化学分析培训讲义课件

化学分析培训讲义纲要 过程工程研究所 2008-3-25化学分析培训讲义纲要 过程工程研究所 1报告内容l 前言前言l 误差与数据处理误差与数据处理 l 实验室基本知识实验室基本知识 l 化学试剂知识与溶液配制化学试剂知识与溶液配制 l 滴定分析滴定分析l 重量分析重量分析l 常用光谱分析常用光谱分析报告内容 前言2前言l 分析化学的定义及任务分析化学的定义及任务l 分析人员的素质要求分析人员的素质要求l 分析方法的分类分析方法的分类前言 分析化学的定义及任务3分析化学的定义 研研究究获获得得物物质质化化学学组组成成，结结构构信信息息，分分析析方方法法及相关理论的科学及相关理论的科学 它它为为科科研研与与生生产产等等提提供供物物质质的的化化学学组组成成和和结结构构信息等等信息。信息等等信息。分析化学的定义 4分析化学的任务l 在科学研究中起着至关重要的作用，极大的推动在科学研究中起着至关重要的作用，极大的推动其它学科的发展（如隧道扫描显微镜和原子力显微镜的其它学科的发展（如隧道扫描显微镜和原子力显微镜的应用，使人们更深入物质的微观结构，促进了纳米科技应用，使人们更深入物质的微观结构，促进了纳米科技的发展）的发展）l 直接服务于国民经济和生产建设，如原材料和产品直接服务于国民经济和生产建设，如原材料和产品的质量检验、程控检验等等，都离不开分析。所以说，的质量检验、程控检验等等，都离不开分析。所以说，分析化学是工业生产和科研的眼睛。分析化学是工业生产和科研的眼睛。分析化学的任务 在科学研究中起着至关重要的作用，极大的推5分析人员的素质要求l 严谨、认真、负责的科学态度。严谨、认真、负责的科学态度。l 熟悉有关仪器的使用和维护。熟悉有关仪器的使用和维护。l 熟练掌握所从事项目的分析方法和有关标准，了解本熟练掌握所从事项目的分析方法和有关标准，了解本领域的检测技术现状和发展动向。领域的检测技术现状和发展动向。l 独立的数据处理能力，采用新方法进行检测与评价新独立的数据处理能力，采用新方法进行检测与评价新方法的能力。方法的能力。l 不断学习的能力。不断学习的能力。对于分析工作技术负责人，还应有以下素质：对于分析工作技术负责人，还应有以下素质：熟悉国家、部门和地方产品质量检验的法律法规与标准，具备编制审定检测实施细则、审查检验报告的能力，对检测工作进行质量诊断的能力。分析人员的素质要求 严谨、认真、负责的科学态度。对于分析工6分析方法的种类l 按测定原理分：化学分析（以物质的化学反应为基础的化学分析（以物质的化学反应为基础的分析方法），仪器分析（以物质的物理和物理化学反应为分析方法），仪器分析（以物质的物理和物理化学反应为基础的分析方法）基础的分析方法）l 按分析对象分：无机分析，有机分析无机分析，有机分析l 按分析任务分：定性分析，定量分析，结构分析定性分析，定量分析，结构分析l 按试样用量分：常量分析，半微量分析，微量分析，超常量分析，半微量分析，微量分析，超微量分析微量分析l 按待测成分含量分：常量分析，微量分析，痕量分析。常量分析，微量分析，痕量分析。分析方法的种类 按测定原理分：化学分析（以物质的化学反应为7误差与数据处理l 定量分析中的误差定量分析中的误差l 分析结果的数据处理分析结果的数据处理l有效数字与运算规则有效数字与运算规则l 线性方程拟合线性方程拟合误差与数据处理 定量分析中的误差8定量分析中的误差定量分析中的误差定量分析中的误差9一、准确度和精密度1.1.准确度和精密度准确度和精密度分析结果的衡量指标。分析结果的衡量指标。(1)1)准确度准确度分析结果与真实值的接近程度分析结果与真实值的接近程度 准确度的高低用误差准确度的高低用误差的大小来衡量；的大小来衡量；误差一般用绝对误差和相对误差来表示。误差一般用绝对误差和相对误差来表示。绝对误差：绝对误差：E=x-E=x-（式中（式中x x为测量值，为测量值，为真值）为真值）相对误差：相对误差：绝对误差绝对误差E/E/真值真值*100%*100%一、准确度和精密度1.准确度和精密度分析结果的衡量指标。10一、准确度和精密度(2)(2)精密度精密度几次平衡测定结果相互接近程度几次平衡测定结果相互接近程度 精密度的高低用偏差来衡量，精密度的高低用偏差来衡量，偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。(3)(3)两者的关系两者的关系 精密度是保证准确度的先决条件；精密度是保证准确度的先决条件；精密度高不一定准确度高；精密度高不一定准确度高；两者的差别主要是由于系统误差的存在。两者的差别主要是由于系统误差的存在。一、准确度和精密度(2)精密度几次平衡测定结果相互接近11二、误差的种类、性质、产生的原因及减免二、误差的种类、性质、产生的原因及减免1.1.系统误差系统误差 由于固定的原因所造成的是测定结果由于固定的原因所造成的是测定结果偏高或偏低。偏高或偏低。(1)特点特点 a.对分析结果的影响比较恒定；b.在同一条件下，重复测定，重复出现；c.影响准确度，不影响精密度；d.可以消除。二、误差的种类、性质、产生的原因及减免系统误差 12(2)产生的原因 a.a.方法误差方法误差选择的方法不够完善 例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当。b.b.仪器误差仪器误差仪器本身的缺陷 例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。c.c.试剂误差试剂误差所用试剂有杂质 例：去离子水不合格；试剂纯度不够 （含待测组份或干扰离子）。d.d.主观误差主观误差操作人员主观因素造成 例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。(2)产生的原因 a.方法误差选择的方法不够完善13 2.偶然误差 (1)1)特点特点 a.不恒定 b.难以校正 c.服从正态分布(统计规律)(2)2)产生的原因产生的原因 a.偶然因素 b.滴定管读数 2.偶然误差 (1)特点 14三、误差的减免 1.1.系统误差的减免系统误差的减免 (1)方法误差 采用标准方法,对比实验 (2)仪器误差 校正仪器 (3)试剂误差 作空白实验 2.2.偶然误差的减免偶然误差的减免 增加平行测定的次数三、误差的减免 1.系统误差的减免15分析结果的数据处理分析结果的数据处理分析结果的数据处理16一、一、平均偏差平均偏差 平均偏差又称算术平均偏差，用来表示一组数据的精密度。平均偏差：特点：特点：简单；缺点：缺点：大偏差得不到应有反映。一、平均偏差 特点：简单；17二、二、标准偏差标准偏差 相对标准偏差 ：（变异系数变异系数）CV%=S/X 标准偏差又称均方根偏差；标准偏差的计算分两种情况：1 1当测定次数趋于无穷大时当测定次数趋于无穷大时 标准偏差：为无限多次测定 的平均值（总体平均值）；即：当消除系统误差时，即为真值。2 2有限测定次数有限测定次数 标准偏差：二、标准偏差 相对标准偏差 ：（变异系数）C18例题例题用标准偏差比用平均偏差更科学更准确。例:两组数据 (1)X-X：0.11,-0.73,0.24,0.51,-0.14,0.00,0.30,-0.21,n=8 d1=0.28 s1=0.38 (2)X-X：0.18，0.26，-0.25，-0.37，0.32，-0.28，0.31，-0.27 n=8 d2=0.28 s2=0.29d1=d2,s1s2例题用标准偏差比用平均偏差更科学更准确。19三、三、平均值的标准偏差平均值的标准偏差m个n次平行测定的平均值：由关系曲线，当n 大于5时，s s 变化不大，实际测定5次即可。以 X s 的形式表示分析结果更合理。由统计学可得：由s s n 作图：三、平均值的标准偏差m个n次平行测定的平均值：20例题例题例：水垢中例：水垢中 Fe2O3 的百分含量测定数据为的百分含量测定数据为(测测 6次次)：79.58%，79.45%，79.47%，79.50%，79.62%，79.38%X=79.50%s=0.09%s=0.04%则真值所处的范围为（无系统误差）则真值所处的范围为（无系统误差）：79.50%+0.04%数据的可信程度多大？如何确定？数据的可信程度多大？如何确定？例题例：水垢中 Fe2O3 的百分含量测定数据为(测 21四、置信度与置信区间四、置信度与置信区间偶然误差的正态分布曲线：四、置信度与置信区间偶然误差的正态分布曲线：22置信度与置信区间置信度与置信区间s.有限次测定的标准偏差；n.测定次数。对于有限次测定，平均值 与总体平均值 关系为：表1-1 t 值表 (t.某一置信度下的几率系数)假设我们指出测量结果的准确性有95的可靠性，这个95就称为置信度（P），又称为置信水平，它是指人们对测量结果判断的可信程度置信度的确定是有分析工作者根据对测定的准确度的要求来确定的 置信度与置信区间s.有限次测定的标准偏差；n.测定次数。23置信度与置信区间置信度与置信区间讨论：讨论：讨论：讨论：1.置信度不变时：n 增加，t 变小，置信区间变小；2.n不变时：置信度增加，t 变大，置信区间变大；置信度置信度置信度置信度真值在置信区间出现的几率真值在置信区间出现的几率；置信区间置信区间置信区间置信区间以平均值为中心，真值出现的范围；以平均值为中心，真值出现的范围；置信度与置信区间讨论：24有效数字有效数字25一、有效数字 1 1实验过程中常遇到的实验过程中常遇到的两类数字两类数字（1）数目：如测定次数；倍数；系数；分数（2）测量值或计算值。数据的位数与测定准确度有关。记录的数字不仅表示数量的大小，而且要正确地反映测量的精确程度。结果 绝对偏差 相对偏差 有效数字位数 0.51800 0.00001 0.002%5 0.5180 0.0001 0.02%4 0.518 0.001 0.2%3有效数字：就是实际能测到的数字，最后一位为可疑数字有效数字：就是实际能测到的数字，最后一位为可疑数字一、有效数字 1实验过程中常遇到的两类数字有效数字：就是262数据中零的作用数字零在数据中具有双重作用双重作用：（1）作普通数字用，如 0.5180 4位有效数字 5.180101 （2）作定位用：如 0.0518 3位有效数字 5.181023改变单位，不改变有效数字的位数如：24.01mL 24.01103 L 2数据中零的作用数字零在数据中具有双重作用：3改变单位，27二、运算规则1.1.加减运算加减运算 结果的位数取决于绝对误差最大的数据的位数 例：0.0121 绝对误差：0.0001 25.64 0.01 1.057 0.001 26.7091二、运算规则1.加减运算26.7091282.乘除运算时 有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数。数。例：例：(0.0325(0.0325 5.103 5.103 60.0)/139.8=0.071179184 60.0)/139.8=0.071179184 0.0325 0.0001/0.0325 0.0325 0.0001/0.0325 100%=0.3%100%=0.3%5.103 0.001/5.103 5.103 0.001/5.103 100%=0.02%100%=0.02%60.06 0.01/60.06 60.06 0.01/60.06 100%=0.02%100%=0.02%139.8 0.1/139.8 139.8 0.1/139.8 100%=0.07%100%=0.07%2.乘除运算时 有效数字的位数取决于相对误差最大293.注意点（1 1）分数；比例系数；实验次数等不记位数；分数；比例系数；实验次数等不记位数；（2 2）四舍六入五留双；四舍六入五留双；（3 3）注意注意pHpH计算计算,H,H+=5.02=5.02 10-3-3 ；pH=2.299 pH=2.299；有效数字按小数点后的位数计算。有效数字按小数点后的位数计算。3.注意点（1）分数；比例系数；实验次数等不记位数；30线性拟合线性拟合31一、最小二乘法拟合的统计学原理一元线性：一元线性：y=a0+a1x实验点：（yi，xi）（i=1，2，3，.，m）实验点数 m未知数个数，矛盾方程组，假设求得：a0；a1 代入 yi=a0+a1xi 得直线方程。实测值yi与计算值 yi之间偏差越小，拟合的越好，偏差平方和最小。一、最小二乘法拟合的统计学原理一元线性：y=a0+a1x32最小二乘法拟合最小二乘法拟合将实验数据代入，即可求得 a0，a1；最小二乘法拟合将实验数据代入，即可求得 a0，a1；33二、相关系数 RR=1；存在线性关系，无实验误差；R=0；毫无线性关系；编程计算二、相关系数 RR=1；存在线性关系，无实验误差；34三、最小二乘线性拟合程序编程变量：编程变量：三、最小二乘线性拟合程序编程变量：35线性拟合程序INPUT MFor I=1 to m INPUT X1;Y1 X1=X1+X(I):X2=X2+X(I)2:Y1=Y1+Y(I)Y2=Y2+Y(I)2 XY=XY+X(I)*Y(I)NEXT IXM=X1/M:YM=Y1/MLX=X2-XM*M:LY=Y2-YM*M:LZ=XY-M*XM*YMa1=LZ/LX :a0=YM-a1*XM :R=LZ/(LX*LY)2任务：用任务：用VB编程处理实验数据（分光，电位分析）编程处理实验数据（分光，电位分析）线性拟合程序INPUT M36实验室基本知识实验室基本知识实验室基本知识37第一节 仪器使用、维护和管理n 玻璃仪器的使用、维护和管理n 分析天平的使用、维护和管理n 分光光度计的使用、维护和管理n 其它仪器的使用、维护和管理第一节 仪器使用、维护和管理38第二节 安全知识 1 1、一般安全操作、一般安全操作l 防止中毒l 防止燃烧和爆炸l 防止腐蚀、化学灼伤、烫伤和割伤l 其它方面安全操作第二节 安全知识 1、一般安全操作39第二节 安全知识2 2、电器设备使用安全操作、电器设备使用安全操作3 3、气体和钢瓶使用规则、气体和钢瓶使用规则4 4、贵重器皿使用规则、贵重器皿使用规则5 5、防火与灭火、防火与灭火6 6、实验室三废处理、实验室三废处理第二节 安全知识2、电器设备使用安全操作407 7、不幸事故的急救与处理、不幸事故的急救与处理 化学灼伤的药品急救或治疗方法碱类：NaOH,KOH,NH3,CaO,Na2CO3,K2CO3立即用大量水长时间冲洗，然后用2%乙酸或2%柠檬酸或4%硼酸冲洗。对CaO灼伤，可用任一种植物油洗涤伤处。碱金属氧化物，氢氰酸先用高锰酸钠溶液洗，后用硫化铵溶液洗铬酸先大量水冲洗，后硫化铵洗酸类：硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、乙酸、蚁酸、草酸，苦味酸用大量水洗，后用2%碳酸氢钠洗HF冷水洗长时间至伤口发红，然后50g/l碳酸氢钠洗后甘油+MgO(2+1)悬浮剂涂抹，消毒纱布包扎ZnCl2,AgNO3先水洗，后50g/l碳酸氢钠洗，涂油膏及磺胺粉。磷创伤面不可暴露于空气或油类涂抹。10g/l硫酸铜洗净磷，1+1000高锰酸钾湿敷，外涂保护剂，包扎溴用(25%)NH3+松节油+乙醇(体积1+1+10)混合液处理，不可单纯用水洗，以免增加水解。苯酚先大量水洗，后70%乙醇+1mol/lFeCl3(体积4+1)混合液洗。或大量水洗后，用50%乙醇洗2-3次，再用生理盐水洗10min，后5%硫代硫酸钠湿敷2-3 d7、不幸事故的急救与处理 化学灼伤的药品急救或治疗方法碱类：41化学试剂知识与溶液配制 化学试剂知识与溶液配制 42化学试剂一般知识 1 1、化学试剂分类：、化学试剂分类：按用途分为：一般试剂、基准试剂、有机试剂、显色剂、指示剂、按用途分为：一般试剂、基准试剂、有机试剂、显色剂、指示剂、色谱试剂、光谱纯试剂、生物试剂和试纸等。色谱试剂、光谱纯试剂、生物试剂和试纸等。级别级别 名称名称 代号代号 颜色颜色 用途用途一级品优级纯、保证试剂GR绿色适用精密科研和分析工作二级品分析纯AR红色一般科研和分析三级品化学纯CP兰色用于一般工业分析四级品实验试剂LR棕色实验辅助试剂，也用于要求较高工业生产。基准试剂纯度相当于或高于优级纯，可直接配制或标定标准溶液。基准试剂纯度相当于或高于优级纯，可直接配制或标定标准溶液。2 2、化学试剂使用、化学试剂使用3 3、化学试剂保管、化学试剂保管化学试剂一般知识 1、化学试剂分类：按用途分为：一般试剂、基43浓度表示方法与计算 浓度表示方法与计算 441 1、比例浓度：、比例浓度：l 体积比浓度（v+V）：用于液体 v v体积溶质与体积溶质与V V体积溶剂相混合。如体积溶剂相混合。如:1+31+3 盐酸表示：盐酸表示：1 1体积体积浓盐酸和浓盐酸和3 3体积体积蒸蒸馏水的混合物。馏水的混合物。l 质量比浓度（w+W）：用于固体 如：钙指示剂如：钙指示剂-氯化钠指示剂氯化钠指示剂（1+1001+100）表示：表示：1g1g钙指示剂和钙指示剂和100g100g氯化钠的混氯化钠的混合物。合物。浓度表示方法与计算 2 2、百分浓度、百分浓度 ：l 质量百分比（w/W%）质量百分浓度质量百分浓度=溶质质量溶质质量/溶液质量溶液质量100%100%如：配制如：配制 20%NaOH20%NaOH溶液，即溶液，即20gNaOH20gNaOH溶于溶于80g80g水。水。l 体积百分比（v/V%）体积百分比浓度体积百分比浓度=溶质体积溶质体积/溶液体积溶液体积*100%*100%如：配制如：配制 95%95%乙醇溶液乙醇溶液100ml100ml。即。即95ml95ml乙醇和乙醇和5ml5ml水混合。水混合。1、比例浓度：浓度表示方法与计算 2、百分浓度：453 3、摩尔浓度、摩尔浓度c c：单位是单位是mol/lmol/l。c=n/V=m/(M*V)(式中式中m m为溶质的质量，为溶质的质量，g g；M M为溶质的摩尔质量，为溶质的摩尔质量，g/molg/mol；V V为溶液体积，为溶液体积，dm3dm3；n n为溶质的摩尔数，为溶质的摩尔数，mol)mol)浓度表示方法与计算 配制计算：配制计算：l 溶质为固体：溶质为固体：称取的溶质质量为：称取的溶质质量为：m=Mn=McVm=Mn=McV 如：配制如：配制 1.0 mol/l1.0 mol/l 的的NaOHNaOH溶液溶液1000ml1000ml：m=McV=40.00 g/mol*1.0 mol/l*1 L=40 gm=McV=40.00 g/mol*1.0 mol/l*1 L=40 g 故：称取故：称取40 g NaOH40 g NaOH 溶于水，定容至溶于水，定容至1000ml1000ml。l 溶质为液体：溶质为液体：所需溶质质量：所需溶质质量：m=Mn=McVm=Mn=McV 所需液体溶质的体积为：所需液体溶质的体积为：v=m/(x)=McV/(px)v=m/(x)=McV/(px)（式中（式中:为该液体溶质密度，为该液体溶质密度，g/mlg/ml；为液体溶质的百分含量，；为液体溶质的百分含量，%；其他同前）；其他同前）如：配制如：配制 1.0 mol/l1.0 mol/l的盐酸溶液的盐酸溶液 1000ml1000ml ：(若浓盐酸密度若浓盐酸密度1.185g/ml1.185g/ml,HCl,HCl含量含量37.5%)37.5%)需浓盐酸体积：需浓盐酸体积：v=m/(x)=McV/(px)=36.5 g/mol*1.0 mol/l*1 L/(1.185 v=m/(x)=McV/(px)=36.5 g/mol*1.0 mol/l*1 L/(1.185 g/ml*37.5%)=83 mlg/ml*37.5%)=83 ml 故：量取故：量取83 ml83 ml 浓盐酸浓盐酸 加水稀释至加水稀释至1000ml1000ml。3、摩尔浓度c：单位是mol/l。浓度表示方法与计算 配46浓度表示方法与计算 l Ts：每毫升滴定溶液含有的滴定剂s克数。1.1.固体溶质配制：固体溶质配制：所需溶质质量：所需溶质质量：m=Ts*V (V(V的单位用的单位用ml)ml)如：配制如：配制TAgNO3=0.01000g/mlTAgNO3=0.01000g/ml溶液溶液 500ml500ml：m=Ts*V=0.01000*500=5.000 gm=Ts*V=0.01000*500=5.000 g 故：准确称取故：准确称取5.000 g5.000 g AgNO3 AgNO3溶于水，定容至溶于水，定容至500ml500ml，摇匀后，放棕色瓶中。，摇匀后，放棕色瓶中。2.2.液体溶质配制：液体溶质配制：所需液体溶质的体积为：所需液体溶质的体积为：v=m/(x)=Ts*V/(x)v=m/(x)=Ts*V/(x)如：配制如：配制 THCl=0.01 g/mlTHCl=0.01 g/ml的溶液的溶液500ml500ml：(若浓盐酸密度若浓盐酸密度1.19g/ml1.19g/ml,HCl,HCl含量含量38%)38%)v=m/(x)=Ts*V/(x)=0.01*500/v=m/(x)=Ts*V/(x)=0.01*500/（1.19*38%1.19*38%）=11.1 ml=11.1 ml 故：量取浓盐酸故：量取浓盐酸11.1 ml11.1 ml,用水稀释至用水稀释至500ml500ml，摇匀。，摇匀。4 4、滴定度、滴定度T：浓度表示方法与计算 Ts：每毫升滴定溶液含有的滴定剂s47第浓度表示方法与计算 l Ta/b：每毫升a滴定剂相当于的被测物质b的克数。根据化学反应式计算：根据化学反应式计算：a A+b B+=c C+d D+(a,b,c,d a A+b B+=c C+d D+(a,b,c,d 为反应物或产物系数为反应物或产物系数)由反应式知：由反应式知：a*MA a*MA相当于相当于 b*MB b*MB （MA MA，MBMB分别为摩尔质量）分别为摩尔质量）1.1.固体溶质配制：固体溶质配制：所需溶质质量：所需溶质质量：m=Ta/b*a*MA/(b*MB)Vm=Ta/b*a*MA/(b*MB)V (V (V的单位用的单位用ml)ml)如：配制如：配制TK2Cr2O7/Fe=0.02000gTK2Cr2O7/Fe=0.02000g Fe/ml Fe/ml的的K2Cr2O7K2Cr2O7滴定溶液滴定溶液1000ml1000ml：反应为：反应为：K2Cr2O7+6Fe2+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2OK2Cr2O7+6Fe2+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O a=1,b=6,MA=294.18 g/mol,MB=56 g/mol a=1,b=6,MA=294.18 g/mol,MB=56 g/mol 需需K2Cr2O7K2Cr2O7：m=Ta/b*a*MA/(b*MB)V=0.02000*1*294.18/(6*56)*1000=17.56gm=Ta/b*a*MA/(b*MB)V=0.02000*1*294.18/(6*56)*1000=17.56g 故：准确称取故：准确称取17.56 g17.56 g K2Cr2O7 K2Cr2O7溶于水，定容至溶于水，定容至1000ml1000ml，摇匀。，摇匀。2.2.液体溶质配制：液体溶质配制：所需液体溶质的体积为：所需液体溶质的体积为：v=m/(x)=Ta/b*a*MA*V/(bMBx)v=m/(x)=Ta/b*a*MA*V/(bMBx)如：配制如：配制THCl/NaOH=0.04000 g/mlTHCl/NaOH=0.04000 g/ml的的HClHCl滴定溶液：滴定溶液：反应：反应：HCl+NaOH=NaCl+H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O 明显：明显：a=1,b=1,MA=36.5,MB=40a=1,b=1,MA=36.5,MB=40 需浓盐酸：需浓盐酸：v=m/(x)=Ta/b*a*MA*V/(bMBx)=v=m/(x)=Ta/b*a*MA*V/(bMBx)=故：准确量取浓盐酸故：准确量取浓盐酸80.73ml80.73ml稀释至稀释至1000ml1000ml，摇匀。，摇匀。=80.73ml第浓度表示方法与计算 Ta/b：每毫升a滴定剂相当于的被测48l Tg：被测物质固定称样量为g克，每毫升滴定液相当于的被测物质的百分含量。如如T0.5=0.20%CuT0.5=0.20%Cu的硫代硫酸钠滴定液，表示固定称量样品为的硫代硫酸钠滴定液，表示固定称量样品为0.50000.5000克时，克时，1 1 mlml滴定液相当于滴定液相当于0.20%Cu0.20%Cu含量。含量。1.1.固体溶质固体溶质 所需溶质质量为：所需溶质质量为：m=G*Tg*a*MA*V/(b*MB)(G-m=G*Tg*a*MA*V/(b*MB)(G-固定称样质量，固定称样质量，g)g)2.2.液体溶质液体溶质 所需液体溶质的体积为：所需液体溶质的体积为：v=m/(x)=G*Tg*a*MA*V/(b*MB*x)v=m/(x)=G*Tg*a*MA*V/(b*MB*x)浓度表示方法与计算 5 5、质量体积浓度：、质量体积浓度：m/V,m/V,单位有：单位有：g/l,mg/l,mg/ml.ug/mlg/l,mg/l,mg/ml.ug/ml等等6 6、质量摩尔浓度：、质量摩尔浓度：溶质的物质的量除以混合物的质量。溶质的物质的量除以混合物的质量。mol/kgmol/kg。Tg：被测物质固定称样量为g克，每毫升滴定液相当于的被测49滴定分析法滴定分析法50 第一节 滴定分析概述一、概述一、概述1 1、滴定分析法、滴定分析法 原理：将已知浓度的标液（滴定剂）从滴定管中仔细加到待测液中，原理：将已知浓度的标液（滴定剂）从滴定管中仔细加到待测液中，直到滴定剂与待测物质按化学计量反应完全。根据滴定剂消耗体积，由直到滴定剂与待测物质按化学计量反应完全。根据滴定剂消耗体积，由化学反应计量式算出待测物含量。化学反应计量式算出待测物含量。2 2、对化学反应的要求：、对化学反应的要求：l 反应按一定的反应式进行，不发生副反应；反应按一定的反应式进行，不发生副反应；l 反应定量进行完全。反应定量进行完全。l 反应速度快。当反应缓慢，可通过加热和催化剂加速。反应速度快。当反应缓慢，可通过加热和催化剂加速。l 有简便可靠的确定终点方法。有简便可靠的确定终点方法。5/18/2024 第一节 滴定分析概述一、概述1、滴定分析法2、对化学51二、滴定分析分类1.1.按化学反应类型分类按化学反应类型分类(1)(1)酸碱滴定法酸碱滴定法:(2)(2)配位滴定法（络合滴定法）配位滴定法（络合滴定法）:(3)(3)沉淀滴定法沉淀滴定法:(4)(4)氧化还原滴定法：氧化还原滴定法：（具体参看讲义）（具体参看讲义）2.2.按滴定方式分类按滴定方式分类(1)(1)直接滴定直接滴定:例例:强酸滴定强碱。强酸滴定强碱。(2)(2)间接滴定：例：氧化还原法测定钙。间接滴定：例：氧化还原法测定钙。(3)(3)返滴定法：例：配位滴定法测定铝。返滴定法：例：配位滴定法测定铝。(4)(4)置换滴定法：例：置换滴定法：例：AlY AlFAlY AlF6 62-2-+Y+Y4-4-ZnYZnY5/18/2024二、滴定分析分类1.按化学反应类型分类(1)酸碱滴定法52三、标准溶液的配制及浓度的确定1.1.标准溶液和基准物标准溶液和基准物 标准溶液的浓度通过基准物来确定。标准溶液的浓度通过基准物来确定。基准物应具备的条件：基准物应具备的条件：(1)1)必须具有足够的纯度；必须具有足够的纯度；(2)(2)组成与化学式完全相同；组成与化学式完全相同；(3)(3)稳定；稳定；(4)(4)具有较大的摩尔质量，（可降低称量误差）具有较大的摩尔质量，（可降低称量误差）常用的基准物有：常用的基准物有：K2Cr2O7;NaC2O4;H2C2O4.2H2；Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO35/18/2024三、标准溶液的配制及浓度的确定1.标准溶液和基准物 532.2.标准溶液标准溶液的配制的配制 直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：(1)(1)必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯；一般使用基准试剂或优级纯；(2)(2)物质的组成应与化学式完全相等物质的组成应与化学式完全相等 应避免：（应避免：（1 1）结晶水丢失；）结晶水丢失；（2 2）吸湿性物质潮解；）吸湿性物质潮解；(3)(3)稳定稳定见光不分解，不氧化见光不分解，不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。重铬酸钾可直接配制其标准溶液。5/18/20242.标准溶液的配制 直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。8/54间接配制（步骤）：间接配制（步骤）：(1)(1)配制溶液配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。配制成近似所需浓度的溶液。(2)(2)标定标定 用用基基准准物物或或另另一一种种已已知知浓浓度度的的标标准溶液来滴定。准溶液来滴定。(3)(3)确定浓度确定浓度 由由基基准准物物质质量量（或或体体积积、浓浓度度），计算确定之。计算确定之。5/18/2024间接配制（步骤）：(1)配制溶液8/3/202355五、滴定分析中的计算 被测物与滴定剂之间物质的量的关系：被测物与滴定剂之间物质的量的关系：1.1.直接滴定（涉及一个反应）直接滴定（涉及一个反应）滴定剂与被测物之间的反应式为：滴定剂与被测物之间的反应式为：a A+b B=c C+d D 当滴定到化学计量点时，当滴定到化学计量点时，a 摩尔摩尔 A 与与 b 摩尔摩尔 B 作用完全：作用完全：则：则：nA/nB =a/b ，nA=(a/b)nB (c V)A=(a/b)（c V)B 或：或：(c V)A=(a/b)(W/M)B 酸酸碱碱滴滴定定中中，标标准准溶溶液液浓浓度度通通常常为为：0.1 mol/L 左左右右，滴滴定定剂剂消消耗耗体体积积在在 2030mL 之之间间，由由此此数数据据可可计计算算称称取取试试样样量量的的上上限和下限。限和下限。5/18/2024五、滴定分析中的计算 被测物与滴定剂之间物质的量的关系：56 例：配位滴定法测定铝。例：配位滴定法测定铝。先先加加入入准准确确体体积积的的、过过量量的的标标准准溶溶液液 EDTA，加加热热反反应应完完全全后后，再再用用另另一一种种标标准准溶溶液液（Zn2+），滴定过量的滴定过量的 EDTA 标准溶液。标准溶液。反应反应1：Al3+Y4-（准确、过量）（准确、过量）=AlY 反应反应2：Zn2+Y4-=ZnY (nEDTA)总总-(nEDTA)过量过量 =(nAl)(nEDTA)过量过量 =(a/b)nZn ；a/b=1 (cV)EDTA总总-(cV)Zn =(cV)Al 2.2.返滴定（涉及到两个反应）返滴定（涉及到两个反应）例：配位滴定法测定铝。2.返滴定（涉及到两个反应）573.3.间接滴定（涉及到多个反应）间接滴定（涉及到多个反应）例：以例：以 KBrO3 为基准物，测定为基准物，测定 Na2S2O3 溶液浓度。溶液浓度。(1)KBrO3 与过量的与过量的 KI 反应析出反应析出 I2：BrO3-+6 I-+6H+=3 I2 +Br-+3H2O n(BrO3-)=1/3 n(I2)相当于：相当于：(2)用用Na2S2O3 溶液滴定析出的溶液滴定析出的 I2 2 S2O32-+I2 =2 I-+S4O62-n(I2)=1/2 n(S2O32-)(3)KBrO3 与与 Na2S2O3之间物质的量的关系为：之间物质的量的关系为：n(BrO3-)=1/3 n(I2)=1/6 n(S2O32-)(cV)S2O32-=6(W/M)BrO3-n(BrO3-)3 n(I2)3.间接滴定（涉及到多个反应）例：以 KBrO3 为基准物，58重量分析法重量分析法59一、重量分析概述一、重量分析概述 重量分析法，是根据反应生成物的质量来计算样品中待测成分重量分析法，是根据反应生成物的质量来计算样品中待测成分的含量的方法。其核心是要将待测组分与其他组分分离。分离出来的含量的方法。其核心是要将待测组分与其他组分分离。分离出来可以是待测组分，也可以是含有待测组分的并具有确定组成的化合可以是待测组分，也可以是含有待测组分的并具有确定组成的化合物。物。分为：分为：沉淀法沉淀法、气化法气化法和和电解重量法电解重量法。这里主要介绍沉淀法。一般的操作流程为这里主要介绍沉淀法。一般的操作流程为 试样分解试样分解 一、重量分析概述 重量分析法，是根据反应生成物的质量来60