分析化学期末复习资料.doc

分析化学期末复习资料第一章 绪论1. 分析化学包括：定量分析，定性分析，结构分析（形态分析）2. 定性分析的对象包括：样本，分析物3. 按样本大小可分为：常量分析（固：100mg，液：10mL），半微量分析（固：10100mg，液：110mL），微量分析（固：0.110mg，液：0.011mL）4. 按分析物在样品中所占含量可分为：主要（常量）组分分析（1%），微量组分分析（0.011%），痕量组分分析（10%（小数点后4位）；中含量组分110%（小数点后3位）；微量组分104（2个滴定突跃）；cKa110-9 ，cKa210-9且Ka1/Ka20V2=0V1V2Na2CO3V10V20V1=V2NaHCO3V1=0V20V10V20V1V2Na2CO3、NaHCO3V10V20V1V2时：酚酞变色：NaOH+HCl=NaCl，Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl甲基橙变色：NaHCO3+HCl=NaCl +H2O+CO2VNaOH=V1-V2，VNa2CO3=V2当V112，则Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，用钙指示剂可以指示EDTA滴定Ca2+的终点。氧化还原掩蔽法：用EDTA滴定Bi3+、Zr4+、Th4+等离子时，以抗坏血酸（Vc）或羟胺将Fe3+还原成Fe2+，消除干扰2）解蔽方法：铜合金中Cu2+、Zn2+、Pb2+三种离子共存，预测定其中Zn2+和Pb2+，用氨水中和试液，加KCN掩蔽Cu2+和Zn2+，在pH=10时，用铬黑T作指示剂，用EDTA滴定Pb2+。滴定后的溶液，加入甲醛或三氯乙醛作解蔽剂，再用EDTA继续滴定Zn2+。14. 配位（络合）滴定法的应用：测金属离子的含量15. 自来水硬度的测定（EDTA测Ca2+、Mg2+）：pH=10.0，以铬黑T（EDT）指示剂，测Ca、Mg总量（Mg-EBT紫红色EBT蓝色）pH=12.5，以钙指示剂，测Ca的含量16. 可用EDTA直接滴定法测定的离子pH=1，滴定Bi3+pH=1.52.5，滴定Fe3+pH=2.53.5，滴定Th4+pH=56 ，滴定Zn2+、Pb2+、Cd2+、稀土pH=910，滴定Zn2+、Mn2+、Cd2+、稀土pH=10 ，滴定Mg2 +pH=1213，滴定Ca2+ 第六章 氧化还原滴定法1. 氧化还原反应的实质：电子的转移Ox（氧化态）+ne-=Red（还原态）2. 能斯特方程式：（：标准电极电位，aOx和aRed分别为氧化态和还原态的活度）3. （：条件电极电位，是在特定条件下，氧化态和还原态的总浓度均为1molL-1时的实际电极电位，它在条件不变时为一常数）4. 若； 若5. 可逆对称氧化还原反应：n2Ox1+n1Red2=n2Red1+n1Ox2条件平衡常数的对数：（n：n1，n2的最小公倍数）6. 氧化还原反应完全两电对条件电位的差值应满足：（n1n2）若n1=n2=1，则；若n1=n2=2，则7. 氧化还原反应的速率及影响因素：1）浓度：浓度，反应速率2）温度：温度，反应速率3）催化剂4）诱导反应：由于一种氧化还原反应的发生而促进另一种氧化还原反应进行的现象，后一反应称为诱导反应或共轭反应。诱导反应不等于催化反应。8. 氧化还原滴定的化学计量点电位（以Ce4+Fe2+=Ce3+Fe3+为例，=1.44V，=0.68V）：1）化学计量点前：滴定分数为T%=50.0，=T%=99.9，=+=0.86V2）化学计量点时：=1.06V（一般的可逆对称氧化还原反应n2Ox1+n1Red2=n2Red1+n1Ox2，化学计量点时的电位为）3）化学计量点后：T%=100.1，=+=1.26VT%=200，=9. 滴定突跃：1）越大，滴定突跃越大2）与浓度无关3）受反应条件（介质、温度等）影响4）化学计量点时的电位偏向得失电子较多的电对一方10. 氧化还原滴定指示剂：1）氧化还原指示剂：指示剂变色的电位范围，使用原则是使与尽可能接近。2）自身指示剂：eg：KMnO4作滴定剂滴定无色或浅色还原剂溶液时，利用MnO4-本身呈紫红色，还原为Mn2+为无色来指示终点。3）专属指示剂：可溶性淀粉可与游离碘生成深蓝色配合物，因而淀粉是碘量法的专属指示剂。11. 常用氧化还原滴定法：1）高锰酸钾法：强酸性溶液：+8H+5e-=Mn2+4H2O中性或碱性溶液：+2H2O+3e-=MnO2+4OH-标准溶液的配制与标定（间接法配制）：配制：加热煮沸暗处保存（棕色瓶）过滤除去MnO2标定标定：用基准物Na2C2O4、H2C2O42H2O、As2O3、FeSO4(NH4)2SO46H2O和纯铁丝等。例如，标定反应：2+5+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O注意点：（三度一点）温度：将溶液加热到7585。温度过高会使部分H2C2O4分解（H2C2O4=CO2+CO+H2O）；温度过低反应缓慢酸度：保持一定的酸度（0.51.0molL-1H2SO4），为避免Fe3+诱导KMnO4氧化Cl-的反应发生，不使用HCl提供酸性介质。酸度不够，易生成MnO2沉淀；酸度过高会促使H2C2O4速度：由于该反应为自动催化反应，故开始滴定时滴定速度要慢些；等几滴KMnO4溶液已起作用后，滴定速度可稍加快；快到滴定终点时，滴定速度减慢滴定终点：微过量高锰酸钾自身的粉红色指示终点（30s不褪色）应用示例：过氧化氢的测定（直接滴定法）反应方程式：5H2O2+2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O2）重铬酸钾法酸性溶液：+14H+6e-=2Cr3+7H2O特点：可用直接法配制；只能在酸性条件使用；基准物且溶液极其稳定；可在HCl介质中进行滴定K2C2O7标准溶液进行滴定时，常用氧化还原指示剂，如二苯胺磺酸钠或邻苯氨基苯甲酸应用示例：重铬酸钾法测铁反应方程式：6Fe2+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O实验过程：试样热HCl溶解SnCl2还原（FeFe2+）钨酸钠（指示剂）TiCl3还原（过量）加Cu2+（催化剂）加水加入H2SO4+H3PO4混酸加二苯胺磺酸钠（滴定指示剂）用K2C2O7标准溶液滴定终点（绿色紫色）（加入H3PO4作用：使Fe3+生成无色络离子，既消除了Fe3+的黄色影响，易观察；又降低了Fe3+/Fe2+电对的电极电位，使指示剂变色点电位更接近化学计量点电位）3）碘量法碘量法的基本反应（中性或弱酸性溶液中）：+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O；I2+2=+2I-（在碱性溶液中，I2会发生歧化反应：3I2+6OH-=+5I-+3H2O；在强酸性溶液中，Na2S2O3会发生分解，I-易被氧化）碘量法的终点常用淀粉指示剂指示硫代硫酸钠（Na2S2O3）标准溶液的配制（间接法）标定：用基准物 纯碘、纯铜、KIO3、KBrO3、K2Cr2O7、K3Fe(CN)6等。碘溶液的配制与标定配制：I2溶于KI浓溶液（过量），生成稀释贮棕色瓶标定：用基准物As2O3或已标定的Na2S2O3反应：H2AsO3+I2+H2OH3AsO4+2I-+2H+间接碘量法应用：与KI反应析出I2：析出的碘用Na2S2O3标准溶液滴定：I2+2=+2I-（反应物与KI反应时，酸度越大，速率越快，但酸度过大时，碘离子易被O2氧化，故酸度控制在0.81.0molL-1；淀粉指示剂应在近滴定终点时加入，否则吸留I2，使终点拖后。）应用示例：硫酸铜中铜的测定反应方程式：第七章 重量分析法和沉淀滴定法1. 重量分析对沉淀的要求：1）对沉淀形式的要求：沉淀要完全，沉淀溶解度s要小沉淀的纯度高，尽量避免混进杂质，并应便于过滤和洗涤易转化为称量形式2）对称量形式的要求：确定的化学组成，组成必须与化学式完全符合恒定-定量基础称量形式稳定-量准确称量形式的摩尔质量大-减少称量误差 3）沉淀剂的选择：符合对沉淀的要求有较好的选择性易除去的沉淀剂2. 纯水中MmAn化合物的溶解度s及溶度积Kspm：n=1：1型MAM+A，s=m：n=1：2型MA2M+2A，Ksp=MA2=s(2s)2=4s3MmAnmM+nA，Ksp=MmAn=sm+nmmnn，s=3. 影响沉淀溶解度的因素1）同离子效应：降低沉淀溶解度2）盐效应：增大沉淀溶解度3）酸效应：增大沉淀溶解度4）配位效应：增大沉淀溶解度5）其它影响因素温度：一般为T增大，溶解度增大溶剂：有机溶剂中的溶解度比在纯水中的小颗粒大小：s(大颗粒)s(小颗粒) 4. 影响沉淀纯度的因素1）共沉淀表面吸附：在沉淀的表面上吸附了杂质吸留和包藏2）后沉淀：由于沉淀速度的差异，在已形成的沉淀上形成第二种不溶物质。一般发生在稳定的过饱和溶液中。5. 沉淀条件的选择（晶形沉淀）：稀：稀溶液热：热沉淀，冷过滤慢：慢加搅：快搅 陈：陈化6. 银量法指示终点的三种方法：1）摩尔法用铬酸钾作指示剂反应方程式：Ag+Cl-=AgCl（白色）；2Ag+（过量）+=Ag2CrO4（砖红）滴定剂：AgNO3标准溶液酸度：pH6.510.5（中性或弱碱性）（若在强碱溶液中，会生成Ag2O沉淀，测定结果偏大；若在酸性溶液中，平衡向右移动，使浓度减小，测定结果偏大）2）佛尔哈德法用铁铵矾作指示剂反应式（直接法，酸性）： Ag+ SCN- = AgSCN（白)；SCN-（过量）+Fe3+=FeSCN2+（红）滴定剂：NH4SCN标准溶液测定卤素时采用间接法（返滴定）：Ag+Cl-=AgCl Ag+（过量）+ SCN- = AgSCN SCN-（过量）+Fe3+=FeSCN2+3）法扬司法用吸附指示剂以AgNO3滴定Cl-为例：指示剂：荧光黄（HFI）由黄绿色淡（粉）红色（指示终点）第十四章 定量分析的一般步骤1. 试样的采取和制备1）试样的采取和制备必须保证所取试样具有代表性2）取样大致分三步：收集粗样（原始试样）；将每份粗样混合和粉碎、缩分，减少至适合分析所需的数量；制成符合分析用的样品。3）正确取样应满足要求：大批试样（总体）中所有组成部分都有同等的被采集的概率；根据给定的准确度，采取有次序的和随机的取样，使取样的费用尽可能低；将几个取样单元（如车、船、袋或瓶等）的试样彻底混合后，再分成若干份，每份分析一次，这样比采用分别分析几个取样单元的办法更优化。4）取样操作方法组成比较均匀的物料：包括气体、液体和某些固体，取样单元可以较小，如：对于大气样品，根据被测组分在空气中存在状态、浓度，以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓缩法取样；对于水样，需根据情况确定取样面、取样点、取样方法；组成很不均匀的物料：颗粒大小不等，硬度相差大，组成不均匀，如矿石、煤炭、土壤等。采样的数量可按统计学处理，选择能达到预期的准确度最节约的采样量。5）试样的采集量（最低量）：切乔特采样公式：mQ Kd2mQ采取平均试样的最低质量，单位是kgd 试样最大颗粒的直径，单位是mmK 缩分常数，通常在0.051kgmm-2之间6）缩分：一般以2倍递减7）例题：有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm左右，设k为0.2kgmm-2，应保留的试样量至少是多少千克？若再破碎至粒度不大于2mm，则应继续缩分几次？解：（1）所以，由原样缩分一次，20kg10kg（2）则继续缩分4次，10kg5kg2.5kg1.25kg0.625kg（舍）故应继续缩分3次8）湿存水的处理：在分析之前将试样烘干（对于受热易分解的物质采用风干或真空干燥的方法干燥）。2. 试样的分解1）无机物的分解溶解法：常用溶剂除水外，还有盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸（HClO4）、氢氟酸（HF）、氢氧化钠溶液（20%30%）熔融法酸熔法：酸性熔剂：K2S2O7、KHSO4、 V2O5等碱熔法：碱性熔剂：Na2CO3、NaOH、Na2O2、KOH、Na2B4O7、K2CO3、LiBO2等半熔法（烧结法）低温度，熔剂用量少，时间短，坩埚浸蚀小。烧结可在瓷坩埚中进行。2）有机物的分解溶解法：低级醇、多元酸、糖类、氨基酸、有机酸的碱金属盐，均可用水溶解；相似相溶原理分解法：湿法（氧化）；干法3. 测定方法的选择1）测定的具体要求；2）被测组分的含量范围；3）被测组分的性质；4）共存组分的性质；5）实验室条件。4. 分析结果准确度的保证和评价质量评价方法通常可分为“实验室内”（同一实验室）和“实验室间”（各实验室）。