《定量分析化学概论》PPT课件.ppt

2019/7/24,1,第一章 定量分析 概论,1.1 定量分析的过程,1.2 分析化学中的误差,1.3 提高分析结果准确度的方法,1.4 有效数字及其运算规则,1.5 滴定分析法概述,2019/7/24,2,数据分析 data presentation,样品制备 Preparation of sample for analysis,样品采集 Obtaining a Representative sample,样品测定 Performing the measurement,提出问题 Problem definition,结果报告 Reports,1.1 定量分析过程,2019/7/24,3,一、取样：必须有代表性，否则分析毫无意义,二、试样分解,1.分解完全、快速 2.待测组分定量转移到溶液中 3.消除干扰组分 4.最好不要引入新的干扰组分,三、测定:,选择合适的分析方法,2019/7/24,4,四、分析结果一般表示,1.固体样品 质量分数,wFe = 0.2413 或 wFe = 24.13%,微量、痕量组分： gg-1 、ngg-1 、pgg-1,2.液体样品,物质的量浓度 molL-1,(质量浓度,mgL-1 gL-1 ),3.气体试样质量体积分数 mg/m3 g/m3,（PM 2.5）,2019/7/24,5,1.2 分析化学中的误差,(error),一、系统误差（可测误差）,实验中产生原因,1. 仪器和试剂误差,2. 方法误差,3. 操作误差,4. 个人主观误差, 固定原因引起（重复性） 误差的大小、正负重复出现（单向性） 找出原因可以避免（可测性）,2019/7/24,6,二、偶然误差（随机误差）, 不固定原因引起 误差大小、正负难于估计(正态分布) 不可避免，增加测量次数可以减小偶然,三、过失误差,分析人员精力不集中，粗心大意造成的。,2019/7/24,7,四、误差的表示方法,1. 准确度：测得值与真实值相互接近的程度,2. 误差：测得值与真实值之间的差值,3. 真实值(XT)：某一物理量本身具有客观存在的 真实数值, 即为该量的真值。,真实值,a.理论真值：纯净CuSO4.5H2O计算出Cu%, 作为标准测定未知样品。,b. 相对真值：标准品,2019/7/24,8,4. 准确度的表示方法误差,(1) 单次测量值的绝对误差,E = x i xT,(2) 相对误差,(3) 平均值的绝对误差,(4) 相对误差,2019/7/24,9,5. 精密度、平均值、中位数,(1) 精密度：一组测量值相互接近的程度,(2) 平均值：,(3) 中位数：,6. 精密度的表示方法偏差, 相对平均偏差, 单次测量值的绝对偏差, 平均偏差,2019/7/24,10,甲(%): 10.30 9.80 9.60 10.20 10.10 10.40 9.70 10.00 9.70 10.20,乙(%): 10.00 10.00 9.50 10.20 9.90 9.80 10.50 9.60 10.40 9.90,甲、乙皆为：,2019/7/24,11, 标准偏差(SD),RSD= 2.8% RSD= 3.2%, 极差(R) R = 最大值 最小值,相对极差 ,S甲=0.28 S乙=0.32,突出一组测量值中大偏差对精密度的影响。, 相对标准偏差（RSD）（变异系数cv）,2019/7/24,12,7. 精密度与准确度的关系,准确度高必须精密度高；精密度高准确度不一定高，,若一组数据的精密度差自然就失去了衡量准确度的前提。,XT,甲,*,乙,*,丙,* * * *,丁,* * *,2019/7/24,13,2005年中科院选择题（2分）,关于误差论述正确的是：,精密度好误差一定小 B. 随机误差具有方向性,C. 绝对误差就是误差的绝对值 D. 误差的大小可以衡量准确度,2019/7/24,14,2012年中科院考研（2分） 若一试样分析结果的精密度很好，但准确度不好， 可能的原因是： 试样不均匀 有过失操作 使用试剂含有影响测定的杂质 使用的容量仪器经过了校正,2019/7/24,15,五、公差,生产部门对分析结果允许误差的一种表示方法。,分析结果超出了允许的误差范围称为超差，须重做。,2019/7/24,16,1.3 提高分析结果准确度的方法,各种分析方法的准确度和灵敏度是不同的，根据具体要求选择合适的方法,尽量减小偶然误差，消除系统误差,一 、选择合适的分析方法,含量1 ( 常量组分分析） 化学分析法,含量1 （ 微量、痕量组分分析） 仪器分析法,2019/7/24,17,二、 尽量减小测量误差（Et0.1）,1.称取样品质量应大于0.2g,分析天平(1/10000)称准至0.1mg，称量误差0.1mg, w0.2g,2019/7/24,18,2. 滴定体积一般应大于20mL, V20mL （2030mL为宜）,滴定管允许 Et 0.01mL,中科大研究生复试题：,用KHP(Mr=204.2)标定约0.1mol/L NaOH, 问应称取多少克,2019/7/24,19,三、消除系统误差,2. 空白实验：检验所用试剂、水中有无待测组分,3. 校准仪器：消除仪器系统误差,四、适当增加测量次数，减小偶然误差,2019/7/24,20,1.4 有效数字及其运算规则,一、有效数字 实际测量到的数字包括一位可疑数字。滴定管 25.12mL,二、有效数字位数,1.与选择仪器及测量方法的准确度有关,万分之一 分析天平 1.0000g 五位,十分之一 托盘天平 1.0g 两位,滴定管 25.61mL 四位,移液管 25.00mL 四位,量筒 50mL 两位,2019/7/24,21,2.“0”的作用：,0.000100,三位,定位,0.50000,五位,28.0030,六位,3. 指数与对数：,已知H+=1.010-2,两位,pH=2.00,两位,pH=0.097,三位,Ka=1.810-5,两位,pKa=4.74,两位,pKa、pH值的有效数字位数取决于小数点后数字的位数,pH = 0.03 转化为H+ = ?,0.93 molL-1,2019/7/24,22,5. 非测量所得数字位数任意确定,Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2CO3,4. 有些数字的位数含糊不清,4500,（1）4.5103 二位,（2）4.50 103 三位,（3）4.500 103 四位,2019/7/24,23,三、有效数字修约法则：“四舍六入五成双”,1.测量值中被修约的那个数4，该数舍去； 那个数6，则进位；等于5时若进位后末位 数为偶数则进位，舍去后末位数为偶数则舍去。,12.14 12.16 12.25 12.75,保留三位,12.1,12.2,12.2,12.8,2019/7/24,24,12.450001,12.5,12.4,7.5,2. 修约的那个数等于5时，其后还有数字，该数总是比5大， 以进位为宜。,3. 修约要一次性,保留三位,12.35002,7.54999 保留二位,四、计算规则：先修约后计算,1. 加、减法：以小数点后位数最少者为准进行修约,下例结果应保留几位有效数字？,213.64 + 4.4028 + 0.324,（五位）,4.4 + 23.879 + 315.69,（四位）,2019/7/24,25,计算 0.012626.521.06283=,四位四位9.20,四位,0.012626.51.06=0.354,2. 乘、除法：以有效数字位数最少者为准进行修约,中科院考研题（2分）,说明（1）在乘除法运算中常会遇到大于9以上的数通常多看一位,（2）在化学平衡和误差的计算中一般保留二位有效数字,（不用修约直接计算）,2019/7/24,26,准确移取25.00mL水样加入20mL的缓冲溶液 和0.4900g的K2Cr2O7溶解后再加入3.1g的KI,移液管,量筒,电子天平,托盘天平,五、有效数字实验中应用, 正确记录数据,滴定管 23.10mL,23.1mL,移液管 25.00mL 25mL ,析天平 0.2300g 0.23g , 正确的选用量器,2019/7/24,27,3.低含量组分1%要求报出二位有效数字 0.21% 0.089% 等, 正确选用化学试剂 优级纯 分析纯 化学纯 生化试剂 GR（绿） AR（红） CP（蓝） BR(褐), 正确报出分析结果,1.高含量组分10要求报出四位有效数字。,98.00% 10.20% 等,2.中含量组分110要求报出三位有效数字。,1.03% 9.70% 等,称取3.5000g煤测其S%,甲报出S=0.042%,乙报出S=0.04232%,2019/7/24,28,2019/7/24,29, 名词 1.标准溶液：,1.5 滴定分析概述,一、特点及主要分析方法,已知准确浓度用于滴定分析的溶液(四位),HCl 0.1000mol/L,0.10mol/L,2.滴定：将滴定剂通过滴定管滴加到被测物质溶液中的过程,3. sp:,标准溶液与被测物质恰好反应完全的点,4. ep：在滴定的过程中指示剂颜色突变的那一点,5. 滴定误差：ep与sp不一致而引起的误差 (Et%),2019/7/24,30,A.越小越好 B.等于0 C.最好产生正误差 D.在允许的误差范围内,我院考研选择题（2分）,在化学分析中滴定误差允许( ),2019/7/24,31,氧化还原滴定法 沉淀滴定法,滴定操作, 特点:,1. 适用常量组分分析（含量大于1）,2. 准确度高,3. 简单、快速不需要复杂的仪器,4. 应用范围广, 方法,酸碱滴定法,络合滴定法,2019/7/24,32,1. 按反应方程式进行且反应完全,二、对滴定反应的要求：,有确定计量关系,反应达99.9%以上,2. 反应速率快,3. 有合适的In指示ep,4. 消除干扰,三、滴定分析的方式：,1. 直接滴定法,2. 间接滴定法,3. 置换滴定法,4. 返滴定法,2019/7/24,33,四、基准物质,用来直接配制或标定标准溶液的物质,K2Cr2O7 Na2C2O4 CaCO3 KHP 等,具备条件：,1.试剂组成与化学式完全相符,2. 纯度高,3. 性质稳定,4. 摩尔质量要较大些,5. 化学反应以一定的反应式进行完全,6. 最好无色,2019/7/24,34,中科院填空题（2分）,下列物质用来标定KMnO4溶液的是（ ）,A. Na2CO3 B. FeCl2 C. CaCO3 D. Na2C2O4,2019/7/24,35,五、 标准溶液表示方法,物质的量浓度,说明：由于物质的量nB，取决于基本单元的选择， 因此表示物质量的浓度时必须指明基本单元。,（molL-1）,2019/7/24,36,2.滴定度（T）,每毫升滴定剂相当于被测物质的质量（g）,g/mL,另法：TNaOH=0.004000 g/mL,1.00mLNaOH标准液含有0.004000g NaOH,2012年中科院考研（12分）,20.00mLKMnO4与一定量的KHC2O4恰好反应，,同样量的KHC2O4又能被25.00mLKOH中和。,计算KMnO4浓度；用来滴定Fe2+，问1.00mLKMnO4,相当于多少克的铁？,2019/7/24,37,六、标准溶液配制方法 1.直接配制：基准物质