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,化学分析基础知识,1,第一节 仪器与设备 一、玻璃量器 （一）、玻璃量器的使用：见P290 1.滴定管： 酸式滴定管：玻璃活塞 b. 碱式滴定管：橡皮管、玻璃珠、玻璃嘴 （不能装氧化性物质） c. 滴定管的洗涤： 洗液、自来水、 纯水、不挂水珠,2,3,d. 读数： 垂直弧形面的最低点（如图9-2）,4,e. 滴定时注意事项: 滴定前应检查是否漏水，涂凡士林。,5,6,2. 容量瓶： 用途、 洗涤方式、 溶液的配置、 注意事项,7,3. 吸管：用途、分类（无分度吸管和有分度吸管）、洗涤方式、操作过程、注意事项（吹）,8,(二) 玻璃量器的校正 温度影响：水的密度和玻璃容积随温度的变化，标准见P291,9,1.滴定管的校正：见P292 2. 吸管的校正：见P293,10,3. 容量瓶的校正：见P293 4. 校正中的注意事项：见P294,11,二、常规仪器种类 （一）常用玻璃仪器 1、试剂瓶： 颜色、 规格，见P294,12,2.烧杯,13,3. 三角烧瓶,14,4.碘量瓶,15,5. 试管,16,6.比色管,17,7. 量筒和量杯 见P295,18,1. 冷凝管： 直形、 球形、 蛇形、 空气冷凝管,(二）特定用途的玻璃仪器及装置（见P295）,19,2.干燥器： 用途、 注意事项， 见P296,20,3. 漏斗,21,4.分液漏斗,22,(三）天平，见P296,天平的用途和维护 天平性能检查与校准,23,三、常用洗涤液配制：(见P297),铬酸洗液: 配制过程、注意加硫酸的步骤 2. 肥皂液、碱液及合成洗涤剂 3. 氢氧化钾酒精溶液,24,四、常用仪器分析法,（一）、分光光度法 （1）.测定原理： 朗伯比耳（ Lambert-Beer） 定律 A=abc A: 吸光度，有的用E表示； a：吸光系数； b：比色皿厚度，单位厘米； c：被测物质浓度，克升。,25,光谱法仪器分光光度计,主要特点：五个单元组成,光源,单色器,样品池,检测器,记录装置,26,分光光度法的分析步骤,样品（气体、液体、固体）,样品溶液,显色反应,测定吸光度,计算结果,27,紫外-可见吸收光谱的产生,1分子吸收光谱的产生由能级间的跃迁引起,能级：电子能级、振动能级、转动能级 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程,若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的 光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强 度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱,28,2分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序,29,3紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）,30,相关的基本概念,1吸收光谱（吸收曲线）： 不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同 以-A作图 2吸收光谱特征：定性依据 吸收峰max 吸收谷min 肩峰sh 末端吸收饱和-跃迁产生,31,32,3生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团 具n电子和电子的基团,产生n*跃迁和*跃迁 例： CC；CO；CN；NN,注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强。,33,4助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收峰加强同时使吸收峰长移的基团 有机物：连有杂原子的饱和基团 例：OH，OR，NH，NR2，X,34,5红移和蓝移： 由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移） 吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）,35,6增色效应和减色效应 增色效应：吸收强度增强的效应 减色效应：吸收强度减小的效应 7强带和弱带： max105 强带 min103 弱带,36,（）.仪器分类,72型分光光度计 构造：单色光器、微电计、磁饱和稳压器 测量范围：可测波长420700nm,37,721型分光光度计,38,构 造： 测量范围：可测波长360800nm,39,操作步骤：,40,41,722型光栅分光光度计,42,43,44,45,751型分光光度计，与72型的主要差别是采用littrow石英棱镜代替玻璃棱镜为色散光源，并以光电管代替硒光电池为检测器。 测量范围：可测波长200 1000nm 光源： 钨灯光源320 1000nm， 氢弧灯光源200 320nm。 其它型号还有730、7650、930等等,46,E值法（详见298） 对照品法（详见298） 比色法（详见298）,47,(二) 气相色谱法 (专题讲),48,一、实验室的实验用水（详见302） 至少应满足国家标准分析实验用水规格和试验方法GB/T6682-1992的三级用水的要求。 具体要求： pH值、电导率、可氧化物质、吸光度、蒸发残渣、可溶性硅等,第二节 试剂的制备,49,四级品 实验试剂 LR Lab reagent 瓶签颜色 棕色 三级品 化学纯 CP Chemically pure 瓶签颜色 蓝色 二级品 分析纯 AR analytical reagent grade瓶签颜色 红色 一级品 优级纯 保证试剂 GR guarantee reagent 瓶签颜色 绿色 其它一些特殊需要的化学试剂：光谱纯、色谱纯、基准试剂、生物试剂,二、试剂的规格,50,三、试剂及浓度表示（详见303）,51,第三节 基本操作（详见303）,一、 术语 恒重： 量取： 吸取： 定容：,52,二、加热(303),1. 加热目的： 2 .加热方法： 直接加热、间接加热,53,三、干燥及干燥方法,加热干燥 化学结合法的干燥 吸附法干燥,54,四、过滤与分离(304),55,第四节 本规范中常用的物理量和单位,一、质量单位：（详见P304） 二、时间单位： 三、温度单位： 四、体积单位： 五、放射活度单位（专题讲座）,56,第五节 分析化学基础知识,57,分析化学的定义： 研究获得物质化学组成，结构信息，分析方法及相关理论的科学。 分析化学是化学中的信息科学，以降低系统的不确定度为目的。,一、 分析化学概述,58,（一）、分析化学的分类,1. 按分析任务分类 (1) 定性分析 含何种元素，何种官能团 (2) 定量分析 含量 (3)结构分析 形态分析,立体结构,结构与活性,59,2. 按分析对象分类,(1) 无机分析 (2) 有机分析 (3) 生物分析 (4) 药物分析,60,3. 按数量级分类,61,4. 按分析方法分类,化学分析： 1、重量分析 2、容量分析（各种滴定分析） 仪器分析： 1、电化学分析 2、光化学分析 3、色谱分析 4、波谱分析,62,1,酸碱滴定,配位滴定,氧化还原滴定,沉淀滴定,电化学分析,光化学分析,色谱分析,波谱分析,滴定分析,电导、电位、电解、库仑极谱、伏安,发射、吸收，荧光、光度,气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳,红外、核磁、质谱,化学分析,分 析 化 学,仪器分析,63,二、分析化学的作用,在化学学科发展中的作用：分子科学、遗传密码 在化学研究工作中的作用：新物质鉴定 结构与性能 在现代化学工业中的作用：质量控制与自动检测 分析化学与社会：环境、体育、破案,64,65,三、 定量分析数据处理(306),（一）、误差的种类、性质、产生的原因及减免,1. 系统误差 (1) 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。 产生的原因?,66,(2) 产生的原因,a.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.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.试剂误差所用试剂有杂质 例：蒸馏水不合格；试剂纯度不够(含待测组份或干扰离子)。 d.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。,67,2. 偶然误差,( 1) 特点 a.不恒定 b.难以校正 c.服从正态分布(统计规律) ( 2) 产生的原因 a.偶然因素 b.滴定管读数 3. 过失误差,68,（二）、误差的减免,1. 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. 偶然误差的减免 增加平行测定的次数,69,（三）、准确度和精密度,1.准确度和精密度分析结果的衡量指标。 ( 1) 准确度分析结果与真实值的接近程度 准确度的高低用误差的大小来衡量； 误差一般用绝对误差和相对误差来表示。 绝对误差 = 测定值 真实值 绝对误差 相对误差 = 100 真实值,70,(2) 精密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，偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。,71,2 、 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： 平均偏差 相对平均偏差 = 100 平均值,特点：简单； 缺点：大偏差得不到应有反映。,72,3 、 标准偏差,相对标准偏差 ：（变异系数）= S / X,标准偏差又称均方根偏差；有限测定次数 标准偏差 ：,73,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=0.29 d1=d2, s1s2,74,4、准确度和精密度的关系 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； 两者的差别主要是由于系统误差的存在。,75,（四）、 有效数字,1实验过程中常遇到的两类数字 （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% 3,76,2数据中零的作用,数字零在数据中具有双重作用： （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 5.18102,77,3改变单位，不改变有效数字的位数,如： 24.01mL 24.01103 L 4注意点 （1）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4位有效数字 （2）分析天平（万分之一）取4位有效数字 （3）标准溶液的浓度，用4位有效数字表示: 0.1000 mol/L （4）pH 4.34, 小数点后的数字位数为有效数字位数 对数值，lgX =2.38；lg(2.4102),78,（五）、运算规则,1. 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 0.001,26.7091,79,2. 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数。 例：(0.0325 5.103 60.0)/ 139.8 = 0.071179184 0.0325 0.0001/0.0325 100% = 0.3% 5.103 0.001 /5.103 100% = 0.02% 60.06 0.01 /60.06 100% = 0.02% 139.8 0.1 /139.8 100% = 0.07%,80,3. 注意点,（1） 分数；比例系数；实验次数等不记位数； （2） 第一位数字大于8时，多取一位，如：8.48，按4位算； （3） 四舍六入五留双； （4） 注意pH计算, H+=5.0210 -3 ； pH = 2.299； 有效数字按小数点后的位数计算。,81,有效数字及计算规则,.记录测量数据只应保留一位不定数字 2. “四舍六入五单双”法则 所拟舍去的数字中，其最左面的第一位数字小于5时，则舍去。 所拟舍去的数字中，其最左面的第一位数字大于5时，则进1。 所拟舍去的数字中，其最左面的第一位数字等于5而其后面的数字并非全部为“0”时，则进1。 所拟舍去的数字中，其最左边的第一位数字等于5而其后面的数字全部为“0”时，保留的数字末位如为奇数则进1，如为偶数则不进。（“0”以偶数论） 所拟舍去的数字并非单独的一个数字时，不得对该数字进行修约。,82,3. 几个数据相加或相减时，它们的和或差的有效数字的保留，应以小数点后位数最小的数字为根据。 4. 乘除运算时，有效数字的位数应以相对误差中最大或有效数字最少的那个数为依据。 5. 在倍数或分数关系以及计算百分率而乘以100% 时，这些数值的有效数字可视为无限的。,83,四、溶液浓度的有关计算和配制,（一）、溶液浓度表示法 (详见P308) 1 百分浓度,84,.体积摩尔浓度,85,3质量摩尔浓度,86,87,5. 滴定度T,滴定度是用每毫升标准溶液相当于被测物质的质量来表示的。如：TK2Cr2O7/Fe=0.005585g/ml(或T Fe / K2Cr2O7)，表示用K2Cr2O7法测定Fe含量时，1ml K2Cr2O7标准溶液相当于被测物（Fe）0.005585g.,88,（二）不同表示法浓度之间的换算公式,89,90,91,（三） 常用试剂的物质的量浓度的表示方法,92,（四） 溶液的配制方法,. 非标准溶液的配制,93,2. 标准溶液的配制,94,95,96,97,98,99,100,第六节 实验室安全知识,1. 实验室内严禁吸烟，一切化学药品严禁入口。水、电、煤气用完后，应立即关闭。 2. 实验完毕后必须洗手，离开实验室时，应仔细检查水、电、煤气、门窗是否关好。 3. 使用具有强烈腐蚀性试剂时，切勿溅在皮肤和衣服上，挥发性物质应在通风橱中进行。 4. 易燃溶剂应远离火焰和热源，用后立即盖盖子，放在阴凉处保存。 5. 高压气体钢瓶应严格按规定操作，远离明火且通风良好的地方。钢瓶更换前应保持一部分压力。,101,6. 各种仪器应按规程操作。 7. 烫伤和割伤应及时处理，严重者应立即送医院治疗。 8. 发生火灾，要镇静，切断电源或燃气源，根据起火原因，采取针对性措施。 9. 使用剧毒品要特别小心，用过的废物、废液不可乱扔，应回收集中处理。 10.保持实验室整洁，废渣、废液分别投入废物桶和废液缸内，切勿倒入下水道。 11.使用汞时要特别小心，切勿泼洒或乱扔，如洒可洒上硫磺。,102,
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