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文檔簡介
第4章氧化復原滴定法第2章酸堿滴定法第3章配位滴定法第5章沉淀滴定法第8章電位分析法及電導分析法第9章氣相色譜法第6章吸光光度法第7章原子吸收光譜法
第1章天然水的水質及水質分析根底目錄*
1第4章氧化復原滴定法4學時第2章酸堿滴定法
6學時第3章配位滴定法
4學時第5章沉淀滴定法
2學時第8章電位分析法
2學時第9章氣相色譜法
4學時第6章吸光光度法
2學時第7章原子吸收光譜法
2學時第1章水質分析根底4學時學時分配*
2實驗局部:10學時1、水質分析實驗根底2、總硬度的測定3、六價鉻的測定理論局部:30學時隨著社會開展,人們生活品位越來越高,各行各業(yè)科技含量越來越高。舉例說明:例1“布料怎樣?〞(是全棉嗎?是真絲嗎?)布料感官檢驗棉柔軟,吸濕易燃,燒紙味,灰散碎絲柔軟,光澤卷縮,臭味,灰顆粒合成纖維彈性,耐熱卷縮,冒黑煙,灰小球例2“碘鹽如何?〞(含不含?含多少?)IO3-+5I-+6H+→3I2+3H2O用KI淀粉試紙檢驗(含不含碘)。用儀器分析測定碘的含量。例3:“這套新裝修房子能住嗎?〞(指甲醛含量)可用銀鏡反響或與新配制Cu(OH)2作用來檢驗。用儀器分析測定甲醛含量。課程概述及參考書
天然水是一個復雜的體系,水質是水及其雜質共同表現出的綜合特性。水能否利用以及污染的程度,通過水質分析才能作出判斷?!袼治龌瘜W:研究水及其雜質的性質和測量方法的一門學科?!褡饔茫涸谒h(huán)境污染治理與水資源規(guī)劃、評價中起著“眼睛〞和“哨兵〞的作用。
5*課程概述及參考書●課程性質與任務
6*●根本要求
7*水分析化學是研究水中雜質及變化規(guī)律的重要學科。掌握四大滴定方法(酸堿、配位、沉淀和氧化還滴定法)和主要的儀器分析方法(吸收光譜法、電位分析法、原子吸收法及色譜法等)的根本原理、根本知識、根本概念和根本技能,掌握水質分析的根本操作,培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度,樹立準確“量〞的理念,初步具備數據評價能力、具備查閱文獻、選擇分析方法、擬訂實驗方案的能力,培養(yǎng)觀察、分析和解決實際問題的能力。課程概述及參考書●水分析化學的特點
8*(1)突出“量〞的概念:如測定的數據不可隨意取舍;數據準確度、偏差大小與采用的分析方法有關。(2)分析試樣(水樣)是一個獲取信息、提供可靠數據的過程。(3)實驗性強:強調動手能力、培養(yǎng)實驗操作技能,提高分析解決實際問題的能力。(4)綜合性強:涉及化學、生物、電學、光學、計算機等,表達能力與素質。
9*水分析化學課程的學習目標根本原理根本理論根本知識根本概念根本操作根本技能注重培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度培養(yǎng)獨立分析和解決水質分析中實際問題的能力強化并樹立準確“量〞的觀念掌握6個根本點注重2個培養(yǎng)樹立1個“量〞概念
10*水分析化學是一門從實踐中來到實踐中去的學科。以解決水中的實際問題為目的。學習水分析化學好比射擊,只會把槍打響而打不準是毫無用處的。學習時要牢固樹立準確“量〞的概念。如何學習水質分析化學第1章天然水的水質及水質分析基礎1.1天然水的水質1.3水質分析指標和水質標準1.4
水質分析程序1.2水質分析方法與計算1.5誤差與數據處理*
11返回1.1天然水的水質比熱大(4.186kJ.kg-1.℃-1)熱穩(wěn)定性高(2000℃分解缺乏2%)溫度體積效應異常外表張力大溶解能力強*
12一.水的五大特性和雜質返回1、五大特性:按粒徑分懸浮物質(粒徑:>10-4mm)溶解物質(粒徑:<10-6mm)按性質分:無機物、有機物、微生物膠體物質(粒徑:10-4~10-6mm)2、雜質:鹽類溶解物質氣體:O2、CO2、N2、H2S有機物:COD
、BOD、TOC
、TOD工程應用:過濾、混凝+過濾、軟化、除鹽反滲透離子交換電滲析陽離子:陰離子:*
14Ca2+、Mg2+、Na+、K+
……HCO3-、SO42-、Cl-、CO32-……返回飲用水自來水純潔水礦泉水(長期飲用降低免疫力)(有條件不妨常喝)(當天燒開當天喝)特點:純潔水:無細菌、無病毒、干凈衛(wèi)生,大量飲用會帶走人體有用的微量元素,增加鈣的流失,易產生疾病。礦泉水:含多種礦物質和微量元素(Li、Sr、CO2等),pH:7~8與人體液相吻合,有利于維持酸堿平衡,促進新陳代謝。自來水:營養(yǎng)成分不如礦泉水,根本能滿足人體所需,存放會使細菌增加。*
15返回3、幾種常見的飲用水:●
礦化度(含鹽量、總溶解固形物、電導率μs/cm)●溶解氧〔DO〕●
游離CO2、侵蝕CO2:●
酸雨:pH<5.65形成與危害:煤和石油燃燒產生SO2、NOx與水蒸汽形成H2SO4、HNO3。*
16二.幾個概念CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2游離分子狀態(tài)存在于水中,與水層深度成反比,隨溫度升高而降低,隨壓力升高而升高。返回●
水體自凈:水體中的微生物氧化分解有機物,使其濃度降低,水體得以凈化?!?/p>
需氧有機物化學需氧量COD(以O2mg/L計)生化需氧量BOD總有機碳TOC總需氧量TOD*
17●
水中無機污染物:Hg、Cr、Cd、Pb、As返回1.任務定性分析定量分析結構分析2.對象無機分析有機分析3.原理化學分析儀器分析
4.試樣用量
常量分析半微量分析微量分析超微量分析100~1000mg10~1000.1~10<0.110~100mL1~100.01~1<0.01
1.2水質分析方法一.水質分析方法概述5.待測組分含量常量成分分析>1%微量成分分析0.01~1%痕量成分分析<0.01%另外還有:例行分析仲裁分析環(huán)境分析食品分析藥物分析材料分析礦物分析等水分析化學化學分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化復原滴定電化學分析光化學分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導、電位、電解、庫侖極譜、伏安光度、發(fā)射、吸收,熒光氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細管電泳紅外、核磁、質譜沉淀滴定*
20返回重量分析法采用適當的方法,使被測組分與試樣其他組分別離后,轉化為另一種稱量形式,再通過稱量其質量,可計算出被測組分的含量。測SO42-Vs(ml)加過量BaCl2BaSO4↓過濾洗滌灼燒冷卻稱量BaSO4↓BaSO4↓SO42-m(g)x(g)*
211.2水質分析方法與計算返回滴定分析法●
2.化學計量點(理論終點):●
1.標準溶液(滴定劑):
0.1000mol/L●
3.指示劑●
4.滴定終點與滴定誤差●5.對滴定反響的要求●
6.標準溶液的配制與基準物質標準溶液的濃度通過基準物質來確定。1.2水質分析方法與計算*
22①反響完全(>99.9%);②反響速度快;③無副反響;④有適當的方法確定化學計量點返回
分析方法的選擇要考慮很多因素,在分析時應按待測組分的含量、共存物質的種類、分析目的等選擇適當的分析方法。*
231.2水質分析方法的選擇返回選擇的原那么是:方法成熟、準確;操作簡便、本錢低;抗干擾能力強;所用試劑毒性小。
(WaterQualityIndexandWaterQualityStandard)
一、水質指標定義:表示水中雜質的種類和數量,它是判斷水污染程度的具體衡量尺度。分類:物理指標(Physical)、化學指標(ChemicalIndex)、微生物指標(Micro-organismIndex)。在水質標準中,生活飲用水標準常分為:感觀性狀〔物理指標〕和一般化學指標、毒理學指標、細菌學指標、放射性指標。1.3水質指標和水質標準〔一〕、物理指標1、
水溫,臭、味A、溫度水體的物理性質與水溫有關。常用顛倒溫度計〔主表-2~35℃,分度值0.1℃,測水;輔表-20~50℃,分度值0.5℃,測環(huán)境〕。B、
臭:臭閾值表示法:水樣被稀釋至剛剛可以聞出臭味的稀釋倍數。它=〔A+B〕/AA、B分別為水樣和無臭水的體積。無臭水常用自來水脫氯的方法制取,用3.5g/L硫代硫酸鈉溶液1毫升可脫去1毫克余氯。文字描述法:六等級記錄法。0級、無味、無任何氣味;1級、微弱、敏感者可覺察;2級、弱、一般飲用者剛剛覺察;3級、明顯、已能明顯覺察,不加處理不能飲用;4級、強、有明顯臭味;5級、很強、強烈臭味。C、味:
通常用無味、酸、甜、苦、咸來描述。2、
色度真色與表色;真色是指除去懸浮物后的水的顏色,色度一般是指真色。定量方法分為鉑鈷比色法和稀釋倍數法。鉑鈷比色法:規(guī)定每升水中含鉑鈷標準每含1mg鉑和0.5mg鈷產生的顏色深淺為1度。實踐中常用重鉻酸鉀代替氯鉑酸鉀。
我國生活飲用水水質衛(wèi)生標準規(guī)定生活飲用水色度不得高于15度。3、
濁度:濁度是指水中的懸浮及膠體雜質產生不透明的渾濁現象,這是一種光學效應,表現出光線透過水層時受阻的程度,與顆粒的數量、大小、形狀有關。濁度的測定分為目視比色法、光度法和濁度儀法,而濁度儀法中又分為透過光或散射光濁度測定。目視比色法中規(guī)定1L水中含1mg一定粒度的硅藻土所產生的濁度為1度,單位是“JTU〞;而光度法和濁度儀法測定的單位是“NTU〞,濁度儀法是用0.13mg/L的硅藻土用濁度儀測定時,規(guī)定其濁度為1度。4、透明度:反映水樣透明程度,常用厘米數表示。通常有鉛字法和塞氏盤法。鉛字法:長330mm直徑25mm的刻度玻璃圓筒,底部為帶“E〞印刷符號磨砂玻璃片。水深超過30cm仍可見“E〞字的水樣為透明水樣;塞氏盤法:將直徑20cm的白色鐵圓板放入水中,到剛好不能見盤的白色時的深度〔cm〕即為水的透明度。5、
電導率:電極插入水中,距離1厘米,截面積1平方厘米的兩個電極間所測得電阻倒數為該水樣的電導率。它反映了水樣中離子成份的總濃度。6、
殘渣:總殘渣〔總固體〕:水浴蒸干,103-105℃烘干稱重。總可濾殘渣〔可溶性固體〕:將水通過0.45μm膜過濾后的水樣用水浴蒸干,103-105℃烘干稱重??偛豢蔀V殘渣〔懸浮物,SS〕:將水通過0.45μm膜過濾后的過濾器上的固體物質用水浴蒸干,103-105℃烘干稱重。總殘渣=總可濾殘渣+總不可濾殘渣〔二〕化學指標是以水中存在的具體化學物質及濃度為檢測目標的水質指標,分為有機物和無機物。主要離子組成:鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、碳酸氫根、硫酸根、氯離子、硅酸根?;瘜W指標主要有PH、酸度、堿度、硬度、氯化物、硫酸鹽、氟化物、總含鹽量、重金屬、DO、高錳酸鉀指數、COD、BOD、TOC、TOD等。〔三〕微生物指標以微生物的種類和數量作為判斷污染程度的指標,包括細菌總數、大腸菌群、游離性余氯和新增加的糞大腸菌群等。二、
水質標準定義:是表示生活飲用水等各種用途的水中污染物質的最高容許濃度或限量閾值的具體限制和要求。意義:水質標準是水的物理、化學和生物學的質量標準。三、21世紀水質新標準水質標準主要分為:地表水質量標準、地下水質量標準、城市供水質量標準、生活飲用水質量標準、農田灌溉水質標準和污水排放標準。其中?生活飲用水水質衛(wèi)生標準?從2007年7月1日起指標總數由34項上升為103項。增加了耗氧量指標、糞大腸菌群指標、濁度由3度降為1度等,其中大幅度增加了有機物的檢測指標。
35*取樣(有代表性)采樣容器的選擇和洗滌
試樣的保存和預處理
分析方法的選擇和測定分析結果的計算和數據處理及評價1.4水質分析程序水樣的預處理〔1〕過濾:水樣濁度較高或帶有明顯的顏色可影響分析結果,可采用澄清、離心、過濾等措施以除去殘渣及細菌或藻類。阻留不可濾殘渣的能力大小順序為:濾膜﹥離心﹥?yōu)V紙﹥砂芯漏斗?!?〕濃縮:低含量組分,可通過蒸發(fā)、溶劑萃取或離子交換等措施濃縮后再進行分析。例如飲用水中氯仿的測定,采用正己烷/乙醚溶劑萃取濃縮后,再用氣相色譜法測定?!?〕蒸餾:利用水中各污染組分具有不同的沸點而使其彼此別離的方法。如測定水樣中揮發(fā)酚、氰化物、氟化物時,均需要在酸性介質中進行預蒸餾別離。消解的目的是破壞有機物、溶解懸浮物,將各種價態(tài)的欲測元素氧化成單一的高價態(tài)或轉變成易于別離的無機化合物,以便測定。消化后的水樣應清澈、透明、無沉淀?!?〕消解酸式消解:當水樣中同時存在無機結合態(tài)和有機結合態(tài)金屬,可加H2SO4—HNO3或HCl,HNO3—HClO4等,經過強烈的化學消解作用,破壞有機物,使金屬離子釋放出來,再進行測定。干式消解:通過高溫灼燒去除有機物后,將灼燒后殘渣〔灰分〕用2%HNO3溶解。高溫易揮發(fā)損失的As、Hg、Cd、Se、Sn等元素,不宜用此法消解。在樣品預處理中使用的試劑應要求純度高,空白值低。水質分析結果的表示方法〔1〕物質的量濃度〔摩爾濃度):mol/L、mmol/L、umol/L〔2〕μg/mL(ppm)ug/L(ppb)1ppm=百萬分之一;1/1061ppb=十億分之一.1/1091mg/L=1μg/mL=1ppm1ug/L=1ppb〔3〕百分濃度(%)(4)其它,如“度〞、“NTU〞等
41*一.誤差的概念二.有效數字及其運算規(guī)那么三.回歸分析法1.5水質分析的誤差與數據處理返回
42*一.誤差的概念※
相對真值:認定精度高一個數量級的測定值作為低一級的測量值的真值。例如科研中使用的標準樣品及管理樣品中組分的含量等。1準確度和誤差真值〔xT〕:某一物理量本身具有的客觀存在的真實數值,即為該量的真值?!?/p>
理論真值:如某化合物的理論組成等。計量學約定真值:國際計量大會上確定的長度、質量、物質的量單位等。返回
43*
中位數(xM
):
一組測量數據按大小順序排列,中間一個數據即為中位數xM,當測量值的個數位偶數時,中位數為中間相臨兩個測量值的平均值。優(yōu)點:能簡單直觀說明一組測量數據的結果,且不受兩端具有過大誤差數據的影響;缺點:不能充分利用數據,因而不如平均值準確。續(xù)前返回
44*
準確度:指測量值與真值之間接近的程度,其好壞用誤差來衡量。
誤差:測量值(x)與真值(xT)之間的差值(E)
絕對誤差:測量值與真值(xT)之差。在實際分析中,待測組分含量越高,相對誤差要求越小;待測組分含量越低,相對誤差要求較大。相對誤差:續(xù)前Er
=×100%xT返回E=x-xTE
45*例:用分析天平稱樣,一份0.2034克,一份0.0020克,稱量的絕對誤差均為+0.0002克,問兩次稱量的Er%?解:第一份試樣:第二份試樣:
續(xù)前返回
46*2精密度和偏差●精密度:用相同的方法對同一個試樣平行測定屢次,得到結果的相互接近程度。以偏差來衡量其好壞。重復性:同一分析人員在同一條件下所得分析結果的精密度。再現性:不同分析人員或不同實驗室之間各自的條件下所得分析結果得精密度。返回
47*●偏差:
一組數據中個別測量值與平均值之間的差值,一組數據分析結果的精密度可以用平均偏差和標準偏差來表示。續(xù)前
平均偏差:
絕對偏差:返回
48*
相對平均偏差續(xù)前
標準偏差
相對標準偏差RSD(又稱變異系數CV)返回
49*●偏差和標準偏差關系第一組10.02,10.02,9.98,9.98第二組10.01,10.01,10.02,9.96第三組10.02,10.02,9.98,9.98,10.02,10.02,9.98,9.98平均值=10.00=0.02s=0.02RSD=0.2%RSD=0.27%RSD=0.21%平均值=10.00=0.02s=0.027平均值=10.00=0.02s=0.021返回例如:求下列三組數據的
和s
50*3準確度和精密度的關系返回
51*關系:●精密度是保證準確度的先決條件。精密度差,所測結果不可靠,就失去了衡量準確度的前提?!窀叩木芏炔灰欢鼙WC高的準確度。續(xù)前返回
52*4誤差的來源(系統(tǒng)誤差、偶然誤差)●系統(tǒng)誤差:由固定的原因造成的,使測定結果系統(tǒng)偏高或偏低,重復出現,其大小可測,具有“單向性〞??捎眯Uㄏ?。根據其產生的原因分為以下4種。方法誤差:分析方法本身不完善而引起的。儀器和試劑誤差:儀器本身不夠精確,試劑不純引起誤差。返回
53*●隨機誤差:由一些隨機偶然原因造成的、可變的、無法防止,符合“正態(tài)分布〞?!襁^失誤差(顯著誤差)
:由于不小心引起,例如運算和記錄錯誤。續(xù)前操作誤差:分析人員操作與正確操作差異引起的。返回
54*續(xù)前
在報告分析結果時,要報出該組數據的集中趨勢和精密度:
*平均值x(數據集中趨勢)*測量次數n(3至4次)*RSD(RD)(精密度)返回
55*5系統(tǒng)誤差的檢查方法●標準樣品對照試驗法:選用其組成與試樣相近的標準試樣,或用純物質配成的試液按同樣的方法進行分析對照。如驗證新的分析方法有無系統(tǒng)誤差。假設分析結果總是偏高或偏低,那么表示方法有系統(tǒng)誤差。返回●標準方法對照試驗法:選用國家規(guī)定的標準方法或公認的可靠分析方法對同一試樣進行對照試驗,如結果與所用的新方法結果比較一致,那么新方法無系統(tǒng)誤差。
56*續(xù)前●標準參加法(參加標準回收法):取兩份等量試樣,在其中一份中參加量的待測組分并同時進行測定,由參加待測組分的量是否認量回收來判斷有無系統(tǒng)誤差。如下表所示。返回●內檢法:在生產單位,為定期檢查分析人員是否存在操作誤差或主觀誤差,在試樣分析時,將一些已經準確濃度的試樣〔內部管理樣〕重復安排在分析任務中進行對照分析,以檢查分析人員有無操作誤差。次數加標前/(mg/L)加標量/(mg/L)加標后/(mg/L)回收率/%
10.000.200.195
20.100.200.305
30.200.200.410
40.200.400.595
50.150.300.450
60.300.150.440平均加標回收率/%:95.5
57*續(xù)前Fe光度法加標回收實驗結果返回97.5102.5105.098.8100.093.3
58*一.選擇適宜的分析方法(1)根據試樣的中待測組分的含量選擇分析方法。高含量組分用滴定分析或重量分析法;低含量用儀器分析法。(2)充分考慮試樣中共存組分對測定的干擾,采用適當的掩蔽或別離方法。(3)對于痕量組分,分析方法的靈敏度不能滿足分析的要求,可先定量富集后再進行測定。返回9提高分析結果準確度的方法
59*二.減小測量誤差
●稱量:分析天平的稱量誤差為±0.0002g,為了使測量時的相對誤差在0.1%以下,試樣質量必須在0.2g以上?!竦味ü茏x數常有±0.0lml的誤差,在一次滴定中,讀數兩次,可能造成±0.02ml的誤差。為使測量時的相對誤差小于0.1%,消耗滴定劑的體積必須在20ml以上,最好使體積在25ml左右,一般在20至30ml之間?!裎⒘拷M分的光度測定中,可將稱量的準確度提高約一個數量級。返回
60*三.減小隨機誤差
在消除系統(tǒng)誤差的前提下,平行測定次數愈多,平均值愈接近真實值。因此,增加測定次數,可以提高平均值精密度。在化學分析中,對于同一試樣,通常要求平行測定2~4次。返回
61*(1)對照試驗(2)空白試驗(3)校準儀器(4)分析結果的校正四.消除系統(tǒng)誤差—提高準確度的主要途徑系統(tǒng)誤差是由某種固定的原因造成的,因而找出這一原因,就可以消除系統(tǒng)誤差的來源。有以下幾種方法:返回
62*(1)對照試驗●與標準試樣的標準結果進行對照;標準試樣、管理樣、合成樣、參加回收法●與其它成熟的分析方法進行對照;國家標準分析方法或公認的經典分析方法●由不同分析人員,不同實驗室來進行對照試驗。內檢、外檢。續(xù)前返回
63*(2)空白試驗●空白試驗:在不加待測組分的情況下,按照試樣分析同樣的操作手續(xù)和條件進行試驗,所測定的結果為空白值,從試樣測定結果中扣除空白值,來校正分析結果?!裣稍噭?、蒸餾水、實驗器皿和環(huán)境帶入的雜質引起的系統(tǒng)誤差,但空白值不可太大。續(xù)前返回
64*(3)校準儀器儀器不準確引起的系統(tǒng)誤差,通過校準儀器來減小其影響。例如砝碼、移液管和滴定管等,在精確的分析中,必須進行校準,并在計算結果時采用校正值。(4)分析結果的校正校正分析過程的方法誤差,例如用重量法測定試樣中高含量的SiO2,因硅酸鹽沉淀不完全而使測定結果偏低,可用光度法測定濾液中少量的硅,而后將分析結果相加。續(xù)前返回
65*
6平均值的置信區(qū)間返回●一個分析結果的“置信區(qū)間”表明在一定的置信度(置信水平)下,以x
為中心,包括真值在內的可能范圍。中
t為置信系數,隨不同的置信度和測定次數不同,通常置信度P取95%。(三)顯著性檢驗分析化學中,常常由于系統(tǒng)誤差和隨機誤差混雜在一起,導致測量值之間的差異難以分辨出是何種因素引起,顯著性檢驗是解決這類問題的一個科學方法。如果分析結果間的差異是由隨機誤差引起,就認為它們之間“無顯著性差異〞;假設分析結果間的差異由系統(tǒng)誤差所致,就認為存在“顯著性差異〞。分析化學中,應用最多的顯著性檢驗方法是t檢驗法和F檢驗法。1.t檢驗法—平均值與標準值的比較用于檢驗分析方法或操作過程是否存在系統(tǒng)誤差。用待檢驗的分析方法對準確含量的標樣進行測定,然后用t檢驗法判斷測定平均值與標樣的標準值之間是否存在顯著性差異。
檢驗步驟:A.計算t
B.根據給定α和f查tα,f值;C.判斷:如果t計>tα,f,認為平均值與標準值間存在顯著性差異,否那么認為平均值與標準值間不存在顯著性差異。2.F檢驗法通過比較兩組數據的方差,確定兩組數據的精密度是否存在顯著性差異。A:計算F值:F=s2大/s2??;B:判斷:如果F計>F表,那么認為兩組數據的精密度存在顯著性差異,相反,不存在顯著性差異。查閱F值表是單邊的,可直接按給定的置信度對單邊檢驗作出判斷;如把單邊表用于雙邊檢驗,那么其顯著性水準為單邊檢驗的2倍,即2α,置信度為1-2α。
70*7極差(R)和公差●極差:衡量一組數據的分散性。一組測量數據中最大值和最小值之差,也稱全距或范圍誤差。
R=xmax—x
min●公差:生產部門對于分析結果允許誤差表示法,超出此誤差范圍為超差,分析組分越復雜,公差的范圍也大些。返回
71*8可疑值的取舍返回●
Q檢驗法
中
將各數據按大小排序,求出可疑值與其鄰近值之差的絕對值,然后將其與極差相比,得Q計算值。根據測定次數n和置信度查Q表,假設Q計算≥Q表,舍去可疑值,反之那么保存。
72*返回●4d檢驗法
將可疑值除外,求出其余值的x和d值。若∣可疑值-x∣>4d,舍去可疑值,否則保留。例:標定HCl的濃度平行測定4次結果為:0.1012,0.1014,0.1016,0.1020mol/L,問0.1020是否保存?(P=0.90)解:(1)4d法:∣0.1020-0.1014∣=0.0006>4d(0.0005),舍去0.1020
73*1.有效數字的意義及位數二.有效數字及其運算規(guī)那么實際能測到的數字。在有效數字中,只有最后一位數是可疑的,記錄測量結果時,只保存一位可疑數據。有效數字位數由儀器準確度決定,它直接影響測定的相對誤差。返回分析天平稱量質量:0.000xg
滴定管體積:0.0xmL
容量瓶:100.0mL,250.0mL,50.0mL
吸量管,移液管:25.00mL,10.00mL,5.00mL,1.00mLpH:0.0x
單位吸光度:0.00x零的作用:※在1.0008中,“0〞是有效數字;※在0.0382中,“0〞是定位作用,不是有效數字。有效數字含義:表示測定結果的大??;表示測量數據的準確度。如:分析天平稱得質量為0.2661g,表示最后的1是可疑的,有±0.0001g的誤差。
75*1000843.1815位0.100010.98%4位0.03821.98×10-103位540.00602位0.052×1051位3600100位數較模糊續(xù)前※在0.0040中,前面3個“0〞不是有效數字,后面一個“0〞是有效數字?!?600中,一般看成是4位有效數字,但它可能是2位或3位有效數字,分別寫3.6×103,3.60×103或3.600×103較好。返回
76*※倍數、分數關系:無限多位有效數字?!鵳H,pM,lgc,lgK等對數值,有效數字的位數取決于小數局部〔尾數〕位數,因整數局部代表該數的方次。如pH=11.00,有效數字的位數為兩位。續(xù)前返回
77*“四舍六入五成雙〞規(guī)那么:當測量值中修約的那個數字等于或小于4時,該數字舍去;等于或大于6時,進位;等于5時(5后面無數據或是0時),如進位后末位數為偶數那么進位,舍去后末位數位偶數那么舍去;5后面有數時,進位。修約數字時,只允許對原測量值一次修約到所需要的位數,不能分次修約。2.有效數字的俢約規(guī)那么返回
78*續(xù)前例題:有效數字的修約:0.32554→0.3255(四位)0.36236→0.3624(四位)10.2150→10.22(四位)10.225→10.22(四位)75.5→76(二位)16.0851→16.09(四位)返回
79*3.計算規(guī)那么加減法:當幾個數據相加減時,它們和或差的有效數字位數,應以小數點后位數最少的數據為依據,因小數點后位數最少的數據的絕對誤差最大。
例:0.0121+25.64+1.05782=?絕對誤差±0.0001±0.01±0.00001在加合的結果中總的絕對誤差值取決于25.64
0.01+25.64+1.06=26.71返回
80**乘除法:當幾個數據相乘除時,它們積或商的有效數字位數,應以有效數字位數最少的數據位依據,因有效數字位數最少的數據的相對誤差最大。
例:0.0121×25.64×1.05782=?
相對誤差±0.8%±0.4%±0.009%所以計算結果的相對誤差取決于0.0121,因它的相對誤差最大,即0.0121×25.6×1.06=0.328續(xù)前返回
81**分析結果表示的有效數字:高含量(大于10%):4位有效數字含量在1%至10%:3位有效數字含量小于1%:2位有效數字*分析中各類誤差的表示:通常取1至2位有效數字。*各類化學平衡計算:2至3位有效數字。續(xù)前返回
82**1一元線性回歸方程三.回歸分析法式中,分別為x和y的平均值,a為直線的截矩,b為直線的斜率,它們的值確定之后,一元線性回歸方程及回歸直線就定了。返回
83**2相關系數相關系數的物理意義如下:當所有的值都在回歸線上時,r=1。當y與x之間完全不存在線性關系時,r=0。當r值在0至1之間時,表示y與x之間存在相關關系。r值愈接近1,線性關系就愈好。續(xù)前返回
84*例:用吸光光度法測定合金鋼中Mn的含量,吸光度與Mn的含量間有以下關系:
mMn/μg00.020.040.060.080.1010.12試樣吸光度A0.0320.1350.1870.2680.3590.4350.5110.242
試列出標準曲線的回歸方程并計算未知試樣中Mn的含量。
解:
數據中組分濃度為零時,吸光度不為零,可能是在試劑中含有少量Mn,或者含有其它在該測量波長下有吸光的物質。
設Mn含量值為x,吸光度值為y,計算回歸系數a,b值。
a=0.038b=3.95
標準曲線的回歸方程為y=0.38+3.95x
r=0.9993<r99%,f標準曲線具有很好的線性關系,未知試樣中含Mn0.052μg續(xù)前返回標準溶液:具有準確濃度的溶液1.直接配制:K2Cr2O7、KBrO32.標定法配制:NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3-基準物質:1.組成與化學式相符(H2C2O4·2H2O、NaCl);2.純度>99.9%;3.穩(wěn)定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等〕1.6基準物質和標準溶液實驗室常用試劑分類級別1級2級3級生化試劑中文名
優(yōu)級純
分析純
化學純英文標志
GR
AR
CP
BR標簽顏色
綠
紅
藍
咖啡色
滴定分析計算分析化學中常用的量和單位:物質的量n(mol、mmol)摩爾質量M(g·mol-1)物質的量濃度c(mol·L-1)質量m(g、mg),體積V(L、mL)質量分數w(%),質量濃度
(g·mL-1
、mg·mL-1)相對分子量Mr、相對原子量Ar必須指明根本單元A.標準溶液的配制1:稀釋后標定(NaOH、HCl)
n1=n2
c1·V1=c2·V22:用基準物質直接配制(K2Cr2O7)
準確稱量并配成準確體積。例1.1
配0.01000mol·L-1K2Cr2O7標準溶液250.0mL,求m=?解:
m(K2Cr2O7)=n·M=c·V·M=0.01000×0.2500×294.2=0.7354(g)通常僅需要溶液濃度為0.01mol·L-1左右,做法是:準確稱量0.74g(±10%)K2Cr2O7基準物質,于容量瓶中定容,再計算出其準確濃度:標定及滴定計算
—換算因數法
Ca2++C2O42-CaC2O4(s)H2C2O42MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2(g)+8H2On(Ca2+)=n(H2C2O4)=n(KMnO4)5H2C2O42KMnO41Ca2+1H2C2O4第2章酸堿滴定法.酸堿平衡.酸堿滴定.水的堿度與酸度一、酸堿平衡1.酸堿質子理論(1)酸—凡能給出質子(H+)的物質。堿—凡能接受質子(H+)的物質。HA=H++A-〔共軛酸〕〔共軛堿〕例如共軛酸堿對:HAc—NaAc、HF—NH4F、NH4Cl—NH3、H2CO3—HCO3-、HCO3-—CO32-、H2PO4-—HPO42-等。(3)溶劑的質子自遞:水的質子自遞常數即水的解離常數稱為水的離子積。
Kw=〔H+〕·〔OH-〕250C時,Kw=1.0×10-14
pH+pOH=14(2)酸越易給出質子,其解離常數Ka越大,酸性越強;堿越易得質子,其解離常數Kb越大,堿性越強。(4〕緩沖溶液:由弱酸及其共軛堿或弱堿及其共軛酸所組成的溶液,能抵抗外加少量強酸、強堿而使本身溶液pH值根本保持不變,這種對酸和堿具有緩沖作用的溶液稱緩沖溶液。緩沖溶液種類:1)弱酸-弱酸鹽:如HAc-NaAc,HF-NH4F;過量的弱酸和強堿.如過量的HAc和NaOH。2)弱堿-弱堿鹽:如NH3-NH4Cl;過量的弱堿和強酸.如過量的NH3.H2O和HCl。3〕多元酸-酸式鹽:多元酸的兩種不同的酸式鹽:如H2CO3-NaHCO3,NaHCO3-Na2CO3;NaH2PO4-Na2HPO4
緩沖溶液pH值計算1)弱酸-弱酸鹽2)弱堿-弱堿鹽:〔5〕酸堿指示劑—有機弱酸或有機弱堿酸堿指示劑的作用原理:〔解離平衡常數表達式〕
變色范圍的討論如下:
溶液的顏色取決于指示劑酸型與堿型的比值。由于人眼睛分辨能力的限制,當一種顏色濃度大于另一種顏色濃度10倍時,看到的是濃度大的顏色,即:當時,呈酸式色,溶液pH≤PK1-1
當時,呈堿式色,溶液pH≥PK1+1溶液PK1-1≤pH≤PK1+1,呈混合色。因此,當溶液的pH值由〔PK1-1〕變到〔PK1+1〕時,人的視覺才能看到顏色變化。〔PK1±1〕稱為酸堿指示劑的變色范圍〔其中,PK1是指示劑的理論變色點〕。實際變化范圍比理論要窄,這是人眼辨色能力造成的。用NaOH滴定HCl:滴定終點時,酚酞無色→紅色,甲基橙橙紅→黃色用HCl滴定NaOH:滴定終點時,酚酞紅色→無色,甲基橙橙黃→橙紅
例如:甲基橙變色范圍,酚酞的變色范圍。酸堿指示劑的選擇:可用滴定突躍范圍來選擇指示劑。酸堿指示劑的分類:單色指示劑:酚酞雙色指示劑:甲基橙復合指示劑(2種或2種以上)—變色范圍窄,變色明顯等優(yōu)點。
二、酸堿滴定酸堿滴定曲線:pH~V1、強堿滴定強酸的滴定曲線例:0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00ml0.1000mol/LHCl溶液。(1)滴定前:參加滴定劑(NaOH)體積為0.00ml時:0.1000mol/L鹽酸溶液的pH=1(2)化學計量點前:參加滴定劑體積為19.98ml時(-0.1%誤差)。[H+]=c×VHCl/V=0.1000×(20.00-19.98)/(20.00+19.98)=5.0×10-5mol/L,溶液pH=4.3
(3)化學計量點:即參加滴定劑體積為20.00mL,反響完全:[H+]=10-7mol/L,溶液pH=7(4)化學計量點后:參加滴定劑體積為20.02mL,過量0.02mL(+0.1%誤差)[OH-]=(0.1000×0.02)/(20.00+20.02)=5.0×10-5mol/L,pOH=4.3,pH=14-4.3=9.7滴定曲線在化學計量點前后,滴定劑體積微小的變化〔0.04mL〕而引起溶液pH值的急劇變化,稱為“滴定突躍〞。強堿滴定強酸滴定曲線的討論:①滴加體積:19.98mL(-0.1%)—20.02mL(+0.1%);滴定突躍:ΔpH:4.3~9.7;化學計量點:pH=7②指示劑的選擇:指示劑的變色范圍應處于或局部處于滴定突躍范圍內??蛇x擇指示劑:甲基橙〔pH3.1~4.4,紅~黃〕紅色變?yōu)辄S色甲基紅〔pH4.4~6.2,紅~黃〕紅色變?yōu)辄S色酚酞〔pH8.0~9.8,無色~紅〕無色變?yōu)榉奂t④強酸滴定強堿與強堿滴定強酸的滴定曲線類同,只是位置相反.例:0.1000mol/LHCl溶液滴定20.00ml0.1000mol/LNaOH溶液。滴定突躍:ΔpH=5.4,9.7~4.3,選擇指示劑:選甲基橙作指示劑滴由黃色變?yōu)槌壬?否那么誤差較大。三、水的堿度1.堿度〔1〕堿度的組成水中的堿度主要有三類:一類是強堿:如Ca〔OH〕2、NaOH等,在水中全部解離成OH-離子;二類是弱堿:如NH3、C6H5NH2等,在水中局部解離成OH-離子;三類是強堿弱酸鹽:如Na2CO3、NaHCO3等在水中局部解離產生OH-離子。天然水中的堿度主要碳酸鹽、重碳酸鹽和氫氧化物引起的,其中重碳酸鹽是主要形式?!?〕堿度的定義指水中所含能與強酸發(fā)生中和作用的物質總量,包括強堿、弱堿和強堿弱酸鹽等。堿度分為酚酞堿度和甲基橙堿度〔總堿度〕。堿度以CaO〔mg/L〕和CaCO3〔mg/L〕表示:1mmol/L堿度=28.04CaOmg/L;1mmol/L堿度=50.05CaCO3mg/L〔3〕堿度的測定一連續(xù)滴定法取一定體積水樣(V水,mL),首先以酚酞為指示劑,用強酸標準溶液(C,mol/L)滴定至終點(由紅色變?yōu)闊o色),消耗強酸標準溶液的量為P〔mL〕,接著以甲基橙為指示劑,繼續(xù)用強酸標準溶液滴定至終點(由黃色變?yōu)槌燃t色),此時消耗強酸標準溶液的量為M〔mL〕,兩者之和記為T〔mL〕。1〕加甲基橙不變色,即參加后就是橙色,而沒有黃色變?yōu)槌壬倪^程,那么水樣中只有OH-堿度:一般pH>10
P>0,M=0;OH-=P;T=P
2〕加酚酞不變色,水樣中只有HCO3-堿度:一般pH<8.3P=0,M>0;HCO3-=M;T=M3〕水樣中只有CO32-堿度:一般pH>9.5P=M;CO32-=2P=2M;T=2P=2M4〕水樣中有CO32-和HCO3-堿度:一般pH=9.5~8.5P<M,CO32-=2P;HCO3-=M-P;T=M+P5〕水樣中有OH-和CO32-堿度:一般pH>10那么:P>M,OH-=P-M;CO32-=2M;T=P+M提示:這些公式怎么記憶?不要死記,那是記不住的,關鍵要理解,然后臨時推算就可以了。為幫助記憶,以連續(xù)法為例,畫線段圖如下:2、酚酞不變色,說明水中只有重碳酸鹽堿度。+2-----------------+3MHCO3-H2CO31、甲基橙沒有變色過程,說明水中只有氫氧化物堿度。+1-----------------+2POH-H2O3、加酚酞和甲基橙都有變色過程時:A、當P=M說明水樣中只含有碳酸鹽堿度;+1-----------------+2-----------------+3PMCO3-HCO3-〔產生的〕H2CO3B、當P>M甲說明水樣中含有氫氧化物堿度和碳酸鹽堿度;+1~~~~~~~~--------------+2--------------+3PMOH-H2OCO3-HCO3-〔產生的〕H2CO3C、P<M甲說明水樣中含有碳酸鹽堿度堿度和重碳酸鹽堿度;+1--------------+2--------------********+3PMCO3-HCO3-〔產生的〕H2CO3HCO3-〔原有的〕H2CO3〔3〕堿度單位及其表示方法1〕堿度以CaO〔mg/L〕和CaCO3〔mg/L〕表示1mmol/L堿度=28.04CaOmg/L;1mmol/L堿度=50.05CaCO3mg/L總堿度〔CaOmg/L〕=總堿度〔CaCO3mg/L〕=2〕堿度以mmol/L表示:總堿度〔mmol/L〕=
例:取水樣100mL,用0.1000mol/LHCl溶液滴定至酚酞無色時,用去15.00mL;接著參加甲基橙指示劑,繼續(xù)用HCl標準溶液滴定至橙紅色出現,又用去3.00mL。問水樣有何種堿度,其含量各為多少?〔分別以CaO、CaCO3計,mg/L〕。[解]:P=15.00mL,M=3.00mL,P>M,∴水中有OH-堿度和CO32-堿度,OH-=P-M;CO32-=2M。OH-堿度〔CaCO3mg/L〕==600.60mg/LOH-堿度〔CaOmg/L〕==
=336.48mg/L
CO32-堿度
=2M=6.00(mL)
CO32-堿度(CaOmg/L)==168.24mg/L
CO32-堿度(CaCO3mg/L)==300.30mg/L
四.酸度〔1〕
酸度的組成組成水中酸度的物質可歸納為:強酸:如HCl、H2SO4、HNO3等;弱酸:如CO2、H2CO3、H2S及單寧酸等各種有機弱酸;強酸弱堿鹽:如FeCl3和Al2〔SO4〕3等三大類。〔2〕酸度的測定如果以甲基橙為指示劑,用NaOH標準溶液滴定至終點〔pH=3.7〕的酸度,稱為甲基橙酸度,代表一些較強的酸—強酸酸度,適用于廢水和嚴重污染水中的酸度測定。如果以酚酞為指示劑,用NaOH標準溶液滴定至終點pH=8.3的酸度稱為酚酞酸度,又叫總酸度,它包括水樣中的強酸和弱酸總和。主要用于未受工業(yè)廢水污染或輕度污染水中酸度的測定。五.有機含氮化合物中氮的測定(蒸餾-滴定法)HCl凱氏定氮裝置1.平安管2.導管3.汽水別離器4.塞子5.進樣口6.冷凝管7.吸收瓶8.隔熱液套9.反響管10.蒸汽發(fā)生器消化樣品濃H2SO4CuSO4·5H2OK2SO4樣品空白2.蒸NH3樣品加濃硫酸和硫酸銅的消解在消解裝置中進行,而蒸餾在蒸餾裝置中進行。未從5號加樣時,利用10號產生的水蒸汽洗滌裝置;加樣后又利用蒸汽推動產生的氨氣進入6然后到7被吸收。1.用0.10mol/LHCl溶液滴定0.10mol/LNaOH溶液,其pH值突躍范圍為,如果用0.010mol/LHCl溶液滴定0.010mol/LNaOH溶液,估計其突躍范圍是〔D〕2.今有某溶液,酚酞在里面是無色的,甲基橙在里面是黃色的,它可能含有哪些堿度〔C〕A,OH-B,CO32-C,HCO3-D,OH-+CO32-E、CO32-+HCO3-3.某堿性樣品用0.1000mol/L的HCl溶液滴至酚酞終點,用去20.00ml,參加甲基橙又用0.1000mol/LHCl溶液滴至終點,又用去30.00ml,此樣品為〔C〕A.NaCO3B.NaCO3+NaOHC.NaCO3+NaHCO3D.NaHCO3例題4、某堿樣為NaOH和Na2CO3的混合液。用HCl標準溶液滴定。先以酚酞為指示劑,耗去HCl溶液體積為V1,繼以甲基橙為指示劑,又耗去HCl溶液體積為V2。V1與V2的關系是:CA、V1=2V2;
B、2V1=V2;
C、V1>V2;D、V1<V2。
5、HPO42-的共軛堿是:BA、H2PO4-;B、PO43-;C、H3PO4;D、OH-6.某NaOH標準溶液,在保存過程中吸收了少量的CO2,假設用此標準溶液來標定HCl溶液濃度,以酚酞為指試劑,問所測得的HCl溶液濃度結果〔A〕A偏高B偏低.C不影響D不確定7、某水樣堿度組成為含CO32-堿度為0.0010mol/L,HCO3-堿度為0.0020mol/L,那么總堿度以CaCO3計為(〕
A。2.0mmol/L;B。1.5mmol/L;C。3.0mmol/L;D。2.5mmol/L第三章絡合(配位)滴定法一、絡合平衡二、絡合滴定三、硬度與測定(2)EDTA性質:EDTA(H4Y),獲得兩個質子,生成六元弱酸H6Y2+;溶解度較小,常用其二鈉鹽Na2H2Y.2H2O,溶解度較大?!?〕EDTA在溶液中的存在形式在高酸度條件下,EDTA是一個六元弱酸,在溶液中存在有六級解離平衡:有七種存在形式:1)在pH>12時,以Y4-形式存在;2)Y4-形式是配位的有效形式;3.EDTA與金屬離子的絡合物(1)與金屬離子能形成5個五元環(huán),配合物的穩(wěn)定性高;金屬離子與EDTA的配位反響:Mn++Y4-=MY
穩(wěn)定常數:簡寫為:M+Y=MY
穩(wěn)定常數:〔2〕與大多數金屬離子1∶1配位,計算方便;〔3〕易溶于水;〔4〕與無色金屬離子形成無色絡合物,與有色金屬離子一般生成顏色更深的絡合物。4.酸度對絡合滴定的影響〔1〕酸效應:由于H+的存在,使絡合劑參加主體反響能力降低的現象稱為酸效應?!?〕酸效應系數:pH溶液中,EDTA的各種存在形式的總濃度[Y'],與能參加配位反響的有效存在形式Y4-的平衡濃度[Y]的比值。定義:酸效應系數αY〔H〕——用來衡量酸效應大小的值。(3)酸效應系數與H+濃度的關系說明:1)酸效應系數αY〔H〕隨溶液酸度增加而增大,(酸度越大,αY〔H〕越大);2)αY〔H〕的數值越大,表示酸效應引起的副反響越嚴重;3)通常αY〔H〕>1,[Y']>[Y]。4)當pH>12,αY〔H〕=1時,表示[Y']=[Y];總有αY〔H〕≥1pH~lgαY〔H〕曲線稱為酸效應曲線.由于酸效應的影響,EDTA與金屬離子形成配合物的穩(wěn)定性降低,為了反映不同pH條件下配合物的實際穩(wěn)定性,因而需要引入條件穩(wěn)定常數。5.絡合滴定中的副反響及條件穩(wěn)定常數絡合滴定中的副反響:滴定主反響:Mn++Y4-=MY⑴考慮酸效應影響:由:得:帶入穩(wěn)定常數表達式得:
lgK'MY=lgKMY–lgαY〔H)〔2〕假設金屬離子也發(fā)生副反響,同理進行處理,引入金屬離子副反響系數。副反響系數:條件穩(wěn)定常數:lgK'MY=lgKMY-lgαY〔H〕-lgαM由于酸度的影響是主要的,通常金屬離子無水解效應,且不存在金屬離子的副反響,只考慮酸效應。二、絡合滴定1.絡合滴定曲線在絡合滴定中,隨著EDTA滴定劑的不斷參加,被滴定金屬離子的濃度不斷減少,以被測金屬離子濃度的負對數pM(pM=-lg[M])對參加滴定劑體積作圖,可得絡合滴定曲線即pM~V曲線。例題:計算0.01000mol/LEDTA溶液滴定20.00mL0.01000mol/LCa2+溶液的滴定曲線?!?〕溶液在pH>12時進行滴定時:酸效應系數αY(H)=1;K'MY=KMY=[MY]/〔[M][Y4-]1〕滴定前:溶液中Ca2+離子濃度:[Ca2+]=0.01mol/L,pCa=-lg[Ca2+]=-lg0.01=2.002〕化學計量點前:已參加19.98mLEDTA〔剩余0.02mL鈣溶液,此時CaY中的Ca2+濃度忽略,因為與剩余游離的Ca2+比相差2個數量級?!砙Ca2+]=0.01000×0.02/(20.00+19.98)=5×10-6mol/L,pCa=5.34〕化學計量點后:EDTA溶液過量0.02mL〔+0.1%〕[Y4-]=0.01000×0.02/(20.00+20.02)=5.00×10-6mol/L[CaY]=0.01000×20.00/(20.00+20.02)=5.00×10-3mol/L由穩(wěn)定常數表達式[Ca2+]=[CaY]/(KCaY·[Y])]得:[Ca2+]=2.00×10-8mol/L;pCa=7.69由計算可得滴定突躍范圍:pCa=5.3~7.69;化學計量點:pCa=6.493〕化學計量點:此時Ca2+幾乎全部與EDTA絡合,[CaY]=0.01/2=0.005mol/L;[Ca2+]=[Y4-]=X;KCaY=1010.69由穩(wěn)定常數表達式[Ca2+]2=CCaY,sp/KCaY,得:0.005/X2=1010.69,所以[Ca2+]=3.2×10-7mol/L;pCa=6.49(2)溶液pH小于12時滴定當溶液pH小于12時,存在酸效應;lgK’MY=lgKMY-lgαY〔H〕將滴定pH所對應的酸效應系數代入上式,求出K’MY后計算。2.影響滴定突躍的主要因素〔1)絡合物的條件穩(wěn)定常數K’MY越大,滴定突躍越大?!?〕被滴定金屬離子的濃度CM越大,滴定突躍越大。3.金屬指示劑〔1〕作用原理金屬指示劑是一種有顏色的、具有酸堿性質的有機染料〔In,甲色),能與金屬離子生成另一種顏色的有色絡合物(MIn,乙色),且指示劑絡合物MIn穩(wěn)定性小于EDTA絡合物MY穩(wěn)定性(K’MIn<K’MY)。因此到達計量點時,稍過量的EDTA便完全置換出指示劑絡合物MIn中的金屬離子,釋放出游離的金屬指示劑,溶液隨之由乙色變?yōu)榧咨?金屬指示劑變色過程:滴定前參加指示劑,M+In=MIn溶液呈乙色甲色乙色以EDTA進行滴定,滴定反響為:M+Y=MY終點,MIn+Y=MY+In溶液由乙色甲色乙色甲色例:絡合滴定法測定鎂離子,滴定前參加鉻黑T(EBT)指示劑,溶液呈紫紅色:鉻黑T(藍色)+Mg2+=Mg2+-鉻黑T(紫紅色),滴定終點時,滴定劑EDTA奪取Mg2+-鉻黑T中的Mg2+,使鉻黑T游離出來,溶液呈藍色,反響如下:Mg2+-鉻黑T(紫紅色)+Y=鉻黑T(藍色)+Mg2+-Y因此滴定時溶液顏色變化為紫紅色藍色?!?〕金屬指示劑應具備的條件1〕在滴定的pH范圍內,游離指示劑與其金屬配合物之間應有明顯的顏色差異;2〕指示劑與金屬離子生成的配合物穩(wěn)定性應適當;不能太?。悍衲敲次吹浇K點時指示劑游離出來使終點提前。不能太大:穩(wěn)定性太高又使終點延后。應確保滴定劑能將金屬離子從與指示劑形成的絡和物中被置換出來。可理解為參加的滴定劑充當“第三者〞的角色。3)指示劑與金屬離子生成的配合物應易溶于水。指示劑僵化——如果指示劑與金屬離子生成的配合物不溶于水,生成膠體或沉淀,在滴定時,指示劑與EDTA的置換作用進行緩慢而使終點拖后的現象。例:PAN指示劑在溫度較低時易發(fā)生僵化;可通過加乙醇或加熱的方法增大MIn的溶解度,防止指示劑僵化現象的發(fā)生。三、硬度與測定1.硬度及分類⑴按陽離子分:總硬度=鈣硬度[Ca2+]+鎂硬度[Mg2+](2)按陰離子分:總硬度=碳酸鹽硬度+非碳酸鹽硬度碳酸鹽硬度:碳酸鹽硬度包括重碳酸鹽如Ca〔HCO3〕2、Mg〔HCO3〕2和碳酸鹽如MgCO3,CaCO3的總量。一般加熱煮沸可以除去,因此稱為暫時硬度。Ca〔HCO3〕2=CaCO3↓+CO2↑+H2O〔由于生成的CaCO3等沉淀,在水中還有一定的溶解度,所以碳酸鹽硬度并不能由加熱煮沸完全除盡?!撤翘妓猁}硬度:非碳酸鹽硬度主要包括CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2等的總量,經加熱煮沸不能除去,故稱為永久硬度。2.硬度的單位〔1〕mmol/L〔以Ca2+、Mg2+計〕:〔2)mg/L;這是現在的通用單位。1°=10mg/LCaO=17.86mg/LCaCO31)mgCaCO3/L,1mmol/L=100.1CaCO3mg/L=10°〔法國度〕;2)mgCaO/L,1mmol/L=56.1CaOmg/L=5.6°〔德國度〕(3)德國度:一般地,硬度指的是德國度。1度=10mg/L所引起的硬度〔以CaO計〕。(4)法國度:1法國度=10mg/L所引起的硬度〔以CaCO3計〕。
以CaO或
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