定量化學分析教案

《定量化學分析》課程授課教案NO.01第一章定量分析概論【教學課題】§1.1定量分析概述、分析測試中的誤差【授課班級】工業(yè)分析與檢驗091【教學時間】3月3日【授課地點】31＃307【教學課時】2課時【教學目的與要求】熟悉分析化學的任務與作用；掌握分析化學的分類方法，典型分析方法的特點和課程的任務與要求；了解分析化學發(fā)展。了解準確度、精密度的概念及兩者間的關系；掌握誤差與偏差的表示方法和有關計算；掌握誤差的分類、各類誤差特點和來源。【教學重點】誤差與偏差的表示方法和有關計算【教學難點】誤差與偏差的表示方法和有關計算【教學方式與手段】講授為主【教學用具】課件【參考資料】（1）季劍波,凌昌都主編.《定量化學分析例題與習題》.化學工業(yè)出版社,2004年.（2）武漢大學主編.分析化學（第四版）.北京:高等教育出版社，2001年.【教學過程】一、引入新課定量分析的任務是測定物質(zhì)中某種組分的含量。通過本章的學習應了解分析化學的任務與作用，掌握定量分析的過程、分析方法分類及分析結果的表示。理解準確度、精密度的概念及兩者間的關系；掌握準確度、精密度的衡量方法；掌握誤差的分類和來源及減免方法。理解有效數(shù)字的概念；熟練掌握有效數(shù)字的修約規(guī)則和運算規(guī)則，并能在分析測試中熟練應用這些規(guī)則正確記錄實驗數(shù)據(jù)和計算分析結果。掌握測定異常值檢驗與取舍的方法;掌握提高分析結果準確度的基本措施。二、講授新課§1.1.1定量分析概論(一)、分析化學的任務和作用1、【定義】分析化學是發(fā)展和應用各種方法、儀器和策略，以獲得有關物質(zhì)在空間和時間方面組成和性質(zhì)的一門科學，是研究物質(zhì)化學組成的表征和測量的科學。2、【研究對象】物質(zhì)或物料的組成、結構，是一門以實驗為基礎的學科，注重實用！3、【任務】★鑒定物質(zhì)的化學組成，即What有什么？（定性分析）測量有關組分的含量，即Howmuch有多少？（定量分析）（經(jīng)典、化學分析）★如何組合（結構)(儀器分析），是什么？★研究分析方法及有關理論（專業(yè)）4、【作用】(1).化學的基礎課之一（四大塊之一）實際上已發(fā)展成為一門獨立的學科——分析科學(2).能促進學科的發(fā)展：提供組成、含量、結構的信息1）質(zhì)量守恒、倍比、定比定律的發(fā)現(xiàn)，原子論、分子論的創(chuàng)立，原子量的測定、周期律的建立……，無一不是靠大量的分析數(shù)據(jù)2）與化學有關的科學領域，如生物學、農(nóng)業(yè)科學、環(huán)境科學、材料學、海洋學及生命科學等，分析化學都起著重要的作用。當代科學領域的“四大理論”（即天體、地球、生命、人類的起源和演化）以及人類社會面臨的“五大危機”（即資源、能源、人口、糧食、環(huán)境）問題的解決，都與分析化學這一基礎學科的研究密切相關。3）科學研究(3).“四化”（現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學技術）離不開分析化學。現(xiàn)代分析化學的服務面極為廣泛，可謂“天、地、人”無所不包。分析化學被稱為科學技術的眼睛，是從事科學研究的基礎，分析化學的水平是衡量一個國家科學技術水平的重要標志之一。(二)、分析方法的分類1、按任務分類(1)定性分析：其任務是鑒定物質(zhì)所含的化學組成，即鑒定物質(zhì)由哪些元素、原子團、官能團或化合物所組成；(2)定量分析：測定各組分的相對含量；(3)結構分析：研究所含組分的分子結構、晶體結構或形態(tài)。如：蛋白質(zhì)的構象(a-螺旋、b型結構，球狀蛋白的三級結構）；形態(tài)分析——物質(zhì)的形態(tài)；能態(tài)分析——物質(zhì)的能態(tài)等。2、按分析對象分類無機分析有機分析藥物分析水質(zhì)分析食品分析元素分析工業(yè)分析法庭分析等等……3、測定原理分類化學分析：以物質(zhì)的化學反應為基礎。儀器分析：以被測物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學性質(zhì)為基礎。4、按試樣用量和被測組分的含量分類（1）按試樣用量分類方法固體試樣質(zhì)量(mg)液體試樣體積(mL)常量>100>10半微量10～1001～10微量0.1～100.01～1痕量<0.1<0.01（2）按待測組分含量分常量組分(>1%)、微量組分(0.01-1%)、痕量組分(<0.01%)

（三）、分析化學的發(fā)展趨勢1、析化學發(fā)展所經(jīng)歷的三次變革：第一次變革：19世紀末20世紀初，分析化學由一門技術發(fā)展為一門獨立的學科。經(jīng)典分析化學；第二次變革：20世紀40年代以后，開創(chuàng)了儀器分析的新時代——物理方法大發(fā)展，分析化學從經(jīng)典分析化學發(fā)展成了近代分析化學；第三次變革：20世紀70年代末開始至現(xiàn)在，以計算機應用為主要標志的信息時代的來臨，促進了分析化學的發(fā)展，同時提出了更多的課題和要求，分析化學發(fā)展到了分析科學階段?，F(xiàn)代分析化學。2、分析化學的發(fā)展1)提高靈敏度2）解決復雜體系的分離問題及提高分析方法的選擇性3）擴展時空多維信息4）微型化及微環(huán)境的表征與測定5）形態(tài)、狀態(tài)分析及表征6）生物大分子及生物活性物質(zhì)的表征與測定7）非破壞性檢測及遙控8）自動化與智能化§1.1.2、誤差和分析數(shù)據(jù)的處理誤差—分析結果與真實值之間的差值（一）、誤差及其產(chǎn)生的原因1、系統(tǒng)誤差(又稱可測誤差)——誤差的主要來源系統(tǒng)誤差—指由分析過程中某些確定的、經(jīng)常性的因素而引起的誤差。影響準確度，不影響精密度。系統(tǒng)誤差的特點：重現(xiàn)性、單向性、可測性2、隨機誤差（又稱偶然誤差或不可測誤差）隨機誤差——指由于一些難于控制的隨機因素引起的誤差。不僅影響準確度，而且影響精密度。特點：1）不確定性；2）不可測性；3）服從正態(tài)分布規(guī)律：大小相等的正誤差和負誤差出現(xiàn)的概率相等；小誤差出現(xiàn)的概率大，大誤差出現(xiàn)的概率小，極大誤差出現(xiàn)的概率極小。產(chǎn)生原因：（1）隨機因素（室溫、濕度、氣壓、電壓的微小變化等）；（2）個人辨別能力（滴定管讀數(shù)的不確定性）（二）、測定值的準確度與精密度1、準確度與誤差準確度表征測量值X（X）與真實值T的符合程度。準確度用誤差Ea、Er表示。單次測定多次平行測定絕對誤差Ea=x-TEa=-T相對誤差Er=×100%=×100%Er=×100%=×100%任何測量都帶有誤差，測量不能獲得真值，可逐漸地逼近真值。我們知道的真值有三類(相對性），相對的真值。1、理論真值（如三角形三內(nèi)角和等于180o、化合物的理論組成）2、約定真值（如國際計量大會確定的長度、質(zhì)量、物質(zhì)的量單位、元素的相對原子質(zhì)量等等）3、相對真值（如高一級精度的測量值相對于低一級精度的測量值；標準參考物質(zhì)證書所給的數(shù)值）2、精密度與偏差精密度表征平行測量值的相互符合程度。反映了測定結果的再現(xiàn)性。精密度用偏差di表示，偏差越小說明分析結果的精密度越高。精密度的高低取決于隨機誤差的大小。（1）絕對偏差、平均偏差和相對平均偏差絕對偏差：平均偏差：相對平均偏差：注意：平均偏差有時不能反映數(shù)據(jù)的分散程度例如：測定銅合金中銅的質(zhì)量分數(shù)（%），數(shù)據(jù)如下：甲：10.3,9.8,9.6,10.2,10.1,10.4,10.0,9.7,10.2,9.7乙：10.0,10.1,9.3,10.2,9.9,9.8,10.5,9.8,10.3,9.9=10.0%，=0.24%；=9.98%，=0.24%（2）標準偏差和相對標準偏差總體（母體）—所考察對象的全體樣本（子樣）—自總體中隨機抽出的一組測量值樣本大?。颖救萘浚獦颖局兴瑴y量值的數(shù)目※標準偏差比平均偏差能更正確、更靈敏地反映測定值的精密度，能更好地說明數(shù)據(jù)的分散程度。上例：S1=0.28%S2=0.33%可見S1<S2，表明第一組數(shù)據(jù)的精密度比第二組的高。即第一組數(shù)據(jù)的分散程度較小，因而較好。例1SiO2的質(zhì)量分數(shù)（%）為：37.40，37.20，37.30，37.50，37.30。計算平均值，平均偏差，相對平均偏差，標準偏差和相對標準偏差。（3）平均值的標準偏差※適當?shù)卦黾訙y定次數(shù)可減少隨機誤差的影響，提高測定結果的精密度。在日常分析中，一般平行測定：3－4次較高要求：5－9次最多：10－12次※過多地增加測定次數(shù)n，所費勞力、時間與所獲精密度的提高相比較，是很不合算的！是不可取的。3、準確度與精密度的關系例：甲、乙、丙、丁四個分析工作者對同一鐵標樣（WFe=37.40%)中的鐵含量進行測量，得結果如圖示，比較其準確度與精密度。準確度高，精密度低準確度高，精密度高準確度低，精密度高準確度高，精密度低準確度高，精密度高準確度低，精密度高準確度低，精密度低分析工作者系統(tǒng)誤差1、精密度是保證準確度的前提，準確度高一定要精密度高。2、精密度高，不一定準確度就高。1、精密度是保證準確度的前提，準確度高一定要精密度高。2、精密度高，不一定準確度就高。精密度是保證準確度的必要條件，但不是充分條件。甲大小乙小小丙?。ㄅ銮桑┐蠖〈蟠笕?、課堂小結1、分析化學的任務和作用2、誤差和分析數(shù)據(jù)的處理四、課堂練習：誤差的正確定義是（選擇一個正確答案）：Ca某一測量值與其算數(shù)平均值之差；b含有誤差之值與真值之差；c測量值與其真值之差：d錯誤值與其真值之差。2.誤差的絕對值與絕對誤差是否相同？答：不相同。誤差的絕對值是或，絕對誤差是Ea。3.常量滴定管（25mL）讀數(shù)時可估讀到±0.01mL，若要求滴定的相對誤差小于0.1%，在滴定時，耗用體積應控制為多少？解：∵≤0.1%，∴V≥20mL。答：耗用體積應控制為20～25mL范圍。4.分析天平可稱準至±0.0001g，要使稱量誤差不大于0.1%，至少應稱取多少試樣？解∵≤0.1%，∴mS≥0.2g。答：至少應稱取0.2g試樣。五、布置作業(yè)：P81、6P343《定量化學分析》課程授課教案NO.02第一章定量分析概論【教學課題】§1.2有效數(shù)字的修約規(guī)則和運算規(guī)則、提高分析結果準確度的方法【授課班級】工業(yè)分析與檢驗091【教學時間】3月04日【授課地點】31＃307【教學課時】2課時【教學目的與要求】了解有效數(shù)字的概念；掌握有效數(shù)字的修約規(guī)則和運算規(guī)則；理解并能較好地在分析測試中應用有效數(shù)字運算規(guī)則。掌握提高分析結果準確度的一般方法；掌握減小測量誤差、隨機誤差的方法，掌握消除系統(tǒng)誤差的方法【教學重點】有效數(shù)字的修約規(guī)則和運算規(guī)則【教學難點】在分析測試中應用有效數(shù)字運算規(guī)則【教學方式與手段】講授為主【教學用具】課件【參考資料】（1）季劍波,凌昌都主編.《定量化學分析例題與習題》.化學工業(yè)出版社,2004年.（2）武漢大學主編.分析化學（第四版）.北京:高等教育出版社，2001年.【教學過程】一、復習舊課定量分析的任務；分析化學的任務與作用；定量分析的過程、分析方法分類；誤差和偏差二、講授新課§1.1.3定量分析結果的表示1.待測組分的化學表示形式(1)分析結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，根據(jù)實際情況以P、P2O5、、、等形式的含量來表示分析結果。(2)如果待測組分的實際存在形式不清楚，則分析結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、P2O5和SiO2等）的含量表示；在金屬材料和有機分析中常以元素形式（Fe、Al、Cu、Zn、Sn、Cr、W和C、H、O、N、S等）的含量表示。(3)電解質(zhì)溶液的分析結果常以所存在的離子的含量表示。2.待測組分含量的表示方法不同狀態(tài)的試樣其待測組分含量的表示方法也有所不同。（1）固體試樣固體試樣中待測組分的含量通常以質(zhì)量分數(shù)表示。若試樣中含待測組分的質(zhì)量以表示，試樣質(zhì)量以表示，它們的比稱為物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)，以符號表示，即：計算結果數(shù)值以%表示。例如測得某水泥試樣中CaO的質(zhì)量分數(shù)可表示為：=59.82%。若待測組分含量很低，可采用μg/g(或10-6)、ng/g(或10-9)和pg/g(或10-12)來表示。（2）液體試樣液體試樣中待測組分的含量通常有如下表示方式：①物質(zhì)的量濃度表示待測組分的物質(zhì)的量除以試液的體積Vs，以符號表示。常用單位為mol/L。②質(zhì)量分數(shù)表示待測組分的質(zhì)量除以試液的質(zhì)量，以符號表示。③體積分數(shù)表示待測組分的體積VB除以試液的體積Vs，以符號表示。④質(zhì)量濃度表示單位體積試液中被測組分B的質(zhì)量，以符號表示,單位為g/L、mg/L、μg/L或μg/mL、ng/mL、pg/mL等①。（3）氣體試樣氣體試樣中的常量或微量組分的含量常以體積分數(shù)表示?！?.1.4有效數(shù)字及其運算規(guī)則（一）、有效數(shù)字的意義和位數(shù)有效數(shù)字——實際上能測量得到的數(shù)字。它由全部準確數(shù)字和最后一位不確定數(shù)字組成。23.43、23.42、23.44mL最后一位無刻度，估計的，不是很準確，但不是臆造的，稱可疑數(shù)字。**記錄測定結果時，只能保留一位可疑數(shù)字。**有效數(shù)字位數(shù)的多少反映了測量的準確度例如：用分析天平稱取1.0010g試樣，則：若用臺秤稱取同一試樣，其質(zhì)量為1.0g，則：可見，分析天平測量的準確度比臺秤要高得多。結論：在測定準確度允許的范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)中有效數(shù)字的位數(shù)越多，其測定的準確度越高。計算有效數(shù)字位數(shù)時，必須注意“0”的位置。3.0042，67.325五位；0.3000，32.18%四位；0.308，2.37×105三位；0.030，pH=7.20二位；0.03，2×105一位；3600，20000不確定；※絕對值小于1的數(shù)據(jù)，與小數(shù)點相鄰的“0”，只起定位作用，不是有效數(shù)字；其它的“0”，都是有效數(shù)字?！o小數(shù)點定位），？（20000模糊，應科學計數(shù)法：1位：2′104；2位：2.0′104；3位：2.00′104）※pH、pM、pK（負對數(shù)）、對數(shù)，其有效數(shù)字的位數(shù)僅取決于小數(shù)點后數(shù)字的位數(shù)（pH=3.75，2位；[H+]=0.0020，2位；c=2.00′10-3mol·L-1，2位）※化學計算中涉及的相對原子質(zhì)量、氣體常數(shù)、化學計量關系中的摩爾比，摩爾數(shù)等，被認為有無限多位有效數(shù)字?！_記錄測定值，只保留一位不確定數(shù)字。注意幾點：1）各種誤差計算，保留一至兩位有效數(shù)字；2）化學平衡計算，保留二或三位有效數(shù)字；3）分析結果報出：含量>10%，4位；1-10％，3位；<1%，2位4）乘除運算過程中，若有效數(shù)字位數(shù)最少的因數(shù)的首數(shù)為“8”或“9”，則積或商的有效數(shù)字位數(shù)可比這個因數(shù)多取一位。5）采用計算器進行計算時，一般不對中間每一步驟的計算結果進行修約，僅對最后的結果進行修約。（二）、數(shù)字修約規(guī)則――四舍六入五成雙（5后面為0，看能否成雙；5后面不為0，入）（三）、有效的運算規(guī)則——先修約，后計算+、-法：以小數(shù)點后位數(shù)最少者為依據(jù)?！?、?法：以有效數(shù)字位數(shù)最少者為依據(jù)。例：25.0123+23.75+3.40874=25.01+23.75+3.41=52.170.0123′26.78′2.04758=0.0123′26.8′2.05=0.6769.2′0.241÷2.878=9.2′0.241÷2.88=0.770※采用計算器進行計算時，一般不對中間每一步驟的計算結果進行修約，僅對最后的結果進行修約。§1.1.4提高分析結果準確度的方法1、選擇適當?shù)姆治龇椒ǎ焊鶕?jù)試樣的組成、性質(zhì)及測定的準確度要求進行選擇。2、減少測量的相對誤差：用分析天平稱量的最小質(zhì)量在0.2g以上；滴定劑的體積控制在20-25mL之間。3、檢驗和消除系統(tǒng)誤差（1）.對照試驗——檢驗和消除方法誤差對照試驗用對照試驗用標準方法和新方法對同一試樣進行分析，將測定結果加以對照采用標準加入回收法進行對照，判斷分析結果誤差的大小用新方法對標準試樣或純物質(zhì)進行分析，將測定值與標準值對照（2）.空白試驗——檢驗和消除由試劑、溶劑、分析器皿中某些雜質(zhì)引起的系統(tǒng)誤差空白試驗—指在不加試樣的情況下，按照與試樣測定完全相同的條件和操作方法進行的試驗。（3）.校準儀器和量器——消除儀器誤差（4）.改進分析方法或采用輔助方法校正測定結果4、適當增加平行測定次數(shù)，減少隨機誤差一般定量分析，平行測定3-4次；對測定結果的準確度要求較高時，測定次數(shù)為10次左右?！_表示分析結果：樣本平均值，樣本標準偏差S（樣本相對標準偏差Sr），測定次數(shù)n。三、課堂小結1、有效數(shù)字及其運算規(guī)則2、提高分析結果準確度的方法四、課堂練習：1.下列數(shù)值各有幾位有效數(shù)字？0.072，36.080，4.4×10-3，6.023×1023，100，1000.00，1.0×103，pH=5.20時的[H+]。答：有效數(shù)字的位數(shù)分別是：2，5，2，4，不確定，6，2，2。2.下列情況各引起什么誤差？如果是系統(tǒng)誤差，應如何消除？a.砝碼腐蝕；（會引起儀器誤差，屬系統(tǒng)誤差，應校正砝碼或更換。）b.稱量時，試樣吸收了空氣的水分；（會引起操作誤差，屬系統(tǒng)誤差，應重新測定，注意防止試樣吸濕。）c.天平零點稍有變動；（可引起隨機誤差，適當增加測定次數(shù)以減小誤差。）d.讀取滴定管讀數(shù)時，最后一位數(shù)字估測不準；（可引起隨機誤差，適當增加測定次數(shù)以減小誤差。）五、布置作業(yè)：P341、2《定量化學分析》課程授課教案NO.03第二章滴定分析【教學課題】§2.1滴定分析法簡介、標準溶液和基準物質(zhì)【授課班級】工業(yè)分析與檢驗091【教學時間】3月09日【授課地點】31＃307【教學課時】2課時【教學目的與要求】理解滴定分析基本術語；了解滴定分析法分類；掌握滴定分析法對滴定反應的要求；掌握滴定分析中常用的四種滴定方式的特點和適用范圍。了解基準物質(zhì)應具備的條件，掌握滴定分析中常用基準物質(zhì)的名稱和使用方法；掌握標準溶液的配制方法及其適用條件；理解并掌握配制標準溶液的有關規(guī)定?！窘虒W重點】滴定分析中常用的四種滴定方式的特點和適用范圍、標準溶液的配制方法及其適用條件【教學難點】滴定分析法對滴定反應的要求、標準溶液的配制方法及其適用條件【教學方式與手段】講授為主【教學用具】分析天平、滴定管等儀器【參考資料】（1）季劍波,凌昌都主編.《定量化學分析例題與習題》.化學工業(yè)出版社,2004年.（2）武漢大學主編.分析化學（第四版）.北京:高等教育出版社，2001年.【教學過程】一、引入新課滴定分析是定量化學分析中重要的分析方法，它以簡單、快速、準確的特點而被廣泛應用于常量分析中。通過本章的學習，應了解滴定分析方法的特點和分類；理解滴定分析的基本術語；掌握滴定分析對化學反應的要求和滴定的方式；掌握標準溶液的制備方法和配制標準溶液時對基準物的要求及有關規(guī)定；掌握分析化學中常用的法定計量單位；熟練掌握有關滴定分析的各種計算。在學習過程中，若能復習無機化學中化學反應方程式的配平、物質(zhì)的量的概念及其有關計算對掌握本章重點內(nèi)容將會有很大的幫助。標準，來自基準物二、講授新課標準，來自基準物（一）滴定分析法簡介1、滴定分析的基本術語滴定分析（titrimetry）、標準滴定溶液、滴定劑、滴定、化學計量點（stoichiometricpoint，簡稱計量點，以sp）、指示劑(indicator)、滴定終點(endpoint，簡稱終點，以ep)、終點誤差(endpointerror)aA(被測組分)+bB(試劑)=p(產(chǎn)物)由滴定管讀數(shù)計算待測組分含量。A與B恰好按反應式完全反應時，稱反應到達化學計量點（sp）指示劑的變色點，稱滴定終點（ep）ep1sp，由此造成的滴定誤差，稱終點誤差（Et），又稱滴定誤差。2、滴定分析法優(yōu)點：準（Er￡0.2%）、簡、快3、滴定分析法分類：（1）酸堿滴定法：（acid-basetitrationmethod）它是以酸、堿之間質(zhì)子傳遞反應為基礎的一種滴定分析法?？捎糜跍y定酸、堿和兩性物質(zhì)。其基本反應為H++OH-=H2O（2）絡合滴定法：(complexometry)它是以配位反應為基礎的一種滴定分析法?？捎糜趯饘匐x子進行測定。若采用EDTA作配位劑，其反應為式中Mn+表示金屬離子，Y4-表示EDTA的陰離子。（3）氧化還原滴定法：(oxidationreductiontiration)它是以氧化還原反應為基礎的一種滴定分析法。可用于對具有氧化還原性質(zhì)的物質(zhì)或某些不具有氧化還原性質(zhì)的物質(zhì)進行測定，如重鉻酸鉀法測定鐵，其反應如下：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O（4）．沉淀滴定法（precipitationtitration）它是以沉淀生成反應為基礎的一種滴定分析法?？捎糜趯g+、CN-、SCN-及類鹵素等離子進行測定，如銀量法，其反應如下：Ag++Cl-=AgCl↓4、滴定分析法對滴定反應的要求（1）反應要按一定的化學反應式進行，即反應應具有確定的化學計量關系，不發(fā)生副副反應。（2）反應必須定量進行，通常要求反應完全程度≥99.9%。（3）反應速度要快。對于速度較慢的反應，可以通過加熱、增加反應物濃度、加入催化劑等措施來加快。（4）有適當?shù)姆椒ù_定滴定的終點。5、滴定方式（1）.直接滴定法：滿足滴定三要求：NaOHˉ酚酞HCl（2）.置換滴定法：不滿足滴定三要求中的（1）（即不定量）（3）.返滴定法：不滿足滴定三要求中的（2）或（3）（4）.間接滴定法：不滿足滴定三要求中的（1）擴展了滴定的應用范圍擴展了滴定的應用范圍（二）、標準溶液的配制和濃度的標定1、標準溶液、基準物質(zhì)標準溶液：具有準確濃度的溶液（通常保留四位有效數(shù)字）基準物質(zhì)（基準試劑）：用以配制標準溶液或標定標準溶液的物質(zhì)。見表常用的基準物質(zhì)常用的基準物質(zhì)有：K2Cr2O7;Na2C2O4;H2C2O4·2H2ONa2B4O7·10H2O；CaCO3;NaCl;Na2CO3基準物質(zhì)的條件：組成與化學式完全相符；純度足夠高（>99.9%）；穩(wěn)定（見光不分解、不氧化、不易吸濕）；摩爾質(zhì)量較大；2、標準溶液的配制：常量組分測定中，標準溶液的濃度一般為0.01-1mol?L-1；微量組分的測定，標準溶液的濃度為0.001mol?L-1。（1）、直接配制法：直接準確稱取基準物質(zhì)或優(yōu)級純物質(zhì)，溶解后用容量瓶配制，定容。如：直接配制：K2Cr2O7、KBrO3等 溶解--轉(zhuǎn)移溶解--轉(zhuǎn)移--洗滌--定容--搖勻例2-1:準確稱取1.4710克K2Cr2O7基準物，溶于適量水后，完全轉(zhuǎn)入250.00mL容量瓶中，加水稀釋至刻度。問此K2Cr2O7標準溶液的濃度為多少?（2）.間接配制法（標定法）步驟:1)配制溶液：配制成近似于所需濃度的溶液2)標定——通過滴定來確定溶液濃度的過程：用基準物質(zhì)或另一種已知濃度的標準溶液來滴定。3)確定濃度：由基準物質(zhì)的量（體積、濃度），計算溶液濃度。間接配制：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、Na2S2O3、I3－等。例2-2:如何配制濃度約為0.10mol?L-1的Na2S2O3溶液250mL?三、課堂小結1、滴定分析基本術語、滴定分析法分類；2、滴定分析法對滴定反應的要求；3、滴定分析中常用的四種滴定方式的特點和適用范圍。4、基準物質(zhì)應具備的條件，標準溶液的配制方法及其適用條件四、課堂練習：1.什么是滴定分析？2.什么是標準滴定溶液？3.什么叫化學計量點、滴定終點、終點誤差？4.滴定分析對化學反應有哪些要求？五、布置作業(yè)：P481、3、61.常用的滴定方式有哪幾種？各在什么情況下采用？2.用于直接配制標準溶液的基準物質(zhì)應符合什么條件？3.什么叫化學計量點、滴定終點、終點誤差？《定量化學分析》課程授課教案NO.04第二章滴定分析法概述【教學課題】§2.2滴定分析法計算【授課班級】工業(yè)分析與檢驗091【教學時間】3月11日【授課地點】31＃307【教學課時】2課時【教學目的與要求】復習分析化學中常用的法定計量單位；熟練掌握物質(zhì)的量（）、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（MB）、物質(zhì)的質(zhì)量（mB）、物質(zhì)的量濃度（）和體積（VB）間的關系；掌握標準滴定溶液濃度表示方法；理解滴定劑與被滴定劑間的計量關系；熟練掌握確定物質(zhì)基本單元的方法；掌握標準滴定溶液濃度計算和待測組分含量計算方法?！窘虒W重點】標準滴定溶液濃度計算和待測組分含量計算方法、標準滴定溶液濃度表示方法【教學難點】標準滴定溶液濃度計算和待測組分含量計算方法【教學方式與手段】案例教學【教學用具】【參考資料】（1）季劍波,凌昌都主編.《定量化學分析例題與習題》.化學工業(yè)出版社,2004年.（2）武漢大學主編.分析化學（第四版）.北京:高等教育出版社，2001年.【教學過程】一、復習舊課1.什么是滴定分析、標準滴定溶液、化學計量點、滴定終點、終點誤差？2.滴定分析對化學反應有哪些要求？3.常用的滴定方式有哪幾種？用于直接配制標準溶液的基準物質(zhì)應符合什么條件？4.講評作業(yè)：二、講授新課(一)、標準滴定溶液濃度的表示方法1.物質(zhì)的量濃度物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度是指單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，用表示。即★基本單元：即物質(zhì)B在反應中的轉(zhuǎn)移質(zhì)子數(shù)或得失電子數(shù)為ZB時，基本單元選1/ZB。因此有如在酸堿反應中常以NaOH、HCl、1/2H2SO4為基本單元；在氧化還原反應中常以1/2I2、Na2S2O3、1/5KMnO4、1/6KBrO3等為基本單元例如某H2SO4溶液的濃度，當選擇H2SO4為基本單元時，其濃度c(H2SO4)=0.1mol/L；當選擇1/2H2SO4為基本單元時，則其濃度應為c(1/2H2SO4)=0.2mol/L。2.滴定度在工礦企業(yè)的例行分析中，有時也用“滴定度”表示標準滴定溶液的濃度。滴定度是指每毫升標準滴定溶液相當于被測物質(zhì)的質(zhì)量（g或mg）。例如，若每毫升KMn04標準滴定溶液恰好能與0.005585gFe2+反應，則該KMn04標準滴定溶液的滴定度可表示為0.005585g/mL。如果分析的對象固定，用滴定度計算其含量時，只需將滴定度乘以所消耗標準溶液的體積即可求得被測物的質(zhì)量，計算十分簡便。(二)、滴定劑與被滴定劑之間的關系設滴定劑A與被測組分B發(fā)生下列反應：aA+bB=cC+dD1.根據(jù)滴定劑A與被測組分B的化學計量數(shù)的比計算由上述反應式可得因此有或如在酸性溶液中用K2Cr2O7標準滴定溶液滴定Fe2+時，滴定反應為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得2.根據(jù)等物質(zhì)的量規(guī)則計算等物質(zhì)的量規(guī)則是指對于一定的化學反應，如選定適當?shù)幕締卧敲丛谌魏螘r刻所消耗的反應物的物質(zhì)的量均相等。在滴定分析中，若根據(jù)滴定反應選取適當?shù)幕締卧?，則滴定到達化學計量點時，被測組分的物質(zhì)的量就等于所消耗標準滴定溶液的物質(zhì)的量。即如上例中K2Cr2O7的電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6，以1/6K2Cr2O7為基本單元；Fe2+的電子轉(zhuǎn)移數(shù)為1，以Fe2+為基本單元，則(三)、滴定分析法計算1.標準滴定溶液濃度計算（1）直接配制法【例1】準確稱取基準物質(zhì)K2Cr2O71.471g，溶解后定量轉(zhuǎn)移至500.0mL容量瓶中。已知，計算此K2Cr2O7溶液的濃度c(K2Cr2O7)及c(1/6K2Cr2O7)。解按（2-7）式【例2】欲配制的Na2CO3標準滴定溶液250.0mL，問應稱取基準試劑Na2CO3多少克？已知M（Na2CO3）=106.0g/mol解設應稱取基準試劑為g，則所以=1.325g（2）標定法【例3】稱取基準物草酸（H2C2O4·2H2O）0.2002g溶于水中，用NaOH溶液滴定，消耗了NaOH溶液28.52mL,計算NaOH溶液的濃度。已知M（H2C2O4·2H2O）為126.1g/mol.。解按題意滴定反應為2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O根據(jù)質(zhì)子轉(zhuǎn)移數(shù)選NaOH為基本單元，則H2C2O4的基本單元為1/2H2C2O4，按式（2-9）得代入數(shù)據(jù)得=0.1113mol/L答：該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1113mol/L?！纠?】配制0.1mol/LHCl溶液用基準試劑Na2CO3標定其濃度，試計算Na2CO3的稱量范圍。解用Na2CO3標定HCl溶液濃度的反應為2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O根據(jù)反應式得則/1000為保證標定的準確度，HCl溶液的消耗體積一般在30~40mL之間?？梢姙楸ＷC標定的準確度，基準試劑Na2CO3的稱量范圍①應在0.16~0.21g。（3）滴定度與物質(zhì)的量濃度之間的換算設標準溶液濃度為cA，滴定度為TB/A，根據(jù)等物質(zhì)的量規(guī)則（或化學計量數(shù)比）和滴定度定義，它們之間關系應為或【例5】計算c(HCl)=0.1015mol/L的HCl溶液對Na2CO3的滴定度。解反應式為2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O根據(jù)質(zhì)子轉(zhuǎn)移數(shù)，選HCl、1/2Na2CO3為基本單元，按（2-10）式則代入數(shù)據(jù)得=g/mL=0.005380g/mL(四)、待測組分含量計算完成一個滴定分析的全過程，可以得到三個測量數(shù)據(jù)，即稱取試樣的質(zhì)量ms(g)、標準滴定溶液的濃度（mol/L）、滴定至終點時的標準滴定溶液消耗體積VA(mL)。若設測得試樣中待測組分B的質(zhì)量為mB(g)，則待測組分B的質(zhì)量分數(shù)wB（數(shù)值以%表示）為（2-12）根據(jù)等物質(zhì)的量規(guī)則，將式（2-8）代入式（2-12）得再利用所獲得的三個測量數(shù)據(jù)，代入式（2-13）即可求出待測組分含量?！纠?】用c(1/2H2SO4)=0.2020mol/L的硫酸標準滴定溶液測定Na2CO3試樣的含量時，稱取0.2009gNa2CO3試樣，消耗18.32mL硫酸標準滴定溶液，求試樣中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)。已知M（Na2CO3）=106.0g/mol。解滴定反應式為H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O根據(jù)反應式，Na2CO3和H2SO4得失質(zhì)子數(shù)分別為2，因此基本單元分別取1/2H2SO4和1/2Na2CO3。則代入數(shù)據(jù)，得=97.62答：試樣中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為97.62%。【例7】稱取鐵礦石試樣0.3143g溶于酸并將Fe3+還原為Fe2+。用c(1/6K2Cr2O7)=0.1200mol/L的K2Cr2O7標準滴定溶液滴定，消耗K2Cr2O7溶液21.30mL。計算試樣中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)。已知M（Fe2O3）=159.7g/mol。解滴定反應為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2OCr2O72-+6e2Cr3-Fe2O3-2e2Fe2+-e2Fe3+按等物質(zhì)的量規(guī)則n(1/2Fe2O3)=n(1/6K2Cr2O7)則代入數(shù)據(jù)得=64.94答：試樣中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為64.94%【例8】將0.2497gCaO試樣溶于25.00mLc(HCl)=0.2803mol/L的HCl溶液中，剩余酸用c(NaOH)=0.2786mol/LNaOH標準滴定溶液返滴定，消耗11.64mL。求試樣中CaO的質(zhì)量分數(shù)。已知M（CaO）=54.08g/mol。解測定中涉及的反應式為CaO+2HCl＝CaCl2+H2OHCl+NaOH＝NaCl+H2O按題意，CaO的量是所用HCl的總量與返滴定所消耗的NaOH的量之差。即代入數(shù)據(jù)得=42.27答：試樣中CaO的質(zhì)量分數(shù)為42.27%。三、課堂小結1、標準滴定溶液濃度表示方法；2、滴定劑與被滴定劑間的計量關系；3、確定物質(zhì)基本單元的方法；4、標準滴定溶液濃度計算和待測組分含量計算方法。四、課堂練習：五、布置作業(yè)：P487、81．欲配制cKMnO4≈0.020mol·L-1的溶液5.0×10-2mL，須稱取KMnO4多少克？如何配制？應在500.0mL0.08000mol·L-1NaOH溶液中加入多少毫升0.5000mol·L-1NaOH溶液，才能使最后得到的溶液濃度為0.2000mol·L-1？2、確稱取0.5877g基準試劑Na2CO3，在100mL容量瓶中配制成溶液，其濃度為多少？稱取該標準溶液20.00mL標定某HC1溶液，滴定中用去HC1溶液21.96mL，計算該HCl溶液的濃度。3、稱取分析純試劑K2Cr2O714.709g，配成500.0mL溶液，試計算：（1）K2Cr2O7溶液的物質(zhì)的量濃度；（2）K2Cr2O7溶液對Fe和Fe2O3的滴定度；湄洲灣職業(yè)技術學院實踐課教案課程名稱：《分析化學》NO：05(實驗1)實驗項目:實驗1：分析天平稱量練習實驗時間:3月16、17日（共4課時）實驗地點:化工實訓樓分析天平實驗室實驗班級:工業(yè)分析09（1）實驗目的與要求：1.了解分析天平的基本構造，學會分析天平的正確使用方法。2.掌握減量法稱量操作，學會稱量瓶與干燥器的使用。實驗重點與難點:重點：減量法稱量操作。難點：分析天平的正確使用方法。實驗方式與手段:學生實驗實驗主要設備與工具:臺秤分析天平（雙盤電光分析天平、單盤電光分析天平）干燥器，稱量瓶，小燒杯無水碳酸鈉參考資料：王紅云主編，《分析化學》。化學工業(yè)出版社.2003實驗教學過程:實驗原理天平處于平衡狀態(tài)下,當被稱物放在稱盤上后,天平的懸掛系統(tǒng)由于增加了質(zhì)量而下沉橫梁失去原有平衡,必須減去一定質(zhì)量的砝碼,即用被稱物替代了懸掛系統(tǒng)中的砝碼,所減去的砝碼質(zhì)量與被稱物的質(zhì)量相當。一、外觀檢查1、取下天平罩，疊好置于適當位置，檢查砝碼盒中砝碼是否齊全，夾砝碼的鑷子是否在盒內(nèi)，圈碼是否完好并正確掛在圈碼鉤上，讀數(shù)盤的讀數(shù)是否在零位。2、檢查天平是否處于休止狀態(tài)，天平梁和吊耳的位置是否正常。3、檢查天平是否處于水平位置，若不水平，可調(diào)節(jié)天平前部下方支腳底座上的兩個水平調(diào)節(jié)螺絲，使水泡水準器中的水泡位于正中。4、天平盤上如有灰塵或其它落入物體，應該用軟毛刷輕掃干凈。二、零點調(diào)節(jié)天平的零點是指天平空載時的平衡點，每次稱量之前都要先測定天平的零點。天平的外觀檢查完畢后，接通電源，順時針轉(zhuǎn)動升降旋鈕到底（即開啟天平），此時可以看到縮微標尺的投影在光屏上移動，當標尺指針穩(wěn)定后，若光屏上刻度線與標尺的0.00線不重合，可撥動升降旋鈕下方的調(diào)零拉桿移動光屏使其重合，零點即調(diào)好。若光屏移動到盡頭還是不能與標尺0.00線重合，應請老師通過旋轉(zhuǎn)天平梁上的平衡螺絲來調(diào)整。三、示值變動性的測定示值變動性是指在不改變天平狀態(tài)的情況下，多次開啟天平其平衡位置的再現(xiàn)性，表示稱量結果的可靠程度。其值越小，可靠性越高。在天平空載的情況下，多次開啟天平，記下每次開啟天平穩(wěn)定后平衡點的讀數(shù)，反復四次，其最大值和最小值的差值即為該臺天平的空載示值變動性?？蛰d示值變動性=Lo(最大值)－Lo(最小值)＝（）在天平的左、右盤上各加20g砝碼，再測出天平的平衡點，如此反復測定四次，并計算出天平變動性的大小。載重示值變動性=L(最大值)－L(最小值)＝（）四、靈敏度的測定天平的靈敏度：為每增加1mg砝碼時引起的天平零點與停點之間所偏移的小格數(shù)，天平越靈敏偏移的格數(shù)越多。靈敏度常用感量表示，感量是指指針偏移一格時所需的質(zhì)量。1、空載靈敏度輕輕旋開旋鈕以放下天平橫梁，記下天平零點后，關上旋鈕托起天平橫梁。用鑷子夾取10mg圈碼，置于天平左盤的正中央。重新旋開旋鈕，待指針穩(wěn)定后，讀取平衡點讀數(shù)，關上旋鈕，由平衡點和零點之差算出空盤靈敏度（小格/mg）及感量（mg/小格）。空盤靈敏度＝（）（小格/mg）2、載重靈敏度天平左右兩盤各載重20g，用同樣的操作測定載重時的靈敏度。天平的靈敏度是天平靈敏性的一種度量，指針移動的距離愈大，天平的靈敏度愈高。天平載重時，梁的重心將略向下移，故載重后的天平靈敏度有所下降。天平的靈敏度太高和太低都不好，其大小可通過天平背后上部的靈敏度調(diào)節(jié)螺絲（又稱感量調(diào)節(jié)螺絲）進行調(diào)節(jié)。一般要求天平的靈敏度在98－102小格/10mg范圍內(nèi)。若低于98小格/10mg，應將靈敏度調(diào)節(jié)螺絲向上調(diào)，以升高天平梁重心，增加其靈敏度，若高于102小格/10mg，應將靈敏度調(diào)節(jié)螺絲向下調(diào)，以降低天平梁重心，降低其靈敏度。載重靈敏度＝（）（小格/mg）四、稱量練習1、直接法稱量練習要求：用直接法準確稱取0.3±0.02g給定固體試樣(稱準到小數(shù)后第四位)。提示：稱量紙疊成凹形，放入天平左盤中央，先稱稱量紙(約0.1-0.2g)，小心地加入試樣到稱量紙上，再稱稱量紙與試樣總質(zhì)量。注意：不要將試樣撒落在桌面。2、減量法稱量練習要求：用減量法準確稱取二份給定的固體試樣(稱準到小數(shù)后第四位)。提示：先在稱量瓶中裝入1g左右的固體試樣，蓋上瓶蓋后在臺秤上粗稱。然后放入天平左盤中央，準確稱出其質(zhì)量。再用紙條夾出稱量瓶，小心傾斜稱量瓶，輕碰瓶口，使試樣落入干凈的燒杯中;再放入天平左盤中央，準確稱出其質(zhì)量，兩次稱量的差值即為所稱試樣量。注意：若從稱量瓶中倒出的藥品太多，不能再倒回稱量瓶中，應重新稱量。天平稱量操作應耐心細致，不可急于求成。實驗習題1、分析天平的靈敏度主要取決天平的什么零件？稱量時如何維護天平的靈敏性？2、在什么情況下用直接法稱量？什么情況下用減量法稱量？3、用半自動電光天平稱量時，如何判斷是該加碼還是減碼？4、為什么要注意保護瑪瑙刀口？保護瑪瑙刀口要注意哪些問題？5、準確進行減量法稱量的關鍵是什么？用減量法稱取試樣時，若稱量瓶內(nèi)的試樣吸濕，將對稱量結果造成什么誤差？若試樣傾入燒杯內(nèi)后再吸濕，對稱量結果是否有影響？五、實驗注意事項、特別提示1.開,關天平停動手鈕,開,關天平側(cè)門,加,減砝碼.放,取被稱物等操作,其動作都要輕,緩,切不可用力過猛,否則容易造成天平部件脫位.2.調(diào)定零點及記錄稱量讀數(shù)后,應隨手關閉天平.加減砝碼和被稱物必須在天平處于關閉或半開狀態(tài)下調(diào)整砝碼,砝碼未調(diào)定時不可以全開天平3.稱量讀數(shù)時必須關閉兩個側(cè)門,并完全開啟天平.4.微讀手鈕只能在0-10刻度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動,不可以用力向<0或>10的方向轉(zhuǎn)動.停動手鈕轉(zhuǎn)到半開狀態(tài)的停點處,不可再用力轉(zhuǎn)動5.所稱物品質(zhì)量不得超過天平的最大載量.6.稱量完畢,應隨即將天平復愿,并檢查天平周圍是否清潔六、教學實施經(jīng)驗小記通過實驗室分析天平對學生進行手把手的進行指導，使學生理論與實踐相結合，更好的掌握分析天平的使用。學生能對任何物品快捷，正確的進行稱量?；局R－天平的結構與使用1、天平的種類：天平是化學實驗不可缺少的重要的稱量儀器，種類繁多，按使用范圍大體上可分為工業(yè)天平、分析天平、專用天平。按結構可分為等臂雙盤阻尼天平、機械加碼天平、半自動機械加碼電光天平、全自動機械加碼電光天平、單臂天平和電子天平。按精密度可分為精密天平、普通天平。各類天平結構各異（見下圖），但其基本原理是一樣的，都是根據(jù)杠桿原理制成的?，F(xiàn)以目前廣泛使用的半自動機械加碼電光天平（TG328）為例說明其結構和使用方法。半機械加碼天平全機械加碼天平電子天平2、天平的結構：1指針2吊耳3天平梁升4調(diào)零螺絲5感量螺絲6前面1指針2吊耳3天平梁升4調(diào)零螺絲5感量螺絲6前面SHAPE門7圈碼8刻度盤9支柱10托梁架11阻力盒12光屏13天平盤14盤托15墊腳螺絲16腳墊17降鈕18光屏移動拉桿主要部件：天平梁：天平梁是天平的主要部件之一，梁上左、中、右各裝有一個瑪瑙刀口和瑪瑙平板。裝在梁中央的瑪瑙刀刀口向下，支承于瑪瑙平板上，用于支撐天平梁，又稱支點刀。裝在梁兩邊的瑪瑙刀刀口向上，與吊耳上的瑪瑙平板相接觸，用來懸掛托盤?，旇У犊谑翘炱胶苤匾牟考?，刀口的好壞直接影響到稱量的精確程度?，旇в捕却蟮嘈砸泊?，易因碰撞而損壞，故使用時應特別注意保護瑪瑙刀口。指針：固定在天平梁的中央，指針隨天平梁擺動而擺動，從光幕上可讀出指針的位置。升降鈕：是控制天平工作狀態(tài)和休止狀態(tài)的旋鈕，位于天平正前方下部。光幕：通過光電系統(tǒng)使指針下端的標尺放大后，在光幕上可以清楚地讀出標尺的刻度。標尺的刻度代表質(zhì)量，每一大格代表1mg，每一小格代表0.1mg。天平盤和天平櫥門：天平左右有兩個托盤，左盤放稱量物體，右盤放砝碼。光電天平是比較精密的儀器，外界條件的變化如空氣流動等容易影響天平的稱量，為減少這些影響，稱量時一定要把櫥門關好。砝碼與圈碼：天平有砝碼和圈碼。砝碼裝在盒內(nèi)，最大質(zhì)量為100g，最小質(zhì)量為1g。在1g以下的是用金屬絲做成的圈碼，安放在天平的右上角，加減的方法是用機械加碼旋鈕來控制，用它可以加10～990mg的質(zhì)量。10mg以下的質(zhì)量可直接在光幕上讀出。注意：全機械加碼的電光天平其加碼裝置在右側(cè)，所有加碼操作均通過旋轉(zhuǎn)加碼轉(zhuǎn)盤實現(xiàn)，如下圖所示。3、天平的稱量步驟稱前檢查使用天平前，應先檢查天平是否水平；機械加碼裝置是否指示0.00位置；吊耳及圈碼位置是否正確，圈碼是否齊全、有無跳落、纏繞；兩盤是否清潔，有無異物。零點調(diào)節(jié)接通電源，緩緩開啟升降旋鈕，當天平指針靜止后，觀察投影屏上的刻度線是否與縮微標尺上的0.00mg刻度相重合。如不重合，可調(diào)節(jié)升降旋鈕下面的調(diào)屏拉桿，移動投影屏位置，使之重合，即調(diào)好零點。如已將調(diào)屏拉桿調(diào)到盡頭仍不能重合，則需關閉天平，調(diào)節(jié)天平梁上的平衡螺絲（初學者應在老師的指導下進行）。稱量打開左側(cè)櫥門，把在臺秤上粗稱（為什么要粗稱？）過的被稱量物放在左盤中央，關閉左側(cè)櫥門；打開右側(cè)櫥門，在右盤上按粗稱的重量加上砝碼，關閉右側(cè)櫥門，再分別旋轉(zhuǎn)圈碼轉(zhuǎn)盤外圈和內(nèi)圈，加上粗稱重量的圈碼。緩慢開啟天平升降旋鈕，根據(jù)指針或縮微標尺偏轉(zhuǎn)的方向，決定加減砝碼或圈碼。注意，如指向左偏轉(zhuǎn)（縮微標尺會向右移動）表明砝碼比物體重，應立即關閉升降旋鈕，減少砝碼或圈碼后再稱，反之則應增加砝碼或圈碼，反復調(diào)整直至開啟升降旋鈕后，投影屏上的刻度線與縮微標尺上的刻度線在0.00到10.0mg之間為止。讀數(shù)當縮微標尺穩(wěn)定后即可讀數(shù)，其中縮微標尺上一大格為1mg，一小格為0.1mg，若刻度線在兩小格之間，則按四舍五入的原則取舍，不要估讀。讀取讀數(shù)后應立即關閉升降旋鈕，不能長時間讓天平處于工作狀態(tài)，以保護瑪瑙刀口，保證天平的靈敏性和穩(wěn)定性。稱量結果應立即如實記錄在記錄本上，不可記在手上、碎紙片上。天平的讀數(shù)方法：砝碼＋圈碼＋微分標尺，即小數(shù)點前讀砝碼，小數(shù)點后第一、二位讀圈碼（轉(zhuǎn)盤前二位），小數(shù)點后第三、四位讀微分標尺。（如下圖W＝17.2313g）。＋＋＝17.2313g小數(shù)點前讀砝碼小數(shù)點后第一、二位讀圈碼小數(shù)點后第三、四位讀微分標尺復原稱量完畢，取出被稱量物，砝碼放回到砝碼盒里，圈碼指數(shù)盤回復到0.00位置，撥下電源插頭，罩好天平布罩，填寫天平使用登記本，簽名后方可離開。4、天平的稱量方法天平的稱量方法可分為直接稱量法（簡稱直接法）和遞減稱量法（簡稱減量法）。(1)直接稱量法直接稱量法用于稱取不易吸水、在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)，如稱量金屬或合金試樣。稱量時先稱出稱量紙（硫酸紙）的質(zhì)量（Ｗ1），加上試樣后再稱出稱量紙與試樣的總質(zhì)量（Ｗ2）。稱出的試樣質(zhì)量＝Ｗ2－Ｗ1。(2)減量法稱量此法用于稱取粉末狀或容易吸水、氧化、與二氧化碳反應的物質(zhì)。減量法稱量應使用稱量瓶，稱量瓶使用前須清洗干凈，干凈的稱量瓶（蓋）都不能用手直接拿取，而要用干凈的紙條套在稱量瓶上夾取。稱量時，先將試樣裝入稱量瓶中，在臺秤上粗稱之后，放入天平中稱出稱量瓶與試樣的總質(zhì)量（Ｗ1），用紙條夾住取出稱量瓶后，按圖示方法小心傾出部分試樣后再稱出稱量瓶和余下的試樣的總質(zhì)量（W2），稱出的試樣質(zhì)量＝Ｗ1－W2。減量法稱量時，應注意不要讓試樣撒落到容器外，當試樣量接近要求時，將稱量瓶緩慢豎起，用瓶蓋輕敲瓶口，使粘在瓶口的試樣落入稱量瓶或容器中。蓋好瓶蓋，再次稱量，直到傾出的試樣量符合要求為止。初學者常常掌握不好量的多少，傾出超出要求的試樣量，為此，可少量多次，逐漸掌握和建立起量的概念。注意：在每次旋動指數(shù)盤和取放稱量瓶時，一定要先關好旋鈕，使天平橫梁托起。5、天平的使用規(guī)則處于承重工作狀態(tài)的的天平不允許進行任何加減砝碼、圈碼的操作。開啟升降旋鈕和加減砝碼、圈碼時應做到“輕、緩、慢”，以免損壞機械加碼裝置或使圈碼掉落。不能用手直接接觸光電天平的部件及砝碼，取砝碼要用鑷子夾取。不能在天平上稱量熱的或具有腐蝕性的物品。不能在金屬托盤上直接稱量藥品。加減砝碼的原則是“由大到小，減半加碼”。不可超過天平所允許的最大載重量（200g）。每次稱量結束后，認真檢查天平是否休止，砝碼是否齊全地放入盒內(nèi)，機械加碼旋鈕是否恢復到零的位置。全部稱量完畢后關好天平櫥門，切斷電源，罩上布罩，整理好臺面，填寫好使用記錄本。不得任意移動天平位置。如發(fā)現(xiàn)天平有不正常情況或操作中出現(xiàn)故障，要報告教師。6、有效數(shù)字及其運算規(guī)則(1)有效數(shù)字有效數(shù)字是實際能夠測量到的數(shù)字。物理量的測量中到底應保留幾位有效數(shù)字，要根據(jù)測量儀器的精度和觀察的準確度來決定。常用儀器的測量精度如下：臺秤分析天平量筒移液管容量瓶滴定管溫度計氣壓計精度±0.1g±0.0001g±0.1ml±0.01ml±0.01ml±0.01ml±0.1±0.1kpa示例12.1g5.2354g15.8ml10.00ml100.00ml25.84ml37.5101.3kpa有效數(shù)字3位5位3位4位5位4位3位4位另外，數(shù)字“0”在數(shù)字后面時是有效數(shù)字，若數(shù)字“0”在數(shù)字前面則只起定位作用，不能算作為有效數(shù)字。還有的數(shù)字，看似應為有效數(shù)字，實際是用來定位的，如pH=12.58中，實際是[H+]=10-12.58,12是用來定位的，在對數(shù)運算中它就不是有效數(shù)字。(2)有效數(shù)字的運算方法在進行數(shù)字的運算之前應先確定應保留的有效數(shù)字位數(shù)，并對數(shù)字位數(shù)進行舍棄，舍棄的原則采用GB標準（四舍六入五留雙的原則），即末位小于4舍棄，末位大于6進位，末位＝5時，若進位后為偶數(shù)則進位，若進位后為奇數(shù)時則舍棄。另外不可采取遞階進位的辦法對數(shù)字進行處理。如12.54568，若要求保留3位，則應為12.5，而不是12.6。加減運算應以各加減數(shù)小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)字（絕對誤差最大）為準，先進行舍棄后再相加減。如：28.3+0.18+6.58＝28.3+0.2+6.6＝35.1。乘除運算應以各乘除數(shù)有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)字（相對誤差最大）為準，自然數(shù)和某些常數(shù)不參與擬保留有效數(shù)字位數(shù)的確定，先進行舍棄后再相乘除。如下例中3為自然數(shù)，其余數(shù)字為測量值，則計算時

0.121×25.64×1.05782/3＝1.0939410269333333333333333333333(錯)

0.121×25.64×1.05782/3＝0.121×25.6×1.06/3.00＝1.09（對）對數(shù)運算對數(shù)運算中，所取對數(shù)位數(shù)應與真數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相同,與首數(shù)無關，因為首數(shù)是用來定位的，不是有效數(shù)字。如：105×log1.35＝5.13

又如lg15.36=1.1864(是四位有效數(shù)字)

不能記為lg15.36=1.186或lg15.36=1.186396、實驗數(shù)據(jù)的列表科學研究結果常以列表的形式表示出來，列表表示數(shù)據(jù)能使實驗數(shù)據(jù)的規(guī)律性更加突出，看后使人一目了然，也便于后期對實驗數(shù)據(jù)的處理和運算。列表時應注意以下幾點：每一個表都應有簡明、完整、準確的名稱。表中的每一行和每一列的第一欄里應寫出該行或列的數(shù)據(jù)名稱和單位。表中的數(shù)據(jù)應以最簡單的形式表示，公共的乘方因子應在第一欄的名稱下注明。數(shù)據(jù)排列要整齊，位數(shù)和小數(shù)點要對齊。原始數(shù)據(jù)可與處理數(shù)據(jù)并列在一張表上，處理方法和運算公式應在表下方注明。實驗報告示例分析化學實驗報告班級_________姓名___________報告日期_____________實驗一分析天平稱量練習實驗日期年月日室溫℃天平名稱天平編號一、目的要求：1、熟悉天平的結構、使用和維護方法。2、分析天平的直接法和減量法稱量練習。二、實驗步驟：（根據(jù)實際情況書寫）三、數(shù)據(jù)記錄與結果處理：1、天平檢查結果：天平靈敏度空載靈敏度：載重靈敏度：

天平變動性空盤變動性：載重變動性：2、試樣的稱量：（按列表要求，以列表的形式表示）（1）、物品的準確稱量物品質(zhì)量(克)其他物品質(zhì)量(克)小毛刷1鑷子3鑰匙4（2）、試樣的準確稱量：直接稱量法0.1000克無水碳酸鈉試樣：三份0.2618克鄰苯二甲酸氫鉀基準：三份（3）、試樣的準確稱量：減量法準確稱取0.1克左右的無水碳酸鈉基準：三份編號1234稱量瓶與Na2CO3質(zhì)量／g第一次第二次Na2CO3凈重結果與討論:湄洲灣職業(yè)技術學院實踐課教案課程名稱：《分析化學》NO：06(02)實驗項目:實驗二：滴定分析基本操作實驗時間:3.18實驗地點:化工實訓樓203分析化學實驗室實驗班級:工業(yè)分析09（1）實驗目的與要求：認識滴定分析常用儀器（滴定管、容量瓶、移液管）。掌握常用分析儀器的正確洗滌方法和操作技術。練習正確讀數(shù)。實驗重點與難點:重點：練習滴定管、移液管、容量瓶的準備和使用。難點：酸堿滴定管的排氣泡，移液管吸、放液體、一滴滴加、半滴滴加。實驗方式與手段:學生實驗實驗主要設備與工具:酸、堿滴定管，移液管，容量瓶，洗耳球，錐形瓶，洗瓶，凡士林參考資料：王紅云主編，《分析化學》?；瘜W工業(yè)出版社.2003實驗教學過程:預習要求常用分析儀器的洗滌。滴定管、移液管、容量瓶的準備和使用。本實驗內(nèi)容，寫好預習報告。提問酸式滴定管和堿式滴管如何趕氣泡？如果氣泡沒有除掉對結果有何影響？滴定管沒用標準溶液潤洗，對測定結果會有什么影響？滴定前為什么要將溶液液面調(diào)節(jié)在零刻度附近？移液管殘余的少量溶液，最后是否應該吹出？講解內(nèi)容給學生講解對分析實驗的要求，注意事項，以及分析實驗室規(guī)則等。分析儀器的洗滌：分析儀器的洗滌方法，洗滌干凈的判斷標準。提醒學生節(jié)約自來水和蒸餾水。滴定管的準備（示范）：檢漏；酸式滴定管涂凡士林；洗滌；趕氣泡；用待裝溶液潤洗；裝溶液；趕氣泡，調(diào)初始液面；讀數(shù)。示范一滴、半滴的加入，搖錐形瓶的方法，酸、堿管的正確操作。移液管的準備（示范）：洗滌；吸液；調(diào)節(jié)液面；放溶液于錐形瓶中；容量瓶的準備（示范）：檢漏；洗滌；定容。要求本次實驗重點是練習滴定管和移液管的操作，為下次實驗作準備。教師應逐個對學生的操作進行檢查，及時糾正錯操作。實驗前準備示范用的酸、堿滴定管，移液管，容量瓶，洗耳球，錐形瓶，洗瓶，凡士林六、注意事項1、在做實驗之前，必須熟悉分析實驗室的要求、規(guī)則，注意事項等。2、酸、堿滴定管的檢漏、排氣泡的正確使用方法。3、移液管、洗耳球的正確使用及吸、放液體的方法。七、討論學習：實驗中，哪些因素容易造成誤差？如何能提高實驗的準確度？應從哪方面考慮？八、拓展學習：實驗中誤差的主要來源，產(chǎn)生誤差的主要來源。湄洲灣職業(yè)技術學院實踐課教案課程名稱：《定量化學分析》NO：07(實驗3)實驗項目:實驗三：容量儀器的校準實驗時間:3月23日（共2課時）實驗地點:化工實訓樓分析化學實驗室實驗班級:工業(yè)分析09（1）實驗目的與要求：1、了解容量儀器校準的意義和方法。2、初步掌握移液管的校準和容量瓶與移液管間相對校準的操作。3、掌握滴定管、容量瓶、移液管的使用方法。4、進一步熟悉分析天平的稱量操作。實驗重點與難點:重點：滴定管、容量瓶、移液管的使用方法。難點：容量儀器校準的方法。實驗方式與手段:學生實驗實驗主要設備與工具:分析天平，滴定管（50mL），容量瓶（100mL），移液管（25mL），錐形瓶（50mL），溫度計參考資料：王紅云主編，《分析化學》?；瘜W工業(yè)出版社.2003實驗教學過程:一、原理滴定管，移液管和容量瓶是分析實驗中常用的玻璃量器，都具有刻度和標稱容量。量器產(chǎn)品都允許有一定的容量誤差。在準確度要求較高的分析測試中，對自己使用的一套量器進行校準是完全必要的。校準的方法有稱量法和相對校準法。稱量法的原理是：用分析天平稱量被較量器中量入和量出的純水的質(zhì)量m，再根據(jù)純水的密度ρ計算出被較量器的實際容量。由于玻璃的熱脹冷縮，所以在不同溫度下，量器的容積也不同。因此，規(guī)定使用玻璃量器的標準溫度為20℃。各種量器上表出的刻度和容量，稱為在標準溫度20℃量器時的標稱容量，但是，在實際校準工作中，容器中水的質(zhì)量是在室溫下和空氣中稱量的。因此必須考慮如下三方面的影響：（1）由于空氣浮力使質(zhì)量改變的校正（2）由于水的密度隨溫度而改變的校正；（3）由于玻璃容器本身容積隨溫度而改變的校正?？紤]了上述的影響，可得出20℃容量為1L的玻璃容器，在不同溫度時所盛水的質(zhì)量（見附表a）。根據(jù)此計算量器的校正值十分方便。

如某支25ml移液管在25℃放出的純水的質(zhì)量為24.921g；密度為0.99617g/mL，計算該移液管在20℃時的實際容積。

V20=則這支移液管的校正值為

25.02mL-25.00mL=+0.02mL

需要特別指出的是：校準不當和使用不當都產(chǎn)生容積誤差的主要原因，其誤差甚至可能超過允許或量器本身的誤差。因而在校準時務必正確、仔細地進行操作，盡量減小校準誤差。凡是使用校準值的，其允許次數(shù)不應少于兩次，且兩次校準數(shù)據(jù)的偏差應不超過該量器允許的1/4，并取其平均值作為校準值。有時，只要求兩種容器之間有一定的比例關系，而不許要知道它們各自的準確體積，這時可用容量相對校準法。經(jīng)常配套使用的移液管和容量瓶，采用相對校準法更為重要。例如，用25mL移液管取蒸餾水于干凈且倒立晾干的100mL容量瓶中，到第4次重復操作后，觀察瓶頸處水的彎月面下緣是否剛好與刻線上緣相切，若不切，應重新作一記號為標線，以后此移液管和容量瓶配套使用時就用標準的標線。二、試劑和儀器分析天平，滴定管（50mL），容量瓶（100mL），移液管（25mL），錐形瓶）（50mL），溫度計，無水碳酸鈉三、步驟1、

滴定管的校準（稱量法）將已洗凈且外表干燥的帶磨口玻璃塞的錐形瓶①放在分析天平上稱量，得空瓶質(zhì)量m瓶，記錄至0.001g位。再將已洗凈的滴定管盛滿純水，調(diào)至0.00mL刻度處，從滴定管中放出一定體積（記為V，）如放出5mL的純水于已稱量的錐形瓶中②，塞緊塞子，稱出“瓶+水”的質(zhì)量，兩次質(zhì)量之差即為放出之水的質(zhì)量m水+瓶。用同法稱量滴定管從0到10mL，0到15mL，0到20mL，0到25mL，等刻度間的m水，用實驗水溫③時水的密度來除每次m水，即可得到滴定管各部分的實際容量V20。重復校準一次，兩次相應區(qū)間的水質(zhì)量相差應小于0.02g（為什么），求出平均值，并計算校準值

ΔV（V20-V0）。以V0為橫坐標，ΔV為縱坐標，繪制滴定管校準曲線。移液管和容量瓶也可用稱量法進行校準。校準容量瓶時，當然不必用錐形瓶，且稱準至0.001g即可。2、

移液管和容量瓶的相對校準用潔凈的25mL移液管移取純水于干凈且晾干的100mL容量瓶中，重復操作4次，觀察液面的彎月面下緣是否恰好與標線上緣相切，如不則用膠布在瓶頸上另作標記，以后實驗中，此移液管和容量瓶配套使用時，應以新標記為準。四、原始數(shù)據(jù)記錄：1、校準酸式滴定管V0（mL）m水+瓶（g）m瓶（g）m水（g）V20（mL）ΔV（mL）0.00～5.000.00～10.000.00～15.000.00～2.00……

2、校準移液管移液管容積容量瓶質(zhì)量瓶與水的質(zhì)量水的質(zhì)量實際容積校準值25.0025.003、容量瓶與移液管的相對校準附表a

不同溫度下1L水（20℃）的質(zhì)量（在空氣中用黃銅砝碼稱量）t(℃)m(g)t(℃)m(g)t（℃）m（g）10998.3919997.3428995.4411998.3320997.1829995.1812998.2421997.00309954.9113998.1522996.8031994.6414998.0423996.6032994.3415997.9224996.3833994.0616997.7825996.1734993.7517997.6426995.9335993.4518997.5127995.6936

注：①拿取錐形瓶時，可如拿取稱量瓶那樣用紙條（三層以上）套取。②錐形瓶磨口部位不要沾到水。③測量實驗水溫時，須將溫度計插入水中后才讀數(shù)，讀數(shù)時溫度計球部位仍浸在水中。思考題1、校正滴定管時，為何錐形瓶和水的質(zhì)量只需稱到0.001g？2、容量瓶校準時為什么要晾干？在用容量瓶配制標準溶液時是否也要晾干？3、分段校準滴定管時，為什么每次都要從0.00mL開始？《定量化學分析》課程授課教案NO.08第三章酸堿滴定法【教學課題】§3.1概述、酸堿解離平衡、酸堿溶液pH值的計算【授課班級】工業(yè)分析與檢驗091【教學時間】3月25日【授課地點】31＃307【教學課時】2課時【教學目的與要求】理解酸堿質(zhì)子理論對酸和堿的定義；理解水的自遞作用、離解常數(shù)等基本概念；掌握活度、濃度、活度系數(shù)、酸度和酸濃度的關系；理解分布系數(shù)的概念及應用，掌握酸堿水溶液中[H+]的計算；【教學重點】[H+]的計算【教學難點】活度、濃度、活度系數(shù)、酸度和酸濃度的關系【教學方式與手段】講授為主【教學用具】常用指示劑【參考資料】（1）季劍波,凌昌都主編.《定量化學分析例題與習題》.化學工業(yè)出版社,2004年.（2）武漢大學主編.分析化學（第四版）.北京:高等教育出版社，2001年.【教學過程】一、酸堿溶液的酸度和酸濃度1．酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論定義：凡是能給出質(zhì)子（H+，proton）的物質(zhì)就是酸；凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)就是堿。按照酸堿質(zhì)子理論，當酸失去一個質(zhì)子而形成的堿稱為該酸的共軛堿；而堿獲得一個質(zhì)子后就生成了該堿的共軛酸。由得失一個質(zhì)子而發(fā)生共軛關系的一對酸堿稱為共軛酸堿對(conjugateacid-basepair)，也可直接稱為酸堿對，即酸?質(zhì)子+堿例如：HAc?H++Ac-HAc是Ac-的共軛酸，Ac-是HAc的共軛堿。由此可見，酸堿可以是陽離子、陰離子，也可以是中性分子。2．酸堿離解常數(shù)（1）水的質(zhì)子自遞作用水分子具有兩性作用。也就是說，一個水分子可以從另一個水分子中奪取質(zhì)子而形成H3O+和OH-，即H2O（堿1）+H2O（酸2）?H3O+（酸1）+OH-（堿2）即水分子之間存在質(zhì)子的的傳遞作用，稱為水的質(zhì)子自遞作用。這個作用的平衡常數(shù)稱為水的質(zhì)子自遞常數(shù)（autooprolysisconstant），用Kw表示，即Kw=[H3O+][OH-]（3-5）水合質(zhì)子H3O+也常常簡寫作H+，因此水的質(zhì)子自遞常數(shù)常簡寫為Kw=[H+][OH-]（3-6）這個常數(shù)就是水的離子積，在25℃時約等于10-14。于是Kw=10-14，pKw=14（2）酸堿離解常數(shù)（略）（3）酸堿反應實質(zhì)酸堿反應是酸、堿離解反應或水的質(zhì)子自遞反應的逆反應，其反應的平衡常數(shù)稱為酸堿反應常數(shù)，用Kt表示。對于強酸與強堿的反應來說，其反應實質(zhì)為H++OH-＝H2O強堿與弱酸的反應實質(zhì)為：HA+OH-＝A-+H2O強酸與弱堿的反應實質(zhì)為：A-+H+＝HA因此，在水溶液中，強酸強堿之間反應的平衡常數(shù)Kt最大，反應最完全；而其它類型的酸堿反應，其平衡常數(shù)Kt值則取決于相應的Ka與Kb值。3．濃度（concentration）、活度(activity)與離子強度(ionicstrength)（了解）由于在進行平衡公式的推導過程中，我們總是假定溶液處于理想狀態(tài)，即假定溶液中各種離子都是孤立的，離子與離子之間，離子與溶劑之間，均不存在相互的作用力。而實際上這種理想的狀態(tài)是不存在的，在溶液中不同電荷的離子之間存在著相互吸引的作用力，相同電荷的離子間則存在相互排斥的作用力，甚至離子與溶劑分子之間也可能存在相互吸引或相互排斥的作用力。因此，在電解質(zhì)溶液中，由于離子之間以及離子與溶劑之間的相互作用，使得離子在化學反應中表現(xiàn)出的有效濃度與其真實的濃度之間存在一定差別。離子在化學反應中起作用的有效濃度稱為離子的活度，以表示，它與離子濃度c的關系是（3-11）式中稱為離子的活度系數(shù)（activtycoefficient），其大小代表了離子間力對離子化學作用能力影響的大小，也是衡量實際溶液與理想溶液之間差別的尺度。對于濃度極低的電解質(zhì)溶液，由于離子的總濃度很低，離子間相距甚遠，因此可忽略離子間的相互作用，將其視為理想溶液，即，。而對于濃度較高的電解質(zhì)溶液，由于離子的總濃度較高，離子間的距離減小，離子作用變大，因此＜1，<c。所以，嚴格意義上講，各種離子平衡常數(shù)的計算不能用離子濃度，而應當使用離子活度。顯然，要想利用離子活度代替離子濃度進行各類平衡常數(shù)的計算，就必須了解離子活度系數(shù)的影響因素。由于活度系數(shù)代表的是離子間力的影響因素，因此活度系數(shù)的大小不僅與溶液中各種離子的總濃度有關，也與離子所帶的電荷數(shù)有關。離子強度就是綜合考慮溶液中各種離子的濃度與其電荷數(shù)的物理量，用I表示。其計算式為（3-12）式中，c1，c2，…，cn是溶液中各種離子的濃度，z1，z2，…，zn是溶液中各種離子所帶的電荷數(shù)。顯然，電解質(zhì)溶液的離子強度I越大，離子的活度系數(shù)就越小，所以離子的活度也越小，與離子濃度的差別也就越大，因此用濃度代替活度所產(chǎn)生的偏差也就越大。4．酸度與酸的濃度酸度與酸的濃度在概念上是完全不同的。酸度是指溶液中H+的濃度或活度，常用pH表示；而酸的濃度則是指單位體積溶液中所含某種酸的物質(zhì)的量（mol），包括未解離的與已解離的酸的濃度。同樣，堿度與堿的濃度在概念上也是完全不同的。堿度一般用pH表示，有時也用pOH表示。在實際應用過程中，一般用表示酸或堿的濃度，而用[]表示酸或堿的平衡濃度。二、酸堿水溶液中H+濃度計算1．分布系數(shù)與分布曲線當共軛酸堿對處于離解平衡時，溶液中存在多種酸堿成分，此時它們的濃度稱為平衡濃度，各