定量化学分析基础知识课件

第五章第五章定量分析化学基础定量分析化学基础第五章定量分析化学基础第五章定量分析化学基础1 1本章教学要求1、掌握定量分析方法的分类、定量分析的一、掌握定量分析方法的分类、定量分析的一 般步骤和分析结果的表示法。般步骤和分析结果的表示法。2、掌握有效数字的表示方法及运算规则；熟、掌握有效数字的表示方法及运算规则；熟 悉有效数字在定量分析中的应用。悉有效数字在定量分析中的应用。3、熟悉定量分析误差的来源、表示法及减免、熟悉定量分析误差的来源、表示法及减免 方法。熟悉提高分析结果准确度的方法。方法。熟悉提高分析结果准确度的方法。本章教学要求本章教学要求1、掌握定量分析方法的分类、定量分析的一、掌握定量分析方法的分类、定量分析的一2、掌握、掌握2 2本章教学要求4、熟悉滴定分析法的特点、滴定分析法的主、熟悉滴定分析法的特点、滴定分析法的主 要分析方法，掌握常用滴定方式。要分析方法，掌握常用滴定方式。5、掌握基准物质应具备的条件。掌握标准溶、掌握基准物质应具备的条件。掌握标准溶 液浓度的表示法，学会标准溶液的配制方液浓度的表示法，学会标准溶液的配制方 法及标定。法及标定。6、掌握滴定分析法的有关计算。、掌握滴定分析法的有关计算。本章教学要求本章教学要求4、熟悉滴定分析法的特点、滴定分析法的主、熟悉滴定分析法的特点、滴定分析法的主5、掌握、掌握3 3 1.分析化学分析化学:是化学学科的一门重要分是化学学科的一门重要分支，是研究物质的化学组成和结构的支，是研究物质的化学组成和结构的分析方法及有关理论的一门学科。分析方法及有关理论的一门学科。2.分析化学的任务：分析化学的任务：鉴定物质的化学组成鉴定物质的化学组成 测定各组分的相对含量测定各组分的相对含量 确定物质的化学结构确定物质的化学结构定性分析定性分析定量分析定量分析结构分析结构分析第一节第一节 定量分析概述定量分析概述 1.分析化学分析化学:是化学学科的一门重要分支，是研究物质的是化学学科的一门重要分支，是研究物质的4 41.根据根据取样量或组分含量多少取样量或组分含量多少，分为：，分为：常量分析常量分析 半微量分析半微量分析 微量分析微量分析 超微量分析超微量分析试样的质量试样的质量 试样的体积试样的体积 0.1g 10ml0.10.01g 101ml100.1mg 10.01ml0.1g 5 5根据根据组分含量多少组分含量多少，分为：，分为：常量组分分析常量组分分析 半微量组分分析半微量组分分析 痕量组分分析痕量组分分析 组分含量组分含量 1%0.011%1%0.011%0.2g RE 20ml RE Q计计 20.60应保留应保留SolutionExample 3737（二）（二）G检验法（格鲁布斯法）检验法（格鲁布斯法）步骤：步骤：1、计算、计算G值：值：2、查、查G值表，若值表，若G计计G表表，则舍弃。，则舍弃。否则保留。否则保留。（二）（二）G检验法（格鲁布斯法）步骤：检验法（格鲁布斯法）步骤：2、查、查G值表，若值表，若G计计G3838SolutionExample 某学生测得某学生测得HCl的浓度（的浓度（mol/L)：0.1008；0.1010；0.1012；0.1018；问：用问：用G检检验法判断验法判断0.1018是否保留？（置信度为是否保留？（置信度为95%）SolutionExample 3939查查G表：当表：当n=4，置信度为，置信度为95%时，时，G=1.46 G计计 0.1018应保留应保留查查G表：当表：当n=4，置信度为，置信度为95%时，时，G=1.46 G计计4040一、滴定分析法的基本概念和主要方法：一、滴定分析法的基本概念和主要方法：1.滴定分析：滴定分析：将滴定液用滴定管加到待测溶液将滴定液用滴定管加到待测溶液 中，直至滴定剂的溶质与待测组中，直至滴定剂的溶质与待测组 分按化学计量关系定量反应完全分按化学计量关系定量反应完全 为止，根据滴定液的浓度和用量为止，根据滴定液的浓度和用量 计算待测组分含量的分析方法。计算待测组分含量的分析方法。2.滴定液：滴定液：已知准确浓度的溶液。已知准确浓度的溶液。第三节第三节 滴定分析法概论滴定分析法概论（一）基本概念：（一）基本概念：一、滴定分析法的基本概念和主要方法：一、滴定分析法的基本概念和主要方法：1.滴定分析：将滴定液用滴定分析：将滴定液用41414.化学计量点：化学计量点：当滴定剂和待测组分的物质的当滴定剂和待测组分的物质的 量正好符合化学反应式所表示的化学计量量正好符合化学反应式所表示的化学计量 关系时，即达到定量反应的理论平衡点关系时，即达到定量反应的理论平衡点5.指示剂：指示剂：借助颜色变化作为判断化学计量点借助颜色变化作为判断化学计量点 的辅助试剂。的辅助试剂。6.滴定终点滴定终点:滴定过程中，指示剂发生颜色变化滴定过程中，指示剂发生颜色变化 的转变点，即停止滴定的点的转变点，即停止滴定的点.7.终点误差：终点误差：滴定终点与化学计量点不一致造成滴定终点与化学计量点不一致造成 的误差。的误差。3.滴定：滴定：将滴定液由滴定管加到待测物质溶将滴定液由滴定管加到待测物质溶 液中的操作过程。液中的操作过程。4.化学计量点：当滴定剂和待测组分的物质的化学计量点：当滴定剂和待测组分的物质的5.指示剂：借助颜指示剂：借助颜4242滴定反应的特点：滴定反应的特点：1、仪器简单、价廉：滴定管、锥形瓶、仪器简单、价廉：滴定管、锥形瓶2、操作简便、快速：有利于进行多次、操作简便、快速：有利于进行多次 平行测定。平行测定。3、适用范围广：、适用范围广：4、结果准确度高：相对误差不大于准确度高：相对误差不大于0.2%5、用于常量组分分析的测定；、用于常量组分分析的测定；滴定反应的特点：滴定反应的特点：1、仪器简单、价廉：滴定管、锥形瓶、仪器简单、价廉：滴定管、锥形瓶4343（二）滴定分析法的主要方法（二）滴定分析法的主要方法1、酸碱滴定法：、酸碱滴定法：以质子传递反应为基础的滴定分析法。以质子传递反应为基础的滴定分析法。2、沉淀滴定法：、沉淀滴定法：以沉淀反应为基础的滴定分析法以沉淀反应为基础的滴定分析法。3、配位滴定法：、配位滴定法：以配位反应为基础的滴定分析法。以配位反应为基础的滴定分析法。4、氧化还原滴定法：、氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的滴定分析法。以氧化还原反应为基础的滴定分析法。（二）滴定分析法的主要方法（二）滴定分析法的主要方法1、酸碱滴定法：、酸碱滴定法：2、沉淀滴定法：、沉淀滴定法：34444（一）对化学反应的要求：（一）对化学反应的要求：1、反应必须定量完成，反应完全度达、反应必须定量完成，反应完全度达99.9%以上。以上。2、反应必须迅速完成；可加热或加入催化反应必须迅速完成；可加热或加入催化 剂提高反应速率。剂提高反应速率。3、有适当简便的、有适当简便的方法方法确定滴定终点。确定滴定终点。二、对化学反应的要求和滴定方式：二、对化学反应的要求和滴定方式：（适用于滴定分析的反应应具备的条件）适用于滴定分析的反应应具备的条件）（一）对化学反应的要求：二、对化学反应的要求和滴定方式：（一）对化学反应的要求：二、对化学反应的要求和滴定方式：4545（二）滴定分析法的主要滴定方式（二）滴定分析法的主要滴定方式1.直接滴定法：直接滴定法：凡能满足滴定分析要求的化学反应，凡能满足滴定分析要求的化学反应，可用标准溶液直接滴定被测物质。（最常用）可用标准溶液直接滴定被测物质。（最常用）特点：简便、快捷、引入误差的因素少特点：简便、快捷、引入误差的因素少2.返滴定法：返滴定法：在待测溶液中准确加入一定体积的在待测溶液中准确加入一定体积的过量的标准溶液，待反应完全后，再用另一种过量的标准溶液，待反应完全后，再用另一种标准溶液返滴定剩余的第一种标准溶液。标准溶液返滴定剩余的第一种标准溶液。特点：需要两种滴定液，引入误差的因素较多特点：需要两种滴定液，引入误差的因素较多。适用于滴定反应速率较慢或反应物是固体或适用于滴定反应速率较慢或反应物是固体或没有合适的指示剂的反应。没有合适的指示剂的反应。（二）滴定分析法的主要滴定方式（二）滴定分析法的主要滴定方式1.直接滴定法：凡能满足滴定分直接滴定法：凡能满足滴定分46463、置换滴定法：、置换滴定法：先加入适当试剂与被测物质起先加入适当试剂与被测物质起作用，置换出一定量的另一能被直接滴定的物作用，置换出一定量的另一能被直接滴定的物质，再用适当的滴定液滴定此生成物的方法。质，再用适当的滴定液滴定此生成物的方法。适用于待测组分与滴定液的反应不按一定适用于待测组分与滴定液的反应不按一定的方式进行或有副反应存在的滴定。的方式进行或有副反应存在的滴定。4、间接滴定法：、间接滴定法：将试样通过一定的化学反应将试样通过一定的化学反应后，再用适当的滴定液滴定反应产物的方法。后，再用适当的滴定液滴定反应产物的方法。适用于待测组分不能与滴定液直接反应的适用于待测组分不能与滴定液直接反应的滴定。滴定。3、置换滴定法：先加入适当试剂与被测物质起作用，置换出一定量、置换滴定法：先加入适当试剂与被测物质起作用，置换出一定量4747三、基准物质与滴定液三、基准物质与滴定液2.基准物质应该符合下列条件：基准物质应该符合下列条件：1）试剂组成和化学式完全相符。）试剂组成和化学式完全相符。2）试剂的纯度高：应在）试剂的纯度高：应在99.9%以上；分析纯以上；分析纯3）试剂性质稳定：）试剂性质稳定：不分解、不风化、不潮解、不分解、不风化、不潮解、不吸收空气的二氧化碳、不被空气氧化等不吸收空气的二氧化碳、不被空气氧化等4）具有较大的摩尔质量，称量误差较小。）具有较大的摩尔质量，称量误差较小。（一）基准物质（一）基准物质1.定义：能用于直接配制或标定滴定液的物质。定义：能用于直接配制或标定滴定液的物质。三、基准物质与滴定液三、基准物质与滴定液2.基准物质应该符合下列条件：（一）基准物质应该符合下列条件：（一）4848实验室常用试剂分类实验室常用试剂分类级别级别 1级级 2级级 3级级 4级级中文名中文名 优级纯优级纯 分析纯分析纯 化学纯化学纯 化学用化学用英文标志英文标志 GR AR CP BR标签颜色标签颜色 绿绿 红红 蓝蓝 咖啡色咖啡色 用途 精密分析 定量分析 教学实验 辅助试剂实验室常用试剂分类级别实验室常用试剂分类级别 1级级 4949（二）滴定液的配制：（二）滴定液的配制：1.直接配制法：准确称取一定量的基准物质，直接配制法：准确称取一定量的基准物质，溶解后溶解后定量转移到容量瓶定量转移到容量瓶中，稀释至一定体积，中，稀释至一定体积，根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可计算根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可计算出该标准溶液准确浓度。出该标准溶液准确浓度。步骤：基准物步骤：基准物分析天平分析天平容量瓶容量瓶例如例如配配0.02000mol/LK2Cr2 O7 250.0mL，用分析天平称用分析天平称1.4709g溶解后转入溶解后转入250.0mL容量容量瓶。瓶。（二）滴定液的配制：（二）滴定液的配制：1.直接配制法：准确称取一定量的基准物质直接配制法：准确称取一定量的基准物质50502、间接配制法：、间接配制法：先配制成接近所需浓度的溶液，再用先配制成接近所需浓度的溶液，再用另一标准溶液来标定。另一标准溶液来标定。达不到基准物质的要求达不到基准物质的要求。间接配制（步骤）：间接配制（步骤）：（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）标定：用基准物或另一种已知浓度的标准）标定：用基准物或另一种已知浓度的标准 溶液来滴定。溶液来滴定。（3）确定浓度：由基准物质量（或体积、）确定浓度：由基准物质量（或体积、浓度）计算确定之。浓度）计算确定之。2、间接配制法：、间接配制法：先配制成接近所需浓度的溶液先配制成接近所需浓度的溶液5151滴定液的标定：滴定液的标定：标定标定：利用基准物质或已知准确浓度的溶液：利用基准物质或已知准确浓度的溶液 来确定滴定液浓度的操作过程。来确定滴定液浓度的操作过程。1、基准物质标定法：、基准物质标定法：（1）多次称量法多次称量法：用递减称量法精密称取基准：用递减称量法精密称取基准物质物质23份，分别溶于适量的纯化水中，然后用份，分别溶于适量的纯化水中，然后用待测溶液滴定。待测溶液滴定。（2）移液管法移液管法：精密称取一份基准物质，配制：精密称取一份基准物质，配制成一定体积的溶液。用移液管取出成一定体积的溶液。用移液管取出23份溶液，份溶液，用待测溶液滴定。用待测溶液滴定。滴定液的标定：标定：利用基准物质或已知准确浓度的溶液滴定液的标定：标定：利用基准物质或已知准确浓度的溶液1、基准、基准52522、滴定液比较法：、滴定液比较法：用滴定液来测定待标定溶液的准确浓度。用滴定液来测定待标定溶液的准确浓度。如：用标准如：用标准HCl标定标定NaOH标准溶液。标准溶液。或用或用NaOH标准标定标准标定 HCl标准溶液。标准溶液。显然，这种方法不及直接标定的方法好，显然，这种方法不及直接标定的方法好，因为标准溶液的浓度不准确就会直按影响待因为标准溶液的浓度不准确就会直按影响待标定溶液浓度的准确性。因此，标定时应尽标定溶液浓度的准确性。因此，标定时应尽量采用直接标定法。量采用直接标定法。2、滴定液比较法：用滴定液来测定待标定溶液的准确浓度。如：用、滴定液比较法：用滴定液来测定待标定溶液的准确浓度。如：用5353（三）滴定液浓度的表示方法：（三）滴定液浓度的表示方法：1、物质的量浓度：、物质的量浓度：CB2、滴定度：、滴定度：（1）TB：每毫升滴定液中所含溶质的质量。：每毫升滴定液中所含溶质的质量。单位：单位：g/ml（2）TT/A：每毫升滴定液相当于待测物质：每毫升滴定液相当于待测物质 的质量。单位：的质量。单位：g/ml（三）滴定液浓度的表示方法：（三）滴定液浓度的表示方法：1、物质的量浓度：、物质的量浓度：CB2、滴定度、滴定度5454ExampleSolution 欲配制欲配制0.1000mol/L的邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾（氢钾（KHC8H4O4）溶液）溶液100.0mL，应取该物质，应取该物质多少克？多少克？应取邻苯二甲酸氢钾应取邻苯二甲酸氢钾2.044克。克。ExampleSolution 5555ExampleSolution 欲配制欲配制50.00ml 0.1000mol.L-1的硼砂溶的硼砂溶液，需取液，需取Na2B4O7.10H2O多少克？多少克？ExampleSolution 欲配制欲配制50.005656ExampleSolution 用用 的的HCl标准溶液滴定标准溶液滴定Na2CO3溶液，消耗溶液，消耗HCl溶溶液液24.12ml，求，求Na2CO3的质量。的质量。（1ml HCl标准溶液能与标准溶液能与0.003254g的的Na2CO3完全作用。）完全作用。）ExampleSolution 5757（四）常用滴定分析仪器：（四）常用滴定分析仪器：容量瓶容量瓶吸量管吸量管锥形瓶锥形瓶移液管移液管 酸式滴定管酸式滴定管烧杯烧杯量筒量筒（四）常用滴定分析仪器：容量瓶吸量管锥形瓶移液管（四）常用滴定分析仪器：容量瓶吸量管锥形瓶移液管 酸式滴酸式滴5858滴定分析中的体积测量：滴定分析中的体积测量：常用容量分析仪器常用容量分析仪器:容量瓶容量瓶(量入式量入式)移液管移液管(量出式量出式)滴定管滴定管(量出式量出式)滴定分析中的体积测量：常用容量分析仪器滴定分析中的体积测量：常用容量分析仪器:5959四、滴定分析计算四、滴定分析计算（一）滴定反应物质之间的化学计量关系：（一）滴定反应物质之间的化学计量关系：tT +aA P滴定剂滴定剂 待测物待测物 生成物生成物1、完全反应时，物质的量比为：、完全反应时，物质的量比为：或者或者四、滴定分析计算（一）滴定反应物质之间的化学计量关系：四、滴定分析计算（一）滴定反应物质之间的化学计量关系：tT 60602、滴定液与被测物质皆用浓度表示时：、滴定液与被测物质皆用浓度表示时：3、被测物质用质量表示时：、被测物质用质量表示时：或者或者4、C与与TB、TT/A的换算：的换算：或者或者2、滴定液与被测物质皆用浓度表示时：、滴定液与被测物质皆用浓度表示时：3、被测物质用质量表示时、被测物质用质量表示时6161Example 1Solution 用浓度为用浓度为0.1032mol/L NaOH的的滴定液标定滴定液标定25.00ml HCl溶液。终点时消耗溶液。终点时消耗NaOH滴定液滴定液24.15ml，求CHCl。NaOH+HCl =NaCl +H2OExample 1Solution 6262Example 2Solution 用无水碳酸钠为基准物质标定盐用无水碳酸钠为基准物质标定盐酸滴定液，酸滴定液，3次实验结果如下：次实验结果如下：无水碳酸钠的质量：无水碳酸钠的质量：0.1204 0.1209 0.1225消耗盐酸的体积：消耗盐酸的体积：21.87 21.97 22.28求盐酸浓度的平均值和相对平均偏差。求盐酸浓度的平均值和相对平均偏差。Na2CO3+2HCl =NaCl +H2O+CO2Example 2Solution 6363定量化学分析基础知识课件定量化学分析基础知识课件6464Example 3Example 3Solution 已知已知CHCl=0.1000mol/L，计算，计算THCl及及THCl/CaOExample 3Solution 已知已知CHCl=0.6565Example 4Solution 为了分析食醋中为了分析食醋中HAc的含量，移取试样的含量，移取试样10.00ml 用用0.3024 mol/LNaOH标准溶液滴定，用去标准溶液滴定，用去20.17 ml。已知食醋的密度为。已知食醋的密度为1.055 gcm-3，计算试样，计算试样中中HAc的质量分数。的质量分数。Example 4Solution 6666Example 5Solution 称取维生素称取维生素C原料试样原料试样0.2027g，按中国，按中国药典方法，用药典方法，用0.1012mol/L I2滴定液滴定至终点，用去滴定液滴定至终点，用去20.89mL，计算维生素，计算维生素C的含量。每的含量。每1mL0.1mol/L I2滴滴定液相当于定液相当于0.008806g维生素维生素C。Example 5Solution 6767Example 6Solution 要在标定时用去要在标定时用去0.20mol/LNaOH溶溶液液2030ml，问问应应称称取取基基准准试试剂剂邻邻苯苯二二甲甲酸酸氢氢钾钾（KHP）多少克？）多少克？邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾+NaOH=邻苯二甲酸钾钠邻苯二甲酸钾钠+水水当当V=20ml时：时：当当V=30ml时：时：Example 6Solution 6868Example 7Solution 0.3000g草草酸酸（H2C2O4.2H2O）溶溶于于适适量量水水后后，用用KOH（0.2mol/L）溶溶液液滴滴定定，估估算算滴滴定定终终点时消耗此溶液多少点时消耗此溶液多少ml？H2C2O4+2KOH=K2C2O4+2H2OExample 7Solution 6969感谢您的阅读！感谢您的阅读！为为了了便便于于学学习习和和使使用用，本本文文档档下下载载后后内内容容可可随随意意修修改改调调整及打印整及打印，欢迎下载！欢迎下载！感谢您的阅读！感谢您的阅读！7070