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定量分析測定中的誤差本章教學(xué)目的:
第一章定量分析測定中的誤差1明確準確度、周密度的概念及兩者間的關(guān)系。2、把握系統(tǒng)誤差和偶然誤差的概念。3、把握有效數(shù)字的概念及運算規(guī)章,并能在實踐中敏捷運用。教學(xué)重點與難點:準確度和周密度表示方法;誤差來源;有效數(shù)字及運算法則。教學(xué)內(nèi)容:教學(xué)目的:
第一節(jié)定量分析中的誤差1明確準確度、周密度的概念及兩者間的關(guān)系。2、把握系統(tǒng)誤差和偶然誤差的概念。教學(xué)重點:誤差、偏差的概念和計算方法,準確度和周密度表示方法教學(xué)難點:誤差來源試驗引題:120624~5設(shè)問:1、同一塊表測得的脈動次數(shù)或開啟時間一樣嗎?2、不同的表(定時)測得的脈動次數(shù)或開啟時間一樣嗎?引入內(nèi)容:著難于避開的誤差。一、真實值、平均值與中位值物質(zhì)中各組分的真實數(shù)值,稱為該量的真實值。明顯,它是客觀存在的。一般來說,真實值是末知的,但以下狀況可認為其真實值是的。理論真實值如某種化合物的理論組成等。相對真實值認定精度高一個數(shù)量級的測定值作為低一級測量值的真實值,這種真實值是相比照較而言的。如分析試驗室中標準試樣及治理試樣中組分的含量等。平均值xxxxxx1 2n3n1nx n xii1總體平均值(u) 表示總體分布集中趨勢的特征值。
(1-1)〔1-2〕xM)
xn
ii1i中位數(shù)是將一組平行測量數(shù)據(jù)〔x〕按由小到大挨次排列,假設(shè)n為奇數(shù),中位值就是位n為合理地描述數(shù)據(jù)集中趨勢。i二、準確度與誤差準確度:指測定值與真實值相符合的程度。誤差:測定值與真實值之間的差值準確度的凹凸用誤差的大小表示。誤差越小,準確度越高;誤差越大,準確度越低。在實際的分析工作中,常用測定結(jié)果的平均值與真實值接近的程度表征分析結(jié)果的準確度。誤差的表示方法確定誤差(E) 確定誤差表示測定結(jié)果與真實值之差。即aE xxa T
〔1-3〕相對誤差(E) 相對誤差是指確定誤差在真實值中所占的百分率。即rExE a100% 〔1-4〕xrT析結(jié)果偏低。1-1:A1.2037g1.2036;假設(shè)用同一臺天平稱試樣B0.1204g0.1203g和相對誤差。解:試樣AB確實定誤差為:E 1.20371.2036g0.0001ga,AEa,B
0.12040.1203
g0.0001g試樣AB的相對誤差為:Er,AEr,B
0.001g100%0.008%1.2036g0.001g100%0.08%0.1203g得出結(jié)論:確定誤差一樣,但相對誤差不同。量,可以減小稱量誤差對分析結(jié)果的影響。誤差的應(yīng)用推斷測定結(jié)果的準確度。測定結(jié)果的誤差越小,準確度越高;誤差越大,準確度越低。確定誤差通常用于說明一些器測量的準確度。常用儀器確定誤差稱量誤差或讀數(shù)誤差分析天平±0.0001g±0.0002g托盤天平±0.1g±0.2g常量滴定管±0.01mL±0.02mL25mL量筒±0.1mL±0.2mL通過確定誤差,可以對測定值進展校正。校正值=-確定值誤差=真實值-測定值真實值≈測定值十校正值誤差較小時,可用測定平均值代替真實值。實際工作中,標準物質(zhì)可作為“相對真實值。來校正儀器和評價分析方法。三、周密度與偏差周密度:屢次重復(fù)測定(平行測定)結(jié)果彼此相符合的程度。實際工作中,常用重復(fù)性和再現(xiàn)性表示不同狀況下分析結(jié)果的周密度。周密度有以下表示方法。確定偏差和相對偏差確定偏差是指單次測定值(T,)與平均值(了)之差;相對偏差是指確定偏差在平均值中所占的百分率。確定偏差 di
xx 〔1-5〕id相對誤差 d r
i100% 〔1-6〕x確定偏差和相對偏差有正負之分,它們都是表示單次測定值與平均值的偏離程度。平均偏差和相對平均偏差度,通常用平均偏差d表示。平均偏差〔d:各單個偏差確定值的平均值d1n dn ii1
〔1-7〕相對平均偏差〔dr:平均偏差在平均值中所占的百分率d=d100% 〔1-8〕rx取了確定值因而都是正值,平均偏差有與測量值一樣的單位。標準偏差和相對標準偏差差來衡量數(shù)據(jù)的周密度。有限次測量的標準偏差用s表示。ni1ni1xx2in1nd2ii1n1s s
(1-9)相對標準偏差:
rx
100% 〔1-10〕例1-2 有甲乙兩組測定數(shù)據(jù)如下:甲組:10.3,9.8,9.6,10.2,10.1,10.4,10.0,9.7,10.2,9.7計算各組數(shù)據(jù)的平均偏差和標準偏差。解:由測定數(shù)據(jù)可得d 0.24 d甲
0.24s0.28 s甲
0.33當用平均偏差表示周密度時,兩組數(shù)據(jù)的d一樣,但乙組數(shù)據(jù)中有個別數(shù)據(jù)偏差較大,兩者的區(qū)分未能反映出來;s中二s乙,所以甲組比乙組數(shù)據(jù)的周密度好,數(shù)據(jù)分散程度小。程度。標準偏差和相對標準偏差均為正值,標準偏差有與測定值一樣的單位。所能到達的周密度的考察,一批分析結(jié)果的分散程度的推斷以及其它很多分析數(shù)據(jù)的處理差和測量次數(shù)對周密度的影響反映出來。例1-3測定某鐵礦中鐵的質(zhì)量分數(shù)。分析人員平行測定5次,數(shù)據(jù)如下:48.42%,48.40%,48.43%,48.39%,48.44%。計算:(1)算術(shù)平均值;(2)平均偏差;(3)相對平均偏差;(4)標準偏差;(5)相對標準偏差。解:算術(shù)平均值:x48.42%+48.40%+48.43%+48.39%+48.44% 48.42%5平均偏差:
ni1
d 0.09%i 5
0.018%d=d100%=0.018%100%=0.037%rx 48.42%標準偏差:
0.0023nd2ind2in1
%0.024%s s 0.024%相對標準偏差:4.極差
rx
100%
100%0.05%48.42%極差是指一組數(shù)據(jù)中最大值(x )與最小值(x )之差,用R表示。max minRxmax
xmin相對極差R100%x一般分析工作中平行測定次數(shù)不多缺乏之處是不能利用全部測量數(shù)據(jù)。5.允許差定差值,也就是平行測定結(jié)果周密度的界限值。假設(shè)兩次平行測定結(jié)果的差值不大于允許差結(jié)果;假設(shè)差值超出允許差,稱為“超差”,此測定結(jié)果無效,必需重取樣測定。允許差的使用:試樣有標準時,承受單面公差〔即允許差確實定值〕試樣無標準值時,承受雙面公差(2倍)四、準確度與周密度的關(guān)系準確度與周密度之間既有區(qū)分又有聯(lián)系。1-1和準確度都比較高。準確度與周密度的關(guān)系:1、周密度是保證準確度的先決條件。2、高的周密度不肯定能保證高的準確度。但可以找出周密而不準確的緣由,從而加以校正〔系統(tǒng)誤差〕五、誤差的分類及產(chǎn)生系統(tǒng)誤差在肯定條件下,由某些常常的固定緣由引起的誤差特點重現(xiàn)性、單向性、可測性〔可校正。分類系統(tǒng)誤差按其產(chǎn)生的緣由分:①方法誤差:由于分析方法本身不完善所造成的誤差。揮發(fā);滴定分析涉及的反響不完全;指示劑的變色點與反響的計量點不吻合等。②儀器誤差:由于儀器、量器精度不夠或末經(jīng)校正而弓起的誤差。長不準等。③試劑誤差:由于試劑不純或帶人雜質(zhì)引起的誤差。例如,試劑的純度不夠或蒸餾水含有微量的待測組分等。④操作誤差:在正常操作下,由于操的主觀因素造成的誤差。個人感官不敏銳或固有習(xí)慣造成的,不屬于過失誤差。隨機誤差又叫偶然誤差,是由于各種因素的隨機波動引起的誤差。特點①重復(fù)測定時其誤差數(shù)值不恒定,有時大,有時小,有時正,有時負。②不行測量。③隨機誤差的性質(zhì)聽從一般的統(tǒng)計規(guī)律。消滅規(guī)律測定,便會覺察數(shù)據(jù)的分布符合統(tǒng)計規(guī)律:講解“誤差的正態(tài)分布曲線”①小誤差消滅的概率大,大誤差消滅的概率小。②極大誤差消滅的概率格外小。③隨著測定次數(shù)的增加,隨機誤差的算術(shù)平均值漸漸趨近于零,也就是說算術(shù)平均值能很好的反映測定值的集中趨勢。測定,取平均值”的方法,減小隨機誤差,測定結(jié)果的平均值就接近于真實值。因此增加測定次數(shù)可以減小隨機誤差。操作錯誤干凈,試樣損失,加錯試劑,看錯讀數(shù),溶液濺失,計算錯誤等。這些錯誤操作不是誤差,在工作上屬于責(zé)任事故。如覺察有過失,應(yīng)將含有過失的測定值作為特別值舍去。教學(xué)目的:
其次節(jié)有效數(shù)字及運算規(guī)章1、把握有效數(shù)字的概念及特點。2、把握有效數(shù)字的修約規(guī)章。3、把握有效數(shù)字的運算規(guī)章。教學(xué)重點:有效數(shù)字的修約及運算規(guī)章教學(xué)難點:有效數(shù)字的概念教學(xué)內(nèi)容:試驗引題:用不同規(guī)格的工具(米尺、三角板、手表、秒表等)測量身邊同一種或不同物品的長度、時間,記錄測量結(jié)果。設(shè)問:比較這些結(jié)果一樣嗎?這些結(jié)果的差異與測量工具有關(guān)嗎?引入內(nèi)容:量儀器、分析方法的準確度來打算,這就涉及有效數(shù)字的概念。一、有效數(shù)字有效數(shù)字:實際能夠測量得到的數(shù)字。記錄數(shù)據(jù)和計算結(jié)果時到底應(yīng)當保存幾位數(shù)字只有最終一位是可疑的數(shù)字〔有±1的誤差。數(shù)字“0”的作用原則:作為一般數(shù)字使用的“0”-是有效數(shù)字。只起定位作用的“0”-不是有效數(shù)字。以下數(shù)字的有效位數(shù):4.21.02位有效數(shù)字1.030.03803位有效數(shù)字28.32%0.42004位有效數(shù)字4320.91.00065位有效數(shù)字16002.應(yīng)留意的問題200有效數(shù)字位數(shù)不確定8時,可多記一位有效數(shù)字。在分析化學(xué)中。常遇到倍數(shù)、分數(shù)關(guān)系,如2,3,1/3,1/5等,是非測量所得,可視為無限多位有效數(shù)字。對于含有對數(shù)的有效數(shù)字,如pH、pK、lgA等,其位數(shù)取決于小數(shù)局部的位數(shù),整數(shù)局部只起定位作用,說明這個數(shù)的冪次。如pH=5.1223分析記錄的有效數(shù)字位數(shù)要與分析方法及所用量具的精度相符。1g1.0000g10.0OmL的溶液,就必需用滴定管或移液管,假設(shè)寫成參加lOmL的溶液,用量筒或量杯就可以了。二、有效數(shù)字的修約規(guī)章數(shù)字修約:舍棄多余的數(shù)字的過程。它所遵循的規(guī)章稱為“數(shù)字修約規(guī)章”。1.數(shù)字修約規(guī)章四舍六入五成雙;五后非零就進一;五后皆零視奇偶五前為偶應(yīng)舍去五前為奇應(yīng)進一。例1-5 將以下數(shù)字修約為二位有效數(shù)字2.33425→2.3 2.47321→2.5 2.4506→2.52.2500→2.2 2.550→2.6 2.050→2.0總結(jié):①當尾數(shù)≤4時舍去;②當尾數(shù)≥6時進位;③當尾數(shù)=5,5后很多,全部為零時前一位奇數(shù)進1位,前一位偶數(shù)不進;5后并非全1。產(chǎn)品標準中極限值的修約修約值比較法是將測定值或計算值經(jīng)修約后的數(shù)值與標準規(guī)定的極限數(shù)值進展比較或參數(shù)是否符合標準要求。全數(shù)值比較法是將測定值或計算值不經(jīng)修約處理加說明時,均指承受全數(shù)值比較法,此法為國家技術(shù)監(jiān)視局1989年公布和實施的標準(GB1250值比較法。1-6〔略〕三、有效數(shù)字的運算規(guī)章加減法誤差最大的數(shù)據(jù)為依據(jù)。例如:0.210.034432.716=32.9604→32.96其中以0.21確實定誤差最大,故有效數(shù)字應(yīng)依據(jù)它來修約。乘除法效數(shù)字位數(shù)最少的那個數(shù)為依據(jù)。例如:1.23×21.3626.2728→26.3乘方或開方對數(shù)據(jù)進展乘方或開方時,其結(jié)果所保存的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與原數(shù)據(jù)的有效數(shù)字一樣。例如:6.722=45.1584→45.2(3位有效數(shù)字)9.653.106449.65對數(shù)計算
3.11(保存3位有效數(shù)字)所取對數(shù)的小數(shù)點后的位數(shù)(不包括整數(shù)局部)應(yīng)與原數(shù)據(jù)的有效數(shù)字的位數(shù)相等。lg105.22.022023742.0220(保存4位有效數(shù)字)四、有效數(shù)字運算規(guī)章應(yīng)用時的留意事項在計算中常遇到分數(shù)、倍數(shù)等,可視為多位有效數(shù)字。在乘除運算過程中,首位數(shù)為“8“或“9“1位。在混合計算中,有效數(shù)字的保存以最終一步計算的規(guī)章執(zhí)行。表示分析方法的周密度和準確度時,大多數(shù)取12位有效數(shù)字。對于高含量組分(10%)4位有效數(shù)字;對于中含量組分(1%10%)3位有效數(shù)字;對于微量組分(<1%)2位有效數(shù)字。通常以此為標準,報出分析結(jié)果。在分析化學(xué)的很多計算中,當涉及各種常數(shù)時,一般視為準確的、不考慮其有效數(shù)2位有效數(shù)字。對于各種化學(xué)平衡的計算(如計算平衡時某離子的濃度)23位有效數(shù)字。此外,在分析化學(xué)的有些計算過程中,常遇到pH=4,pM=8等這樣的數(shù)值,有效數(shù)字位數(shù)末明確指出,這種表示方法不恰當,應(yīng)當避開。第六節(jié)定性與定量分析方法一、定性分析方法色譜定性分析是鑒定樣品中各組分是何種化合物。用氣相色譜法通常只能鑒定范圍的未知物,對范圍未知的混合物單純用氣相色譜法定性則很困難。常需與化學(xué)分析或其它儀器分析方法協(xié)作。利用保存值定性物比照法:依據(jù)同一種物質(zhì)在同一根色譜柱上和一樣的操作條件下保存值一樣的原理進展定性。將適量的比照物質(zhì)參加樣品中,混勻,進樣。比照參加前后的色譜圖,假設(shè)參加后某色譜峰相對增高,則該色譜組分與比照物質(zhì)可能為同一物質(zhì)。由于所用的色譜柱不肯定適合于比照物質(zhì)與待定性組分的分別,即使為兩種物質(zhì),也可能產(chǎn)生色譜峰疊加現(xiàn)象。為此,需再選一根與上述色譜柱極性差異較大的色譜柱,再進展試驗。假設(shè)在兩根柱上該色譜峰都產(chǎn)生疊加現(xiàn)象,一般可認定二者是同一物質(zhì)。物比照法,對于組分的復(fù)方藥物和工廠的定型產(chǎn)品分析尤為有用。isr,與色譜手冊數(shù)據(jù)比照進展定性。相對保存值是待定性組分(i)與參考物質(zhì)(s)的調(diào)整保存值之比,即:isr Riis t
V Ri i (2·25)V Rs Rs s由于安排系數(shù)只打算于組分的性質(zhì)、柱溫與固定液的性質(zhì),因而ris與固定液的用量、柱長、載氣流速及柱填充狀況等無關(guān)。故氣相色譜手冊及文獻都登載相對保存值。利用此法時,先查手冊,依據(jù)手冊規(guī)定的試驗條件及參考物質(zhì)進展試驗。相對保存值定性法適用于沒有待定性組分的純物質(zhì)的狀況,也可與己知物比照法相結(jié)合,先用此法縮小范圍,再用己知物進展比照。外吸取光譜、質(zhì)譜及核磁共振譜等是鑒定未知物的有力工具,但卻要求所分析的樣品成分盡可能單一。因此,把氣相色譜儀作為分別手段,把質(zhì)譜儀、紅外分光光度計等充當檢測器,兩者取長補短,這種方法稱為色譜-光譜聯(lián)用,簡稱兩譜聯(lián)用。聯(lián)用方式有兩種,一種是聯(lián)合制成一件完整的儀器稱為聯(lián)用儀(在線聯(lián)用)純組分,而后用光譜儀器測定它們的光譜,進展定性,稱為兩譜聯(lián)用法,這屬于非在線聯(lián)用。目前比較成熟的在線聯(lián)用儀有:(l)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS):由于質(zhì)譜的靈敏度高(需樣量僅10-11~10-8g)、掃描時間快(0~1000質(zhì)量數(shù),掃描時間可短于1s),并能準確測定未知物的分子量,給出很多構(gòu)造信息。因此,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是目前最成功的聯(lián)用儀器。它在獲得色譜圖的同時,可(2)氣相色譜-紅外光(FTIR全波數(shù)掃描0.l信號可累加-傅里葉變換紅外聯(lián)用儀(GC-FTIR)也是一種很好的聯(lián)用儀器,能對組分進展定性鑒定。但其靈敏度與圖譜自動檢索還不如GC-MS。二、定量分析方法氣相色譜定量分析具有快速、靈敏、簡便、準確度高、周密度好等特點。定量分析的依據(jù)是在試驗條件恒定時峰面積與組分的量成正比,即W
fA
。因此,必需準確測量峰i i i面積和比例常數(shù)f(稱為校正因子)。在各種操作條件()不變時,在一i定進樣范圍內(nèi),色譜峰的半峰寬與進樣量無關(guān)。因此正常峰也可用峰高代替峰面積求含量。(一)峰面積的計算峰面積測量的準確度直接影響定量結(jié)果,不同峰形的色譜峰必需承受不同的測量方法,才能得到較準確的結(jié)果。峰高乘半峰寬法依據(jù)流出曲線方程式已推導(dǎo)出正常色譜峰面積計算式,即:A1.065hW1/2
(2.26)用讀數(shù)顯微鏡測量半峰寬,其測量誤差可掌握在1%以下。0.15倍處的峰寬(W0.15)0.85倍處的峰寬(W0.85)的平均值。
0.15
W
(2.27)出峰面積,一般為μV·s及峰高。這類儀器測量的準確度高(RSD0.2%~1%),線性范圍寬(>106),操作簡便,而且可依據(jù)峰形確定切割方式與基線處理方法。(二)定量校正因子色譜定量分析的依據(jù)是被測組重量與檢測器的響應(yīng)信號(峰面積或峰高)一種物質(zhì)在不同類型檢測器上往往有不同的響應(yīng)靈敏度;同樣,不同物質(zhì)在同一檢測器上的響應(yīng)靈敏度也往往不同,即一樣量的不同物質(zhì)產(chǎn)生不同值的峰面積或峰高。這樣,各組分峰面積或峰高的相對百分數(shù)并不等于樣品中各組分的百分含量。因此引入定量校正因子,校正后的峰面積或峰高可以定量地代表物質(zhì)的量。l.上述峰面積與物質(zhì)量之間的關(guān)系W
fA
可知:i i ifW/A
(2.28)i i if稱為確定定量校正因子,即單位峰面積所代表的物質(zhì)量。這是以峰面積表示的定量i校正因子,也可以用峰高來表示定量校正因子。確定定量校正因子的值隨色譜試驗條件而轉(zhuǎn)變,因而很少使用。i與所選定的基準物質(zhì)s確實定定量校正因子之比,即:ff wi
W/A AW wi fws
W/A AWs s i s上式中W以重量表示,因此fw又稱為相對重量校正因子,通常稱為校正因子(f)。本書均使用重量校正因子。假設(shè)物質(zhì)量用摩爾表示,則稱為相對摩爾校正因子,即ff mi
m/A Am i i s i (2.30) mi fms
m/A Ams s i sfwifmi都是無因次量,二者間的關(guān)系如下:iAf sW/Mimi AW/MiAi s s
f Mwi MMi
(2.31)2.質(zhì)的校正因子查不到,或者所用檢測器類型或載氣與文獻的不同,這時就需要自己測定。測定時,準確稱取待測校正因子的物質(zhì)i(純品)和所選定的基準物質(zhì)sAiAs,用式(2.29)求得物質(zhì)i的相對重量校正因子。明顯,選擇不同的基準物質(zhì)測得的校正因子數(shù)值不同,氣相色譜手冊中數(shù)據(jù)常以苯或正庚烷為基準物質(zhì)。也可以依據(jù)需要選擇其他基準物質(zhì),如承受歸一化法定量時,選擇樣品中某一組分為基準物質(zhì)。測定校正因子的條件(檢測器類型)測器時,以氫氣或氦氣作載氣測得的校正因子相差不超過3%,可以通用,但以氮氣作載氣測得的校正因子與前二者相差很大,不能通用。而氫焰檢測器的校正因子與載氣性質(zhì)無關(guān)。(三)定量方法氣相色譜定量方法分為歸一化法、外標法、內(nèi)標法、內(nèi)標比照法及疊加法等。Afil.歸一化法(normalizationAfiC%
Afi 100% i i 100%
(2.32)i Af11
Af2
Af33
Afn n
Afi i假設(shè)樣品中各組分的校正因子相近,可將校正因子消去,直接用峰面積歸一化進展計算。中國藥典用不加校正因子的面積歸一化法測定藥物中各雜質(zhì)及雜質(zhì)的總量限度。C%
i 100%
(2.33)Ai AAA1 2
AA3 n例用5%甲基硅橡膠(SE-30)柱,柱溫l00℃,分別某醇類混合物,用氫焰檢測器檢測。20-4。由表可見由校正與未校正的面積歸一化計算所得的百分含量差異很大。2-4醇類混合物的分析結(jié)果甲醇乙醇正丙醇正丁醇正戊醇2.04.03.02.52.2fW〔以正庚烷為標準〕4.352.181.671.521.39〔%〕29.729.817.113.010.4〔%〕14.629.221.918.216.1歸一化法的優(yōu)點是:簡便、準確、定量結(jié)果與進樣量重復(fù)性無關(guān)(在色譜柱不超載的范圍內(nèi))、操作條件略有變化時對結(jié)果影響較小。缺點是:必需全部組分在一個分析周期內(nèi)都流精彩譜柱,而且檢測器對它們都產(chǎn)生信號。不適于微量雜質(zhì)的含量測定。外標法(externalstandardization)用待測組分的純品作比照物質(zhì)測組分的響應(yīng)信號相比較進展定量的方法稱為外標法。此法可分為工作曲線法及外標一點法等。工作曲線法是用比照物質(zhì)配制一系列濃度的比照品溶液確定工作曲線,求出斜率、截距。在完全一樣的條件下,準確進樣與比照品溶液一樣體積的樣品溶液,依據(jù)待測組分的信號,從標準曲線上查出其濃度,或用回歸方程計算。工作曲線法也可以用外標二點法代替。通常截距應(yīng)為零,假設(shè)不等于零說明存在系統(tǒng)誤差。工作曲線的截距為零時,可用外標一點法(直接比較法)定量。外標一點法是用一種濃度的比照品溶液比照測定樣品溶液中ii組分的量:WAWi i is
/Ais
(2.34)式中WiAi分別代表在樣品溶液進樣體積中所含i(Wi)s及(Ai)s分別代表在比照品溶液進樣體積中含純品i便,不需用校正因子,不管樣品中其他組分是否出峰,均可對待測組分定量。但此法的準確性受進樣重復(fù)性和試驗條件穩(wěn)定性的影響。此外,為了降低外標一點法的試驗誤差,應(yīng)盡量使配制的比照品溶液的濃度與樣品中組分的濃度相近。內(nèi)標法選擇樣品中不含有的純物質(zhì)作為比照物質(zhì)參加待測樣品溶液中,以待測組分和比照物質(zhì)的響應(yīng)信號比照,測定待測組分含量的方法稱為內(nèi)標法標準(比照)物質(zhì)參加到樣品中,有別于外標法。該比照物質(zhì)稱為內(nèi)標物。在一個分析周期內(nèi)不是全部組分都能流精彩譜柱(如有難氣化組分),或檢測器不能對每個組分都產(chǎn)生信號,或只需測定混合物中某幾個組分的含量時,可承受內(nèi)標法。準確稱量W克樣品,再準確稱量Ws克內(nèi)標物,參加至樣品中,混勻,進樣。測量待iAiAiWW,與內(nèi)標物的重量Ws有下述關(guān)系:
sWAi ifiW AfWAs ss
i(2.35)待測組分i在樣品中的百分含量Ci%為:C%
Af Wi i
100%
(2.36)i Af Ws s對內(nèi)標物的要求:①內(nèi)標物是原樣品中不含有的組分,否則會使峰重疊而無法準確測相近,但彼此能完全分別(R≥1.5);③內(nèi)標物必需是純度符合要求的純物質(zhì)。內(nèi)標法的優(yōu)點是:①在進樣量不超限(色譜柱不超載)的范圍內(nèi),定量結(jié)果與進樣量的重復(fù)性無關(guān)。②只微量有效成分或雜質(zhì)的含量。由于雜質(zhì)(或微量組分)與主要成分含量相差懸殊,無法用歸一化法測定含量,用內(nèi)標法則很便利。加一個與雜質(zhì)量相當?shù)膬?nèi)標物,加大進樣量突出雜質(zhì)峰,測定雜質(zhì)峰與內(nèi)標峰面積之比,即可求出雜質(zhì)含量。但樣品配制比較麻煩和內(nèi)標物不易找尋是其缺點。內(nèi)標比照法(濃度樣品比照法)該法是在不知校正因子時內(nèi)標法的一種應(yīng)用。在i的濃度的比照品溶液,參加肯定量的內(nèi)標物s(相當于測定校正因子);再將內(nèi)標物按一樣量參加至同體積樣品溶液中,分別進樣,由下式計算樣品溶液中待測組分的含量。A/A
i s樣品i
A/Ai s比照
C%i 比照∴ C
A/A
(2.37)% i s樣品C%i 樣品
A/Ai s比照
i 比照對于正常峰,可用峰高h代替峰面積A計算含量C
(2.38)% i s樣品C%i 樣品。
h/hi s比照
i 比照進展色譜分析時,載氣流速時高一些好,還是低一些好?選擇固定相時,應(yīng)遵循什么原則?熱導(dǎo)池檢測器的工作原理?柱老化的目的是什么?分別度的意義是什么,如何從分別度推斷兩峰的分別狀況?6氣相色譜儀各主要部件的作用是什么?氫火焰檢測器的工作原理?使用歸一化法定量分析的條件是什么?外標法為什么要求分析條件嚴格全都?考核內(nèi)容:工業(yè)乙二醇甲醚中微量水分的測定(氣相色譜外標法)評分標準:標準溶液的制備 20分色譜操作技術(shù) 20分測試結(jié)果(有效數(shù)字.相對平均偏差) 30分答復(fù)以下問題 20分卷面標準 10分合計100分試驗方法:參照<<根底化學(xué)試驗>>(上)40:氣相色譜法測量乙酸乙酯中微量水分化學(xué)定量分析軟件分析化學(xué)是爭論物質(zhì)化學(xué)組成的表征和測量的科學(xué),主要任務(wù)是鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成、構(gòu)造和測量有關(guān)組分的含量。定量分析是分析化學(xué)的一個分支學(xué)科,主要任務(wù)是在待測物組分的根底上進展的對各組分相對含量的測定,是分析化學(xué)中最重要的內(nèi)容之一。在科學(xué)爭論中,通過定量分析可以使人們對爭論對象的生疏進一步準確化,以便更加科學(xué)地提醒其規(guī)律,把握其本質(zhì),理清事物之間的關(guān)系,推測事物的進展趨勢。定量分析的分類依據(jù)不同的角度可有多種分類形式,這在很大程度上取決于被分析物質(zhì)的性質(zhì)。依據(jù)分析測定步驟中所用試驗方法的不同,定量分析方法可分為〔1光化學(xué)分析以及各種各樣的物理分析方法?,F(xiàn)代儀器分析方法的進展和普及使一些定量分析變得簡潔、便利而且準確,但儀器分析法也存在肯定的局限性。而化學(xué)法定量分析〔2〕被廣泛使用?;瘜W(xué)定量分析軟件〔版本號:RSFX-DL2.0〕是依據(jù)化學(xué)定量理論和操作程序進展規(guī)律、推理、歸納,通過人機對話方式,對待測物進展比較準確、全面的分析的一套軟件。該軟件既可作為優(yōu)秀的教學(xué)軟件使用,也可以應(yīng)用于工礦企業(yè)的實際化學(xué)定量分析操作中。一、定量分析定量分析是在待測物組分的根底上進展的對各組分相對含量的測定。1、定量分析方法〔或稱容量分析法〕和重量分析法兩大根本方法。絡(luò)合滴定法滴定分析法 沉淀滴定法化學(xué)定量分析法 沉淀法重量分析法 氣化法電解法2、化學(xué)定量分析的根本原理在化學(xué)定量分析中都包含有一個與被測組分定量地起作用的化學(xué)反響。根本反響為: mC+nR“CmRnx v wCRn的量CRv,Cx。CmRnRC量分析計算的根本原理。二、軟件簡介1、軟件開發(fā)過程及設(shè)計特點在實際分析中,由于待測物性質(zhì)的不同,需要選用不同的鑒定方法和分析試劑對待測物進展定量分析,而對待測物性質(zhì)的分析以及待測物是否具備使用某種分析方法的條件鑒定試劑;通過待測物與鑒定試劑以及二者生成物之間的定量反響關(guān)系求出待測物的量。化學(xué)定量分析軟件〔版本號:RSFX-DL2.0〕在開發(fā)過程中緊緊圍繞上述三個步驟,通過軟件自帶的各種化學(xué)常數(shù)數(shù)據(jù)庫以及分析試劑數(shù)據(jù)庫的支持,完成對待測物所具備性質(zhì)的重量分析法,依據(jù)化學(xué)定量理論和相關(guān)操作程序進展規(guī)律推斷、推理、歸納,通過人機對話方式,完成定量分析。本軟件的設(shè)計特點在于:首先針對待測物質(zhì)的不同性質(zhì)設(shè)計了不同的分析方案,使分析結(jié)果更加準確、牢靠。而且該軟件供給了多種分析方案,可以滿足在不同檢測條件下對待測物質(zhì)的分析。其次,該軟件對測試工程從樣品采集到測試結(jié)果確實定都給出了具體的、規(guī)律性強的試驗分析過程及相關(guān)信息,通過數(shù)據(jù)庫的支持,能夠在操的指令下完成樣品量試驗報告》,便利用戶存檔、查詢和打印。2、軟件根本功能模塊本軟件共有十大功能模塊,即根本功能、根本信息、樣品預(yù)備、初步分析、試液預(yù)備、方案確定、分析方法、客戶報告、數(shù)據(jù)庫維護、幫助。三、軟件的使用1、根本功能此項包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)和退出系統(tǒng)三局部。用戶可在此功能塊中備份或翻開所需的數(shù)據(jù)庫〔建議用戶不要把數(shù)據(jù)庫備份到系統(tǒng)盤或本軟件的安裝名目下〕,以便用戶對數(shù)據(jù)庫進展查找和使用。2、使用本軟件對待測物進展定量分析的程序根本信息根本信息是關(guān)于某項試驗內(nèi)容根本信息的紀錄,要進展一項試驗檢測必需填寫相關(guān)試驗信息,便利用戶以后的查詢與使用。根本信息填寫完后,點擊“添加”提交數(shù)據(jù),即可進展檢測。定量檢測分析方案確定、分析方法三個根本步驟?!?.1〕試驗分析預(yù)備此局部為待測物質(zhì)在檢測前所進展的處理和分析,是分析方案及分析方法確定的必要前提,分為樣品預(yù)備、初步分析、試樣預(yù)備三個步驟。樣品預(yù)備:樣品預(yù)備的目的是使所備試樣具有高度的代表性,即使少量的試樣所得的分析結(jié)果能反映出物料的真實狀況。此局部包括樣品采集和分析試樣制備兩局部。單擊“樣品預(yù)備“菜單項進入操作界面〔1〕:圖1 樣品預(yù)備/樣品采集界面單擊“樣品采集“單項選擇按鈕,在左側(cè)的面板中選擇采樣物態(tài),同時右側(cè)會顯示相應(yīng)的物態(tài)采集方法以供參考,采集完畢后在左側(cè)輸入框中填寫相應(yīng)數(shù)據(jù)并提交。分析試樣制備操作方法同樣品采集方法相像。但分析試樣制備必需在樣品采集的前提下進展?!?〕性,可為恰當分析方案確實定供給參考?!泊郎y試樣為固態(tài)、試液處理、試液分析三個步驟。/試樣分解“菜“工程,而直接進展“試液處理”工程。在操作界面中的“分解方法“下拉框中選擇分解方法,操作面則會相應(yīng)列出該方法可用的試劑,用戶可選擇適合的一種,在右側(cè)面板中就會顯示該試劑的相應(yīng)信息,用戶補充輸入試樣溶質(zhì)的質(zhì)量和溶液總體積后單擊“提交“按鈕提交信息。操作程序同試樣分解相像。但“分別和富集“與“稀釋“兩個工程用戶只能選做其一。③試液分析:此局部包括待測試液描述和組分描述兩部2。單擊“試液預(yù)備/試液分析“菜單項,即可進入該界面:2試液預(yù)備/試液分析界面在“待測試液描述局部“輸入試液的各種特征后單擊“提交“按鈕提交數(shù)據(jù)。其中,在“特征陽離子“和“特征陰離子“息將為以后的方案確定供給重要依據(jù)。在“組分描述“界面中輸入所需的各種數(shù)據(jù)后單擊“提交“按鈕即可提交數(shù)據(jù)?!?.2〕分析方案確定在試樣預(yù)備完成后,點擊“提交”,即可進入“分析方案確定”界面〔3〕:3分析方案確定界面用戶可依據(jù)待測試液的相關(guān)信息,認真參照界面右側(cè)的各滴定分析法所具備的特征,選擇一種最適宜的分析方案。點擊“確定”,即可進入相應(yīng)的分析方案。〔2.3〕分析方法4為酸堿滴定分析法的操作界面:4酸堿滴定分析法的操作界面⑴待測試液分析:當進入分析方法界面后,在左側(cè)面板的“待測物特征“下拉框中選擇待測物所屬的酸堿類別后單擊確定,在右側(cè)的“分析方案“面板中就會顯示該待測物所用的滴定方法。⑵試驗預(yù)備:選擇試驗中所用的器、標準溶液、指示劑、緩沖溶液、分析試劑。試驗預(yù)備完成后,用戶單擊“提交”,提交相關(guān)數(shù)據(jù)〔相關(guān)數(shù)據(jù)會在以后的試驗報告中顯示〕即可。⑶試驗步驟:單擊“試驗步驟”選項即可進入相應(yīng)界面,再此界面中將會顯示前面待測試液分析所確定的具體試驗方法和試驗步驟,用戶可依據(jù)此來進展試驗。5:5分析方法/數(shù)據(jù)處理操作界面在數(shù)據(jù)計算中代入。單擊配平,在“配平后的系數(shù)“中將會顯示配平系數(shù)供用戶在以便將來在試驗報告中顯示。當用戶計算完畢后,在右上部的試驗數(shù)據(jù)輸入面板中輸入通過試驗和初步計算所得的待測試液組分別子的摩爾數(shù),單擊計算按鈕則在右下部的計算結(jié)果面板中顯示所得的最終數(shù)據(jù),提交該數(shù)據(jù)。⑸誤差分析:用戶需對試驗過程中可能引入的誤差進展分析,并推斷其對試驗結(jié)果所造成的影響。提交數(shù)據(jù),則誤差分析會在生成的報告中顯示。至此,定量分析試驗操作程序完成。3、客戶報告本軟件為用戶供給了試驗記錄報告和試驗檢測報告兩種報告類型,用戶可依據(jù)自己的需要選擇生成的報告類型。4.數(shù)據(jù)庫的修改本軟件對試驗過程中所用到的試驗設(shè)備和化學(xué)常數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)置了添加、刪除、修改、查詢的功能,用戶可依據(jù)需要對數(shù)據(jù)庫進展修改,以便日后查詢和使用。四、軟件進展前景隨著分析化學(xué)學(xué)科的快速進展和與其他學(xué)科的穿插滲透,把化學(xué)定量分析應(yīng)用于計算機中,并建立與其他應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口,建立分析化學(xué)試驗室治理一體化,實現(xiàn)現(xiàn)代例如:﹙1﹚把定量分析與虛擬化學(xué)試驗室的操作程序相連接。即操可依據(jù)本軟件供給的操作程序,在虛擬試驗環(huán)境下進展試驗操作,將理論與操作結(jié)合起來。以本軟件供給的操作和分析程序為理論依據(jù),用戶不僅可以親身體驗操作過程,而且不必擔(dān)憂試驗過程中的安全問題,而且可通過多媒體形式將其表達,真正到達人機互動的目的。﹙2﹚把定量分析與網(wǎng)絡(luò)化學(xué)虛擬儀器系統(tǒng)相結(jié)合,實現(xiàn)遠程監(jiān)控。用戶端〔與本軟件相連接〕C/S、B/SInternet號以及相關(guān)信息數(shù)據(jù)傳送到遠程用戶端,用戶端便可依據(jù)本軟件供給的規(guī)律試驗操作分析程序,操作和掌握現(xiàn)場虛擬儀器。五、完畢語化學(xué)定量分析軟件〔版本號:RSFX-DL2.0〕運用了Delphi高級語言編程,借助計算機在存儲量和存取速度方面的強大優(yōu)勢,在自帶的各種化學(xué)常數(shù)數(shù)據(jù)庫以及分析試劑數(shù)據(jù)庫的支持下,依據(jù)化學(xué)定量理論和相關(guān)操作程序進展試樣分析——電腦詢問——操答復(fù)——電腦提示——操推斷——電腦指令——操執(zhí)行——電腦數(shù)據(jù)處理——結(jié)論顯示的人機對話式的操作程序,進展對待測物的定量分析。本軟件不僅可以作為優(yōu)秀的教學(xué)軟件使用,也可以滿足工礦企業(yè)實際定量分析的要求。中學(xué)根底定量分析專題復(fù)習(xí)目標考綱要求:會對試驗的評價方法,把握有關(guān)量的計算。目標與力量:能運用已存儲學(xué)問,遷移、轉(zhuǎn)換和重組,嫻熟把握教材中定量試驗的力量;設(shè)計簡潔試驗方案,評價方案的力量。學(xué)問要點合,題型以填空、簡答為主。定量試驗題不僅考察考生的觀看力量、操作力量、分析力量,還考察考生的數(shù)據(jù)處理力量。高中化學(xué)中最重要的定量試驗有:①、肯定體積肯定物質(zhì)的量濃度溶液的配制;②、中和滴定;③、硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定;④、中和熱的測定等。下面對這四個定量試驗作簡要的解讀。一、硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定試驗原理:硫酸銅晶體里結(jié)晶水的質(zhì)量分數(shù)m(CuSO):mHO)
1:n4 2160 18〔〕m〔晶體+坩堝〕—m + =〔〕試驗儀器:托盤天平、研缽、瓷坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、玻璃棒、枯燥器、酒精燈。試驗步驟:①研磨②稱量m(坩堝)、③加熱④稱量m〔坩堝+無水硫酸銅〕⑤再加熱、再稱量至恒重⑥計算。留意事項高。④加熱后最終兩次稱量的質(zhì)量相差不超過0.1g。誤差分析【CuSO4·xH2O】原理:結(jié)晶水%=[m〔結(jié)晶水〕/m晶體)]×100%=18x/(160+18x]100或m(CuS4)/16m(H2O)/1=1x能引起誤差的操作能引起誤差的操作m —m〔晶體+坩堝〕〔無水流酸銅+坩堝〕=m %x值〔結(jié)晶水〕稱量的坩堝不枯燥坩堝內(nèi)附有不揮發(fā)的雜質(zhì)晶體未研成細粉末加熱時間過長,局部變黑加熱后在空氣中冷卻加熱過程中有少量晶體濺出0.2g〔仍為白色〕晶體外表有水晶體外表有水二、配置肯定物資的量濃度的溶液儀器: 托盤天平、藥匙〔固〕 燒杯、玻棒、容量瓶、膠頭滴管〔液體〕v
m(溶質(zhì)的質(zhì)量)n=溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量〕能引起誤差的一些操作 因變量(配置0.1mol/LNaOH溶液) m
c〔mol/L〕稱量前燒杯內(nèi)有水 -- --稱量時間過長 --用濾紙稱NaOH --向容量瓶注液時少量流出 --未洗燒杯和玻璃棒 --未冷到室溫就注入定容 --整個過程不搖動 --定容時,水多用滴管吸出 --定容搖勻時液面下降再加水 --定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置液面下降 -- --定容時仰視讀數(shù) --定容是俯視讀數(shù) --三、酸堿中和滴定〔以標準濃度鹽酸滴定未知濃度NaOH溶液為例〕儀器:酸、堿式滴定管、鐵架臺、滴定管夾、錐形瓶、燒杯。用品:標準溶液、待測液、指示劑、蒸餾水步驟:檢漏、預(yù)備、滴定。留意事項:①滴定管的使用②指示劑的選擇③終點的準確推斷④手、眼的動作c(NaOH)cHCl)VHCl)能引起誤差的一些操作藥品不純〔如NaOH中含Na2O〕錐形瓶用蒸餾水洗凈后,未把水倒凈錐形瓶用蒸餾水洗凈后,用待測液潤洗酸式滴定管未用標準液潤洗堿式滴定管未用待測液潤洗25mL待測時將殘液吹出內(nèi)有氣泡,滴定后無氣泡尖嘴未布滿標準液就開頭滴定滴定時局部標準液附在錐形瓶壁上滴定時搖勻或HCl成股流下滴前仰視讀數(shù),滴后俯視讀數(shù)用酚酞做指示劑,當紅色褪成無色,返滴一滴無顏色變化
V〔HCl〕 c〔NaOH〕四、物質(zhì)溶解度測定例如:硝酸鉀溶解度的測定:試驗原理: 溶質(zhì)的質(zhì)量硝酸鉀的溶解度S=溶劑〔水〕的質(zhì)量
×100g試驗步驟〔溶質(zhì)質(zhì)量法〕①準確稱量〔天平〕枯燥的蒸發(fā)皿的并記錄質(zhì)量;②在恒溫水浴加熱下,配制硝酸鉀飽干,放入枯燥器內(nèi)冷卻后稱量并記錄;⑤依據(jù)上述公式計算S;⑥重復(fù)上述操作,取兩次的平均值。留意事項:①水?、跒楸WC溶液到達飽和,配制時硝酸鉀晶體要稍加過量,攪拌,在5器中冷卻,再稱量Sm(溶質(zhì))
100m〔溶劑〕能引起誤差的一些操作試管接觸燒杯壁試管內(nèi)溶劑高出燒杯內(nèi)的水面溫度計插在水浴水中溶解時間過短溶解過程中沒有攪拌將少量固體倒入蒸發(fā)皿內(nèi)晶體未在枯燥器內(nèi)冷卻仰視溫度計刻度俯視溫度計刻度
誤差因素 S值例題講演1HOMn2+O22 23HO2mL10.1mol/L222滴,再登記從滴入到褪色所需的時間,依次滴入第3滴、4滴數(shù)1234567……所需時間〔s〕25151210864……試答復(fù)以下各問題:KMnO4褪色時間不同是Mn2+作用的結(jié)果,試用一個化學(xué)術(shù)語來Mn2+所起的作用;現(xiàn)有三支試管、兩支膠頭滴管,酸性高錳酸鉀溶液和3%H2O2溶液,請依據(jù)試驗要求,簡要寫出其次步及以后的試驗步驟,證明Mn2+所起的作用:第一步:在A、B、C2mL3%的H2O2溶液;其次步:……〔不同溶液環(huán)境〕對應(yīng)一個因變量〔1滴高錳酸鉀溶液褪色的時間〕一組數(shù)據(jù)。聯(lián)系中學(xué)化學(xué)關(guān)于條件對反響速率影響試驗“看變化趨勢”的方法,即看不同環(huán)境對應(yīng)的高錳酸速率的影響是M2“催化劑對化學(xué)反響速率影響”的試驗要求,很簡潔就能夠得出試驗方案。(1〕其次步:往A第三步:往B2-3滴AB、C1錳酸鉀溶液?!军c評】數(shù)據(jù)處理是對試驗過程中得到的一系列數(shù)據(jù)進展加工整理、從而獵取試驗結(jié),無論是高考化學(xué)試題還是高考理科綜合力量測試對該力量都提出明確的要求?!纠?〔機理AB、CDE五只小燒瓶中分別處理過的鐵絲〔見表格,然后柱上升的高度。結(jié)果如下〔表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管水面上升/m:時間/h00.51.01.52.02.53.0A瓶〔盛枯燥鐵絲〕0000000B瓶〔盛沾了食鹽水的鐵絲〕00.41.23.45.67.69.8C瓶〔盛沾了清水的鐵絲〕0000.30.82.03.5D瓶〔盛完全浸沒在食鹽水中的鐵絲〕0000000E瓶〔盛完全浸沒在清水中的鐵絲〕0000000通過試驗得到的數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是: 。兩個思路:1〕2〕看相對大小。即看是否形成水柱,假設(shè)形成水柱,哪中水柱變化快。由于表中A、D、E的數(shù)據(jù)不隨時間變化,結(jié)合鋼鐵吸氧腐蝕學(xué)問,可推知該三瓶BCB高度比CBC【解】鋼鐵腐蝕是鐵、氧氣、水共同作用的結(jié)果;當有食鹽存在時更易生銹?!军c評】有些考生簡潔將問題簡單化,將電化學(xué)腐蝕和反響速率的因素混淆起來【例3〔1〕加熱前應(yīng)當把晶體放在 中研碎;加熱失去結(jié)晶水后,應(yīng)當放 冷卻〕推斷晶體是否完全失去晶水的方法是 〔〕下表是試驗過程中得到的試驗數(shù)據(jù),請?zhí)顚懸韵掠嬎憬Y(jié)果:坩堝質(zhì)量15.0g
坩堝與晶體質(zhì)量26.6g
加熱后坩堝與剩余物質(zhì)量23.0g
【思路點撥】很多定量試驗都以物質(zhì)質(zhì)量和液體〔氣體〕體積作為可測量〔試驗中直接用儀器測量的數(shù)值,試驗過程中要測定某些階段的質(zhì)量、體積。試題給出試驗過程測量〔包括所盛物質(zhì)〕的質(zhì)量〔可測量〕求酸結(jié)晶水的含量〔待測量“加減求和差”的思路,即依據(jù)試驗數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系,進展相加或相減,得到“和”或“差”值。然后依據(jù)數(shù)字間關(guān)系進展化學(xué)運算,得出結(jié)論。對表中的數(shù)據(jù)處理可得:晶體質(zhì)量為26.6g-15.0g=11.6g26.6g-23.0g=3.6g。利用CuSO4·xH2O~xH2O兩者量的關(guān)系,可知x=4?!敬鸢浮病沧罱K兩次稱量坩堝和剩余物的質(zhì)量相差缺乏x=4?!军c評】解題的關(guān)鍵在于理解試驗的原理和特別儀器的使用方法。次數(shù)V〔HCl〕mL119.80220.25320.26420.285次數(shù)V〔HCl〕mL119.80220.25320.26420.28520.88620.320.5%,試計算NaOH溶液的濃度。【思路點撥】[分析]試題以中和滴定試驗為素材,給出屢次滴定時所得到的可測量——溶液的體積,要求待測液的物質(zhì)的量濃度。我們知道,為減小偶然誤差,在中和滴定過程中〔標準液的體積“先取舍,。由于在測得的數(shù)據(jù)中,往往或有一些數(shù)據(jù)較大程度地偏離其它數(shù)據(jù),處理前必需0.5%0.1mL6次數(shù)據(jù)來看,15V〔HCl〕=〔20.25mL+20.26mL20.28mL+20.32mL〕/4=20.28mL,依據(jù)中和反應(yīng)中有關(guān)量的關(guān)系,很簡潔得到NaOH溶液的濃度。答案]0.126mol/L【點評】此題涉及到高中最根底試驗操作—中和滴定定量試驗,尋常學(xué)生操作時常常6只要有鹽酸消耗的體積,題目就迎刃而解了。【例5外表生成氧化薄膜的試驗記錄〔表中b均為與溫度有關(guān)的數(shù)據(jù):反響時間t/h1491625MgO層厚Y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25aNiO層厚Y’/nm請?zhí)羁沾饛?fù):b2b3b4b4b金屬高溫氧化腐蝕速率可以用金屬氧化膜的生長速率來表示,其理由是金屬氧化膜的膜厚Y跟時間t所呈現(xiàn)的關(guān)系是〔填直線、拋物線、對數(shù)或雙曲線等類型MgO氧化膜厚Y屬 型NiO氧化膜厚Y 型。Mg與Ni比較,哪一種金屬具有更好的耐氧化腐蝕性: ;理由是: 【思路點撥】此題給出兩種金屬在高溫條件下氧化反響時氧化膜厚度與時間的關(guān)系數(shù)種不同的金屬在一樣條件下的腐蝕數(shù)據(jù)〔氧化膜厚度,處理時,確定要進展比照〔即前面a、b兩個未知數(shù),無法直接比較大小,因此必需通過“建數(shù)學(xué)模型”的思路進展處理。建數(shù)學(xué)模型,就是要對有關(guān)試驗數(shù)據(jù)進展爭論,得〔定量規(guī)律Y-tY’-t的關(guān)系,可知它們之間的定量關(guān)系為:Y’=bt1/2。明確這樣的函數(shù)關(guān)系并結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)問,很簡潔作答。答案1〕反響速率可以用反響物的消耗速率,也可以用產(chǎn)物的生成速率2〕Ni,它的腐蝕速率隨時間的增長比鎂的慢??荚囀Х贮c【例1】:測量肯定質(zhì)量的鋁鋅合金與強酸溶液反響產(chǎn)生的氫氣的體積,可以求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分數(shù)。現(xiàn)有以下試驗用品:長頸漏斗〔或玻璃棒〕、800mL燒杯、100mL量筒、短頸玻璃漏斗、銅網(wǎng)、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸〔密度 〕、水。按圖示裝置進展試驗,答復(fù)以下問題?!苍O(shè)合金樣品全部反響,產(chǎn)生的氣體不超過100mL〕〔鐵架臺的鐵夾的安裝可省略:800mL漏斗倒扣在樣品上面;②……合金樣品用銅網(wǎng)包裹的目的是 。酸溶液反響產(chǎn)生的氫氣的體積,求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分數(shù)。后,再通過長頸漏斗注入濃鹽酸和金屬反響制取氫氣。由于金屬是鋁鋅合金,密度較小,并且和酸反響產(chǎn)生的氫氣吸附在合金的外表,在反響中簡潔上下浮動,給試驗結(jié)果造成誤差,單質(zhì)組成,已經(jīng)在酸溶液中形成原電池,所以銅網(wǎng)不是用來制作原電池用的?!菊_答案】:〔1〕②往燒杯中注入水,直到水面沒過漏斗頸。③在100mL量筒中裝滿水,倒置在盛水的燒杯中〔量筒中不應(yīng)留有氣泡〕,使漏斗頸伸入量筒中,燒杯中水面到杯口至少保存約100mL空間。④將長頸漏斗〔或玻璃棒〕插入燒杯并接近燒杯底部,通過它漸漸參加濃鹽酸,直至有氣體產(chǎn)生。使樣品在反響時能保持在燒杯適當?shù)奈恢谩不虼鸨荛_反響時樣品漂移〕課堂反響125mL0.1mol/LHCl5mL.,假設(shè)把滴定管中的溶液燒杯中,然后以0.1mol/LNaOH溶液進展中和,則所需NaOH溶液的體積是A.大于20mL B.小于20mL C.等于20mL D.等于5mL2、填空〔1〕10mL量筒中液面的位置,AB,BC1mL,假設(shè)刻度A為4,量簡中液體的體積是 圖II表示50mL滴定管中液畫的位置,假設(shè)液面處的讀數(shù)是a,則滴定管中液體的體積〔填代號〕 〔1999年全國高考題〕A.是amL B.是〔50-a〕mL C.肯定大于amL 3、現(xiàn)有以下四取液量器:A.50mL量筒;B.20mL移液管;C.25mL滴定管;D.100mL刻度燒杯。以下試驗中,劃線部重量取液體時,應(yīng)選擇何種量取器才能既快又能滿足要求。以適量水〔約25mL〕溶解基準物質(zhì)鄰苯二甲酸氫鉀0.4000g,然后以酚酞作指示劑,標定NaOH溶液。為測定阿斯匹林藥片中乙酰水楊酸的含量,稱取粉樣0.2000g,參加NaOH溶液,15min使樣品溶解……CuSO4.5H2O,經(jīng)提純后,取純CuSO4.5H2O30.5mL水溶解成飽和溶液,測CuSO4.5H2O的溶解度。AgNO3中AgAgNO3樣品,用水溶解,參加20.00mLNaCl標準溶液,K2CrO4作指示劑,用標準AgNO3溶液滴定到磚紅色為終點。4、480mL0.1mol/L500mL操作正確的選項是7.68g500mL水B.12.0g500mL溶液C.8.0g500mL水D.12.5g500mL溶液5、用pH試紙測定某無色溶液的pH時,標準的操作是〔1992年全國高考題〕A.pH試紙放入溶液中觀看其顏色變化,跟標準比色卡比較將溶液倒在pH試紙上,跟標準比色卡比較用枯燥的干凈玻璃棒蘸取溶液,滴在pH試紙上,跟標準比色卡比較在試管內(nèi)放入少量溶液,煮沸,把pH試紙放在管口,觀看顏色,跟標準比色卡比較參考答案能引起誤差的操作m 能引起誤差的操作m —m〔晶體+坩堝〕〔無水流酸銅+坩堝〕=m x值〔結(jié)晶水〕稱量的坩堝不枯燥增大偏大晶體不純含有不揮發(fā)性的雜質(zhì)減小偏小坩堝內(nèi)附有不揮發(fā)的雜質(zhì)沒有影響不變晶體未研成細粉末減小偏小粉末未完全變白就停頓加熱減小偏小加熱時間過長,局部變黑增大偏大加熱后在空氣中冷卻減小偏小加熱過程中有少量晶體濺出增大偏大0.2g〔仍為白色〕減小偏小晶體外表有水增大偏大二、配置肯定物資的量濃度的溶液能引起誤差的一些操作因變量c〔mol/L〕(0.1mol/LNaOH溶液)m v稱量前燒杯內(nèi)有水-- --不變稱量時間過長減小 --偏小用濾紙稱NaOH減小 --偏小向容量瓶注液時少量流出減小 --偏小未洗燒杯和玻璃棒減小 --偏小未冷到室溫就注入定容-- 減小偏大整個過程不搖動-- 減小偏大定容時,水多用滴管吸出減小 --偏小定容搖勻時液面下降再加水-- 增大偏小定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置液面下降-- ----定容時仰視讀數(shù)-- 減小偏大定容是俯視讀數(shù)-- 增大偏小三、酸堿中和滴定〔以標準濃度鹽酸滴定未知濃度NaOH溶液為例〕能引起誤差的一些操作V〔HCl〕c〔NaOH〕藥品不純〔如NaOH中含Na2O〕增大偏高錐形瓶用蒸餾水洗凈后,未把水倒凈沒有影響沒有影響錐形瓶用蒸餾水洗凈后,用待測液潤洗增大偏高酸式滴定管未用標準液潤洗增大偏高堿式滴定管未用待測液潤洗減小偏低25mL待測時將殘液吹出增大偏高內(nèi)有氣泡,滴定后無氣泡增大偏高尖嘴未布滿標準液就開頭滴定增大偏高滴定時局部標準液附在錐形瓶壁上增大偏高滴定時搖勻或HCl成股流下減小偏低滴前仰視讀數(shù),滴后俯視讀數(shù)減小偏低用酚酞做指示劑,當紅色褪成無色,反滴一滴無顏色變化增大偏高四、物質(zhì)溶解度測定能引起誤差的一些操作誤差因素S值試管接觸燒杯壁溫度高偏大試管內(nèi)溶劑高出燒杯內(nèi)的水面溫度低偏小溫度計插在水浴水中溫度偏低偏小溶解時間過短m小偏小溶解過程中沒有攪拌m小偏小將少量固體倒入蒸發(fā)皿內(nèi)m大偏大晶體未在枯燥器內(nèi)冷卻m大偏大仰視溫度計刻度溫度偏低偏大俯視溫度計刻度課堂反響溫度偏高偏小1、分析:滴定管的刻度是上小下大,且在下端無刻度,再加上一段尖咀局部,同HCl25mL-5mL=20mL。答案:A點評:此題要求考生嫻熟把握酸式滴定管構(gòu)造,假設(shè)把滴定管和量筒構(gòu)造混淆,則會錯選C??疾炜忌欠裼H自動手做過試驗,是否勤于觀看、思考試驗問題,同時用兩處7個字的著重號強調(diào)審題意義。2分析〔1A為B為30.2m,所以讀數(shù)為3.2m〔2〔50m〕〔50-a〕mL〔50-a〕m?!?3.2m〔D。度在下,滴定管“0”刻度在上,自然就能作出答復(fù)。3、帶刻度的燒杯、量筒、移液管、滴定管等定量儀器都可以用來量取液體。量筒是粗量儀器,相對誤差較大,一般狀況下常常被承受。稱液管、滴定管精度可達0.01mL,是精量儀器。該題中試驗〔1〕只需粗量,甚至只用帶刻度的燒杯即可。試驗〔2〕和〔4〕則要求精量,必需用移液管和滴定管。試驗〔3〕50mL量筒能滿足要求?!?DC〔B。點評:對試驗要求的精度和儀器的精度的統(tǒng)一要把握好。4、分析:500mL來計算膽礬或硫酸銅的質(zhì)量,計算得出應(yīng)用12.5g8.0g硫酸銅,因此A、B項錯誤,由于配制500mL溶液,故C500mL應(yīng)是錯誤的,而應(yīng)加水500mL。答案:D〔便于掌握參加的蒸餾水的量;④溶液配制好后,應(yīng)轉(zhuǎn)入枯燥干凈的中。5、分析:pH試紙中含有化學(xué)物質(zhì),放入溶液中,給溶液引入雜質(zhì);溶液倒在pH試紙上既鋪張化學(xué)藥品,還會產(chǎn)生損害事故;A和B均不正確。D中測量不準確,也不科學(xué)。答案:C點評:試紙的種類很多,常用的有紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙、pH試紙、淀粉碘化鉀試紙和品紅試紙等。在使用試紙檢驗溶液的性質(zhì)時,一般先把一小塊試紙放在外表皿上,用沾有待測溶液的玻璃棒點在試紙的中部,觀看顏色的轉(zhuǎn)變,推斷溶液的性質(zhì)。〔留意不要接觸,觀看顏色是否轉(zhuǎn)變,推斷氣體的性質(zhì)。另外,還應(yīng)留意,有些試紙是不能事先潤濕的,比方pH試紙。第六節(jié)定性與定量分析方法一、定性分析方法色譜定性分析是鑒定樣品中各組分是何種化合物。用氣相色譜法通常只能鑒定范圍的未知物,對范圍未知的混合物單純用氣相色譜法定性則很困難。常需與化學(xué)分析或其它儀器分析方法協(xié)作。利用保存值定性物比照法:依據(jù)同一種物質(zhì)在同一根色譜柱上和一樣的操作條件下保存值一樣的原理進展定性。將適量的比照物質(zhì)參加樣品中,混勻,進樣。比照參加前后的色譜圖,假設(shè)參加后某色譜峰相對增高,則該色譜組分與比照物質(zhì)可能為同一物質(zhì)。由于所用的色譜柱不肯定適合于比照物質(zhì)與待定性組分的分別,即使為兩種物質(zhì),也可能產(chǎn)生色譜峰疊加現(xiàn)象。為此,需再選一根與上述色譜柱極性差異較大的色譜柱,再進展試驗。假設(shè)在兩根柱上該色譜峰都產(chǎn)生疊加現(xiàn)象,一般可認定二者是同一物質(zhì)。物比照法,對于組分的復(fù)方藥物和工廠的定型產(chǎn)品分析尤為有用。isr,與色譜手冊數(shù)據(jù)比照進展定性。相對保存值是待定性組分(i)與參考物質(zhì)(s)的調(diào)整保存值之比,即:isr Riis t
V Ri i (2·25)V Rs Rs s由于安排系數(shù)只打算于組分的性質(zhì)、柱溫與固定液的性質(zhì),因而ris與固定液的用量、柱長、載氣流速及柱填充狀況等無關(guān)。故氣相色譜手冊及文獻都登載相對保存值。利用此法時,先查手冊,依據(jù)手冊規(guī)定的試驗條件及參考物質(zhì)進展試驗。相對保存值定性法適用于沒有待定性組分的純物質(zhì)的狀況,也可與己知物比照法相結(jié)合,先用此法縮小范圍,再用己知物進展比照。外吸取光譜、質(zhì)譜及核磁共振譜等是鑒定未知物的有力工具,但卻要求所分析的樣品成分盡可能單一。因此,把氣相色譜儀作為分別手段,把質(zhì)譜儀、紅外分光光度計等充當檢測器,兩者取長補短,這種方法稱為色譜-光譜聯(lián)用,簡稱兩譜聯(lián)用。聯(lián)用方式有兩種,一種是聯(lián)合制成一件完整的儀器稱為聯(lián)用儀(在線聯(lián)用)純組分,而后用光譜儀器測定它們的光譜,進展定性,稱為兩譜聯(lián)用法,這屬于非在線聯(lián)用。目前比較成熟的在線聯(lián)用儀有:(l)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS):由于質(zhì)譜的靈敏度高(需樣量僅10-11~10-8g)、掃描時間快(0~1000質(zhì)量數(shù),掃描時間可短于1s),并能準確測定未知物的分子量,給出很多構(gòu)造信息。因此,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是目前最成功的聯(lián)用儀器。它在獲得色譜圖的同時,可(2)氣相色譜-紅外光(FTIR全波數(shù)掃描0.l信號可累加-傅里葉變換紅外聯(lián)用儀(GC-FTIR)也是一種很好的聯(lián)用儀器,能對組分進展定性鑒定。但其靈敏度與圖譜自動檢索還不如GC-MS。二、定量分析方法氣相色譜定量分析具有快速、靈敏、簡便、準確度高、周密度好等特點。定量分析的依據(jù)是在試驗條件恒定時峰面積與組分的量成正比,即W
fA
。因此,必需準確測量峰i i i面積和比例常數(shù)f(稱為校正因子)。在各種操作條件()不變時,在一i定進樣范圍內(nèi),色譜峰的半峰寬與進樣量無關(guān)。因此正常峰也可用峰高代替峰面積求含量。(一)峰面積的計算峰面積測量的準確度直接影響定量結(jié)果,不同峰形的色譜峰必需承受不同的測量方法,才能得到較準確的結(jié)果。峰高乘半峰寬法依據(jù)流出曲線方程式已推導(dǎo)出正常色譜峰面積計算式,即:A1.065hW1/2
(2.26)用讀數(shù)顯微鏡測量半峰寬,其測量誤差可掌握在1%以下。0.15倍處的峰寬(W0.15)0.85倍處的峰寬(W0.85)的平均值。
0.15
W
(2.27)出峰面積,一般為μV·s及峰高。這類儀器測量的準確度高(RSD0.2%~1%),線性范圍寬(>106),操作簡便,而且可依據(jù)峰形確定切割方式與基線處理方法。(二)定量校正因子色譜定量分析的依據(jù)是被測組重量與檢測器的響應(yīng)信號(峰面積或峰高)一種物質(zhì)在不同類型檢測器上往往有不同的響應(yīng)靈敏度;同樣,不同物質(zhì)在同一檢測器上的響應(yīng)靈敏度也往往不同,即一樣量的不同物質(zhì)產(chǎn)生不同值的峰面積或峰高。這樣,各組分峰面積或峰高的相對百分數(shù)并不等于樣品中各組分的百分含量。因此引入定量校正因子,校正后的峰面積或峰高可以定量地代表物質(zhì)的量。l.上述峰面積與物質(zhì)量之間的關(guān)系W
fA
可知:i i ifW/A
(2.28)i i if稱為確定定量校正因子,即單位峰面積所代表的物質(zhì)量。這是以峰面積表示的定量i校正因子,也可以用峰高來表示定量校正因子。確定定量校正因子的值隨色譜試驗條件而轉(zhuǎn)變,因而很少使用。i與所選定的基準物質(zhì)s確實定定量校正因子之比,即:ff wi
W/A AW wi fws
W/A AWs s i s上式中W以重量表示,因此fw又稱為相對重量校正因子,通常稱為校正因子(f)。本書均使用重量校正因子。假設(shè)物質(zhì)量用摩爾表示,則稱為相對摩爾校正因子,即ff mi
m/A Am i i s i (2.30) mi fms
m/A Ams s i sfwifmi都是無因次量,二者間的關(guān)系如下:iAf sW/Mimi AW/MiAi s s
f Mwi MMi
(2.31)2.質(zhì)的校正因子查不到,或者所用檢測器類型或載氣與文獻的不同,這時就需要自己測定。測定時,準確稱取待測校正因子的物質(zhì)i(純品)和所選定的基準物質(zhì)sAiAs,用式(2.29)求得物質(zhì)i的相對重量校正因子。明顯,選擇不同的基準物質(zhì)測得的校正因子數(shù)值不同,氣相色譜手冊中數(shù)據(jù)常以苯或正庚烷為基準物質(zhì)。也可以依據(jù)需要選擇其他基準物質(zhì),如承受歸一化法定量時,選擇樣品中某一組分為基準物質(zhì)。測定校正因子的條件(檢測器類型)測器時,以氫氣或氦氣作載氣測得的校正因子相差不超過3%,可以通用,但以氮氣作載氣測得的校正因子與前二者相差很大,不能通用。而氫焰檢測器的校正因子與載氣性質(zhì)無關(guān)。(三)定量方法氣相色譜定量方法分為歸一化法、外標法、內(nèi)標法、內(nèi)標比照法及疊加法等。Afil.歸一化法(normalizationAfiC%
Afi 100% i i 100%
(2.32)i Af11
Af2
Af33
Afn n
Afi i假設(shè)樣品中各組分的校正因子相近,可將校正因子消去,直接用峰面積歸一化進展計算。中國藥典用不加校正因子的面積歸一化法測定藥物中各雜質(zhì)及雜質(zhì)的總量限度。C%
i 100%
(2.33)Ai AAA1 2
AA3 n例用5%甲基硅橡膠(SE-30)柱,柱溫l00℃,分別某醇類混合物,用氫焰檢測器檢測。20-4。由表可見由校正與未校正的面積歸一化計算所得的百分含量差異很大。2-4醇類混合物的分析結(jié)果甲醇乙醇正丙醇正丁醇正戊醇2.04.03.02.52.2fW〔以正庚烷為標準〕4.352.181.671.521.39〔%〕29.729.817.113.010.4〔%〕14.629.221.918.216.1歸一化法的優(yōu)點是:簡便、準確、定量結(jié)果與進樣量重復(fù)性無關(guān)(在色譜柱不超載的范圍內(nèi))、操作條件略有變化時對結(jié)果影響較小。缺點是:必需全部組分在一個分析周期內(nèi)都流精彩譜柱,而且檢測器對它們都產(chǎn)生信號。不適于微量雜質(zhì)的含量測定。外標法(externalstandardization)用待測組分的純品作比照物質(zhì)測組分的響應(yīng)信號相比較進展定量的方法稱為外標法。此法可分為工作曲線法及外標一點法等。工作曲線法是用比照物質(zhì)配制一系列濃度的比照品溶液確定工作曲線,求出斜率、截距。在完全一樣的條件下,準確進樣與比照品溶液一樣體積的樣品溶液,依據(jù)待測組分的信號,從標準曲線上查出其濃度,或用回歸方程計算。工作曲線法也可以用外標二點法代替。通常截距應(yīng)為零,假設(shè)不等于零說明存在系統(tǒng)誤差。工作曲線的截距為零時,可用外標一點法(直接比較法)定量。外標一點法是用一種濃度的比照品溶液比照測定樣品溶液中ii組分的量:WAWi i is
/Ais
(2.34)式中WiAi分別代表在樣品溶液進樣體積中所含i(Wi)s及(Ai)s分別代表在比照品溶液進樣體積中含純品i便,不需用校正因子,不管樣品中其他組分是否出峰,均可對待測組分定量。但此法的準確性受進樣重復(fù)性和試驗條件穩(wěn)定性的影響。此外,為了降低外標一點法的試驗誤差,應(yīng)盡量使配制的比照品溶液的濃度與樣品中組分的濃度相近。內(nèi)標法選擇樣品中不含有的純物質(zhì)作為比照物質(zhì)參加待測樣品溶液中,以待測組分和比照物質(zhì)的響應(yīng)信號比照,測定待測組分含量的方法稱為內(nèi)標法標準(比照)物質(zhì)參加到樣品中,有別于外標法。該比照物質(zhì)稱為內(nèi)標物。在一個分析周期內(nèi)不是全部組分都能流精彩譜柱(如有難氣化組分),或檢測器不能對每個組分都產(chǎn)生信號,或只需測定混合物中某幾個組分的含量時,可承受內(nèi)標法。準確稱量W克樣品,再準確稱量Ws克內(nèi)標物,參加至樣品中,混勻,進樣。測量待iAiAiWW,與內(nèi)標物的重量Ws有下述關(guān)系:
sWAi ifiW AfWAs ss
i(2.35)待測組分i在樣品中的百分含量Ci%為:C%
Af Wi i
100%
(2.36)i Af Ws s對內(nèi)標物的要求:①內(nèi)標物是原樣品中不含有的組分,否則會使峰重疊而無法準確測相近,但彼此能完全分別(R≥1.5);③內(nèi)標物必需是純度符合要求的純物質(zhì)。內(nèi)標法的優(yōu)點是:①在進樣量不超限(色譜柱不超載)的范圍內(nèi),定量結(jié)果與進樣量的重復(fù)性無關(guān)。②只微量有效成分或雜質(zhì)的含量。由于雜質(zhì)(或微量組分)與主要成分含量相差懸殊,無法用歸一化法測定含量,用內(nèi)標法則很便利。加一個與雜質(zhì)量相當?shù)膬?nèi)標物,加大進樣量突出雜質(zhì)峰,測定雜質(zhì)峰與內(nèi)標峰面積之比,即可求出雜質(zhì)含量。但樣品配制比較麻煩和內(nèi)標物不易找尋是其缺點。內(nèi)標比照法(濃度樣品比照法)該法是在不知校正因子時內(nèi)標法的一種應(yīng)用。在i的濃度的比照品溶液,參加肯定量的內(nèi)標物s(相當于測定校正因子);再將內(nèi)標物按一樣量參加至同體積樣品溶液中,分別進樣,由下式計算樣品溶液中待測組分的含量。A/A
i s樣品i
A/Ai s比照
C%i 比照∴ C
A/A
(2.37)% i s樣品C%i 樣品
A/Ai s比照
i 比照對于正常峰,可用峰高h代替峰面積A計算含量C
(2.38)% i s樣品C%i 樣品。
h/hi s比照
i 比照進展色譜分析時,載氣流速時高一些好,還是低一些好?選擇固定相時,應(yīng)遵循什么原則?熱導(dǎo)池檢測器的工作原理?柱老化的目的是什么?分別度的意義是什么,如何從分別度推斷兩峰的分別狀況?6氣相色譜儀各主要部件的作用是什么?氫火焰檢測器的工作原理?使用歸一化法定量分析的條件是什么?外標法為什么要求分析條件嚴格全都?考核內(nèi)容:工業(yè)乙二醇甲醚中微量水分的測定(氣相色譜外標法)評分標準:標準溶液的制備 20分色譜操作技術(shù) 20分測試結(jié)果(有效數(shù)字.相對平均偏差) 30分答復(fù)以下問題 20分卷面標準 10分合計100分試驗方法:參照<<根底化學(xué)試驗>>(上)40:氣相色譜法測量乙酸乙酯中微量水分第一章定量分析概論第一節(jié)定量分析概述【學(xué)習(xí)要點】生疏分析化學(xué)的任務(wù)與作用,把握分析化學(xué)的分類方法,典型分析方法的特點;課程的任務(wù)與要求;了解分析化學(xué)進展。一、分析化學(xué)的任務(wù)和作用學(xué)。分析化學(xué)的任務(wù)是對物質(zhì)進展組成分析和構(gòu)造鑒定,爭論獵取物質(zhì)化學(xué)信息的理論和方法。物質(zhì)組成的分析,主要包括定性與定量兩個局部。定性分析的任務(wù)是確定物質(zhì)由哪些組分〔元素、離子、基團或化合物〕組成;定量分析的任務(wù)是確定物質(zhì)構(gòu)造分析的任務(wù)是確定物質(zhì)各組分的結(jié)合方式及其對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響。量治理手段的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗和工藝流程掌握離不開分析化學(xué)。所以分析化學(xué)被稱農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)檢驗等方面都需要分析化學(xué);在國防建設(shè)中,分析化學(xué)對核武器、國策中,分析化學(xué)又是執(zhí)法取證的重要手段。分析化學(xué)是一門以試驗為根底的科學(xué),在學(xué)習(xí)過程中肯定要理論聯(lián)系實際,加強試驗訓(xùn)練。通過學(xué)習(xí),把握分析化學(xué)的根本原理和測定方法,樹立準確的”量”的概念;培育嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度;提高分析問題和解決問題的力量。二、定量分析過程定量分析一般要經(jīng)過以下幾個步驟:取樣樣品或試樣是指在分析工作中被承受來進展分析的物質(zhì)體系,它可以是固體、液體或氣體。分析化學(xué)要求被分析試樣在組成和含量上具有肯定的代表性,能代科研帶來很大的損失。采樣的通常方法是:從大批物料中的不同局部、深度選取多個取樣點采樣,為分析試樣進展分析。試樣的分解定量分析中,除使用特別的分析方法可以不需要破壞試樣外,大多數(shù)分析方主要有溶解法和熔融法。實際工作中,應(yīng)依據(jù)試樣性質(zhì)和分析要求選用適當?shù)姆纸夥椒?。如測定補鈣藥物中鈣含量,試樣需要先用酸溶解轉(zhuǎn)變成溶液后再進展;沙子中硅含量的測定,試樣則需要先進展堿熔,然后再將其轉(zhuǎn)變成可溶解產(chǎn)物,溶解后進展測定。消退干擾簡單物質(zhì)中常含有多種組分,在測定其中某一組分時,假設(shè)共存的其他組分對〔稱掩蔽劑〕來消退干擾換和色譜法分別等。測定各種測定方法在靈敏度、選擇性和適用范圍等方面有較大的差異,因此應(yīng)依據(jù)如常量組分通常承受化學(xué)分析方法,而微量組分需要使用器進展測定。分析結(jié)果計算及評價組分的含量。應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法對測定結(jié)果及其誤差分布狀況進展評價。應(yīng)當指出的是,分析是一個簡單的過程,是從未知、無序走向確定、有序的過程,試樣的多樣性也使分析過程不行能一成不變,上述的根本步驟,只是各種定量分析過程中的共性局部,只能進展一般性指導(dǎo)。三、定量分析方法依據(jù)測定原理、分析對象、待測組分含量、試樣用量的不同,定量分析方法有2-1所示的不同分類方法?;瘜W(xué)分析法化學(xué)分析法是以物質(zhì)的化學(xué)反響為根底的分析方法。 滴定分析法和重量分析法。滴定分析法 滴定分析法是通過滴定操作,依據(jù)所需滴定劑的體積和濃度,以確定試樣中待測組分含量的一種方法。滴定分析法分為酸堿滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化復(fù)原滴定法。重量分析法 析法是通過稱量操作測定試樣中待測組分的質(zhì)量,以確定其含量的一種分析方法。重量分析法分為沉淀重量法、電解重量法和氣化法。儀器分析法儀器分析法是以物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì)為根底的分析方法。由于這方法有:光學(xué)分析法 它是依據(jù)物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)建立起來的一種分析方法。主要有:分子光譜〔如比色法、紫外-可見分光光度法、紅外光譜法、分子螢光及磷光分析法等、原子光譜法〔如原子放射光譜法、原子吸取光譜法等〕、激光拉曼光譜法、光聲光譜法、化學(xué)發(fā)光分析法等。電化學(xué)分析法 分析物質(zhì)溶液的電化學(xué)性質(zhì)建立起來的一種分析方法。主要有:電位分析法、電導(dǎo)分析法、電解分析法、極譜法和庫侖分析法等。色譜分析法 它是一種分別與分析相結(jié)合的方法。主要有:氣相色譜法、液相色譜法〔包括柱色譜、紙色譜、薄層色譜及高效液相色譜〕、離子色譜法。隨著科學(xué)技術(shù)的進展,近年來,質(zhì)譜法、核磁共振波譜法、X射線、電子顯微鏡分析以及毛細管電泳等大型儀器分析法已成為強大的分析手段。儀器分析由于具有快速、靈敏、自動化程度高和分析結(jié)果信息量大等特點,倍受人們的青睞。無機分析和有機分析假設(shè)按物質(zhì)的屬性來分,分析方法主要分為無機分析和有機分析。無機分析的析等。常量分析、半微量分析和微量分析按被測組分的含量來分,分析方法可分為常量組分〔含量>1%〕分析、微量組分〔0.01%~1%、痕量組分〔<0.01%〕分析;按所取試樣的量來分,分析方法可分為常量試樣〔固體試樣的質(zhì)量>0.1g,液體試樣體積10mL〕分析、半微量試樣〔固體試樣的質(zhì)量在0.01g~0.1g之間,液體試樣體積為1~10mL〕分析、微量試樣〔固體試樣的質(zhì)量<0.01g<1mL〕分析和超微量試樣〔<0.1mg<0.01mL〕分析。常量分析一般承受化學(xué)分析法,微量分析一般承受儀器分析法。四、定量分析結(jié)果的表示依據(jù)分析試驗數(shù)據(jù)所得的定量分析結(jié)果一般用下面方法來表示:待測組分的化學(xué)表示形式分析結(jié)果通常以待測組分的實際存在形式的含量表示。例如測得試樣中的含磷量后,依據(jù)實際狀況以P、P2O5、PO3、HPO2、HPO等形式的含量來表示分4 4 2 4析結(jié)果。假設(shè)待測組分的實際存在形式不清楚,則分析結(jié)果最好以氧化物或元素形式的含量表示。例如,在礦石分析中,各種元素的含量常以其氧化物形式〔如 K2O、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、P
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