.28d=0.023則:|x
可疑-x
好|=|1.40-1.28|=0.12>4×0.023說明:1.40為離群值應(yīng)舍去4d=4×0.023=0.092此外還有:t檢驗法(t–test):對結(jié)果準確度的檢驗,對系統(tǒng)誤差的檢驗
F檢驗法(F–test):對結(jié)果精密度的檢驗,兩組數(shù)據(jù)方差S2比較第五節(jié)有效數(shù)字及其運算規(guī)則一、有效數(shù)字及位數(shù)二、數(shù)字修約規(guī)則三、有效數(shù)字的運算規(guī)則一、有效數(shù)字及位數(shù)
為得到準確的分析結(jié)果,不僅要求準確測量,還要正確記錄和計算,即記錄的數(shù)字不僅表示數(shù)量的大小,而且要正確反映測量的精確程度。1.正確記錄數(shù)字分析天平稱得物體質(zhì)量為0.3280g,數(shù)值中0.328是準確的,最后一位數(shù)字“0”是可疑的;可能有上下一個單位的誤差,即真實質(zhì)量在0.3280±0.0001g范圍內(nèi)的某一個數(shù)值。稱量的絕對誤差為±0.0001g;相對誤差為:±0.03%若稱量結(jié)果記錄為0.328g,該物體的實際質(zhì)量將為0.328±0.001g范圍內(nèi)的某一個數(shù)值,絕對誤差為±0.001g;相對誤差為:±0.3%1.正確記錄數(shù)字(1)正確記錄實驗數(shù)據(jù)用分析天平與用托盤天平稱取試樣:精確度不同。(2)實驗記錄的數(shù)字不僅表示數(shù)量的大小,而且要正確地反映測量的精確程度。(3)一般有效數(shù)字的最后一位數(shù)字有±1個單位的誤差有刻度,精確1.正確記錄數(shù)字滴定管:刻度精確到0.1mL。記錄:哪個正確?A.23.5mLB.23.50mLC.23.500mL23.50mL:最后一位是估計的。小結(jié):記錄時,小數(shù)點后末尾多寫一位或少寫一位“0”數(shù)字,從數(shù)學(xué)角度看關(guān)系不大,但記錄所反映的測量精確程度無形中被夸大或縮小了10倍。所以在數(shù)據(jù)中代表一定量的每一個數(shù)字都是重要的。在分析工作中,實際能測量得到的數(shù)字稱為有效數(shù)字。其最末一位是估計的、可疑的,是“0”也得記上。2.數(shù)據(jù)中零的作用5.0×10-3
5.000×10-1
分析化學(xué)中常用的一些數(shù)值,有效數(shù)字位數(shù)見教材P32。非0數(shù)字后:記為有效數(shù)字非0數(shù)字前:定位2.數(shù)據(jù)中零的作用(1)作普通數(shù)字用,即是有效數(shù)字。
5.18010-1
4位有效數(shù)字(2)作定位用,就不是有效數(shù)字。如0.0518
3位有效數(shù)字注意:(1)改變單位,不改變有效數(shù)字的位數(shù);如:24.01mL24.0110-3L
(2)整數(shù)末尾的“0”意義不明確。常寫成指數(shù)形式。如:25000寫成2.5000104,精確至個位;25000寫成2.50104,精確至百位。分析化學(xué)中少用注意(3)重點注意:
pH4.34,小數(shù)點后的數(shù)字位數(shù)為有效數(shù)字位數(shù)。(4)倍數(shù)、分數(shù)、常數(shù):無限位有效數(shù)字,需幾位寫幾位。(1)改變單位,不改變有效數(shù)字的位數(shù);(2)整數(shù)末尾的“0”意義不明確。常寫成指數(shù)形式。如:250mL→0.250L
二、數(shù)字修約規(guī)則:通常的分析測定過程,包括幾個測量環(huán)節(jié),需根據(jù)測量所得數(shù)據(jù)進行計算,最后求得分析結(jié)果。但各個測量環(huán)節(jié)的測量精度不一定完全一致,因而幾個測量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字位數(shù)可能也不相同,在計算中要對多余的數(shù)字進行修約。例:精確到小數(shù)點后一位0.3500→
0.4500→
1.0500→
例:精確到小數(shù)點后一位:0.4501→0.51.我國的國家標(biāo)準(GB)對數(shù)字修約規(guī)定四舍六入五成雙在擬舍棄的數(shù)字中,左邊第一個數(shù)字為5時:A:其右邊有非零數(shù)字存在時,進一。B:其右邊數(shù)字全為零時,擬保留的末位數(shù)為奇數(shù)則進一成雙(偶數(shù));否則不進,舍棄0.40.41.0GB數(shù)字修約規(guī)定:四舍六入五成雙精確到小數(shù)點后一位0.35000.45001.0500保留三位有效數(shù)字12.2512.351225.01235.012.212.41.22×1031.24×1030.40.41.0修約一次完成,不能分步:
8.549→8.5【8.549→8.55→8.6是錯的】
三、有效數(shù)字的運算規(guī)則1.加減運算:運算結(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:以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)。加減:單位相同,取決于精度最小的那個數(shù)。三、有效數(shù)字的運算規(guī)則1.加減運算
運算結(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:以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)
例:0.0121絕對誤差:0.0001
25.64
0.011.0570.00126.70912.乘除運算有效數(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)字位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。2.乘除運算
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)字位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)
例:(0.03255.10360.06)/139.8=0.07125036373各數(shù)據(jù)的相對誤差分別為:
0.0325±0.0001/0.0325100%=±0.3%
5.103±0.001/5.103100%=±0.02%60.06±0.01/60.06100%=±0.02%139.8±0.1/139.8100%=±0.07%=0.0713乘除:單位不同,取決于相對誤差最大的那個數(shù)。3.注意(1)分數(shù);比例系數(shù);實驗次數(shù)等不記位數(shù);(2)第一位數(shù)字大于等于8時,多取一位,即有效數(shù)字的位數(shù)可多算一位。如:8.48,按4位算;(3)在計算過程中,可暫時多保留一位有效數(shù)字位數(shù),得到的結(jié)果按“四舍六入五留雙”等規(guī)則處理;3.注意(4)對各種化學(xué)平衡常數(shù)的計算,一般保留兩位或三位有效數(shù)字。對各種誤差的計算,取一位有效數(shù)字,最多兩位。對于pH的計算,通常只取一位或兩位有效數(shù)字。(5)對于高含量組分(≥10%),分析結(jié)果為四位有效數(shù)字;中含量(1%~10%),有三位有效數(shù)字;微量組分(<1%),一般只要求兩位有效數(shù)字。建議:做書上的例題、章后習(xí)題,練習(xí)有效數(shù)字的取舍等。《分析化學(xué)》高等教育出版社高職高?;瘜W(xué)教材編寫組編每章后面有較多的選擇題、計算題書后有參考答案高教版《分析化學(xué)》章后習(xí)題:1.用25ml移液管移出的液體體積應(yīng)記錄為()2.滴定分析的相對誤差一般要求為±0.1%,滴定時消耗標(biāo)準溶液的體積應(yīng)控制在()A.25mlB.25.0mlC.25.00mlD.25.000mlA.10ml以下B.15~20mlC.20~30mlD.40~50mlCC《分析化學(xué)》至少:做本書上的例題、章后習(xí)題。計算題均有答案不定時講解5.根據(jù)有效數(shù)字規(guī)則計算下列各式:(1)6.25×2.1364+1.5×10-5+0.4685÷0.025-37.66357=13.35+1.5×10-5+18.7-37.66357=-5.6(2)419.8√
(3)0.0267√
(21.12-13.40)=7.72;3位有效數(shù)字加減:小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。
1、誤差
表示測定值(xi)與真實值(μ)的差異,衡量準確度的高低。1.絕對誤差:E=xi
-μ2.相對誤差:RE=(E/μ)×100%復(fù)習(xí):誤差的表示方法在儀器上讀取測量結(jié)果其有效位數(shù)可讀至分度值,分度值所在的位即為讀數(shù)誤差所在位,不應(yīng)再加上估讀的一位。6.用正確的有效數(shù)字表示下列物質(zhì)的質(zhì)量:(1)用準確度為0.1g天平稱取5g試樣。絕對誤差±0.1g5.0g(2)用分度值為0.001g天平稱取200mg試樣。0.200g(3)0.0100g第一節(jié)分析化學(xué)概述1.1分析化學(xué)的任務(wù)和作用1.2分析方法的分類1.3分析化學(xué)發(fā)展趨勢1.4分析化學(xué)的學(xué)習(xí)方法第二節(jié)
定量分析中的誤差2.1
準確度和精密度2.2誤差的種類、性質(zhì)、產(chǎn)生的原因及減免第三節(jié)有效數(shù)字及其運算規(guī)則3.1有效數(shù)字
3.2有效數(shù)字運算規(guī)則第四節(jié)
定量分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理4.1平均偏差4.2標(biāo)準偏差4.3平均值的標(biāo)準偏差4.4置信度與置信區(qū)間
第五節(jié)
定量分析結(jié)果的表示方法本章小結(jié)第四章滴定分析法概述一、滴定反應(yīng)的條件與滴定方式二、基準物質(zhì)和標(biāo)準溶液三、滴定分析結(jié)果的計算一.滴定分析法將一種已知準確濃度的試劑溶液即標(biāo)準溶液,通過滴定管滴加到待測組分的溶液中,直到標(biāo)準溶液和待測組分恰好完全定量反應(yīng)為止。這時加入標(biāo)準溶液物質(zhì)的量與待測組分的物質(zhì)的量符合反應(yīng)式的化學(xué)計量關(guān)系,然后根據(jù)標(biāo)準溶液的濃度和所消耗的體積,算出待測組分的含量。第一節(jié)滴定分析的基本概念二.幾個概念1.滴定劑
滴加的溶液。2.滴定
滴加溶液的操作過程。3.化學(xué)計量點
滴加的標(biāo)準溶液與待測組分恰好定量反應(yīng)完全時的一點。4.滴定終點
通常利用指示劑顏色的突變或儀器測試來判斷化學(xué)計量點的到達而停止滴定操作的一點。化學(xué)計量點與滴定終點相同嗎?理論終點操作終點終點誤差終點誤差
實際分析操作中滴定終點與理論上的化學(xué)計量點常常不能恰好吻合,它們之間往往存在很小的誤差。終點誤差屬于系統(tǒng)誤差還是隨機誤差?三.滴定分析的特點滴定分析法的適用范圍:測定含量≥1%的常量組分特點:快速、簡便、準確度高四.按反應(yīng)類型分類酸堿滴定法配位滴定法氧化還原滴定法沉淀滴定法第二節(jié)滴定反應(yīng)的條件與滴定方式一.滴定反應(yīng)的條件1.反應(yīng)必須定量地完成2.反應(yīng)速率快定量計算的基礎(chǔ)
按一定的反應(yīng)式進行完全,通常要求達到99.9%以上,無副反應(yīng)發(fā)生。3.滴定終點的確定方法較簡便可采取適當(dāng)措施提高速率慢的反應(yīng)。滴定劑與被測物質(zhì):滿足這三項要求,即可直接滴定。二.滴定方式1.直接滴定法2.返滴定法(回滴定法)3.置換滴定法4.間接滴定法滴定劑與被測物質(zhì):滿足上述三項要求。最基本、最常用
先準確加入過量標(biāo)準溶液,使與試液中的待測物質(zhì)或固體試樣進行反應(yīng),待反應(yīng)完成以后,再用另一種標(biāo)準溶液滴定剩余的標(biāo)準溶液的方法。適用:反應(yīng)較慢或難溶于水的固體試樣3.置換滴定法不按確定反應(yīng)式進行,反應(yīng)無計量關(guān)系。(涉及到多個反應(yīng))如:漂白粉中有效氯的測定。Cl2+I-=2Cl-+I2I2+2S2O32-=2I-+S4O62-Cl2不能直接用Na2S2O3去滴定。兩步:均是定量反應(yīng)。I2與Na2S2O3定量反應(yīng)。Cl2I2定量置換4.間接滴定法不能與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì),通過另一反應(yīng)間接滴定。(涉及多個反應(yīng))Ca2++C2O42-=CaC2O4CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O42MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2OKMnO4法測定Ca2+的反應(yīng)式:Ca2+→CaC2O4→H2C2O4H2C2O4與KMnO4標(biāo)準溶液定量反應(yīng)。第三節(jié)基準物質(zhì)和標(biāo)準溶液一.基準物質(zhì):1.定義:2.基準物應(yīng)滿足的條件:能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準溶液的物質(zhì)。(1)必須具有足夠的純度(≥99.9%);(2)組成與化學(xué)式完全相同;(3)性質(zhì)穩(wěn)定;(4)具有較大的摩爾質(zhì)量。減小稱量的相對誤差基準物質(zhì)在使用前通常需經(jīng)過一定的處理注意:在實際應(yīng)用中大多數(shù)標(biāo)準溶液是先配制成近似濃度,然后用基準物質(zhì)來標(biāo)定其準確的濃度。★我國化學(xué)試劑等級和標(biāo)志★一級優(yōu)級純G.R
綠顏色科研精密分析二級分析純A.R
紅顏色多數(shù)分析
三級化學(xué)純C.P
藍顏色常規(guī)分析四級實驗試劑L.R
棕顏色輔助分析3.常用的基準物質(zhì):表3-13.常用的基準物質(zhì):表3-1經(jīng)過處理后的基準物質(zhì),通常置于干燥器內(nèi)保存。準確稱取一定量的基準物質(zhì)→溶解后全部轉(zhuǎn)移至容量瓶中,定容。二.標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定1.直接法2.間接法(標(biāo)定法)天平稱取容量瓶定容查表:附錄八、九1.直接法:準確稱取一定量的基準物質(zhì)→溶解后全部轉(zhuǎn)移至容量瓶中,定容。天平稱取容量瓶定容查表:附錄八、九書上例題:=0.01667mol/L書上例題:=0.01667mol/L有效位數(shù):1000ml有效位數(shù):分析天平的精度有效位數(shù):計算過程中可暫時多取一位如:250ml→0.250L乘除法:按有效數(shù)字位數(shù)最少的為準。2.間接法(標(biāo)定法)1.配制溶液:粗配成大致濃度2.標(biāo)定:用基準物質(zhì)或另一種已知濃度的標(biāo)準溶液來滴定。3.確定濃度:由基準物質(zhì)質(zhì)量(或體積、濃度),計算確定之。托盤天平稱取→燒杯定容最終配制濃度=規(guī)定濃度±5%仍需計算準確已知:飽和NaOH溶液:含量約為52%,相對密度為1.56。實驗六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取飽和NaOH溶液多少mL?(1)飽和NaOH的摩爾濃度溶質(zhì)質(zhì)量溶液質(zhì)量實驗六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取飽和NaOH溶液多少mL?已知:飽和NaOH溶液:含量約為52%,相對密度為1.56。(3)溶質(zhì)(NaOH)質(zhì)量:質(zhì)量分數(shù):(2)溶液質(zhì)量:m=ρV具體:ms=ρV已知:飽和NaOH溶液:含量約為52%,相對密度為1.56。實驗六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取飽和NaOH溶液多少mL?(1)飽和NaOH的摩爾濃度只需2位有效數(shù)字已知:飽和NaOH溶液:含量約為52%,相對密度為1.56。實驗六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取飽和NaOH溶液多少mL?(1)飽和NaOH的摩爾濃度CNaOH=20mol/L(2)NaOH的“物質(zhì)的量”:
n配置前=n配置后C1V1=C2V220mol/L·V1=0.1mol/L×250×10-3LV1=1.25×10-3L=1.25mL氫氧化鈉標(biāo)準溶液配制與標(biāo)定:一、配制1.將氫氧化鈉配成飽和溶液,注入塑料桶中密閉放置至溶液清亮,使用前以塑料管虹吸上層清液。二、標(biāo)定2.1.25ml→250ml實驗三:p220鄰苯二甲酸氫鉀(KHP)標(biāo)定二.標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定1.直接法2.間接法(標(biāo)定法)(1)配制溶液:粗配成大致濃度(2)標(biāo)定:用基準物質(zhì)或另一種已知濃度的標(biāo)準溶液來滴定。(3)確定濃度:由基準物質(zhì)質(zhì)量(或體積、濃度),計算確定之。最終配制濃度=規(guī)定濃度±5%p40配制250mL0.1mol/LNaOH溶液NaOH飽和溶液1.25ml→250ml待標(biāo)定的NaOH溶液(2)標(biāo)定:用基準物質(zhì)KHP(鄰苯二甲酸氫鉀)的標(biāo)準溶液來滴定。①平行稱取3份KHP準確質(zhì)量的KHP溶液p220分別置于3個錐形瓶中,溶解平行標(biāo)定3次,得3個VNaOH②用待標(biāo)定的NaOH進行滴定,消耗VNaOH③根據(jù)公式,算得3個CNaOH③根據(jù)公式,算得3個CNaOHnNaOH=nKHP反應(yīng)式:書p67天平:第i次稱取查表:KHP的摩爾質(zhì)量NaOH:第i次消耗第i次標(biāo)定的CNaOH二.標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定1.直接法2.間接法(標(biāo)定法)(1)配制溶液:粗配成大致濃度(2)標(biāo)定:用基準物質(zhì)或另一種已知濃度的標(biāo)準溶液來滴定。(3)確定濃度:由基準物質(zhì)質(zhì)量(或體積、濃度),計算確定之。最終配制濃度=規(guī)定濃度±5%p40配制250mL0.1mol/LNaOH溶液NaOH飽和溶液1.25ml→250ml平行標(biāo)定3次,得3個CNaOH算得置信度為95%時,NaOH的濃度為三.滴定分析結(jié)果的計算1.標(biāo)準溶液濃度的表示方法例:1mol的H2SO4,其質(zhì)量m=98.08g,摩爾質(zhì)量M=98.08g/mol,所含的H2SO4分子數(shù)目=6.2×1023個。2.已學(xué)的公式:質(zhì)量分數(shù):稀釋某溶液:
n稀釋前=n稀釋后C1V1=C2V2除酒精以外,%一般指“質(zhì)量分數(shù)”,如37%HCl等。95%酒精:體積比。3.滴定度每毫升滴定劑溶液相當(dāng)于待測組分的質(zhì)量。表示法:T待測物/滴定劑
單位:g/mL適用于大量、經(jīng)常性、多次測定的樣品。如工廠中測鋼樣。例:用0.02718mol/L的高錳酸鉀標(biāo)準溶液測定鐵含量,其濃度用滴定度表示為:表示1mL
KMnO4標(biāo)準溶液相當(dāng)于0.007590克鐵。測定時,根據(jù)滴定所消耗的標(biāo)準溶液體積可方便快速確定試樣中鐵的含量:每配制一批標(biāo)準溶液,先計算出其滴定度,方便批量計算例3:求0.1000mol/LNaOH標(biāo)準溶液對H2C2O4的滴定度。解:NaOH與H2C2O4的反應(yīng)式為2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O例3:求0.1000mol/LNaOH標(biāo)準溶液對H2C2O4的滴定度。解:NaOH與H2C2O4的反應(yīng)式為書p42:aA+bB=cC+dD書p42:aA+bB=cC+dD2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O例3:求0.1000mol/LNaOH標(biāo)準溶液對H2C2O4的滴定度。解:NaOH與H2C2O4的反應(yīng)式為=CNaOH·VNaOH2標(biāo)準溶液的C、V:已知例3:求0.1000mol/LNaOH標(biāo)準溶液對H2C2O4的滴定度。=CNaOH·VNaOH2=0.1000mol/L2×1×10-3L=4.502×10-3g或=4.502mg例3:求0.1000mol/LNaOH標(biāo)準溶液對H2C2O4的滴定度。=4.502×10-3g或=4.502mg即:(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式:4.物質(zhì)的量的表示方法物質(zhì)的量:可選取分子、離子或這些粒子的某種特定組合作為反應(yīng)的基本單元。2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(2)根據(jù)轉(zhuǎn)移的質(zhì)子數(shù)相等:4.物質(zhì)的量的表示方法物質(zhì)的量:可選取分子、離子或這些粒子的某種特定組合作為反應(yīng)的基本單元。例:1mol的H2SO4,所含的H2SO4分子數(shù)目=6.2×1023個。1molH2SO4的質(zhì)量例:1mol的H2SO4,所含的H2SO4分子數(shù)目=6.2×1023個。關(guān)系式:說明:(1)對于氧化還原等反應(yīng)特別有用→反應(yīng)式不容易配平。(2)對于有機物,有時難以判斷化合價的變化→兩種方法做:例8①普通方法做②對反應(yīng)式aA+bB=cC+dD習(xí)題12、0.09649mol/L14、90.82%其余答案正確。15、反應(yīng)式:p91wFe=52.92%,wFe2O3=75.66%16.反應(yīng)式:p89-22MnO4-
+5C2O42-+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
1×10-3L0.005005g100.09g/mol=0.02000mol/L16.反應(yīng)式:p88底-1=0.001701g34.02g/mol1×10-3L=0.02000mol/L
2MnO4-
+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2ONa2B4O7+H2SO4+5H2O4H3BO3+Na2SO417.與HCl的滴定:p67上Na2B4O7+2HCl+5H2O4H3BO3+2NaCl與H2SO4的滴定:0.4830g381.37g/mol20.84×10-3L=0.06077mol/L=0.1215mol/L基礎(chǔ)第五章酸堿滴定法第一節(jié)水溶液中的酸堿平衡第二節(jié)水溶液中酸堿組分不同型體的分布第三節(jié)酸堿溶液中氫離子濃度的計算第四節(jié)緩沖溶液第五節(jié)酸堿指示劑第六節(jié)強酸(堿)和一元弱酸(堿)的滴定第七節(jié)酸堿滴定法的應(yīng)用第一節(jié)酸堿平衡的理論基礎(chǔ)一、酸堿質(zhì)子理論二、酸堿解離平衡一、酸堿質(zhì)子理論1.酸堿質(zhì)子理論:酸:凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)堿:凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)2.共軛酸堿對:相差一個質(zhì)子。HAH++A-酸堿舉例:共軛酸堿對酸:凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)堿:凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)同一物質(zhì)在不同的環(huán)境中,常會引起其酸堿性的改變3.兩性物質(zhì):同一物質(zhì)在不同的環(huán)境中,常會引起其酸堿性的改變(1)酸性條件下(2)堿性條件下H2CO3HCO3-
+H+CO32-
+H+HCO3-
接受質(zhì)子:堿給出質(zhì)子:酸4.酸堿反應(yīng)總是成對出現(xiàn)(1)醋酸水解:HAcH++Ac-半反應(yīng)1給出質(zhì)子:酸半反應(yīng)2H2O
+H+H3O+
接受質(zhì)子:堿總反應(yīng)HAc+H2OAc-+
H3O+
酸1堿1堿2酸2酸性條件下:H2O是堿共軛酸堿對:2對4.酸堿反應(yīng)總是成對出現(xiàn)(2)氨的水解:H2OH++OH-半反應(yīng)2給出質(zhì)子:酸半反應(yīng)1NH3+H+NH4+
接受質(zhì)子:堿總反應(yīng)NH3+H2ONH4++
OH-
堿1酸1酸2堿2堿性條件下:H2O是酸3.兩性物質(zhì):同一物質(zhì)在不同的環(huán)境中,常會引起其酸堿性的改變(1)酸性條件下(2)堿性條件下半反應(yīng)2H2O
+H+H3O+
接受質(zhì)子:堿H2OH++OH-半反應(yīng)2給出質(zhì)子:酸堿性(爭奪H+的能力):NH3>H2O4.酸堿反應(yīng)總是成對出現(xiàn)(2)氨的水解:H2OH++OH-半反應(yīng)2給出質(zhì)子:酸半反應(yīng)1NH3+H+NH4+
接受質(zhì)子:堿總反應(yīng)NH3+H2ONH4++
OH-
堿1酸1酸2堿2堿性條件下:H2O是酸堿性(爭奪H+的能力):NH3>H2O5.水的質(zhì)子自遞反應(yīng):
水是一種兩性物質(zhì),通常稱為兩性溶劑。在水分子之間,也可以發(fā)生質(zhì)子的轉(zhuǎn)移作用:H2O+H2O=H3O++OH-這種僅在溶劑分子之間發(fā)生的質(zhì)子傳遞作用,稱為溶劑水的質(zhì)子自遞反應(yīng)。反應(yīng)平衡常數(shù),稱為水的質(zhì)子自遞常數(shù)KW(25oC)簡化為:在酸性或堿性溶液中,該式恒成立5.水的質(zhì)子自遞反應(yīng):水的質(zhì)子自遞反應(yīng)平衡常數(shù),稱為水的質(zhì)子自遞常數(shù)KW水溶液中,水化質(zhì)子用H3O+表示,為簡便,常寫成H+。KW的表示式可簡寫為:(25oC)pH+pOH=14二、酸堿解離平衡1.化學(xué)平衡常數(shù)mA+nBpC+qD反應(yīng)達到平衡時,[]表示平衡時物質(zhì)的量的濃度,單位為mol/L1.化學(xué)平衡常數(shù)(1)平衡常數(shù)Kc:只與溫度有關(guān),不隨濃度而變化(2)固體、純液體、溶劑水:不寫入平衡常數(shù)(平衡濃度為1)。mA+nBpC+qD2.濃度對化學(xué)平衡的影響:mA+nBpC+qD增加反應(yīng)物平衡向左移動:減少反應(yīng)物mA+nBpC+qD增加生成物平衡向右移動:減少生成物3.酸堿解離平衡HAc在水中的解離反應(yīng):HAc+H2OAc-+
H3O+
酸解離平衡常數(shù)Ka表示為HAc的共軛堿Ac-的解離反應(yīng):Ac-+H2OHAc+
OH-
堿解離平衡常數(shù)Kb表示為3.酸堿解離平衡一元共軛酸堿對的Ka與Kb有如下的關(guān)系:=[H+][OH-]=KwKa?Kb=Kw=10-14pKa+pKb=14例1:(1)醋酸(CH3COOH,簡寫為HAc)的Ka=?查附錄1,得Ka=1.8×10-5HAc+H2OAc-+
H3O+
(2)醋酸(HAc)的共軛堿Ac-的Kb=?Ac-+H2OHAc+
OH-
Ka?Kb=Kw=10-14Ka最大,pKa最小,酸性最強。4.酸堿的強弱給出質(zhì)子的能力越強,酸性越強,Ka越大,pKa越小。接受質(zhì)子的能力越強,堿性越強,Kb越大,pKb越小。哪種酸的酸性最強?Ka?Kb=Kw=10-14共軛堿的堿性:草酸氫根(HC2O4-)的堿性最弱5.共軛酸堿對(1)強酸對弱堿(2)弱酸對強堿共軛酸堿對中,酸越易給出質(zhì)子,其共軛堿就越難得到質(zhì)子。共軛酸堿對
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