化学定量分析概述

,*,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,第五章 化学分析,5.1,分析化学概述,5.2,定量分析中的误差,5.3,滴定分析法,学习目标：,1.,了解分析化学的任务、定量分析的方法与过程。,2.,理解系统误差与偶然误差，准确度与误差，精密度与偏差的基本概念及有关算式，了解对有限实验数据的统计处理方法，理解提高分析结果准确度的方法。,3.,了解滴定分析法的基本知识。理解基准物质的概念和要求，掌握标准溶液的配制、浓度标定及滴定分析法的有关计算。,5.1,分析化学概述,一、,分析化学的任务,定量分析的任务是测定试样中有关组分的相对含量。,二、分析方法的分类,二、分析化学的一般程序,取样,测定,式样的制备,数据处理,按照误差来源不同，误差可分为系统误差和偶然误差。,1,系统误差,系统误差是由于某些比较确定的经常性的原因所引起,的误差。即误差的正、负通常是一定的，其大小也有一定,的规律性，他有重复出现的性质，因此，其大小往往可以,测定，并且还可以通过实验减少。,5.2,定量分析的误差,5.2.1,系统误差的分类,由于分析方法本身的某些不足所造成的误差称为方法误差。例如，滴定分析中，由于滴定终点和化学计量点不完全符合而产生的误差。,1,）,.,方法误差,2,）,.,仪器和试剂误差,天平不等臂,砝码不准确,滴定管刻度不准确,蒸馏水含有杂质,由于仪器本身不准确和试剂不纯而引起的分析误差。,3,）,.,操作误差,在正规操作的情况下，由于操作者的主观因素所造成的误差称为操作误差。例如，滴定管读数偏高或偏低，滴定终点颜色的辨别稍微过深或过浅。,滴定管读数的偏高或偏低,对颜色分辨能力不够敏锐,2,偶然误差,偶然误差是由于分析过程中，一些不能准确掌握或完全未知的因素引起的，以各种各样的方式影响着测量结果。因此是偶然或不能控制的。这类误差对分析的结果不固定，有时大，有时小，有时正，有时负。,3,过失误差,一、准确度与误差,准确度是指测定值与真实值之间的接近程度，可用误差表示，误差越小，准确度越高。误差可用绝对误差和相对误差表示。,5.2.2,误差和偏差的表示,（一）绝对误差,绝对误差（,E,）是指测量值（,X,）与真实值（,T,）之差。,E,X T,（二）相对误差,相对误差（,RE,）是指绝对误差（,E,）在真实值（,T,）中所占的百分率。,用万分之一分析天平称量某样品两份，其质量分别为,0.100 1g,和,0.010 1g,，真实值分别为,0.100 0g,和,0.010 0g,，求绝对误差和相对误差。,解：,E,X T,E,1,0.1001-0.1000=0.0001,（,g,）,E,2,0.0101-0.0100=0.0001,（,g,）,RE,E,T,100%,RE,2,1%,RE,1,0.1%,二、精密度与偏差,精密度是指在相同条件下，多次测量值之间的吻合程度。它反映了分析结果的再现性，用偏差表示。偏差绝对值越小，说明分析结果的精密度越高；反之，精密度越低。因此，偏差的大小是衡量精密度高低的尺度。,(1),平均偏差（）,是指各单个绝对偏差绝对值之和与测定次数之比。,相对平均偏差,是指平均偏差在平均值中所占的百分率。,3.,准确度和精密度的关系：,精密度高，准确度不一定高。在消除系统误差的前提下，精密度高准确度才会高。,极差,是一组平行测定值中最大值与最小值之差。,R=x,max,-x,min,提高分析结果准确度的方法,1,、选择合适的分析方法,2,、减小测量误差,3,、增加平行测定次数，减少偶然误差,4,、检验和消除系统误差,2.,空白试验,在不加样品的情况下，用与测定样品相同的方法、条件、步骤对空白样品（一般用蒸馏水）进行定量分析。这样就可以消除由于试剂、蒸馏水、试验器皿以及环境带入的杂质所引起的系统误差。,3.,校准仪器,可以减少仪器不准确误差。,4.,校正方法,1.,对照试验,用已知准确含量的标准品代替样品，按,照与测定试样相同的分析方法、条件、步骤对标准品进,行分析，以此对照。它是检查系统误差的有效方法。,5.3,滴定分析法概论,一、滴定分析法的特点,滴定分析法又称容量分析法。它是使用滴定管将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂溶液与被测物质按化学计量关系定量反应完全，然后根据试剂溶液的浓度和所消耗的体积，计算出被测物质的含量。,滴定分析法的特点、分类及条件,二、滴定分析法的分类,1,酸碱滴定法 是以酸碱中和反应为基础反应的分析方法，如强酸强碱滴定的基本反应式为：,H,+,+OH,-,H2O,常用,HCl,标准溶液测定碱或碱性物质，用,NaOH,标准溶液测定酸或酸性物质。,滴定分析法的特点、分类及条件,二、滴定分析法的分类,2,沉淀滴定法 是以沉淀反应为基础的分析方法。这类方法在滴定的过程中，有沉淀产生。银量法是沉淀滴定法中应用最广泛的方法，此法用硝酸银为标准溶液测定卤化物、硫氰酸盐；用硫氰酸铵或硫氰酸钾为标准溶液测定银盐。反应式为：,Ag,+,+X,-,AgX,式中：,X,-,为,Cl,-,、,Br,-,、,I,-,及,SCN,-,等离子。,滴定分析法的特点、分类及条件,二、滴定分析法的分类,3配位滴定法 是以配位反应为基础的分析方法。应用较为广泛的是以氨羧配位剂（常用EDTA）作为标准溶液测定金属离子，反应式为：,M +Y MY,式中M代表金属离子，Y代表EDTA配位剂。,滴定分析法的特点、分类及条件,二、滴定分析法的分类,4氧化还原滴定法 是以氧化还原反应为基础的分析方法。用氧化性标准溶液测定还原性物质；用还原性标准溶液测定氧化性物质。常用的方法有高锰酸钾法、碘量法等。,三、滴定分析法的基本条件,1反应必须能定量地完成。,2滴定反应完全程度大于99.9%。,3.反应速度要快。,4有较简便的方法确定化学计量点。,四。滴定方式,1。直接滴定法,2。返滴定法,3。置换滴定法,4。间接滴定法,标准溶液,一、标准溶液浓度的表示方法,1,、物质的量浓度,2,、滴定度,（,1,）指每毫升标准溶液中所含溶质的质量（,g/ml,），用,T,B,表示。,（,2,）指每毫升标准溶液能反应掉的待测物质的质量（,g/ml,），用,T,B/A,表示。,例11-1,如用,T,HCl/NaOH=0.004000g/ml HCl,标准溶液滴定,NaOH,溶液，消耗,HCl,标准溶液,21.00ml,，计算试样中,NaOH,的质量。,解：,m,NaOH,=,T,HCl,/NaOH,V,HCl,=0.00400021.00 =0.08400 g,答：试样中,NaOH,的质量为,0.08400 g,。,二、标准溶液的配制与标定,（一）标准溶液的配制,1,直接配制法,基准物质，它必须具备下列条件：,（,1,）物质的纯度要高，含量不得低于,99.9%,。,（,2,）物质的组成应与化学式完全符合，若含结晶水，其组成也应与化学式符合，如硼砂,Na2B4O7,10H2O,。,（,3,）性质稳定，如干燥时不分解，称量时不风化、不潮解、不吸收空气中的二氧化碳、不被空气氧化。,（,4,）最好使用分子量较大的物质，因为在物质的量相同的情况下，摩尔质量越大，称取的质量就越大，称量误差就可相应减小。,（一）标准溶液的配制,2间接配制法,先配成近似浓度的溶液，再用基准物质或另一种标准溶液来确定它的准确浓度。这种利用基准物质或另一种标准溶液来确定该标准溶液浓度的操作过程称为标定。,（二）标准溶液的标定,1基准物质标定法,（1）多次称量法,（2）移液管法,2标准溶液比较法,5.3.4滴定分析的计算,一、滴定分析计算的依据与基本公式,（一）滴定分析计算的依据,化学计量数比规则,二、滴定分析计算示例,例,滴定分析的常用仪器,一、滴定管,（一）滴定管的准备,（二）滴定,（三）滴定管的读数,图,11-1,酸式滴定,图,11-2,碱式滴定管,滴定分析的常用仪器,二、移液管与吸量管,图,11-8,移液管、吸量管,图,11-9,移液管转移溶液的操作,滴定分析的常用仪器,三、容量瓶,图,11-10,容量瓶检漏,图,11-11,溶液转入容量瓶,