大一分析化學(xué)K2教學(xué)案例

2.4有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則1.有效數(shù)字(significantfigure)1)定義：指實(shí)際能測到的數(shù)字。反映了數(shù)據(jù)“量”的 多少，也反映了測量儀器的準(zhǔn)確度。最后一位 是不確定數(shù)字(估計(jì)數(shù)字)。2)構(gòu)成:全部準(zhǔn)確數(shù)字+最后一位估計(jì)的可疑數(shù)字如滴定管讀數(shù)23.45mL，23.4是準(zhǔn)確的，而第四位5可能是4也可能是6，雖然是可疑的，但又是有效的。2008-2009高分子材料應(yīng)用有效數(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(tái)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)2008-2009高分子材料應(yīng)用2.4.1幾項(xiàng)規(guī)定

數(shù)字前0不計(jì)，數(shù)字后計(jì)入

:0.02450數(shù)字后的0含義不清楚時(shí)，最好用指數(shù)形式表示: 1000(1.0×103，1.00×103

，1.000×103)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2008-2009高分子材料應(yīng)用有效數(shù)字位數(shù)的確定1.0008，43.1815位0.1000，10.98%4位0.0382，1.98×10-103位54，0.00402位0.05，2×10-51位3600，100位數(shù)含糊不確定說明（1）0的不同作用：是有效數(shù)字，如1.0008中0；不是有效數(shù)字，如0.0382中0，起定位作用；（2）位數(shù)不定的，可科學(xué)計(jì)數(shù)，3600，可寫為3.6×103，3.60×103，3.600×103，有效數(shù)字分別為2，3，4位2008-2009高分子材料應(yīng)用2.4.2有效數(shù)字運(yùn)算中的修約規(guī)則

例如,要修約為四位有效數(shù)字時(shí):

尾數(shù)≤4時(shí)舍,0.52664-------0.5266尾數(shù)≥6時(shí)入,0.36266-------0.3627

尾數(shù)＝5時(shí),若后面數(shù)為0（或無）,舍5成雙:10.2350----10.24，250.650----250.6

若5后面還有不是0的任何數(shù):皆入18.0850001----18.09四舍六入五成雙2008-2009高分子材料應(yīng)用如，將下列數(shù)字修約成4位有效數(shù)字：0.5266610.245210.235010.2450→0.5267→10.25→10.24→10.2410.245001→10.252008-2009高分子材料應(yīng)用2.4.3運(yùn)算規(guī)則

加減法:結(jié)果的絕對(duì)誤差應(yīng)不小于各項(xiàng)中絕對(duì)誤差最大的數(shù)。(與末位數(shù)最大的數(shù)一致)50.1±0.150.1

1.46±0.011.5+0.5812±0.001+0.6

52.141252.2

52.1先修約至安全數(shù)字，再運(yùn)算，后修約至應(yīng)有的有效數(shù)。2008-2009高分子材料應(yīng)用例10.0121×25.66×1.0578＝0.328432(±0.8%)(±0.04%)(±0.01%)(±0.3%)乘除法:結(jié)果的相對(duì)誤差應(yīng)與各因數(shù)中相對(duì)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)2008-2009高分子材料應(yīng)用復(fù)雜運(yùn)算(對(duì)數(shù)、乘方、開方等）

例pH=5.02,[H+]＝?

pH＝5.01[H+]＝9.7724×10-6pH＝5.02[H+]＝9.5499×10-6pH＝5.03[H+]＝9.3325×10-6∴[H+]＝9.5×10-6mol/L2008-2009高分子材料應(yīng)用組分含量及誤差有效數(shù)字位數(shù)的保留方法。高含量組分＞10%，四位中含量組分1~10%，三位低含量組分＜1%，二位表示誤差或偏差時(shí)，一般只保留一位，最多二位。2008-2009高分子材料應(yīng)用練習(xí)題1、下列論述中，有效數(shù)字位數(shù)錯(cuò)誤的是A。[H+]=3.24×10-2（3位）B。pH=3.24（3位）C。0.420（2位）D。0.1000（5位）答案：B、C和D2、下面結(jié)果應(yīng)以幾位有效數(shù)字報(bào)出A。五位B。四位C。三位D。兩位答案：D2008-2009高分子材料應(yīng)用3、一同學(xué)測得某溶液的pH=6.24，則該數(shù)據(jù)的有效數(shù)字為位。4、某同學(xué)測得某式樣中含鐵量為0.923%，此數(shù)據(jù)的有效數(shù)字為位。23(4)2008-2009高分子材料應(yīng)用3、用鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4)為基準(zhǔn)物，標(biāo)定0.1mol·L-1NaOH溶液，每份基準(zhǔn)物的稱取質(zhì)量范圍宜為[M(KHC8H4O4)=204.2]A0.8-1.6gB0.4-0.8gC0.2-0.4gD0.2g左右答案：B試樣質(zhì)量必須在0.2g以上。確定稱量范圍須考慮兩個(gè)問題：（1）天平稱量誤差：分析天平絕對(duì)誤差±0.0001g，兩次稱量最大絕對(duì)誤差為±0.0002g，為使測量時(shí)的相對(duì)誤差在0.1%以下，根據(jù)2008-2009高分子材料應(yīng)用（2）滴定劑的體積滴定分析中，滴定管的讀數(shù)有0.01ml的誤差，一次滴定需要兩次讀數(shù)，可造成0.02ml的誤差，為使測量相對(duì)誤差小于0.1%，消耗體積須在20ml~40ml范圍內(nèi)，最好在30ml左右。該反應(yīng)式為2008-2009高分子材料應(yīng)用同學(xué)們好！讓我們繼續(xù)學(xué)習(xí)第三章吧!2008-2009高分子材料應(yīng)用第三章滴定分析3-1滴定分析法概述3-2滴定分析法的分類與滴定反應(yīng)的條件3-3標(biāo)準(zhǔn)溶液3.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法3-5滴定分析結(jié)果的計(jì)算2008-2009高分子材料應(yīng)用3-1滴定分析法概述方法介紹2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3

滴定管

滴定劑

被滴定溶液注意：滴定劑不一定是標(biāo)準(zhǔn)溶液。同樣，被滴定溶液也不一定是要測的溶液。2008-2009高分子材料應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)溶液：已知某種試劑的準(zhǔn)確濃度的溶液，有時(shí)稱為滴定劑。（四位有效數(shù)）

滴定：將滴定劑通過滴定管計(jì)量并滴加到被測溶液的操作。

滴定分析法：用滴定劑滴定被測組分至定量反應(yīng)完全為止，根據(jù)滴定劑的濃度和消耗的體積及與被測物的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，計(jì)算被測組分含量的分析方法?；靖拍?008-2009高分子材料應(yīng)用化學(xué)計(jì)量點(diǎn)（SP）：滴定劑與被測物按化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量關(guān)系恰好反應(yīng)完全的點(diǎn)。滴定終點(diǎn)（ep）：指示劑顏色突變的點(diǎn)滴定終點(diǎn)誤差：滴定終點(diǎn)與計(jì)量點(diǎn)不一致所產(chǎn)生的誤差。 要注意：計(jì)量點(diǎn)與滴定終點(diǎn)往往是不一致的。2008-2009高分子材料應(yīng)用特點(diǎn)：簡便、快速、準(zhǔn)確度高，適于常量分析分類：

1)酸堿滴定法：以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種分析法。H++B-=HB2)沉淀滴定法（又稱容量沉淀法）：以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一 種滴定分析法。Ag++Cl-=AgCl↓3)配位滴定法：以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法。M2++Y4-=MY2-4)氧化還原滴定法：以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析 法。MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O3-2滴定分析法的分類與滴定反應(yīng)的條件2008-2009高分子材料應(yīng)用置換滴定：用K2Cr2O7標(biāo)定Na2S2O3(+KI)

直接滴定1).按一定的反應(yīng)式定量進(jìn)行(99.9%以上);2).快(或可加熱、催化劑);3).有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點(diǎn)(指示劑)。Zn2+NaOHKMnO4返滴定:

Al+EDTA(過量)、間接滴定：Ca2+CaC2O4(s)H2C2O4CaCO3+HCl(過量)滴定分析的具體方法:3.滴定分析的基本條件：2008-2009高分子材料應(yīng)用滴定分析的具體方法直接滴定法條件：試樣與滴定劑的滴定反應(yīng)能滿足滴定分析的基本條件。方法：將滴定劑直接加入試樣和指示劑的溶液中，當(dāng)溶液顏色改變時(shí)，可指示終點(diǎn)的到達(dá)。當(dāng)反應(yīng)完成后，可依據(jù)滴定劑消耗的滴定體積和濃度，按化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算出度樣的含量。2008-2009高分子材料應(yīng)用滴定分析的具體方法返滴定法

條件：無合適的指示劑指示終點(diǎn)或滴定反應(yīng)速率較慢。

方法：使用兩種滴定劑。于待測物加入定量且過量的滴定劑，待反應(yīng)完成后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的第一種滴定劑。Zn2+NaOH返滴定:

Al+EDTA(過量)、CaCO3+HCl(過量)2008-2009高分子材料應(yīng)用滴定分析的具體方法置換滴定法條件:現(xiàn)有的滴定劑不適合試樣分析的要求，或化學(xué)計(jì)量關(guān)系不確定時(shí)。方法:先用適當(dāng)?shù)脑噭┡c待測物反應(yīng)，轉(zhuǎn)換成一種能定量滴定的物質(zhì)，再用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。置換滴定：用K2Cr2O7標(biāo)定Na2S2O3(+KI)

2008-2009高分子材料應(yīng)用滴定分析的具體方法間接滴定法條件：現(xiàn)有所有滴定劑不適合試樣分析的要求。方法：在試樣中加入某種試劑，使之與試樣發(fā)生反應(yīng)，生成新的產(chǎn)物能與現(xiàn)有滴定劑發(fā)生符合滴定條件的滴定反應(yīng)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，先計(jì)算出新產(chǎn)物的物質(zhì)的量，然后算出試樣的含量。KMnO4間接滴定：Ca2+CaC2O4(s)H2C2O42008-2009高分子材料應(yīng)用1．標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制（１）直接配制法：準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解，移入容量瓶中，稀至刻度，可算出準(zhǔn)確濃度。(適用于基準(zhǔn)物質(zhì)：如K2Cr2O7、KBrO3用基準(zhǔn)物配)（２）標(biāo)定法（間接法）(NaOH、HCl、EDTA、KMnO4)

先配制成近似所需濃度的溶液，再用基準(zhǔn)物質(zhì)或已知準(zhǔn)確濃度的溶液來確定標(biāo)液準(zhǔn)確濃度的操作過程。適用配制物質(zhì)本身不太穩(wěn)定或不純或易揮發(fā)的物質(zhì)。如：配制0.1mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液（先配制約為0.1mol·L-1NaOH的溶液，然后用準(zhǔn)確稱量的鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定，并算出準(zhǔn)確濃度。）３-３標(biāo)準(zhǔn)溶液2008-2009高分子材料應(yīng)用2．基準(zhǔn)物質(zhì)（１）定義：能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。（2）條件：①試劑的組成要與它的化學(xué)式完全相符。②純度高，在９９.９％以上。③穩(wěn)定④有大的摩爾質(zhì)量2008-2009高分子材料應(yīng)用（3）常用的基準(zhǔn)物質(zhì)①酸堿滴定法：(KHC8H4O4H2C2O4˙2H2O)→NaOH(Na2CO3Na2B4O7˙10H2O)→HCl②絡(luò)合滴定法：CuZnPbCaCO3MgOZnO③沉淀滴定法：NaCl或KCl④氧化還原滴定法：K2Cr2O7As2O3Na2C2O4KBrO4CuFe

2008-2009高分子材料應(yīng)用（4）試劑的純度：化學(xué)純（CP）,分析純（AR）,優(yōu)級(jí)純（GR）。標(biāo)志顏色分別為藍(lán)，紅，綠。2008-2009高分子材料應(yīng)用３-4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法一、物質(zhì)的量濃度１、定義：簡稱濃度，單位體積溶液含溶質(zhì)的物質(zhì)的量n（相當(dāng)于摩爾數(shù)）２、表達(dá)式：cB=nB/Vc(mol/L)=n(mol)/V(L)式中V：溶液的體積３、物質(zhì)的量和質(zhì)量的關(guān)系：nB=mB/MB

n(mol)=m(g)/M(g/mol)式中M為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量2008-2009高分子材料應(yīng)用例1已知硫酸密度為1.84g·mL-1,其中H2SO4含量約為95%，求每升硫酸中含有的n(H2SO4)，n(1/2H2SO4)及其c(H2SO4)和c（1/2H2SO4.）解：根據(jù)nB=mB/MB2008-2009高分子材料應(yīng)用2008-2009高分子材料應(yīng)用

二、滴定度１、定義：指１mL滴定劑溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量（g）或百分含量以T待測物／滴定劑表示2、

實(shí)例

:

TFe/KMnO4=0.005682g/mL2008-2009高分子材料應(yīng)用對(duì)于任一滴定反應(yīng)，aA+bB=dD+eE，標(biāo)準(zhǔn)溶液B，A為被測物，物質(zhì)的量濃度cB與滴定度TA/B之間存在如下關(guān)系：三、兩種濃度關(guān)系(轉(zhuǎn)換)2008-2009高分子材料應(yīng)用練習(xí)：求0.1000mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)H2C2O4的滴定度。H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2OTH2C2O4/NaOH=1/2.c(NaOH).M(H2C2O4)/1000=0.004502g/ml2008-2009高分子材料應(yīng)用例：在用K2Cr2O7法測鐵的實(shí)驗(yàn)中，有一濃度為c(K2Cr2O7)=0.01780mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。求其滴定度T(Fe/K2Cr2O7)和T(Fe2O3/K2Cr2O7)。解：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2OT(Fe/K2Cr2O7)=(6/1)×c(K2Cr2O7)·M(Fe)×10-3=6×0.01780×55.85×10-3=0.005965g·mL-1T(Fe2O3/K2Cr2O7)=3×c(K2Cr2O7)·M(Fe2O3)×10-3

=6×0.01780×159.7×10-3=0.008528g·mL-12008-2009高分子材料應(yīng)用3-5滴定分析結(jié)果的計(jì)算一、被測物的物質(zhì)的量nA與滴定劑的物質(zhì)的量nB

的關(guān)系

aA＋bB=cC＋dD當(dāng)達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)amolA恰好與bmolB作用完全

nA：nB=a：b故2008-2009高分子材料應(yīng)用例1用Na2CO3做基準(zhǔn)物標(biāo)定HCl溶液的濃度則n(HCl)=2n(Na2CO3)a/b=2/1=2

c(HCl)V(HCl)=2/1·c(Na2CO3)V(Na2CO3)

c(HCl)=2·c(Na2CO3)V(Na2CO3)/V(HCl)=2·n(Na2CO3)/V(HCl)注意：寫方程式時(shí)一定要把被測定物質(zhì)寫在最前面，a為被測定物前系數(shù)，b為基準(zhǔn)物質(zhì)（或標(biāo)準(zhǔn)溶液）前系數(shù)。

2HCl＋Na2CO3=2NaCl＋H2CO32008-2009高分子材料應(yīng)用例2用已知濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測（標(biāo)）定H2SO4溶液濃度例3酸性溶液中以KBrO3為基準(zhǔn)物標(biāo)定Na2S2O3溶液BrO3-＋6I-＋6H+=3I2＋3H2O＋Br–2S2O32-＋I(xiàn)2=2I-＋S4O62-

BrO3-3I26S2O32-所以n(Na2S2O4)=

6n(KBrO3)H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2Oa/b=1/2

n(H2SO4)=1/2n(NaOH)

c(H2SO4)·V(H2SO4)=?c(NaOH)·V(NaOH)c(H2SO4)=c(NaOH)·V(NaOH)/2V(H2SO4)

2008-2009高分子材料應(yīng)用二、被測物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算若被稱取試樣的質(zhì)量為ms，測得被測物的質(zhì)量為m，則被測物在試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為wωAmsmsωA2008-2009高分子材料應(yīng)用分析結(jié)果計(jì)算步驟寫出滴定反應(yīng)的化學(xué)方程式，并配平。找出被測物與滴定劑之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。列出相關(guān)計(jì)算式，代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算分析結(jié)果。2008-2009高分子材料應(yīng)用三、計(jì)算示例解根據(jù)例1：欲配制0.1000mol.L-1Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液500ml，問應(yīng)稱基準(zhǔn)Na2CO3多少克?2008-2009高分子材料應(yīng)用稀釋問題：稀釋前后體積改變，但物質(zhì)的量不