第一章.定量分析化學概論
§1.1 概述
一.定量分析過程
任務:測定物質中某種或某些組分的含量。
步驟:①取樣(選擇具有代表性的試樣)。
②試樣分解和分析試液的製備。
③分離及測定。
④分析結果的計算及評價。
二.分析試樣的製備及分解
1.分析試樣的採集與製備:
:縮分常數的經驗值,試樣均勻度越差,越大,通常為。
2.試樣的分解:
①溶解法:溶劑為水、酸、鹼、混合酸等
②熔融法:
三.定量分析結果的表示
1.待測組分的化學表示形式
2.待測組分含量的表示方法
①固體試樣:
();();()
②液體試樣:
a.物質的量濃度:
b.質量摩爾濃度:待測組分的物質的量除以溶劑的質量,單位:
c.質量分數:量綱為1
d.體積分數:
e摩爾分數:
f.質量濃度:單位體積中某種物質的質量,、
③氣體試樣:
體積分數表示。
§1.2 分析化學中的誤差
一.真值():某一物理量本身具有的客觀存在的真實數值。
1.理論真值:
2.計量學約定真值: 這些真值可認為是知道的
3.相對真值:
二.平均值():次測量資料的算術平均值。
三.中位數:一組測量資料按大小順序排列,中間乙個資料即為中位數。
四.準確度和精密度:
1.精密度:表各次分析結果相互接近的程度。
①重複性;
②再現性。
五.誤差和偏差
1.誤差:測定結果與真值()之間的差值。
(為正值,;為負值,)
①絕對誤差:測定值與真實值之差。
例: =81.18%, =80.13%
則=-=81.18%-80.13%=+1.05%
②相對誤差:誤差與真實值中所佔的百分率
2.偏差:表測定結果與平均結果之間的差值。
;;……;。
①平均偏差:(表示精密度)
②相對平均偏差:
六.極差r:一組測量資料中,最大值()與最小值()之差稱為極差。(全距或範圍誤差)
相對極差:
七.系統誤差和隨機誤差
1.系統誤差:由某種固定的原因所造成的,具有重複性、單向性。(可測誤差)
①方法誤差:由分析方法本身所造成的
②儀器和試劑誤差;
③操作誤差;
④主觀誤差。
2.隨機誤差:偶然誤差,不定誤差。
八.公差
§1.3 有效數字及其運算規則
一.有效數字
二.數字修約規則:四捨六入五成雙
三.計算規則:
1.相加減時:應以小數點後位數最少的數字為依據;
2.相乘除時:根據有效數字位數最少的數字來進行修約。
§1.4 滴定分析法概述
一.滴定分析法的特點和主要方法
1.滴定分析法:
2.滴定劑:
3.滴定:
4.化學計量點(stoichiometric point)
5.滴定終點(end point)
6.終點誤差(et)
二.滴定分析法對化學反應的要求和滴定方式
1.適合滴定分析法的化學反應應具備的條件:(直接滴定)
①有確定的化學計量關係(即按照一定的反應方程式進行);
②反應必須定量地進行;
③具有較快的反應速度;
④必須有適當簡便的方法確定滴定終點。
2.返滴定法:
3.置換滴定法:
4.間接滴定法:
三.基準物質和標準溶液
1.基準物質:能用於直接配製或標定標準溶液的物質。
2.要求:
①試劑的組成與化學式完全相符;
②試劑的純度足夠高(≥99.9%)
③性質穩定;
④有較大的摩爾質量(減小稱量時的相對誤差)
⑤標定反應時應定量的進行。
3.標準溶液的配製
①直接法
②標定法
四.滴定分析的計算
1.標準溶液濃度的表示方法:
滴定度:指每毫公升滴定劑溶液相當於被測物質的質量(克或毫克)或質量分數。
2.滴定劑與被測物質之間的關係
3.標準溶液濃度的計算
①直接配製法
②標定法
4.待測組份含量的計算
第二章.酸鹼平衡和酸鹼滴定法
§2.1 概述
一.酸鹼平衡研究的內容
1.由投料組份的濃度c和相關平衡常數ka,求算各種形式的濃度c或活度a;
2.從ph和相關的平衡常數ka,求算分布係數δ,是酸鹼平衡討論的重要內容;
3.如果測出了某些形式的濃度,並且已知投料組份的濃度c,則可以測算相關的平衡常數;
4.緩衝溶液的理論及應用;
5.酸鹼指示劑、滴定曲線和終點誤差。
二.酸鹼平衡的研究手段
1.代數法;
2.**法;
3.計算機方法。
三.濃度、活度和活度係數
1.濃度與活度
①測定的結果是用濃度還是用活度來表示;
②判斷由於離子強度的變化是否會對計算或測量結果產生不可忽略的影響;
③如果這種影響是不可忽略的,如何進行校正。
2.活度係數:
3.德拜—休克兒(debye—hückel)公式:
ab型:電荷:常數,25℃時,為0.00328
:離子體積係數(pm)
:離子強度,
當較小時,
四.酸鹼反應的平衡常數—解離常數
1.反應常數:
強鹼滴定弱酸:
2.活度常數
3.與的關係
§2.2 分布分數δ的計算
一.分布分數δ:溶液中某酸鹼組份的平衡濃度佔其總濃度的分數。
二.一元酸溶液:
三.多元酸溶液(如)物料守恆
/、/、/總濃度為
§2.3 質子條件與ph的計算
一.物料平衡、電荷平衡和質子條件
1.物料平衡方程(mbe):
在乙個化學平衡體系中,某一給定物質的總濃度,等於各有關形式平衡濃度之和。
①的②與
2.電荷平衡方程(cbe)
單位體積溶液中陽離子所帶正電荷的量()應等於陰離子所帶負電荷的量()。
①的②的
③的溶液呈鹼性。
3.質子條件(pbe)
在酸鹼反應中,鹼所得到的質子的量()與酸失去質子的量()相等。
:二.ph的計算
1.強酸(鹼)溶液
2.一元弱酸(鹼)溶液
: 當時,
()3.多元酸(鹼)溶液
4.弱酸混合溶液
5.兩性物質溶液
§2.4 對數**法
一.及強酸強鹼的濃度對數圖
二.一元弱酸的濃度對數圖
、、、~ph
①當時, 則②若
則2.繪製濃度對數圖的步驟
①確定體系點s(,);
②通過體系點,繪製斜率為0,-1和+1三條直線;
③校正。
三.多元酸的濃度對數圖
四.對數**法的應用
§2.5 酸鹼緩衝溶液
一.ph緩衝溶液
能減緩因外加強酸或強鹼以及稀釋而引起的ph急劇變化的作用的溶液。
一般組成:
①濃度較大的弱酸及其共軛鹼所組成(具有抗外加強酸強鹼作用和抗稀釋作用);
②強酸(ph<2)和強鹼(ph>12)(不具抗稀釋作用)。
二.緩衝溶液ph的計算(近似方法)
例: ~
三.緩衝指數
1.定義: 越大,抗緩衝能力越大。
2.物理意義:相關酸鹼組份分布線的斜率,具有加和性。
四.緩衝容量
1.緩衝容量:
2.物理意義:某緩衝溶液因外加強酸或強鹼的量為而發生ph的變化,變化的幅度為,為區間緩衝溶液具有的平均緩衝指數。
五.重要的緩衝溶液
1.標準緩衝溶液;
2.緩衝溶液的選擇原則
①對測量沒有干擾;
②所需控制的ph應在其緩衝範圍之內;
③具有足夠的緩衝容量;
④緩衝物質應廉價易得,避免汙染。
§2.6 酸鹼指示劑
一.酸鹼指示劑的原理
二.指示劑的用量
三.離子強度的影響
當時,又所以理論變色點為:
增強離子強度,指示劑的理論變色點變小。
其他因素:溫度的改變、膠體的存在等。
四.混合指示劑
1.同時使用兩種指示顏色,利用彼此顏色之間的互補作用,使顏色更加敏銳;
2.由指示劑與惰性染料組成。
§2.7 酸鹼滴定基本原理
一.用強鹼滴定強酸
標準滴定
滴定常數:
滴定分數:
:滴入比,滴入百分率。
二.用強鹼滴定一元弱酸當時為
用滴定,突躍範圍為7.74~9.70。
三.多元酸和混合酸的滴定
:;;§2.8 終點誤差
一.強鹼滴定強酸
例:以甲基橙為指示劑,計算滴定等濃度的終點誤差。
解:,,
二.強鹼滴定一元弱酸
例:用滴定等濃度的,以酚酞為指示劑(),計算終點誤差。
解:,,
三.強鹼滴定多元弱酸
第一化學計量點:
第二化學計量點:
§2.9 酸鹼滴定法的應用
一.混合鹼的測定
燒鹼中和的測定
①氯化鋇法;
②雙指示劑法。
二.極弱酸(鹼)的測定
1.弱酸強化
()絡合反應、沉澱反應、氧化還原法。
三.銨鹽中氮的測定
1.蒸餾法
2.甲醛法
四.酸鹼滴定法測定磷
五.氟矽酸鉀法測定矽
§2.10 非水溶液中的酸鹼滴定
一.非水滴定中的溶劑
1.分類
①兩性溶劑:中性、酸性、鹼性
②非釋質子性溶劑
2.性質
①拉平效應;
②區分效應
二.非水滴定條件的選擇
1.溶劑的選擇
2.滴定劑的選擇
第三章.絡合滴定法
§3.1 分析化學中常用的絡合物
一.簡單絡合物
二.螯合物
1.「」型
2.「」型
3.「」型
4.含硫螯合劑「」型、「」型、「」型
三.乙二胺四乙酸
四.乙二胺四乙酸的螯合物
§3.2 絡合物的穩定常數
一.絡合物的穩定常數
逐級累積穩定常數:
總穩定常數:
二.溶液中各級絡合物的分布
設溶液中的總濃度為,的總濃度為
物料平衡:
三.平均配位數:表金屬離子絡合配位體的平均數。
§3.3 副反應係數和條件穩定常數
一.副反應係數
1.絡合劑的副反應及副反應係數
①的酸效應與酸效應係數
n元酸:
②共存離子效應:
③的總副反應係數:
第四章.氧化還原滴定法
§4.1 氧化還原平衡
一.概述
1.可逆與不可逆氧化還原電對
2.對稱與不對稱電對
二.條件電勢
三.氧化還原平衡常數
四.化學計量點時反應進行的程度
五.影響反應速率的因素
1.反應物濃度
2.溫度
3.催化劑
六.催化反應和誘導反應
1.催化反應
2.誘導反應
§4.2 氧化還原滴定原理
一.氧化還原滴定指示劑
1.自身指示劑
2.顯色指示劑
3本身發生氧化還原反應的指示劑
二.氧化還原滴定曲線
1.對稱的氧化還原滴定反應
①滴定曲線方程;
②化學計量電電勢的計算;
③滴定突躍範圍。
三.氧化還原滴定結果的計算
四.終點誤差
設滴定反應為氧化劑滴定還原劑,即
(兩個半反應的電子轉移數均為1,且兩個電對均為對稱電對)
對於電對,在終點與化學計量點時有如下關係:
………………①
………………②
當滴定終點與化學計量點接近時,
①~②得即
分析化學總結
第三章滴定分析概論 1學時 目的要求 掌握滴定分析的特點,滴定分析對反應的要求,標準溶液的配製和標定,基準物質的條件,標準溶液濃度的表示方法和有關計算。基本內容 一 基本概念 1 滴定 titration 把標準溶液從滴定管中定量滴加到待測溶液中的過程。一般把標準溶液稱為滴定劑。2 化學計量點 st...
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第一章系統誤差的性質 由固定原因造成的,有單向性特徵,通過數理統計的方法不能除去。系統誤差的 儀器 試劑 實驗方法 實驗操作 系統誤差的解決辦法 針對儀器的要校準儀器 針對試劑的要做空白試驗,因實驗方法而帶來系統誤差的要改進實驗方法或重新選定實驗方法。隨機誤差具有偶然性,隨機性,也是必然存在的,隨機...