分析化学第四版

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,下一页,上一页,返回,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,下一页,上一页,返回,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,下一页,上一页,返回,第一章:,定量分析概论,1.1,概述,1.2,滴定分析法概述,1.3,滴定分析法计算,习题,2024/10/14,1,1.1,概述,一.定量分析过程：,1.取样,(Sampling),：,均匀，具有代表性：粉碎.过筛.混匀.缩分(四分法，对角线),2.干燥,(Dry preparation),：,去湿存水：烘干.风干.保干器(采用不同温度.保持原貌),2024/10/14,2,3.分解,(,Resolve,or,open,Digestion,),：转入溶液，呈离子态,(1).湿法分解：,(,常用溶剂),A),酸溶:,HCl，HNO,3,，,H,3,PO,4,-H,2,SO,4,，,HClO-HNO,3,B),碱溶:,NaOH，KOH,(2).,干法分解：灰化，固体熔融,A),碱性溶剂：,NaCO,3,，K,2,CO,3,1:1,混合,熔点700-800,o,C，,分解酸性氧化物，硅酸盐等,B),酸性溶剂,：K,2,S,2,O,7,+K,2,SO,4,熔点411,o,C，,分解碱性氧化物,2024/10/14,3,4.消除干扰,(Eliminate Interfere or separate),：掩蔽,，,分离,5.,测定,(Measurement,Determination),：根据组分含量，任务性质，要求 灵敏度与准确度 选择方法,6.计算,(Calculation of Analytical Results),：报告分析结果，评价,7.Evaluation of data,Conclusions,Report,2024/10/14,4,二.分析结果的表示,:,(一)待测组分的化学表示形式：,1.实际存在形式：,N%：NH,3,N,2,O NO,2,N,2,O,3,N,2,O,5,NO,2,-,2.,稳定的氧化物：,CaO MgO Na,2,O,Fe,2,O,3,FeO Fe,3,O,4,3.,元素及化合物：,Fe%Na,+,Cl,+,等,2024/10/14,5,(二)待测组分含量的表示方式,1.固体试样：质量百分数,m(g),X%=,100,m,s,(g),2.,液体试样,：,质量,百分数,(,m/m,s,)%:,表示100克试液中含被测组分的克数,体积,百分数,(,V/Vs)%:,表示100毫升试液中被测组分体积,2024/10/14,6,质量体积百分数,(,m/v)%:,表示,100,毫升试液中被测组分所占的克数,例,13.2%的,NaCl,溶液：表示100克,NaCl,溶液含13.2克,NaCl,50%,的乙醇溶液：表示100毫升乙醇溶液含50毫升乙醇,30%,H,2,O,2,溶液：表示100毫升双氧水溶液含30克双氧水,2024/10/14,7,3.,气体试样,：,常用体积百分数表示,(V/Vs)%,:g/,m,3,；mg/,m,3,4,.,微量组分常用的表示方式：为了表示方便而用较小的单位,例,1,g=10,3,mg=10,6,g 1,毫升稀溶液,ppm=m,g,/m,S(g),10,6,=m,(,g),/m,S(g),；,ppb=1ng/g,例,测得土壤中含铅为350,ppm，,意为350,g/g,废水中含铅为0.05,ppm，,意为1,mL,废水含铅0.05,g，,即0.05,g/mL,2024/10/14,8,1.2,滴定分析法概述,一 基本概念,1.滴定分析,(Titrimetric Analysis),：将标准溶液用滴定管加到待测溶液中,，,直接认为所加的滴定剂与被测物质反应以达化学计量点,根据指示剂变化停止滴定,，,由标液的浓度和体积求被测物的量的分析方法,2.标准溶液,(Standard Solutions),：已知准确浓度的溶液,3.化学计量点(,Stoichiometric point)：,定量反应时的理论平衡点,2024/10/14,9,4.滴定终点(,End point):,颜色变化的转变点,，,停止滴定的点.,5.终点误差(,Titration error):,滴定终点与化学计量点不一致造成的相对误差.,6.滴定反应,(Titration Reaction):,能用于滴定分析的化学反应,2024/10/14,10,二,.,滴定分析对化学反应的要求和滴定方式,：,(一)要求:,能用于化学分析的化学反应,1.必须具有确定的化学计量关系,2.,必须定量进行,反应完全度达99.9%以上,3.反应速度快,4.必须有适当简便的方法确定终点,2024/10/14,11,(二)滴定方式：,1,直接,滴定法：凡能满足滴定反应要求的都,可用标准溶液直接滴定,2,间,接,滴定法：不能与滴定剂直接起反应的,物质，通过另一反应间接滴定,2024/10/14,12,3,.返滴定：反应慢，无合适指示剂，有副反应发生，通常用两种标液完成,4.,置换,滴定,：,反应无计量关系,，,不按确定反应式进行,K,2,Cr,2,O,7,+,6KI,+,H,+,3I,2,；,I,2,+,Na,2,S,2,O,3,2I,-,+,S,4,O,6,2-,2024/10/14,13,三.基准物质：能用于直接配制标准溶液或标定标准溶液的物质,(一)基准物应满足的,条件,：,1.试剂组成与化学式完全相符,2.,试剂纯度达99.9%以上,3.性质稳定,4.最好有较大的摩尔质量,5.试剂应按反应方程式进行，无副反应,2024/10/14,14,(二)常用的基准物质：,(Primary Standards)Standardization,邻苯二甲酸氢钾,H,2,C,2,O,4,2H,2,O,碱标液,Na,2,CO,3,Na,2,B,4,O,7,10H,2,O,酸标液,CaCO,3,Zn Cu Pb(99.9%)EDTA,标液,As,2,O,3,Fe H,2,C,2,O,4,2H,2,O KMnO,4,I,2,标液,K,2,Cr,2,O,7,KIO,3,Na,2,S,2,O,3,标液,NaCl KCl AgNO,3,标液,2024/10/14,15,我国化学试剂等级和标志,一级 优级纯,G.R,绿,颜色,科研精密分析,二级 分析纯,A.R,红,颜色,多数分析,三级 化学纯,C.P,蓝,颜色,常规分析,四级 实验试剂,L.R,棕,颜色,辅助分析,2024/10/14,16,四.标准溶液的配制与标定,标准溶液,：已知准确浓度的溶液,1.,直接法,：用基准物质配制,步骤：基准物分析天平容量瓶,例如,配0.02000,mol/LK,2,Cr,2,O,7,250mL，,分析天平称1.4709,g,溶解转入250,mL,容量瓶,2024/10/14,17,2.,标定法,：用非基准物配,NaOH ,HCl,KMnO,4,等,步骤：粗配成大致浓度(托盘天平量筒取水装试剂瓶)标定,(Standardigation),例如,配0.1,mol/LNaOH,溶液1000,mL,，台秤取大约4.0,gNaOH，,加大约1,L,的,H,2,O，,摇匀，用标准,HCl,标定,；,用基准酸物质标定,2024/10/14,18,注意区分以下概念,物质的,量,n,mol,物质的,质量,m g,摩尔,质量,M g/mol,物质的,量,浓度,c mol/L，mol/m,3,2024/10/14,19,1.3,滴定分析法计算,一.滴定剂与被测物质之间的关系,：,“,等物质的量”规则，对反应系数不同的两物质的量，利用化学计量关系进行计算,滴定反应：,t,T+,b,B=,c,C+,d,D,b,当,t=b：n,B,=n,T,当,tb,时：,n,B,=,n,T,t,注,：此,b/t,即是将滴定剂,T,物质的量换算成被测物,B,物质的量的换算因数,(Stoichiometric factor),2024/10/14,20,例,2,MnO,4,-,+,5C,2,O,4,2-,+,16H,+,=,2Mn,2+,+,10CO,2,+,8H,2,O,2,n(KMnO,4,),=,n(Na,2,C,2,O,4,),或,5,1 1,n(,KMnO,4,)=n(,H,2,C,2,O,4,),5 2,2024/10/14,21,二.溶液浓度的表示,n,B,1.,物质的量浓度,：,c,B,=,(mol/L),V,m(g),其中：,n,B,(mol)=,M(g/mol),若,t,不等于,b,的滴定反应，或标定法求物质的量浓度则乘相应计量数,b,m,T,b,V,T,m,T,c,B,=,/V,B,=,c,T,=,t,M,T,t,V,B,M,T,V,B,2024/10/14,22,2.,滴定度,T,：,指1,mL,标准溶液(滴定剂)相当于被测物质的质量,g(Titer),m(g),T,标/测,=,V(mL),注,：,(1)当,V=1mL,时，,T,标液,=,m,被测,g/mL,(2),写,T,下标时，滴定剂在前，被测在后，斜线表示“相当于”,，或,T,测,/,标,2024/10/14,23,3.c,与,T,之间的,换算,：将物质的量浓度除以1000，得1,mL,标准溶液中所含滴定剂物质的量,b,M,B,T,T/B,=,c,T,(g/mL),t,1000,2024/10/14,24,三.待测组分含量的计算,：,用小于1的分数表示，,W,质量分数，相对量，无量纲,b,M,B,c,T,V,T,m,B,t,1000,B%=,100=100,m,s,m,s,T,T/B,V,T,B%=,100,m,S,2024/10/14,25,四.滴定分析计算示例,：,例1,欲配制0.02,mol/l,的,K,2,Cr,2,O,7,500mL,应称,mK,2,Cr,2,O,7,=？,解,m,B,=m(K,2,Cr,2,O,7,)=c,Cr,V,Cr,M,Cr,500,=0.02000,294.2=2.942(,g),1000,2024/10/14,26,例2,欲,配制0.1,mol/L,的,H,2,SO,4,溶液500,mL,应取,V,H,2,SO,4,(,浓),=？(已知密度,D=1.84g/mL，,含96%),解,c,1,V,1,=c,2,V,2,或,n,1,=n,2,500,即0.1,=,V,2,DX%/M,1000,0.1 mol/L,0.5L,98.07 g/mol,所以：,V,2,=,=2.8mL,1.84g/mL,96%,2024/10/14,27,例3,用基准硼砂(,Na,2,B,4,O,7,10H,2,O),来标定,HCl,浓度，已知基准硼砂,m,硼,=0.6021,g，,终点消耗,V,HCl,=31.47mL，,求,c,HCl,=？,解,Na,2,B,4,O,7,+,2HCl,+,5H,2,O,=,4H,3,BO,3,+,2NaCl,2m,硼,c,HCl,V,HCl,=,M,硼,1000,2m,硼,c,HCl,=,所以,c,HCl,=0.1003mol/L,M,硼,V,HCl,1000,2024/10/14,28,例4,用基准,H,2,C,2,O,4,2H,2,O,标定0.1,mol/L,的,NaOH,溶液应称草酸的范围.滴定体积20-30,mL,解,H,2,C,2,O,4,+2NaOH=Na,2,C,2,O,4,+2H,2,O,2024/10/14,29,例5,求(1+3),HCl,溶液物质的量浓度=？(已知浓盐酸12,mol/L),解,c,1,V,1,=c,2,V,2,即1.0,mL,12mol/L=c,2,(3+1),121,故：,c,2,=,=3mol/L,3+1,2024/10/14,30,例,6,称含,Fe,样,0.3143g,，溶解还原,Fe,2+,后用,0.0200