分析化學(xué)緒論+滴定分析概論

分析化學(xué)

AnalyticalChemistry1定義：分析化學(xué)是研究物質(zhì)化學(xué)組成的表征和量測(cè)的科學(xué)。是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，注重實(shí)用！是眼睛、是手段、是工具。應(yīng)用:分析化學(xué)是藥物分析等專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)，在執(zhí)業(yè)藥師考試中占有1/8的分?jǐn)?shù)。工作和升學(xué)面試：滴定也是必考操作。實(shí)驗(yàn)技能成績(jī)占30%平時(shí)成績(jī)占20%期末考試成績(jī)占50%第一章緒論2分析方法分類(lèi)：（一）按分析任務(wù)不同分類(lèi)1.定性分析：鑒定物質(zhì)由哪些元素、原子團(tuán)或化合物組成，給出物質(zhì)的化學(xué)成分。2.定量分析：測(cè)定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量。3.結(jié)構(gòu)分析：研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)，通過(guò)測(cè)定物質(zhì)的空間構(gòu)型、排列方式，從其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步研究其理化性質(zhì)。例如：假設(shè)你是一名藥品質(zhì)量監(jiān)察員，需要去判斷一種新復(fù)合藥物是否合格。首先我們要通過(guò)定性分析法去判斷這種新藥的主要組成成分，看其是否包含此類(lèi)藥物應(yīng)該包括的主要組分；若是符合要求，則進(jìn)行下一步，通過(guò)定量分析法分析各組分的具體含量，判斷是否符合國(guó)家規(guī)定的含量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于制藥工作者，我們還要分析各組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)式，根據(jù)各組分的理化性質(zhì)去修飾相關(guān)官能團(tuán)，以達(dá)到增加藥效的目的。3（二）按分析對(duì)象不同分類(lèi)1.無(wú)機(jī)分析：以無(wú)機(jī)物為分析對(duì)象。主要任務(wù)是鑒定物質(zhì)的組成和各組分含量。例如合金的分析、污水中重金屬含量分析。2.有機(jī)分析：以有機(jī)物為分析對(duì)象。有機(jī)物的元素種類(lèi)不多，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有同分異構(gòu)現(xiàn)象，所以，有機(jī)物的分析不僅要進(jìn)行定性、定量分析，更主要的是官能團(tuán)和分子結(jié)構(gòu)分析。4（三）按分析原理不同分類(lèi)1.化學(xué)分析：以物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行定性、定量分析的方法。是經(jīng)典分析方法，是分析化學(xué)的基礎(chǔ)。特點(diǎn)：儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，應(yīng)用廣泛，多用于常量分析，相對(duì)誤差一般不大于0.2%。2.儀器分析法：以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法。需要一些精密儀器進(jìn)行分析。特點(diǎn)：儀器精密，靈敏度高，測(cè)定速度快，自動(dòng)化程度高，多用于微量分析。滴定分析法重量分析法化學(xué)分析法沉淀滴定法配位滴定法酸堿滴定法揮發(fā)重量法萃取重量法沉淀重量法氧化還原滴定法光學(xué)分析法色譜分析法儀器分析法電化學(xué)分析法5（四）按試樣用量分類(lèi)方法試樣質(zhì)量試液體積常量分析>0.1g>10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析<0.1mg<0.01ml按待測(cè)成分含量分：常量分析(>1%),微量分析(0.01-1%),痕量分析(<0.01％)（五）按分析目的不同分類(lèi)常規(guī)分析、快速分析、仲裁分析6第二章定量分析的誤差與有效數(shù)字

第一節(jié)定量分析的誤差一、誤差及其分類(lèi)1.系統(tǒng)誤差(systematicerror)：由分析過(guò)程中某些確定的原因引起的誤差。其大小、正負(fù)是固定的，在相同的條件下重復(fù)測(cè)定，會(huì)重復(fù)出現(xiàn)，具有單向性、重現(xiàn)性、可校正特點(diǎn)，又稱(chēng)可測(cè)誤差。分類(lèi)：(1)方法誤差；(2)儀器誤差；

(3)試劑誤差；(4)操作誤差72.偶然誤差(accidentalerror)：又稱(chēng)隨機(jī)誤差，是由某些難以控制或無(wú)法避免的偶然外因引起的誤差。其大小、正負(fù)不固定，不可校正，無(wú)法避免，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。在減免了系統(tǒng)誤差的情況下，隨著測(cè)定次數(shù)的增加，偶然誤差的算術(shù)平均值趨于零?？刹捎谩岸啻螠y(cè)定，取平均值”的方法來(lái)減免偶然誤差。統(tǒng)計(jì)規(guī)律：絕對(duì)值相同的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率大約相等，小誤差出現(xiàn)的概率大，大誤差出現(xiàn)的概率小，極大誤差出現(xiàn)的概率極小。這種誤差分布可用正態(tài)分布曲線表示。8

第二節(jié)誤差的表示方法一、準(zhǔn)確度（accuracy）與誤差（error）準(zhǔn)確度:測(cè)得值(x)與真實(shí)值(μ)的符合程度，用誤差衡量。絕對(duì)誤差(E)=

測(cè)得值(x)-真實(shí)值(μ)相對(duì)誤差(RE)=絕對(duì)誤差(E)/真實(shí)值(μ)*100%9二、精密度（precision）與偏差（deviation）精密度:

相同條件下，多次測(cè)量結(jié)果相互接近的程度，反應(yīng)了測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性，用偏差衡量。1.絕對(duì)偏差(d)：表示測(cè)量值(xi)與平均值()之差。

絕對(duì)偏差(d)有正、有負(fù)。d=xi-

xx102.絕對(duì)平均偏差：表示各單個(gè)絕對(duì)偏差的絕對(duì)值的平均值。3.相對(duì)平均偏差：絕對(duì)平均偏差與測(cè)量平均值中占的比例。使用絕對(duì)平均偏差和相對(duì)平均偏差表示精密度比較簡(jiǎn)單、方便，但不能反映一組數(shù)據(jù)的波動(dòng)情況，即分散程度。因此，對(duì)分析結(jié)果要求較高時(shí)，常采用標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示精密度。114.樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差：s

5.相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)

：標(biāo)準(zhǔn)偏差在平均值中占有的百分?jǐn)?shù)。（也稱(chēng)變異系數(shù)）F=n-1，稱(chēng)為自由度?？衫斫鉃椋簲?shù)據(jù)中可供對(duì)比的數(shù)目。P25例212“準(zhǔn)確度”高，精密度低準(zhǔn)確度高，精密度高準(zhǔn)確度低，精密度高準(zhǔn)確度低，精密度低

例題：甲、乙、丙、丁四個(gè)分析工作者對(duì)同一鐵標(biāo)樣（WFe=37.40%)中的鐵含量進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如圖示，比較其準(zhǔn)確度與精密度。三、準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系綜上所述：精密度高，準(zhǔn)確度不一定高；精密度不高，準(zhǔn)確度一定不高。高精密度是獲得高準(zhǔn)確度的必要條件，即精密度與準(zhǔn)確度都高時(shí)結(jié)果才可靠。13

第三節(jié)提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法一、從系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因減免：1.方法誤差:

溶解損失、終點(diǎn)誤差

-選擇適當(dāng)?shù)姆治龇椒ɑ蛟黾訉?duì)照實(shí)驗(yàn)

2.儀器誤差:

刻度不準(zhǔn)、砝碼磨損

-校準(zhǔn)儀器3.試劑誤差:

不純-增加空白實(shí)驗(yàn)

4.減小測(cè)量誤差：稱(chēng)量或消耗樣品量不宜過(guò)小。二、偶然誤差減免：增加平行測(cè)定次數(shù)取平均值。一般平行測(cè)定3－4次14第四節(jié)有效數(shù)字及其應(yīng)用一、定義有效數(shù)字（significantfigure）是在分析工作中能實(shí)際測(cè)量到的數(shù)字。準(zhǔn)確數(shù)字+可疑數(shù)字（估讀數(shù)字）萬(wàn)分之一天平：1.2382g（1.2382±0.0001）g移液管、滴定管：25.00ml（25.00±0.01）ml由測(cè)量?jī)x器和分析方法的準(zhǔn)確程度確定。只保留一位15關(guān)于“0”：在第一個(gè)數(shù)字（1~9）前的“0”不是有效數(shù)字，在數(shù)字中間或末尾的“0”是有效數(shù)字。0.0580g0.5000g2.0005g0.30%0.02%分析化學(xué)中常遇到的pH、pK等對(duì)數(shù)值，有效數(shù)字取決于小數(shù)點(diǎn)后面數(shù)字的位數(shù)。例如：pH=12.68，即[H+]=2.1*10-13mol/L兩位有效數(shù)字16二、有效數(shù)字修約1.“四舍六入五留雙”原則：2.只允許對(duì)原測(cè)量值一次修約到所需位數(shù)，不能分次修約。如4.5491三、有效數(shù)字應(yīng)用1.正確記錄測(cè)量數(shù)據(jù)、表示分析結(jié)果；2.正確選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量?jī)x器和試劑用量。17例如：我們?nèi)ヅ袛嘁环N動(dòng)物是不是人，首先我們要看看他是否具有人類(lèi)的普遍特征，比如智力、勞動(dòng)能力、語(yǔ)言能力等，如果符合，那么我們可以先定性的判斷這是一個(gè)人；然后我們?cè)龠M(jìn)一步研究他的各種能力發(fā)展水平，這就是定量分析。18滴定分析常用器皿容量瓶吸量管錐形瓶移液管

酸式滴定管燒杯量筒容量?jī)x器19第三章滴定分析概論第一節(jié)滴定分析法概述滴定分析法：又稱(chēng)容量分析法，是最經(jīng)典的化學(xué)分析方法。標(biāo)準(zhǔn)溶液待測(cè)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液被測(cè)物質(zhì)指示劑化學(xué)計(jì)量關(guān)系20滴定管滴定劑被滴定溶液滴定劑—已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液滴定－滴定劑從滴定管滴加到被測(cè)物質(zhì)溶液中的過(guò)程化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(sp)－加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測(cè)物質(zhì)定量反應(yīng)完全時(shí)滴定終點(diǎn)(ep)－在滴定中指示劑改變顏色的那一點(diǎn)終點(diǎn)誤差(Et)－滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定恰好吻合所造成的分析誤差指示劑(In)－用以指示滴定終點(diǎn)的試劑。基本術(shù)語(yǔ)21一、滴定分析法對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求：1.反應(yīng)必須定量完成。反應(yīng)嚴(yán)格按照一定的化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行，無(wú)副反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)完成程度應(yīng)達(dá)到99.9%以上，這是滴定分析定量計(jì)算的基礎(chǔ)。2.反應(yīng)必須迅速完成。3.待測(cè)物中的雜質(zhì)不得干擾主反應(yīng)，否則應(yīng)預(yù)先除雜。4.有適當(dāng)簡(jiǎn)便的方法確定化學(xué)計(jì)量點(diǎn)。22二、滴定分析法的分類(lèi)：酸堿滴定法（[H+]+[OH-]H2O）非水溶液酸堿滴定法沉淀滴定法配位滴定法氧化還原滴定法231.2滴定分析對(duì)反應(yīng)的要求和滴定方式1.直接滴定:能滿足以下要求的滴定反應(yīng)a.按一定的反應(yīng)式定量進(jìn)行(99.9%以上)b.反應(yīng)快(或可加熱、催化劑)c.有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點(diǎn)(指示劑)d.有適當(dāng)?shù)南蓴_的方法例:(1)酸和堿的滴定(HAc的測(cè)定,混合堿的滴定)(2)自來(lái)水總硬度的測(cè)定

(3)鐵礦石中鐵含量的測(cè)定243置換滴定:先用適當(dāng)試劑與待測(cè)組分反應(yīng),使其定量地轉(zhuǎn)換為另一種物質(zhì),再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定這種物質(zhì)例:(1)用K2Cr2O7標(biāo)定Na2S2O3(KI)(2)Al+EDTA(過(guò)量)→Zn2+返滴定過(guò)量EDTA→NH4F置換與Al絡(luò)合的EDTA→Zn2+滴定EDTAZn2+2返滴定:先準(zhǔn)確加入過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)溶液,使與待測(cè)物進(jìn)行反應(yīng),再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液.例:Al+EDTA(過(guò)量且定量)254間接滴定：不能與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì),可通過(guò)另外的化學(xué)反應(yīng),以滴定法間接進(jìn)行測(cè)定.KMnO4H2SO4Ca2+→CaC2O4(s)

→H2C2O426三、滴定分析法的主要滴定方式：1.直接滴定法標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測(cè)溶液2.返滴定法

標(biāo)準(zhǔn)溶液(2)滴定待測(cè)溶液(加入過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)溶液(1))3.置換滴定法待測(cè)組分與滴定劑不能定量反應(yīng)如用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硫代硫酸鈉溶液，由于S存在變價(jià)，沒(méi)有一定的計(jì)量關(guān)系。4.間接滴定法待測(cè)組分不能與滴定劑直接反應(yīng)如Ca2+沉淀為CaC2O4，再用硫酸溶解，用KMnO4滴定C2O42-,間接測(cè)定Ca2+27第二節(jié)標(biāo)準(zhǔn)溶液一、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法標(biāo)準(zhǔn)溶液:已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液，又稱(chēng)滴定液。1.物質(zhì)的量濃度cB:2.滴定度T：（1）TB(g/ml)：每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量。（2）TT/A(g/ml)：每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于待測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量。（T代表標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的化學(xué)式，A代表待測(cè)組分的化學(xué)式）待測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量mA=TT/A*VT28二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的配制基準(zhǔn)物質(zhì):能用于直接配制和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)?；鶞?zhǔn)物質(zhì)應(yīng)具備條件：

1.純度足夠高(99.9%以上)；

2.物質(zhì)組成與化學(xué)式完全相符；

3.性質(zhì)穩(wěn)定；