第1章-分析化學(xué)基礎(chǔ)

分析化學(xué)基礎(chǔ)

陳泓旭2023/2/3一、分析化學(xué)的任務(wù)1、定義第一節(jié)分析化學(xué)的任務(wù)和方法分析化學(xué)(AnalyticalChemistry):它是化學(xué)學(xué)科的一門重要分支，是研究物質(zhì)的化學(xué)組成、含量、結(jié)構(gòu)的分析方法及有關(guān)理論的一門學(xué)科。(1)鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成2、分析化學(xué)的任務(wù)(2)測定各組分的相對含量(3)確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析化學(xué)是化學(xué)研究中最基礎(chǔ)、最根本的領(lǐng)域之一。例如：茶葉中有哪些微量元素？茶葉中咖啡堿的含量？咖啡堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)？微量元素的形態(tài)？在不同的生長階段，茶葉中的營養(yǎng)成分的變化？化學(xué)組成：例如：硅酸鹽占地殼質(zhì)量75%以上。它是生產(chǎn)水泥、玻璃、陶瓷等的原料。由定性分析方法可測得硅酸鹽的化學(xué)組成:

SiFeAlTiCaMgKNaPMnO等含量：例如，已知某種不銹鋼是在鋼中加入一定含量的Cr,Ni兩種組分而制得，用定量分析方法可知兩組分的含量為：

Cr18%,Ni8%?故通常表示為18-8Stainlesssteel下頁返回結(jié)束上頁例如，分析工作者在用激光照射石墨時(shí)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)與60個(gè)碳原子相對應(yīng)處的光譜峰特強(qiáng)，于是預(yù)測C60

應(yīng)為一球形分子。用儀器分析方法（質(zhì)譜、X射線衍射法）已測得C60

的分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)：C60的60個(gè)C原子間的化學(xué)鍵和烯烴雙鍵相似（故稱球烯），球烯內(nèi)腔直徑約為0.4nm.K,Na,Rb,Cs等堿金屬離子可進(jìn)入內(nèi)腔籠中形成包合物，顯超導(dǎo)性。晶體結(jié)構(gòu)：球形C60是面心立方密堆積結(jié)構(gòu)，每個(gè)立方面心晶胞中含有4個(gè)C60

分子。二、分析化學(xué)的作用(1)分析化學(xué)是研究物質(zhì)及其變化的重要方法之一(2)分析在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用工業(yè)：原料的選擇，工藝流程的監(jiān)控，產(chǎn)品質(zhì)量的檢測等。農(nóng)業(yè)：土壤成分的測定，農(nóng)藥和肥料施放，農(nóng)作物生長過程的控制等。國防和公安：武器、彈藥的制備，刑事案件的偵破等。醫(yī)藥：疾病的診斷和監(jiān)測等。運(yùn)動(dòng)員使用興奮劑的檢測等環(huán)境保護(hù)：對水、空氣等環(huán)境的監(jiān)測等。生命科學(xué)：對人體蛋白質(zhì)及相關(guān)活性的研究。醫(yī)藥衛(wèi)生：新藥的研制，對未知疾病的研究。-----所有這些人類活動(dòng)的每一步都離不開分析化學(xué)。下頁返回結(jié)束上頁分析化學(xué)與社會(huì)

分析化學(xué)

生命信息醫(yī)藥質(zhì)量環(huán)境監(jiān)測

化學(xué)工業(yè)

物證分析興奮劑檢測

空間探測下頁返回結(jié)束上頁分析化學(xué)方法的分類2、

根據(jù)分析化學(xué)的任務(wù)，分為1、根據(jù)分析的對象，分為無機(jī)分析有機(jī)分析定性分析定量分析定性分析（qualitativeanalysis）：鑒定物質(zhì)由哪些元素、原子團(tuán)或化合物所組成。定量分析（quantitativeanalysis）：測定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量。3、根據(jù)分析所需試樣用量，分為方法試樣質(zhì)量試液體積常量分析＞100mg＞10ml半微量分析10～100mg1～10ml微量分析0.1～10mg0.01～1ml超微量分析＜0.1mg＜0.01ml常量半微量微量超微量分析4、按待測成分含量高低劃分：方法待測成分含量常量成分分析＞1%微量成分分折0.01%~1%痕量成分分析＜0.01%5.根據(jù)分析方法所用手段分類，分為化學(xué)分析(chemicalanalysis)：以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，通過已知物與待測物的化學(xué)關(guān)系，而測出未知物的含量。儀器分析(instrumentalanalysis)：以物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，通過精密儀器測定物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)而測出待測物含量。化學(xué)分析儀器分析定性分析定量分析化學(xué)分析重量分析滴定分析酸堿滴定配位滴定沉淀滴定氧化還原滴定儀器分析電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析質(zhì)譜分析熱分析分析化學(xué)化學(xué)分析的特點(diǎn)

1.儀器簡單

2.結(jié)果準(zhǔn)確

3.應(yīng)用范圍廣泛

4.局限性，不適于測定痕量或微量組分下頁返回結(jié)束上頁儀器分析的特點(diǎn)

1.靈敏

2.快速

3.準(zhǔn)確

4.應(yīng)用廣，發(fā)展快化學(xué)分析是儀器分析的基礎(chǔ)儀器分析離不開化學(xué)分析二者互為補(bǔ)充。測量常量組分常用化學(xué)分析測量微量或痕量組分時(shí)，則常用儀器分析化學(xué)分析和儀器分析的關(guān)系下頁返回結(jié)束上頁電化學(xué)分析法的分類電化學(xué)分析法電位分析法電解分析法電泳分析法庫侖分析法極譜與伏安分析法電導(dǎo)分析法下頁返回結(jié)束上頁色譜分析法的分類色譜分析法氣相色譜法薄層色譜法液相色譜法激光色譜法電色譜法超臨界色譜法下頁返回結(jié)束上頁光分析法的分類光分析法原子吸收法紅外法原子發(fā)射法核磁法熒光法紫外可見法下頁返回結(jié)束上頁其他分析法的分類其他分析法質(zhì)譜分析法聯(lián)用技術(shù)熱分析法核磁共振免疫分析毛細(xì)管電泳生物芯片下頁返回結(jié)束上頁6.根據(jù)要求不同，分為例行分析(chemicalanalysis)：是指一般化驗(yàn)室日常工作的分析,又稱為常規(guī)分析。仲裁分析(instrumentalanalysis)：是指不同單位對同一樣品的分析結(jié)果有爭執(zhí)時(shí),要求有關(guān)單位按指定的方法進(jìn)行裁判的準(zhǔn)確分析,以仲裁原分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。例行分析仲裁分析四、怎樣學(xué)好本課程？1.調(diào)整學(xué)習(xí)心態(tài)，學(xué)會(huì)聽課2.會(huì)看書、學(xué)會(huì)自學(xué)，克服依賴心理3.復(fù)習(xí)與答疑4.注重基本操作技能訓(xùn)練5.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源下頁返回結(jié)束上頁2023/2/3第二章定量分析化學(xué)概論2023/2/3定量分析過程分析試樣均勻、必須具有代表性、符合實(shí)際。一定溫度下于烘箱內(nèi)干燥試樣，除去水分。用溶解、熔融、消解、灰化法制備試液。分離或掩蔽干擾組分，富集待測組分。選用適當(dāng)?shù)姆治龇椒ù_定待測組分含量。（常量組分用化學(xué)法，微量組分用儀器法）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采集試樣試樣的預(yù)處理試樣的分解分離與富集測定數(shù)據(jù)處理一、誤差的分類及減免誤差的方法

●系統(tǒng)誤差或稱可定誤差

(DeterminateError)

●偶然誤差或稱未定誤差、隨機(jī)誤差

(IndeterminateError)下頁返回結(jié)束上頁定量分析的誤差與分析數(shù)據(jù)的處理（2）試劑誤差(ReagentErrors)（一）系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因、性質(zhì)及減免1、產(chǎn)生的原因（1）方法誤差(MethodErrors):

由分析方法的缺陷引起的誤差

eg:反應(yīng)不完全；干擾成分的影響；指示劑選擇不當(dāng)。試劑而言，雜質(zhì)與水的純度，也會(huì)造成誤差。下頁返回結(jié)束上頁（3）儀器誤差（InstrumentalErrors）

----由于儀器的缺陷原因造成的（4）主觀誤差（PersonalErrors）如：容量器皿刻度不準(zhǔn)又未經(jīng)校正，電子儀器“噪聲”過大等造成；天平砝碼不夠準(zhǔn)確；配標(biāo)液時(shí)，容量瓶刻度不準(zhǔn)確。如：操作者掌握指示劑顏色變化深淺程度的不同，引起滴定終點(diǎn)系統(tǒng)偏高或系統(tǒng)偏低。----又稱操作誤差，是由于實(shí)驗(yàn)操作者的人為因素不規(guī)范引起的誤差。下頁返回結(jié)束上頁2、系統(tǒng)誤差的性質(zhì)(1)重現(xiàn)性：同一條件下，重復(fù)測定中，重復(fù)地出現(xiàn)；(2)單向性：誤差的方向是恒定的、誤差的大小是相等的；(3)確定性：誤差產(chǎn)生的原因是確定的。(4)可測性：無論由何種原因引起的誤差，從理論上而言，都是可以測定的，也可以校正或避免的。

下頁返回結(jié)束上頁3、系統(tǒng)誤差的校正方法下頁返回結(jié)束上頁方法誤差改進(jìn)分析方法；對照試驗(yàn)。試劑誤差改用高純度試劑；空白試驗(yàn)。儀器誤差對儀器進(jìn)行校正主觀誤差改變操作者不正確的操作習(xí)慣下頁返回結(jié)束上頁（1）對照試驗(yàn)：選擇一種標(biāo)準(zhǔn)方法與待檢測的方法對同一試樣進(jìn)行測定，將結(jié)果進(jìn)行比較。（標(biāo)準(zhǔn)方法與待測方法的對照）用檢測的分析方法對已知含量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定，測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)試樣的含量進(jìn)行比較。（測量值與真值的對照）（2）空白試驗(yàn)：用與測定試樣溶液完全相同的方法對空白溶液(沒有試樣，只有溶劑及其他試劑的溶液)進(jìn)行測定。對照試驗(yàn)常用于發(fā)現(xiàn)或校正由于分析方法存在缺陷引起的系統(tǒng)誤差?？瞻自囼?yàn)可校正由于試劑含有干擾組分引起的系統(tǒng)誤差。（二）偶然誤差產(chǎn)生的原因、性質(zhì)及減免2、產(chǎn)生的原因：概念：

偶然誤差(randomerror)也稱為隨機(jī)誤差。

（如：環(huán)境溫度、濕度和氣壓的微小波動(dòng)）隨機(jī)變化因素下頁返回結(jié)束上頁它是由不確定的原因或某些難以控制原因造成的。過失:由操作失誤、操作差錯(cuò)或操作技能不熟練引起的誤差。3、性質(zhì)：4、減免方法：無法消除。通過增加平行測定次數(shù),降低偶然誤差。(1)不確定性(2)不可避免性下頁返回結(jié)束上頁認(rèn)真、仔細(xì)地按規(guī)范操作，可以完全避免。5、偶然誤差的分布服從正態(tài)分布橫坐標(biāo)：偶然誤差的值（u）縱坐標(biāo)：誤差出現(xiàn)的概率。下頁返回結(jié)束上頁(1)對稱性：絕對值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相等，誤差分布曲線對稱。(2)單峰性:

絕對值小的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大，絕對值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)小，誤差分布曲線只有一個(gè)峰值。(3)抵償性:

誤差的算術(shù)平均值的極限為零。無限次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值，偶然誤差可以完全消除實(shí)際操作中，只可能進(jìn)行有限次實(shí)驗(yàn)，但增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)，偶然誤差可以得到減免。橫坐標(biāo)：偶然誤差的值（u）縱坐標(biāo)：誤差出現(xiàn)的概率。下頁返回結(jié)束上頁過失由工作中的差錯(cuò)，粗心、不按操作規(guī)程辦事等原因造成的。系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的比較項(xiàng)目系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差產(chǎn)生原因固定因素，有時(shí)不存在不定因素，總是存在分類方法誤差、儀器與試劑誤差、主觀誤差環(huán)境的變化因素、主觀的變化因素等性質(zhì)重現(xiàn)性、單向性（或周期性）、可測性服從概率統(tǒng)計(jì)規(guī)律、不可測性影響準(zhǔn)確度精密度消除或減小的方法校正增加測定的次數(shù)誤差的表示方法（一）誤差(Error)與準(zhǔn)確度(Accuracy)1.誤差——測定值（xi）與真實(shí)值（μ）之差E=xi－μ誤差大小的表示：絕對誤差E(AbsoluteError)相對誤差RE(RelativeError)

相對誤差:表示絕對誤差占真值的百分率。E=xi－μ絕對誤差:誤差客觀上難以避免。在一定條件下，測量結(jié)果只能接近于真實(shí)，而不能達(dá)到真實(shí)值。準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度----測定值與真值接近的程度;測定值與真值越接近，則準(zhǔn)確度越高。(1)定義(2)準(zhǔn)確度與誤差的關(guān)系準(zhǔn)確度高低常用誤差大小表示誤差小，準(zhǔn)確度高。下頁返回結(jié)束上頁例1：分析天平稱量兩物體的質(zhì)量各為1.6380g和0.1637g，假定兩者的真實(shí)質(zhì)量分別為1.6381g和0.1638g則兩者稱量的絕對誤差分別為：兩者稱量的相對誤差分別為：(1.6380－1.6381)g=－0.0001g(0.1637－0.1638)g=－0.0001g絕對誤差相等，相對誤差并不一定相同。討論(1)絕對誤差相等，相對誤差并不一定相同;(2)同樣的絕對誤差，被測定的量較大時(shí)，相對誤差就比較小,測定的準(zhǔn)確度也就比較高;(3)用相對誤差來表示各種情況下測定結(jié)果的準(zhǔn)確度更為確切;（常用純物質(zhì)的理論值、國家標(biāo)準(zhǔn)局提供的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的證書上給出的數(shù)值、或多次測定結(jié)果的平均值當(dāng)作真值。）(4)絕對誤差和相對誤差都有正值和負(fù)值。正值表示分析結(jié)果偏高，負(fù)值表示分析結(jié)果偏低;(5)實(shí)際工作中，真值實(shí)際上是無法獲得。偏差(Deviation)與精密度(Precision)1.偏差個(gè)別測定結(jié)果xi與幾次測定結(jié)果的平均值的差。（1）絕對偏差di：測定結(jié)果與平均值之差；n是平行實(shí)驗(yàn)的測定次數(shù)（2）相對偏差

Rdi：絕對偏差在平均值中所占的百分率下頁返回結(jié)束上頁各次偏差值的絕對值的平均值，稱為平均偏差，又稱算術(shù)平均偏差。（3）平均偏差（AverageDeviation）：由于各測量值的絕對偏差有正有負(fù)，取平均值時(shí)會(huì)相互抵消。只有取偏差的絕對值的平均值才能正確反映一組重復(fù)測定值間的符合程度。（４）相對平均偏差----平均偏差與平均值之比常用百分率表示：有限次測定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差，以s表示：（5）標(biāo)準(zhǔn)偏差

s與平均值之比稱為相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，以RSD

表示:(6)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差例2：分析鐵礦中鐵含量，得如下數(shù)據(jù)：37.45%,37.20%,37.50%,37.30%,37.25%計(jì)算此結(jié)果的平均值、平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算：精密度（1）定義精密度(precision)----平行測定的各測量值(xi)之間互相接近的程度。(2)精密度的大小常用偏差表示偏差越小，精密度越高（3）精密度的高低還常用重復(fù)性（Repeatability）和再現(xiàn)性（Reproducibility）表示由不同實(shí)驗(yàn)室的不同分析工作者和儀器，共同對同一樣品的某物理量進(jìn)行反復(fù)測量，所得結(jié)果接近的程度。重復(fù)性：一個(gè)分析工作者，在一個(gè)指定的實(shí)驗(yàn)室中，用同一套給定的儀器，在短時(shí)間內(nèi)，對同一樣品的某物理量進(jìn)行反復(fù)測量，所得測量值接近的程度。再現(xiàn)性：準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系

好好好稍差差差很差偶然性

精密度準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系(1)準(zhǔn)確度反應(yīng)的是測定值與真實(shí)值的接近程度。(2)

精密度反應(yīng)的則是測定值與平均值的偏離程度；(3)準(zhǔn)確度高，精密度一定高；(4)精密度高是準(zhǔn)確度高的前提，但精密度高，準(zhǔn)確度不一定高。有效數(shù)字及其應(yīng)用（一）有效數(shù)字1.實(shí)驗(yàn)過程中遇到的兩類數(shù)字（1）非測量值如：測定次數(shù)；倍數(shù)；系數(shù)；分?jǐn)?shù)；常數(shù)(π)有效數(shù)字位數(shù)可看作無限多位。下頁返回結(jié)束上頁數(shù)據(jù)位數(shù)反映測量的精確程度，這類數(shù)字稱為有效數(shù)字?？梢蓴?shù)字：有效數(shù)字的最后一位數(shù)字通常為估計(jì)值，不準(zhǔn)確。（2）測量值或計(jì)算值一般有效數(shù)字的最后一位數(shù)字有±1個(gè)單位的誤差。結(jié)果絕對偏差相對偏差有效數(shù)字位數(shù)0.518000.51800.518有效數(shù)字意義（1）表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的大小（2）表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果所包含的誤差—正確地反映測量的精確程度。±0.001±0.2%3±0.00001±0.002%5±0.0001±0.02%4數(shù)據(jù)中零的作用

(1)“0”

在兩個(gè)非0數(shù)字的中間0為有效數(shù)字10563.0210.0504

(2)“0”

在數(shù)字的末位0為有效數(shù)字12.50

1250.0

1500(四位)(三位)(六位)(四)(五)(四)

(3)“0”

在小數(shù)點(diǎn)前后0不是有效數(shù)字，定位作用0.0158

0.0005(三)(一)注意點(diǎn)(1)科學(xué)計(jì)量式中，只看前面部分3.4

104(2)PH值，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字位數(shù)為有效數(shù)字位數(shù)pH=4.34容量器皿:滴定管（如：25.32mL）,移液管（25.00mL）；取小數(shù)點(diǎn)后2位有效數(shù)字

容量瓶（如：100.0mL、250.0mL）？？？

量筒(量至1mL或0.1mL)如：25mL、4.0mL(3)其它：b.分析天平的讀數(shù)萬分之一天平(稱至0.0001g):取小數(shù)點(diǎn)后4位有效數(shù)字，如：1.2350g千分之一天平(稱至0.001g):取小數(shù)點(diǎn)后3位有效數(shù)字，如：0.234g1%天平(稱至0.01g):取小數(shù)點(diǎn)后2位有效數(shù)字，如：4.03g,0.23gc.臺(tái)秤(稱至0.1g):取小數(shù)點(diǎn)后1位有效數(shù)字，如：4.0g,0.2gd.標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度：用4位有效數(shù)字表示。如：0.1000mol/L修約規(guī)則1.為什么要進(jìn)行修約？數(shù)字位數(shù)能正確表達(dá)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，舍去多余的數(shù)字。2.修約規(guī)則：“四舍六入五留雙”（1）當(dāng)多余尾數(shù)≤4時(shí)舍去尾數(shù)，≥6時(shí)進(jìn)位。

eg:14.3245三位14.314.3645三位14.4（2）尾數(shù)正好是5時(shí)分兩種情況：14.3545三位14.4a.若5后數(shù)字不為0，一律進(jìn)位5后無數(shù)或?yàn)?，5前是奇數(shù)則將5進(jìn)位，5前是偶數(shù)則把5舍棄，簡稱“奇進(jìn)偶舍”。14.350三位14.414.450三位14.4有效數(shù)字位數(shù)修約規(guī)則：四舍六入五考慮五后非零應(yīng)進(jìn)一五后是零看奇偶奇進(jìn)偶不進(jìn)不連續(xù)修約示例與討論（1）示例：保留四位有效數(shù)字，修約：14.2442→26.4863→15.0250→15.0150→15.0251→（2）一次修約到位，不能連續(xù)多次地修約。如2.3457修約到兩位，應(yīng)為2.3，如連續(xù)修約則為2.3457→2.346→2.35→2.4不對14.2426.4915.0215.0215.03運(yùn)算規(guī)則1.加減法運(yùn)算

結(jié)果的位數(shù)取決于絕對誤差最大的數(shù)據(jù)的位數(shù)（即以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)）例：0.0121絕對誤差：±

0.000125.64±

0.011.057±

0.00126.709126.71＋）2.乘除法運(yùn)算

有效數(shù)字的位數(shù)取決于相對誤差最大的數(shù)據(jù)的位數(shù)（即以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)）

例：(0.03255.10360.06)/139.8=0.0711791840.0325（±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%

(1)若某一數(shù)據(jù)中第一位有效數(shù)字大于或等于8，則有效數(shù)字的位數(shù)可多算一位。如8.15可視為四位有效數(shù)字。

注意（2）在分析化學(xué)計(jì)算中經(jīng)常會(huì)遇到一些倍數(shù)、分?jǐn)?shù)，如2、5、8倍及1/2、1/3等，這些數(shù)字可視為足夠準(zhǔn)確，不考慮其有效數(shù)字的位數(shù)，計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)，應(yīng)由其它測量數(shù)據(jù)來決定。（3）在計(jì)算過程中，為提高計(jì)算結(jié)果的可靠性，可以暫時(shí)多保留一位有效數(shù)字位數(shù)，得到結(jié)果時(shí)再根據(jù)數(shù)字修約的規(guī)定，棄去多余的數(shù)字。（4）在分析化學(xué)計(jì)算中，對于各種化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，一般保留兩位或三位有效數(shù)字。對于各種誤差的計(jì)算，取一位有效數(shù)字即已足夠，最多取兩位。對于pH值的計(jì)算，通常只取一位或兩位有效數(shù)字即可，如pH值為3.4、7.5、10.48。（5）定量分析的結(jié)果，對于高含量組分（例如≥10%），要求分析結(jié)果為四位有效數(shù)字；對于中含量（1%～10%）范圍內(nèi)，要求有三位有效數(shù)字；對于低含量組分（＜1%），一般只要求兩位有效數(shù)字。練習(xí)：正確表示下列結(jié)果的有效數(shù)字(1)4.030+0.46–1.8259+13.7(2)14.13×0.07650÷0.78答案（1）16.4（2）1.4分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理（一）為什么要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理？1、個(gè)別偏離較大的數(shù)據(jù)（稱為離群值或極值）是保留還是該棄去？2、測得的平均值與真值（或標(biāo)準(zhǔn)值）的差異，是否合理？3、相同方法測得的兩組數(shù)據(jù)或用兩種不同方法對同一試樣測得的兩組數(shù)據(jù)間的差異是否在允許的范圍內(nèi)？（二）數(shù)據(jù)進(jìn)行處理包括哪些方面？1、可疑數(shù)據(jù)的取舍——過失誤差的判斷2、分析方法的準(zhǔn)確度（可靠性）——系統(tǒng)誤差的判斷例行分析：一般對單個(gè)試樣平行測定兩次(x1，x2)若(x2－x1)≤2倍公差若(x2－x1)＞2倍公差取二者的平均值實(shí)驗(yàn)重做eg:胃舒平藥片中鋁的測定，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定同一實(shí)驗(yàn)內(nèi)公差為±0.20%，若實(shí)際測得的數(shù)據(jù)為36.51%及36.01%(36.51%－36.01%)＝0.50%

＞2×公差實(shí)驗(yàn)重做常量分析：一般對單個(gè)試樣平行測定2--3次計(jì)算出相對平均偏差Rdi若Rdi≤0.1%，符合要求，否則重做。準(zhǔn)確分析：——統(tǒng)計(jì)方法表示出測定數(shù)據(jù)的集中趨勢和分散情況可疑數(shù)據(jù)的取舍2023/2/3電子天平介紹2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3滴定管:堿式滴定管酸式滴定管2023/2/3腹式吸管2023/2/32023/2/3刻度吸管2023/2/3容量瓶一.滴定分析法概述(titrimetricdetermination)滴定分析法用滴定管將標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到待測物的溶液中，通過指示劑指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和所消耗的體積，算出待測組分的含量。也稱容量分析法。1.定義

下頁返回結(jié)束上頁傳統(tǒng)的容量分析方法；適用于常量分析；簡單、準(zhǔn)確、費(fèi)用低。2.特點(diǎn)：下頁返回結(jié)束上頁例如：反應(yīng)aA+bB=gG+hH若B的濃度已知，而A的濃度未知，則物質(zhì)B稱為滴定劑，其溶液稱為標(biāo)準(zhǔn)溶液;物質(zhì)Ａ稱為待測物。3.基本術(shù)語（1）滴定(titrimetry)將標(biāo)準(zhǔn)溶液通過滴定管加到待測溶液中的過程。（3）基準(zhǔn)物質(zhì)(primarystandard

)（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液

(standardsolution)已知準(zhǔn)確濃度、可以用于確定待測物質(zhì)含量的溶液

能用于直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液或用于確定標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確濃度的物質(zhì)。下頁返回結(jié)束上頁

當(dāng)?shù)渭拥臉?biāo)準(zhǔn)溶液與待測組分恰好定量反應(yīng)完全時(shí)的一點(diǎn)，或稱“理論終點(diǎn)”。（4）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)

(stoichiometricpoint)（5）滴定終點(diǎn)

(endpoint)

當(dāng)指示劑顏色變化停止滴定時(shí)，實(shí)際用去的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積稱作滴定終點(diǎn)。下頁返回結(jié)束上頁滴定管讀數(shù)

滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定能恰好重合，存在很小的差別，由此而引起的誤差稱為終點(diǎn)誤差。（6）終點(diǎn)誤差

(endpointerror)要求：選擇好滴定劑、指示劑、操作正確、觀察仔細(xì)。下頁返回結(jié)束上頁（一）滴定分析法分類二、滴定分析法的分類和滴定方式H+＋B-＝HB酸堿滴定法(中和法)：以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)1.按照化學(xué)反應(yīng)分類下頁返回結(jié)束上頁氧化還原滴定法：以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)。例如：K2Cｒ2O7法測定Fｅ2+，K2Cｒ2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液，以二苯胺磺酸鈉為指示劑，滴定Fｅ2+：

配位滴定法（絡(luò)合滴定法）：以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)中心離子+配位體＝配合物待測濃度已知（滴定劑）下頁返回結(jié)束上頁M2+＋Y4-＝MY2-如：EDTA

Iｎ+M≒MIｎ （藍(lán)色）（紅色）N－CH2－CH2－N乙二胺四乙酸強(qiáng)配位能力，能與多種金屬離子形成穩(wěn)定的可溶性配合物用金屬指示劑來指示滴定終點(diǎn)，如：鉻黑T－有機(jī)指示劑（Iｎ）下頁返回結(jié)束上頁沉淀滴定法（容量沉淀法）：以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)

Ag+＋Cl-＝AgC1↓

用于化工、冶金、農(nóng)業(yè)及處理三廢等生產(chǎn)部門的檢測工作?？蓽y定--+---SCN-CNAgIBrCl,,,,,

KSPAｇCｌ>

KSPAｇ2Cｒ2O4

例如：鉻酸鉀作指示劑，在中性或弱堿性溶液中用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液測定氯離子的濃度：（白色）（磚紅色） 下頁返回結(jié)束上頁穩(wěn)定常數(shù)ｋ是KSP的倒數(shù)，終點(diǎn)時(shí)：白色－－磚紅色滴定反應(yīng)必須具備的條件1.

反應(yīng)定量完成：無副反應(yīng)，只有一個(gè)計(jì)量反應(yīng)。2.反應(yīng)速率快3.被測物質(zhì)中的雜質(zhì)不得干擾反應(yīng),否則應(yīng)預(yù)先將雜質(zhì)除去4.有比較簡便的方法確定滴定終點(diǎn)下頁返回結(jié)束上頁滴定方式：直接滴定如：NaOH滴定HCl，或HCl滴定NaOH。K2Cｒ2O7法測定Fｅ2+。直接根據(jù)滴定劑濃度、用量，測定待測物含量。下頁返回結(jié)束上頁

返滴定法在待測試液中準(zhǔn)確加入適當(dāng)過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待反應(yīng)完全后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定剩余的第一種標(biāo)準(zhǔn)溶液，從而測定待測組分的含量。aA+bB(過量)=gG+hH與C反應(yīng)下頁返回結(jié)束上頁

置換滴定法先加入適當(dāng)?shù)脑噭┡c待測組分定量反應(yīng)，生成另一種可被滴定的物質(zhì)，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)產(chǎn)物，然后由滴定劑消耗量，反應(yīng)生成物質(zhì)與待測組分的關(guān)系計(jì)算出待測組分的含量。滴定下頁返回結(jié)束上頁間接滴定待測組分不能直接與滴定劑反應(yīng)，但可通過其它的化學(xué)反應(yīng)，間接測定其含量。例：氧化還原法測定鈣。

下頁返回結(jié)束上頁（一）基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)滿足的條件：1.物質(zhì)必須具有足夠的純度，即含量≥99.9%；2.物質(zhì)的組成與化學(xué)式應(yīng)完全符合；3.穩(wěn)定4具有較大的摩爾質(zhì)量（為什么？）例如：標(biāo)定NaOH采用：鄰苯二甲酸氫鉀？草酸？下頁返回結(jié)束上頁基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液1、直接法配制溶液的基本步驟：混合下頁返回結(jié)束上頁計(jì)算稱量溶解轉(zhuǎn)移定容溶液的配制標(biāo)準(zhǔn)溶液（滴定劑）的配制方法：直接法和間接法（二）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制定容(2)標(biāo)定準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物，溶解后，滴定。2、間接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液（步驟）(1)配制溶液配制成近似所需濃度的溶液。(3)確定濃度由基準(zhǔn)物質(zhì)量和滴定液體積計(jì)算之下頁返回結(jié)束上頁容量瓶配制溶液3、常用試劑的分類一級(jí)試劑：又稱優(yōu)級(jí)試劑，保證試劑GuaranteeReagent代號(hào)：G.R二級(jí)試劑：又稱分析試劑AnalyticalReagent代號(hào)：A.R三級(jí)試劑：又稱化學(xué)純試劑ChemicalPure代號(hào)：CP下頁返回結(jié)束上頁標(biāo)簽顏色1.物質(zhì)的量濃度（簡稱：濃度）（V：溶液的體積）四、溶液濃度的表示方法單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量（nB）。定義：表示方法：單位：mol·L-1。下頁返回結(jié)束上頁注意：應(yīng)指明基本單元：原子、分子、離子、電子或他們的組合。例如：CNaOH=0.1000mol·L-1表示1L溶液中所含NaOH的物質(zhì)的量為0.1000mol，即4gNaOH。例如：CH2SO4=0.1000mol·L-1表示1L溶液中所含

H2SO4的物質(zhì)的量為0.1000mol，

H+的物質(zhì)的量為0.2000mol下頁返回結(jié)束上頁2.質(zhì)量濃度（克/升濃度）（massconcentration）單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的質(zhì)量ρBg·L-1

例如：25.06g·L-1Na2CO3溶液是指1L溶液中含有Na2CO325.06g定義：表示方法：單位：1μg＝10-6g1ng＝10-9g注意：質(zhì)量濃度與質(zhì)量摩爾濃度的區(qū)別下頁返回結(jié)束上頁當(dāng)濃度很低時(shí)，可采用μg·mL-1或ng·mL-1表示。3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)（massfraction）單位質(zhì)量的溶液中所含溶質(zhì)B的質(zhì)量定義：表示方法：市售的酸堿大多數(shù)用這種方法表示例：已知36%HCl的密度為1.19g/mL求每升HCl溶液中含HCl的物質(zhì)的量及其物質(zhì)的量濃度。下頁返回結(jié)束上頁4.滴定度T待測物/滴定劑或例：測定鐵含量的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度表示為：1ｍL標(biāo)準(zhǔn)溶液B（滴定劑）相當(dāng)于待測物質(zhì)A的質(zhì)量g·mL-1

被測物質(zhì)的質(zhì)量：ｍA＝TVB

定義：表示方法：單位：下頁返回結(jié)束上頁例如：在氧化還原滴定分析中，用K2Cｒ2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液測定Fｅ2+的含量時(shí)，每毫升K2Cｒ2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液可滴定0.0050ｇ鐵，則此K2Cｒ2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定度為：

TFｅ2+／K2Cｒ2O7＝0.0050ｇ·ｍＬ-1

讀作：每毫升K2Cｒ2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于0.0050ｇ鐵。下頁返回結(jié)束上頁即1mL的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液能把0.005682gFe2+→Fe3+若:g·mL-1表示：lmLKMnO4溶液相當(dāng)于0.005682g鐵下頁返回結(jié)束上頁例1.求0.1000mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液對H2C2O4的滴定度解：NaOH與H2C2O4的反應(yīng)為：

H2C2O4+2NaOH＝Na2C2O4+2H2O1mL

標(biāo)準(zhǔn)溶液中NaOH的物質(zhì)的量：nNaOH=1×10－3×0.1000＝1×10－4molnH2C2O4=1/2nNaOH=0.5×10－4molmH2C2O4=nH2C2O4MH2C2O4=0.5×10－4×90.04＝0.004502g＝0.004502g/ml下頁返回結(jié)束上頁例2.為了測定NａCｌ濃度，取NａCｌ溶液20.00ｍL，用TNａCｌ／AｇNO3＝0.001169ｇ·ｍＬ-1的AｇNO3對其滴定，終點(diǎn)時(shí)，用去AｇNO323.25ｍL，計(jì)算NａCｌ濃度。(Na:22.99Cl:35.45)下頁返回結(jié)束上頁例3.配制TH2SO4／NａOH＝0.0200ｇ·ｍＬ-1的NａOH溶液500.00ｍL，需要干燥的NａOH多少克？下頁返回結(jié)束上頁分析：TH2SO4／NａOH＝0.0200ｇ·ｍＬ-11mL

NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液與0.0200gH2SO4完全反應(yīng)500mL

NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液與H2SO4完全反應(yīng)的質(zhì)量：mH2SO4=0.0200×500=10gmNaOH=nNaOH×M下頁返回結(jié)束上頁5、濃度c與滴定度T之間關(guān)系

aA+bB=cC+dD（A為被測組分，B為標(biāo)準(zhǔn)溶液）若以VB為反應(yīng)完成時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積(mL)，mA和MA分別代表物質(zhì)A的質(zhì)量(g)和摩爾質(zhì)量。由滴定度定義TA/B=mA/VB，得：當(dāng)反應(yīng)達(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí)：下頁返回結(jié)束上頁例4:濃度為0.5000ｍｏｌ·Ｌ-1的KMnO4溶液，計(jì)算其對H2O2的滴定度。（酸性溶液）解：下頁返回結(jié)束上頁五、滴定分析結(jié)果的計(jì)算（一）被測組分的物質(zhì)的量nA與滴定劑nB的關(guān)系2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3nHCl=2nNa2CO3下頁返回結(jié)束上頁1.直接滴定待測組分A與滴定劑B間的反應(yīng)為：

aA+bB=cC+dD化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)：amolA恰好與bmolB作用完全

nA∶nB＝a∶b若稱取基準(zhǔn)物或試樣質(zhì)量(mB)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液A時(shí):（1）確定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（2）確定稱取基準(zhǔn)物或試樣量范圍滴定液體積一般為20～25mL左右,濃度約0.1mol·L-1

（3）估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積VA則：下頁返回結(jié)束上頁若被測物為溶液時(shí)：用已知濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測定H2SO4溶液濃度：

H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O下頁返回結(jié)束上頁2.間接法滴定

涉及到兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)，從總的反應(yīng)中找出實(shí)際參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之間關(guān)系。例1：以KBrO3為基準(zhǔn)物標(biāo)定Na2S2O3溶液的濃度。

1BrO3-+6I-+6H+＝3I2+3H2O+

Br-（1）1I2+2S2O32-＝2I-+S4O62-（2）∴下頁返回結(jié)束上頁

例2：用KMnO4法滴定Ca2+?！嘞马摲祷亟Y(jié)束上頁（二）被測組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算稱取試樣的質(zhì)量G，測得被測組分的質(zhì)量為GA，則被測組分在試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)mA為：設(shè)滴定劑的濃度cB、消耗體積VB。反應(yīng)的摩爾比a∶b(通式)下頁返回結(jié)束上頁（三）計(jì)算示例例1：選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物，標(biāo)定0.lmol·L-1NaOH溶液的準(zhǔn)確濃度。應(yīng)稱取基準(zhǔn)物多少克？如改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基準(zhǔn)物，應(yīng)稱取多少克？解：（1