分析化學(xué)緒論-分析化學(xué)-中國科技大學(xué)-01-課件

1、 Hello,Hello, everyone! 教學(xué)要求與安排教學(xué)要求與安排Teaching demands and schedule1.學(xué)時學(xué)時：60學(xué)時課，學(xué)時課，(115周周)。2.教材教材：定量化學(xué)分析定量化學(xué)分析第二版，李龍第二版，李龍泉等編，科大出版社。泉等編，科大出版社。儀器分析儀器分析，武漢大學(xué)化學(xué)系編，高教出版社。，武漢大學(xué)化學(xué)系編，高教出版社。3.成績評定成績評定：期末考占：期末考占70%; 平時平時+作業(yè)作業(yè)30%，每周一次，每次計分，每周一次，每次計分，2個本；個本；4.學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法：預(yù)習(xí)、聽講、復(fù)習(xí)、作業(yè)；：預(yù)習(xí)、聽講、復(fù)習(xí)、作業(yè)； 答疑（答疑（?) 、習(xí)題課（、

2、習(xí)題課（?)教學(xué)參考書教學(xué)參考書References1. 分析化學(xué)，分析化學(xué)，RKellner等編，李克安等編，李克安 金金欽漢等譯，北京大學(xué)出版社，欽漢等譯，北京大學(xué)出版社，2001，82. 分析化學(xué)（第四版），武漢大學(xué)等，高分析化學(xué)（第四版），武漢大學(xué)等，高等教育出版社，等教育出版社，2000，33. 21世紀(jì)的分析化學(xué)，汪爾康主編，科學(xué)世紀(jì)的分析化學(xué)，汪爾康主編，科學(xué)出版社，出版社，19994. Quantitative chemical analysis （5th ed），），Daniel C. Harris，New York : W.H. Freeman, c1999.Chapter

3、 1An Introduction to Modern Analytical ChemistryLectured by Shouguo Wu現(xiàn)代分析化學(xué)現(xiàn)代分析化學(xué)An introduction to modern analytical chemistry歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展History, actuality and developments分析化學(xué)的內(nèi)容分析化學(xué)的內(nèi)容Contents of analytical chemistry經(jīng)典分析化學(xué)：（CRFresenius）Anleitung zr Qualitativen Chemischen AnalyseAnleitung zr Quanti

4、tativen Chemischen Analyse徐壽和傅蘭雅分別譯為化學(xué)考質(zhì)（定性分析） 化學(xué)求數(shù)（定量分析）分析儀器出現(xiàn)以后： 化學(xué)分析 儀器分析當(dāng)前： 分析化學(xué)= 化學(xué)分析+紫外？ 儀器分析 = ? 分析化學(xué)發(fā)展簡史分析化學(xué)發(fā)展簡史A brief history of developments in analytical chemistry一、分析化學(xué)的三次革命: three revolutions1. 19世紀(jì)末20世紀(jì)初 從手藝(Art)到科學(xué)(Science) 定性(有什么?)、定量(有多少?) qualitative, quantitative2. 二次世界大戰(zhàn)前后 從化學(xué)分析

5、(Chemical analysis) 到儀器分析(Instrumental analysis) 結(jié)構(gòu)(如何構(gòu)成?)3. 20世紀(jì)70年代 從分析化學(xué)(Analytical chemistry)到分析科學(xué)(Analytical science) 形態(tài)、狀態(tài)、作用、機理、表面、界面、反應(yīng)性等 Morphology, speciation，function, mechanism, surface, interface, reactivity etc.二次世界大戰(zhàn)前后二次世界大戰(zhàn)前后-60年代年代二十世紀(jì)初二十世紀(jì)初物理化學(xué)的發(fā)展物理化學(xué)的發(fā)展光學(xué)電光學(xué)電學(xué)電子學(xué)電子學(xué)半導(dǎo)學(xué)半導(dǎo)體及原體及原子能工子

6、能工業(yè)發(fā)展業(yè)發(fā)展90年代年代信息化信息化70年代末至今年代末至今分析化學(xué)分析化學(xué)突破以容突破以容量法為主量法為主的局面的局面80年代年代智能化智能化70年代年代計算機計算機2000年代年代仿生化仿生化定性分析定性分析容量法容量法重量法重量法溶液反應(yīng)溶液反應(yīng)化學(xué)計量學(xué)化學(xué)計量學(xué)自動化分析自動化分析傳感器控制傳感器控制生物技術(shù)等生物技術(shù)等經(jīng)驗分析化學(xué)階段經(jīng)驗分析化學(xué)階段Empirical analytical chemistry早期化學(xué)的前沿和主導(dǎo) 任務(wù):發(fā)現(xiàn)新元素、鑒定新元素 發(fā)現(xiàn)新化合物、鑒定新化合物 自然界存在的90種元素的發(fā)現(xiàn)， 主要是分析化學(xué)家的功勞特點(characteristics)

7、：缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)名人名言:Famous remarks of famous persons 我國的化學(xué)先驅(qū)者徐壽先生認(rèn)為： 考質(zhì)求數(shù)之學(xué)，乃格物之大端， 是化學(xué)之極致也！Szabadvary F在History of Analytical Chemistry一書中稱： Analytical chemistry is mother of the modern chemistry. 經(jīng)驗分析化學(xué)階段其實是分析化學(xué)的第一個春天19911991年年IUPACIUPAC國際分析科學(xué)會議主國際分析科學(xué)會議主席席E.NIKIE.NIKI教授：教授： 2121世紀(jì)是光明還是黑暗取決于人類在世紀(jì)是光明還是黑

8、暗取決于人類在能源與資源科學(xué)、信息科學(xué)、生命科能源與資源科學(xué)、信息科學(xué)、生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)四大領(lǐng)域?qū)W與環(huán)境科學(xué)四大領(lǐng)域的進(jìn)步，而的進(jìn)步，而取取得這些領(lǐng)域進(jìn)步的關(guān)鍵問題的解決主得這些領(lǐng)域進(jìn)步的關(guān)鍵問題的解決主要要依賴于分析科學(xué)依賴于分析科學(xué)。IUPAC:IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry International Union of Pure and Applied Chemistry分析化學(xué)的分析化學(xué)的第一次革命第一次革命First revolution從經(jīng)驗到科學(xué)從主角到配角leading player to co

9、star 溶液化學(xué)的發(fā)展奠定了 經(jīng)典分析化學(xué)的理論基礎(chǔ)分析化學(xué)只出數(shù)據(jù)，不出產(chǎn)品data and product分析化學(xué)家科學(xué)服務(wù)員scientific server分析化學(xué)家不能做教授cannot to be a professor分析化學(xué)家不能做院士cannot to be a academician可憐的而又幸運的Kolthoff！分析化學(xué)的分析化學(xué)的第二次革命第二次革命Second revolution物理學(xué)原理應(yīng)用于化學(xué)(Physics applied to chemistry) 光、色、電的應(yīng)用儀器分析法(Instrumental analysis) 測量物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)分

10、析儀器和測量原理的研究Investigations of analytical instruments and measurement 是物理學(xué)家或物理化學(xué)家的事，與分析化學(xué)家無關(guān)。分析化學(xué)家干什么？分析化學(xué)的分析化學(xué)的第三次革命第三次革命Third revolution學(xué)科交叉使分析化學(xué)走向分析科學(xué) From analytical chemistry to analytical science 形態(tài)、能態(tài)、結(jié)構(gòu)、時空分布的分析測量 材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)的高速發(fā)展對分析化學(xué)提出了非常高的要求。分析化學(xué)家主導(dǎo)創(chuàng)造儀器和方法 Analytical chemists (analysts) s

11、hould lead the creation of instruments and analytical methods 工欲善其事，必先利其器 事-要靠自己做;器-不能靠別人提供分析化學(xué)從配角變?yōu)橹鹘欠治龌瘜W(xué)從配角變?yōu)橹鹘?19871987年美國科學(xué)院組織年美國科學(xué)院組織350350位專家位專家, ,經(jīng)過經(jīng)過調(diào)研和綜合分析調(diào)研和綜合分析, ,出版了出版了Opportunities in Chemistry:Today and Tomorrow一書，一書，把分析化把分析化學(xué)列為美國化學(xué)學(xué)列為美國化學(xué)7 7個需要優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域之一，個需要優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域之一，并指出它在環(huán)境和生命科學(xué)研究中具有關(guān)

12、鍵并指出它在環(huán)境和生命科學(xué)研究中具有關(guān)鍵作用。作用。 揚眉吐氣的分析化學(xué)家The days analysts hold their heads high!當(dāng)家作主的第二春當(dāng)家作主的第二春1. 人類基因組計劃Human Genome Project 由基因圖譜-DNA測序2. 二噁英中毒事件Poisoning event by dioxin in Belgium Sandra-拯救了比利時的分析化學(xué)家3. 美國的疾病診斷disease diagnosis in USA 70%靠化驗，30%靠經(jīng)驗4. 2002年諾貝爾化學(xué)獎Nobel winners 三位分析化學(xué)家！2002年諾貝爾化學(xué)獎得主年諾

13、貝爾化學(xué)獎得主Nobel winners J. B. Fenn: 美國耶魯大學(xué)分析化學(xué)教授Yale univ 電噴霧電離技術(shù)(ESI, Electrospray Ionisation) K. Tanaka: 日本島津制作公司研發(fā)工程師Shimadzu 軟激光解吸電離技術(shù)(SLD, Soft Laser Desorption) 應(yīng)用于質(zhì)譜使測定的有機物分子量從2000 Da100000 Da100000 Da(道爾頓),從而可以方便測定生物大分子 K. Wuthrich: 瑞士蘇黎士聯(lián)邦高等理工學(xué)校教授 多核-多唯-核磁共振技術(shù)(MN-MD-NMR) 利用核磁共振技術(shù)獲取溶液中生物大分子的三維結(jié)

14、構(gòu),在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的測定中具有舉足輕重的作用.It is a great timeto be an analytical chemist.Extracted from:Hirsch RF, Analytical Science at the Center of Chemistry and Beyond its Frontier,Award Address, Aug. 21, 2002Analytical Chemistry Chemistry Biochemistry Inor.Chem. Organic Chem. Physical Chem. PhysicsAstrophysics Astr

15、onomy BiophysicsEngineering Civil Chemical ElectricalMechanical Medicine Clin. Chem.Medicinal Chem. Pharmacy Toxicology Materials Science Metallurgy Polymers Solid State Social Sciences ArcheologyAnthropology ForensicsBiologyBotanyGeneticsMolecular Biology MicrobiologyZoologyGeologyGeophysicsGeochem

16、istryPaleontologyPaleobiologyEnvironmentalSciencesEcologyMeteorologyOceanographyAgricultureAgronomyAnimal ScienceCrop ScienceFood ScienceHorticultureSoil Science分析化學(xué)分析化學(xué)與其他科與其他科學(xué)的關(guān)系學(xué)的關(guān)系引自美引自美Douglas A. Skoog等著等著 Analytical Chemistry 2000,7th ed. Analytical chemistry is a science of measurement and c

17、haracterization. Extracted from:Laitinen HA, Anal. Chem. 1980,52:605A二、分析化學(xué)的定義二、分析化學(xué)的定義 Analytical chemistry is a science of instrumentation and measurements. Extracted from: Hieftje GM, Anal. Chem. 2000,72(9):309A Analytical chemistry is a scientific discipline that develops and applies methods, in

18、strumentation and strategies to obtain information on the composition and nature of matter in space and time.Extracted from:Kellner R, Mermet JM, Otto M, et al. Analytical Chemistry, Weinheim, Wiley-Vch, 1998中譯本,分析化學(xué),李克安,金欽漢譯,北京:北大出版社,2001分析化學(xué)的發(fā)展趨勢Trends in analytical chemistry一、分析儀器研發(fā) Development o

19、f Analytical Instruments -分析化學(xué)研究的重要內(nèi)容 儀器是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)： 極譜儀-產(chǎn)生了極譜學(xué)；Polarography 光譜儀-產(chǎn)生了光譜學(xué)；Spectroscopy 色譜儀-產(chǎn)生了色譜學(xué)；Chromatography 質(zhì)譜儀-產(chǎn)生了質(zhì)譜學(xué)；Mass spectrometry 分析儀器推動分析化學(xué)的發(fā)展！二、分析化學(xué)的主要應(yīng)用 Main applications of analytical chemistry -向生命科學(xué)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移 Transfer to life science 醫(yī)學(xué)和生物工程：基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué) medicine & bioengi

20、neering （遺傳編碼表達(dá)的蛋白質(zhì)） 食品安全、疾病預(yù)防、診斷和治療 food safety, disease prevention, diagnosis and treatment 目標(biāo)：分子水平上實時研究生命過程； 了解基因改造的影響； 藥物的組合化學(xué)合成方法篩選； 現(xiàn)場監(jiān)測、生物武器等三、分析方法研究的熱點 Investigation hotspots of analytical techniques -綜合形態(tài)分析(comprehensive speciation) (元素、成分分析方法的研究將不再是熱點) 分子光譜：1. 振動光譜在線和非侵入檢測； 2. 質(zhì)譜法組成和結(jié)構(gòu)信息。

21、電分析法：1. 溶液電化學(xué)測定研究； 2. 界面性質(zhì)研究； 化學(xué)成像：顯微技術(shù)+光譜方法分子探測器 新技術(shù)應(yīng)用：在體(in vivo)、原位(in site)、 實時(real-time)、非侵入(not intrusion)（計算機、激光、納米、芯片、光纖、仿生等新技術(shù)） 四、離化學(xué)越來越遠(yuǎn) Far away from chemistry -分析化學(xué)發(fā)展的另一個重要趨勢 雖然 但是thoughbut （許多生命過程都在溶液中進(jìn)行，溶液化學(xué)反應(yīng)是電化學(xué)法和化學(xué)發(fā)光法獲得信號的基礎(chǔ)，樣品的制備離不開化學(xué)反應(yīng)） （目前和將來面臨的大量極富挑戰(zhàn)性的分析問題，化學(xué)的作用將越來越?。?非侵入式NIR方法

22、；電子眼、電子鼻； X-射線光譜法；NMR法；成像技術(shù)等分析化學(xué)的分析化學(xué)的“產(chǎn)品產(chǎn)品” Products from analytical chemistry第一類產(chǎn)品：就是“分析測量方法”。把分析化學(xué)原理與其他科學(xué)領(lǐng)域的理論或技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的各種新的分析方法。 Analytical techniques第二類產(chǎn)品：就是“分析測量儀器”。提出新的原理，發(fā)展新的儀器應(yīng)該是分析化學(xué)家的本職工作。 Analytical instruments 第三類產(chǎn)品（主要產(chǎn)品）：就是利用自己研制的儀器，依靠自己發(fā)明的方法，“解決科學(xué)問題” 。 To solve the scientific problem

23、s 怎樣才能是合格的分析化學(xué)家？合格的分析化學(xué)家？How to be a qualified Analyst? 1. 他首先是化學(xué)家chemist 2. 他應(yīng)當(dāng)是物理學(xué)家physicist 3. 他還應(yīng)當(dāng)是電子工程專家 electronic specialist 4. 他還應(yīng)當(dāng)是計算機專家 computer specialist 5. 他還應(yīng)當(dāng)是數(shù)學(xué)家Mathematician 他還應(yīng)當(dāng)是also 關(guān)于分析化學(xué)的學(xué)科體系關(guān)于分析化學(xué)的學(xué)科體系Disciplinary system of analytical chemistry1 分析化學(xué)應(yīng)該摒棄“化學(xué)分析化學(xué)分析”和“儀器分析儀器分析”的概念

24、，仍沿用經(jīng)典的“定量分析定量分析”和“定性分析定性分析”的概念；Chemical + Instrumental or qualitative + quantitative 2 分析化學(xué)學(xué)科應(yīng)該參照無機、有機、物化無機、有機、物化的結(jié)構(gòu)特的結(jié)構(gòu)特點點，應(yīng)該具有經(jīng)典教材； Classic textbook?3 分析化學(xué)教材的結(jié)構(gòu)structure of textbook 分析化學(xué)（上冊）為定量分析化學(xué)定量分析化學(xué)部分； 分析化學(xué)（下冊）為結(jié)構(gòu)與表面分析化學(xué)結(jié)構(gòu)與表面分析化學(xué)部分；定定量量分分析析化化學(xué)學(xué)常常量量分分析析微微量量分分析析酸堿滴定酸堿滴定配位滴定配位滴定氧化還原滴定氧化還原滴定沉淀滴定

25、沉淀滴定電化學(xué)分析電化學(xué)分析光化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析色譜分析電導(dǎo)、電位、電解、庫侖電導(dǎo)、電位、電解、庫侖極譜、伏安極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳界、薄層、毛細(xì)管電泳傳傳感感分分析析化學(xué)傳感器化學(xué)傳感器化學(xué)計量學(xué)化學(xué)計量學(xué)表表征征分分析析化化學(xué)學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析表表面面分分析析紅外光譜紅外光譜核磁共振譜核磁共振譜X-X-射線衍射譜射線衍射譜質(zhì)譜質(zhì)譜電子能譜電子能譜(XPS(XPS、AES)AES)透射電鏡透射電鏡激光散射激光散射微微粒粒分分析析掃描電鏡掃描電鏡(STM(STM、SEM)SEM)電化學(xué)表征（

26、及其聯(lián)用技術(shù)）電化學(xué)表征（及其聯(lián)用技術(shù)）定量分析過程定量分析過程The process of quantitative analysis取樣取樣 處理處理 消除干擾消除干擾 測定測定 計算計算Sampling pretreatment interferences determination culculation elimination均勻均勻 溶解溶解 掩蔽掩蔽 常量組分常量組分有代表性有代表性 熔融熔融 分離分離 (1%,化學(xué)法化學(xué)法)符合實際符合實際 消解消解 微量組分微量組分妥善保存妥善保存 灰化灰化 (儀器分析法儀器分析法)方法方法試樣質(zhì)量試樣質(zhì)量試液體積試液體積常量分析常量分析0.

27、1g10 ml半微量分析半微量分析0.01 0.1g1 10 ml微量分析微量分析0.1 10 mg0.01 1 ml超微量分析超微量分析0.1 mg0.01 ml各種分析方法的試樣用量各種分析方法的試樣用量概念概念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固態(tài)試樣質(zhì)量固態(tài)試樣質(zhì)量/g/g1-0.11-0.10.1-0.010.1-0.010.010.01液態(tài)試樣體積液態(tài)試樣體積/mL/mL10-110-11-0.011-0.010.010.01常量組分常量組分微量組分微量組分痕量組分痕量組分組分含量組分含量1%1%1-0.01%1-0.01%0.010.01定量分析化學(xué)：量的概念定

28、量分析化學(xué)：量的概念 concept of quantity 常量、微量、痕量（常量、微量、痕量（10-6）、超痕量（）、超痕量（10-9-10-12） 克克 毫克毫克 微克微克 納克納克 皮克皮克 飛克飛克 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 ppm ppb ppt 2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3 滴定管滴定管 buret 化學(xué)計量點化學(xué)計量點(sp) 滴定劑滴定劑 titrant Stoichiometric point 滴定終點滴定終點(ep) End point 被滴定溶液被滴定溶液 終點誤差終點誤差(Et ) end point error滴定分析法

29、（容量法）滴定分析法（容量法）Titrimetry (volumetric methods) 滴定反應(yīng)和滴定方式滴定反應(yīng)和滴定方式Titration reaction and titration manner 置換滴定：置換滴定：用用K2Cr2O7標(biāo)定標(biāo)定Na2S2O3(+KI) 直接直接滴定滴定1. 按一定的反應(yīng)式定量進(jìn)行按一定的反應(yīng)式定量進(jìn)行(99.9%以上以上); 2. 快快(或可加熱、催化劑或可加熱、催化劑); 3. 有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點(指示劑指示劑)。Zn2+NaOHKMnO4返滴定返滴定: Al+EDTA(過量過量)、間接滴定：間接滴定：Ca2+ CaC2O4

30、(s) H2C2O4CaCO3+HCl(過量過量)Direct titrationReplacement titrationReturn titrationIndirect titration基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液Standard chemicals and solutions標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液： Standard solutions 具有準(zhǔn)確濃度的溶液具有準(zhǔn)確濃度的溶液 accurate concentration 1. 直接配制直接配制：K2Cr2O7、KBrO3 2. 標(biāo)定法配制標(biāo)定法配制：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3-基準(zhǔn)物質(zhì)基準(zhǔn)物質(zhì)： Standard c

31、hemicals 1. 組成與化學(xué)式相符組成與化學(xué)式相符(H2C2O42H2O、NaCl ); 2. 純度純度99.9%; 3. 穩(wěn)定穩(wěn)定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等等） 實驗室常用試劑分類實驗室常用試劑分類Classification of laboratory chemicals in common use 級別級別 1級級 2級級 3級級 生化試劑生化試劑 Grade guarantee analytical chemical biochemical中文名中文名 優(yōu)級純優(yōu)級純 分析純分析純 化學(xué)純化學(xué)純英文標(biāo)志英文標(biāo)志 GR AR CP BR標(biāo)簽顏色標(biāo)簽顏色 綠綠 紅紅

32、藍(lán)藍(lán) 咖啡色咖啡色標(biāo)準(zhǔn)試劑、高純試劑、專用試劑（色譜純、標(biāo)準(zhǔn)試劑、高純試劑、專用試劑（色譜純、光譜純）光譜純） 滴定分析中的體積測量滴定分析中的體積測量Volumetric measurement常用容量分析儀器常用容量分析儀器: 容量瓶容量瓶(量入式量入式) volumetric flask 移液管移液管(量出式量出式) transfer pipette 滴定管滴定管(量出式量出式) burette (buret)校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)方法:correct methods 1.絕對校準(zhǔn)絕對校準(zhǔn)：機械零點與光電零點：機械零點與光電零點 2.相對校準(zhǔn)相對校準(zhǔn): 移液管與容量瓶移液管與容量瓶滴定分析計算滴定

33、分析計算Titrimetric calculations分析化學(xué)中常用的量和單位分析化學(xué)中常用的量和單位物質(zhì)的量物質(zhì)的量 n (mol、mmol) amount of substance摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量M(gmol-1) molar mass物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度c(molL-1) amount-of-substance concentration質(zhì)量質(zhì)量m(g、mg)，體積，體積V(L、mL)質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(%),質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度 (gmL-1 、mgmL-1)相對分子量相對分子量Mr、相對原子量、相對原子量Ar分析結(jié)果的表示形式分析結(jié)果的表示形式Expressions of anal

34、ysis results1. 以實際存在形式表示2. 以元素形式表示3. 以氧化物形式表示4. 以化合物形式表示5. 其它表示形式 根據(jù)需要或沿用習(xí)慣表示方法被測組分含量的表示方法被測組分含量的表示方法Presentations of content of the determined component1. 固體試樣solid sample 質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2. 液體試樣liquid sample 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)、體積百分?jǐn)?shù)、質(zhì)量體積百分?jǐn)?shù)、質(zhì)量濃度3. 氣體試樣gas sample 體積分?jǐn)?shù)、ppm、ppb、ppt 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制Preparation of standard

35、 solutions1: 稀釋后標(biāo)定稀釋后標(biāo)定(NaOH、HCl) n1=n2 c1V1= c2V22: 用基準(zhǔn)物質(zhì)直接配制用基準(zhǔn)物質(zhì)直接配制(K2Cr2O7) 準(zhǔn)確稱量并配成準(zhǔn)確體積。準(zhǔn)確稱量并配成準(zhǔn)確體積。AAAmnM AAAncV 例：例： 配制配制0.01000 molL-1 K2Cr2O7標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)溶液250.0mL,求求m=?解解 m(K2Cr2O7)=nM=cVM =0.010000.2500294.2=0.7354(g)通常僅需要溶液濃度為通常僅需要溶液濃度為0.01 molL-1左右左右, 做法是做法是:準(zhǔn)確稱量準(zhǔn)確稱量0.74g(10%) K2Cr2O7基準(zhǔn)物質(zhì)基準(zhǔn)物質(zhì),

36、 于容于容量瓶中定容量瓶中定容, 再計算出其準(zhǔn)確濃度：再計算出其準(zhǔn)確濃度：227227227227K Cr OK Cr OK Cr OK Cr OmcMV 滴定分析的計算問題滴定分析的計算問題Calculations of titrimetric analysis一、溶液的濃度表示方法一、溶液的濃度表示方法 兩類：準(zhǔn)確濃度-標(biāo)準(zhǔn)濃度，4位有效數(shù)字 粗約濃度-一般使用的酸、堿、鹽、緩沖溶液、指示劑、沉淀劑、顯色劑 等，12位有效數(shù)字。1、物質(zhì)、物質(zhì)B的量濃度的量濃度BBncV簡稱物質(zhì)B的濃度，單位molL-1或mmolL-1一般cB指B的總濃度， B指B的平衡濃度。例如：HAccHAc=HAc+

37、Ac-mB(g)、MB(gmol-1)、nB(mol)、cB(mol L-1)和V之關(guān)系：BBBBnmcVM VBBBBmnc VMBBBBBmn Mc V M2、物質(zhì)、物質(zhì)B的質(zhì)量濃度的質(zhì)量濃度BBmV單位：gL-1、 mgL-1 、 gL-1NaCl=10.00 gL-1-怎么配制？（1）稱取10.00gNaCl加入1升水中；（2）稱取10.00gNaCl用水溶解后，稀釋至1升。描述：1升NaCl溶液中含10.00gNaCl？ 1升水中含10.00gNaCl？3、物質(zhì)、物質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度的質(zhì)量摩爾濃度BBAnbmmA溶劑的質(zhì)量優(yōu)點：不受溫度影響缺點：使用不便單位：molkg-1、 mmo

38、l kg L-1 、 molkg-14、物質(zhì)、物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)BBmwm單位：無量綱(m/m)10g NaCl + 90g H2O5、物質(zhì)、物質(zhì)B的體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)BBVVm溶液的質(zhì)量優(yōu)點：不受溫度影響缺點：使用不便B100.1010%1090wC2H5OH=50%量取500mlC2H5OH稀釋至1000mL不是： 500mlC2H5OH+1000mLH2O6、滴定度、滴定度 1mL滴定劑標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量BA/BmTV單位： gmL-17、稀釋度、稀釋度1+x (1: x)1體積的原裝液體試劑用x體積的水稀釋而成二、滴定分析結(jié)果的計算二、滴定分析結(jié)果的計算 已知： nB

39、、MB、mB、cB和V，計算被測物質(zhì)的含量1、換算因數(shù)的確定、換算因數(shù)的確定ascertain of conversion factorBTPQbtpq滴定終點時有滴定終點時有 (等物質(zhì)的量規(guī)則等物質(zhì)的量規(guī)則)BTBTBBTTBBTT/nnbtbnntcVc VbtbcVc Vtb/t稱為換算因子（計量比）2 被測組分含量的計算被測組分含量的計算BSBBBTTBTTBSTTTBS (B)%100 (B)%100mL, (B)%1001000mwmbmn Mc V Mtbc V MtwmVbc V Mtwm通常的單位是所以3 溶液濃度的換算溶液濃度的換算BT/BBBBTTBTBT/BTBTTTB

40、1T/B(1) (2) , mL, (g mL )100 0 mbTmn Mc V MVtmbTc MVtVbc MtT標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定度和量濃度的換算質(zhì)量通常的單位是所以1BBBBB (g L )mn Mc MVVB濃度和量濃度的換算例例1 稱取基準(zhǔn)物質(zhì)草酸(H2C2O22H2O)0.3802g, 溶于水，用NaOH 溶液滴定至終點，消耗NaOH溶液25.50mL。求此NaOH溶液 的量濃度。解：解：此滴定反應(yīng)為22222222222222222NaOHH C OH C O2H ONaOHH C O2H ONaOH1 H C O +2NaOH=NaC O +2H O=20.3802 10002

41、2126.07 25.50 0.2365 (mol L )b tnnmcMV計量比 / =1/2, 所以 例例2 吸取25.00mL0.1000mol L-1的K2Cr2O7溶液, 移入250mL容量瓶內(nèi)，用水稀釋至刻度，求稀釋后的K2Cr2O7溶液的量濃度及其對Fe的滴定度。2+22711 12222+3+3+272FeCr OCr 0.1000 2500 0.01000 (mol L )250 Cr O +6Fe +14H =2Cr +6Fe +7H O=6cVcVb tnnT稀釋后的濃度為.對Fe的滴定反應(yīng)為 計量比 / =6/1, 所以 解：22722+27FeCr OO/Fe166

42、0.01000 55.8510001000 0.003351 (g mL )cM例例3 稱取鐵礦石試樣0.3348g，酸溶，以SnCl2把Fe3+還原為Fe2+, 用0.02000molL-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，耗去22.60mL,計算試樣中Fe2O3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。2232723+3+2323+2+2+4+22+3+3+272Fe OCr OFe O Fe O +6H2Fe3H O 2FeSnFeSn Cr O+6Fe+14H =2Cr+6Fe+7H O/3/1 nnn相關(guān)反應(yīng)為 計量比 即 解 ：22722232727Cr OFe OCr OCr O2333Fe O10010

43、003 0.0200022.60 159.7 64.680.3348 1000SncVMm 所以 w()%例例4 測定鋁含量時，稱取試樣0.2246g，溶解后，加入0.2036 molL-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液50mL,調(diào)節(jié)酸度并加熱使Al3+完全反應(yīng)，過量的EDTA用0.02165molL-1的Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定至終點，消耗Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液23.20mL,計算試樣中Al2O3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。23233223+222+2+2Al OEDTAAl OEDTAEDTAEDTAZ23 Zn H Y +AlAlY2H H Y +ZnZnY2H/1/21 21(2Al OnnnncVcEDTA與Al 和的

44、反應(yīng)為 計量比 即 返滴定 w)%解(：2+2+23Al OnZnS)10010001(0.02036 50.000.02165 23.20) 101.962 11.70.2246 1000VMm例例5 吸取25.00mLCa鹽溶液，加入適當(dāng)過量的Na2C2O4溶液,使Ca2+完全形成CaC2O4沉淀。將沉淀過濾洗凈，用酸溶解，用0.1800 molL-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗25.50mL。計算原始鈣鹽溶液中Ca2+的質(zhì)量濃度。2+42+22424+2+24224+2+422422CaMnO Ca+C O CaC O CaC O +2HCaH C O 2MnO5H C O +6

45、H2Mn10CO8H O52 nnm相關(guān)反應(yīng)為 得， 解 ：2+442+2+2+2+2+442+MnOMnOCaCaCaCaMnOMnOCaCaCaSS152 g100052100050.180025.5040.082 18.40 (g L )25.00cVMnMcVMmVV( ) 所以 作業(yè) Home workFirst home workPage 81 in textbookQuestions: 5,8,9,11滴定分析的計算問題滴定分析的計算問題一、溶液的濃度表示方法一、溶液的濃度表示方法 兩類：準(zhǔn)確濃度-標(biāo)準(zhǔn)濃度，4位有效數(shù)字 粗約濃度-一般使用的酸、堿、鹽、緩沖溶液、指示劑、沉淀劑、

46、顯色劑 等，12位有效數(shù)字。1、物質(zhì)、物質(zhì)B的量濃度的量濃度BBncV簡稱物質(zhì)B的濃度，單位molL-1或mmolL-1一般cB指B的總濃度， B指B的平衡濃度。例如：HAccHAc=HAc+Ac-mB(g)、MB(gmol-1)、nB(mol)、cB(mol L-1)和V之關(guān)系：BBBBnmcVM VBBBBmnc VMBBBBBmn Mc V M2、物質(zhì)、物質(zhì)B的質(zhì)量濃度的質(zhì)量濃度BBmV單位：gL-1、 mgL-1 、 gL-1NaCl=10.00 gL-1-怎么配制？（1）稱取10.00gNaCl加入1升水中；（2）稱取10.00gNaCl用水溶解后，稀釋至1升。描述：1升NaCl溶液

47、中含10.00gNaCl？ 1升水中含10.00gNaCl？3、物質(zhì)、物質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度的質(zhì)量摩爾濃度BBAnbmmA溶劑的質(zhì)量優(yōu)點：不受溫度影響缺點：使用不便單位：molkg-1、 mmol kg L-1 、 molkg-14、物質(zhì)、物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)BBmwm單位：無量綱(m/m)10g NaCl + 90g H2O5、物質(zhì)、物質(zhì)B的體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)BBVVm溶液的質(zhì)量優(yōu)點：不受溫度影響缺點：使用不便B100.1010%1090wC2H5OH=50%量取500mlC2H5OH稀釋至1000mL不是： 500mlC2H5OH+1000mLH2O6、滴定度、滴定度 1mL滴定劑標(biāo)準(zhǔn)

48、溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量BA/BmTV單位： gmL-17、稀釋度、稀釋度1+x1體積的原裝液體試劑用x體積的水稀釋而成二、滴定分析結(jié)果的計算二、滴定分析結(jié)果的計算 已知： nB、MB、mB、cB和V，計算被測物質(zhì)的含量1、換算因數(shù)的確定、換算因數(shù)的確定BTPQbtpq滴定終點時有：滴定終點時有：BTBTBBTTBBTT/nnbtbnntcVc VbtbcVc Vtb/t稱為換算因子（計量比）2 被測組分含量的計算被測組分含量的計算BSBBBTTBTTBSTTTBS (B)%100 (B)%100mL, (B)%1001000mwmbmn Mc V Mtbc V MtwmVbc V Mtwm通常的單位是所以3 溶液濃度的換算溶液濃度的換算BT/BBBBTTBTBT/BTBTTTB1T/B(1) (2) , mL, (g mL )100 0 mbTmn