分析化學(xué)緒論

1、分 析 化 學(xué)Analytical Chemistry1聯(lián)系方式張勝寒內(nèi)線：3072 辦公室：一校區(qū)教四樓4192 第1章 緒論 1.1 分析化學(xué)的任務(wù)和作用 1.2分析方法的分類 1.3 分析化學(xué)的進(jìn)展簡況 1.4 本課程的特點(diǎn)與要求31.1 分析化學(xué)的任務(wù)與作用定義：分析化學(xué)是人們獲得物質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)信息的科學(xué)。任務(wù)：物質(zhì)中含有哪些成分（組成）-定性分析 各組分的含量是多少（含量）-定量分析 各組分的狀態(tài)（結(jié)構(gòu)）-結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容：理論研究 實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究 儀器設(shè)備開發(fā) 分析方法制訂。原子量的準(zhǔn)確測定、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、生命過程的控制等都離不開分析化學(xué).4社會科學(xué)、考古學(xué)人類

2、學(xué)和法醫(yī)學(xué)分析化學(xué)化學(xué)學(xué)科的所有分支物理、天體物理、天文和生物物理工程學(xué)、民事、化學(xué)、電以及機(jī)械醫(yī)學(xué)、臨床化學(xué)藥物化學(xué)、藥學(xué)毒物學(xué)生物學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和動物學(xué)地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)和古生物學(xué)環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和海洋科學(xué)農(nóng)業(yè)、動物科學(xué)農(nóng)作物科學(xué)、食品科學(xué)、園藝學(xué)和土壤科學(xué)材料科學(xué)、 冶金學(xué)和高分子科學(xué)等學(xué)科5 基因組計(jì)劃、蛋白組計(jì)劃等的實(shí)現(xiàn) 納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 人類在分子水平上認(rèn)識世界 生態(tài)環(huán)境保護(hù)檢測和發(fā)現(xiàn)污染源 早期診斷疾病保證人類健康 興奮劑的檢測 原子量的準(zhǔn)確測定 生命過程的控制 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展分析化學(xué)已成為21世紀(jì)生命科學(xué)和納米科技發(fā)展的關(guān)鍵 6化學(xué)在發(fā)

3、電廠中的應(yīng)用-電廠化學(xué)：煤：煤質(zhì)分析、水：水分析、油：油分析、汽：蒸汽質(zhì)量監(jiān)督7環(huán)境保護(hù)與分析化學(xué)1. 碘鹽：黑龍江省集賢村,1000多人.約200個傻子,引用水、土壤嚴(yán)重缺碘所致。置人于死地的骨骼痛鎘：1955年日本富山縣，痛痛病，骨骼嚴(yán)重變形，發(fā)脆易折，鎘中毒。村子上游是神崗鉛鋅礦區(qū)，廢水中含鎘，灌溉稻田，污染飲水。鎘使骨骼脫鈣，造成骨質(zhì)疏松。痛苦終生。 環(huán)境監(jiān)測81.2分析方法的分類 按分析原理分：化學(xué)分析法 (常量組分) 重量分析 滴定分析：酸堿、絡(luò)合、氧化還原、沉淀 儀器分析法 (微量組分) 光化學(xué)：紫外-可見、紅外、熒光、磷光、 激光拉曼、核磁共振、原子發(fā)射、原子吸收 電化學(xué)：電位

4、、電導(dǎo)、庫侖、安培、極譜 色譜法：柱、紙、薄層、GC、HPLC、CE 其他： 質(zhì)譜、電子能譜、活化分析、免疫分析9按分析任務(wù)分：定性分析定量分析結(jié)構(gòu)分析10 按試樣量大小分方法 固體試樣質(zhì)量(mg) 液體試樣體積(mL)常量 100 10半微量 10100 110 微量 10 1%) 微量組分 (0.01-1%) 痕量組分 ( E0 正誤差Xi E u , 否定假設(shè), 即 與0 有顯著差異, 測定存在系統(tǒng)誤差.620接受域拒絕域拒絕域 -uu 拒絕域和接受域63例4 已知鐵水中w(C) = 4.55%(0 ), = 0.08 %. 現(xiàn)又測5 爐鐵水, w(C)分別為(%): 4.28, 4.4

5、0, 4.42, 4.35, 4.37. 試問均值有無變化?( = 0.05)解 假設(shè) = 0 = 4.55%, = 4.36%查表知 u0.05 = 1.96, u計(jì) = 3.91.96拒絕假設(shè), 即平均含碳量比原來的降低了.64b.t 檢驗(yàn)法( 未知) (1) 提出假設(shè): = 0 (2) 給定顯著水平 (3) 計(jì)算 (4) 查t 表, 若 拒絕假設(shè).65例5 已知w(CaO)=30.43%, 測得結(jié)果為: n = 6, = 30.51%, s = 0.05%. 問此測定有無系統(tǒng)誤差?( =0.05)解 假設(shè) = 0 = 30.43% 查t 表, t0.05(5) = 2.57, t計(jì) t表

6、 拒絕假設(shè), 此測定存在系統(tǒng)誤差.662. 兩組測量結(jié)果比較第一步: F 檢驗(yàn)比較兩組的精密度(1) 假設(shè):1 = 2 0.050.05F1F2拒絕域接受域拒絕域F67自由度分 子 f1 ( )234567f2 219.0019.1619.2519.3019.3319.3619.5039.559.289.129.018.948.888.5346.946.596.396.266.166.095.6355.795.415.195.054.954.884.3665.144.764.534.394.284.213.6774.744.354.123.973.873.793.2384.464.073.84

7、3.693.583.502.9394.263.863.633.483.373.292.713.002.602.372.212.102.011.00顯著水平為0.05的F 分布值表較大 s分母68第二步: t 檢驗(yàn)比較 與 檢驗(yàn)表明1 = 2后,(1) 假設(shè) 1 = 269例6用兩種方法測定w(Na2CO3)70F計(jì) E0 正誤差Xi E u , 否定假設(shè), 即 與0 有顯著差異, 測定存在系統(tǒng)誤差.1230接受域拒絕域拒絕域 -uu 拒絕域和接受域124例4 已知鐵水中w(C) = 4.55%(0 ), = 0.08 %. 現(xiàn)又測5 爐鐵水, w(C)分別為(%): 4.28, 4.40, 4

8、.42, 4.35, 4.37. 試問均值有無變化?( = 0.05)解 假設(shè) = 0 = 4.55%, = 4.36%查表知 u0.05 = 1.96, u計(jì) = 3.91.96拒絕假設(shè), 即平均含碳量比原來的降低了.125b.t 檢驗(yàn)法( 未知) (1) 提出假設(shè): = 0 (2) 給定顯著水平 (3) 計(jì)算 (4) 查t 表, 若 拒絕假設(shè).126例5 已知w(CaO)=30.43%, 測得結(jié)果為: n = 6, = 30.51%, s = 0.05%. 問此測定有無系統(tǒng)誤差?( =0.05)解 假設(shè) = 0 = 30.43% 查t 表, t0.05(5) = 2.57, t計(jì) t表 拒

9、絕假設(shè), 此測定存在系統(tǒng)誤差.1272. 兩組測量結(jié)果比較第一步: F 檢驗(yàn)比較兩組的精密度(1) 假設(shè):1 = 2 0.050.05F1F2拒絕域接受域拒絕域F128自由度分 子 f1 ( )234567f2 219.0019.1619.2519.3019.3319.3619.5039.559.289.129.018.948.888.5346.946.596.396.266.166.095.6355.795.415.195.054.954.884.3665.144.764.534.394.284.213.6774.744.354.123.973.873.793.2384.464.073.84

10、3.693.583.502.9394.263.863.633.483.373.292.713.002.602.372.212.102.011.00顯著水平為0.05的F 分布值表較大 s分母129第二步: t 檢驗(yàn)比較 與 檢驗(yàn)表明1 = 2后,(1) 假設(shè) 1 = 2130例6用兩種方法測定w(Na2CO3)131F計(jì)F0.05(3,4)=6.59， 1 和2 無顯著差異；2. t 檢驗(yàn) (給定 = 0.05)兩種方法不存在系統(tǒng)誤差。1. F 檢驗(yàn) (給定 = 0.10)解：1322.3.5 異常值的檢驗(yàn)Q檢驗(yàn)法 133Q值表測量次數(shù)n345678910Q0.900.940.760.640.

11、560.510.470.440.41Q0.950.970.840.730.640.590.540.510.49134例7 測定某溶液濃度(molL-1),得結(jié)果: 0.1014, 0.1012, 0.1016, 0.1025, 問: 0.1025是否應(yīng)棄去? (置信度為90%)0.1025應(yīng)該保留. x = 0.10151352.4 測定方法的選擇與 測定準(zhǔn)確度的提高1. 選擇合適的分析方法：根據(jù)待測組分的含量、性質(zhì)、試樣的組成及對準(zhǔn)確度的要求選方法；2. 減小測量誤差：取樣量、滴定劑體積等；3. 平行測定46次，使平均值更接近真值；4. 消除系統(tǒng)誤差： (1) 顯著性檢驗(yàn)確定有無系統(tǒng)誤差存在

12、. (2) 找出原因, 對癥解決.136作 業(yè)2.1 2.3 2.5 2.6 2.71372.5 有效數(shù)字 包括全部可靠數(shù)字及一位不確定數(shù)字在內(nèi) m 臺秤(稱至0.1g):12.8g(3), 0.5g(1), 1.0g(2) 分析天平(稱至0.1mg):12.8218g(6), 0.5024g(4), 0.0500g(3)V 滴定管(量至0.01mL):26.32mL(4), 3.97mL(3) 容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 移液管:25.00mL(4); 量筒(量至1mL或0.1mL):26mL(2), 4.0mL(2)1381. 數(shù)字前的0不計(jì),數(shù)字后的計(jì)入 : 0

13、.02450(4位)2. 數(shù)字后的0含義不清楚時, 最好用指數(shù)形式表示 : 1000 (1.0103 ，1.00103, 1.000 103 )3. 自然數(shù)可看成具有無限多位數(shù)(如倍數(shù)關(guān)系、分?jǐn)?shù)關(guān)系)；常數(shù)亦可看成具有無限多位數(shù)，如幾項(xiàng)規(guī)定1394. 數(shù)據(jù)的第一位數(shù)大于等于8 的, 可按多一位有效數(shù)字對待，如 9.45104, 95.2%, 8.6 5. 對數(shù)與指數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)按尾數(shù)計(jì)， 如 10-2.34 (2位); pH=11.02, 則H+=9.510-126. 誤差只需保留12位；7. 化學(xué)平衡計(jì)算中, 結(jié)果一般為兩位有效數(shù)字(由于K值一般為兩位有效數(shù)字)； 8. 常量分析法一般為4

14、 位有效數(shù)字(Er0.1%），微量分析為23位. 140運(yùn)算規(guī)則 加減法: 結(jié)果的絕對誤差應(yīng)不小于各項(xiàng)中絕對誤差最大的數(shù).(與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)一致) 50.1 50.1 1.46 1.5 + 0.5812 + 0.6 52.1412 52.2 52.1一般計(jì)算方法: 先計(jì)算，后修約.141結(jié)果的相對誤差應(yīng)與各因數(shù)中相對誤差最大的數(shù)相適應(yīng). (即與有效數(shù)字位數(shù)最少的一致)例 0.012125.661.05780.328432 0.328 乘除法:142例0.0192143復(fù)雜運(yùn)算(對數(shù)、乘方、開方等） 例 pH=5.02, H+? pH5.01 H+9.772410-6 pH5.02 H+9.549910-6 pH5.03 H+9.332510-6 H+ 9.510-6 mol L-1144報(bào)告結(jié)果: 與方法精度一致, 由誤差 最大的一步確定.如 稱樣0.0320g, 則w(NaCl) = 99%(3位); 稱樣0. 3200g, 則w(NaCl) = 99.2%(4位); 光度法測w(Fe), 測量誤差約5%, 則 w(Fe) = 0.064% (2位) 要求稱樣準(zhǔn)至3位有效數(shù)字即可.合理安排操作程序，實(shí)驗(yàn)既準(zhǔn)又快！145第二章小結(jié)一、誤差的分類和表示(準(zhǔn)確度：x、T、Ea、Er；精密度);二