定量分析概论(54学时2011).ppt

第二章 定量分析概论 第一节 无机定量分析的方法 z 化学分析法：以物质的化学 反应为基础的 分析方法。 z 分为：重量分析 滴定分析 气体分析 z 仪器分析：以物质的物理 性质或物理化 学性质为基础的 分析方法。 z 分为： 光分析 电分析 色谱 质谱等 第二节 定量分析的一般步骤 一、试样的采取和制备：具代表性 二、固体试样的分解：(第十一章介绍) 溶解法，熔融法，高压分解法，干灰化法 三、干扰物质的分离和待测物的富集(第十章介绍) 四、试样中待测组分的测量： 各种测量方法的选择： 1. 首先考虑分析准确度(与待测组分的含量有关) 2. 考虑试样中的共存组分 3. 考虑分析速度 五、分析结果的计算和数据处理(第三章介绍) 5 数据分析 Data Analysis 1 2 4 3 6 样品制备 Sample Preparation 样品采集 Sampling 样品测定 Sample Analysis 问题提出 Formulation Question 结果报告 Writing Reports 定量分析过程 定量分析方法 化学分析法 (常量组分) 重量分析 滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀 仪器分析法 (微量组分) 光化学：紫外-可见、红外、荧光、磷光、 激光拉曼、核磁共振、原子发射、原子吸收 电化学：电位、电导、库仑、安培、极谱 色谱法：柱、纸、薄层、GC、HPLC、CE毛细管电泳 其他： 质谱、电子能谱、活化分析、免疫分析 按试样量大小分 方法 固体试样质量(mg) 液体试样体积 (mL) 常量 100 10 半微量 10100 110 微量 1%) 微量组分 (0.01-1%) 痕量组分 (99.9% 3.试剂稳定；如不易吸水分和CO2，不易被空气氧化。 NaOH不稳定易吸CO2；HCl易挥发；浓硫酸纯度不够，且易吸潮。 4.试剂最好有较大的摩尔质量；可减少称量误差。 实验室常用试剂分类 级别级别1级级2级级3级级 中文 名 优级优级 纯纯 分析 纯纯 化学 纯纯 生化 试剂试剂 英文 标标志 GRARCPBR 标签标签 颜颜色 绿绿红红蓝蓝咖啡 色 实验室常用试剂分类（仅限中国） 级别级别1级级2级级3级级 中文名 优级纯优级纯分析纯纯化学纯纯生化试剂试剂 英文标标 志 GR Guaranteed reagent AR Analytical reagent CP Chemical pure BR Biological reagent 标签颜标签颜 色 绿绿红红蓝蓝咖啡色 配制生物化学检 验试液 和生化 合成。质量指标 注重生物活性杂 质的控制。 主成分含量很高 、纯度很高，适 用于精确分析和 研究工作，有的 可作为基准物质 。 主成分含量很高 、纯度较高，干 扰杂质很低，适 用于工业分析及 化学实验。 主成分含量高、 纯度较高，存在 干扰杂质，适用 于化学实验和合 成制备。 （二）间接法（标定法）： 基准物质可以直接配制成标准溶液； 更多的标准溶液是不能直接配制的，其试剂不属基准物。 先配制一种近似于所需浓度的溶液， 然后用基准物质（或已经 用基准物质标定过的标准溶液）来测定它的准确浓度（称为标 定）。 如欲配制0.1mol/L的NaOH标准溶液， 先称取一定的固体NaOH配成近似0.1mol/L NaOH，然后 准确称取一定量的基准物邻苯二甲酸氢钾进行标定。 常用容量分析仪器: 容量瓶(量入式) 、 移液管(量出式)、 滴定管(量出式) 仪器校准方法: 1. 绝对校准 绝对校准是测定容量器皿的实际容积。常用的校准方法为称量法。即用天平称 得容量器皿容纳或放出纯水的质量，然后根据水的密度，计算出该容量器皿在 标准温度20时的实际体积。由质量换算成容积时，需考虑三方面的影响： （1）水的密度随温度的变化 （2）温度对玻璃器皿容积胀缩的影响 （3）在空气中称量时空气浮力的影响 2. 相对校准: 移液管与容量瓶 要求两种容器体积之间有一定的比例关系时，常采用相对校准的方法。例如， 25mL移液管量取液体的体积应等于250mL容量瓶量取体积的10%。 容量瓶 吸量管 锥形瓶 移液管 酸式滴定管 烧杯 量筒 容 量 仪 器 常用滴定分析仪器 四.滴定分析法的计算 (一) 滴定分析计算中常用的量和单位 1.物质的量 ( n ) 及其单位摩尔(mol) 摩尔是一系统的物质的量，该系统所 包含的基本单元数与0.012Kg 碳-12的原子 数相等。 2.摩尔质量 ( M ) 物质的摩尔质量的定义为：质量 m 除以物质 的量 n 。 m n （） 当以 g/mol 为单位时，任何原子或分子的 摩尔质量，在数值上等于其相对原子质量或 相 对分子质量。 3.物质的量浓度(c，简称浓度) 物质 B 的物质的量浓度 cB是指单位体积溶 液中所含物质B的物质的量，即： BB （） 分析化学中，B 单位为 mol/L。 在化学领域，通常用B表示总浓度， 用 B 表示平衡浓度。 在使用物质的量、摩尔质量及物质的量浓 度时，须必指明其基本单元。 M (H2SO4) = 98.08 g/ mol, M (1/2 H2SO4) = 49.04 g/mol, M (2H2SO4) = 196.16 g/mol 分析化学中常用的量和单位 物质的量: n (mol、 mmol) 摩尔质量: M (gmol-1) 物质的量浓度: c (molL-1) 质量: m (g、mg) 体积: V (L、mL) 质量分数: w (%) 质量浓度: (gmL-1 、mgmL-1) 相对分子量: Mr 相对原子量: Ar 必须指明 基本单元 (二)滴定分析的计算 1.根据待测物质B与滴定剂T之间的化学计量比进行 计算 b B+t T= c C + d D ： b/t (3) (c V) B = (c V) T b/t mB/MB = (c V) T b/t mB/MB 1000 = (c V) T b/t (4) 式中，V 以 mL 表示。 2.根据“等物质的量反应规则”进行计算.(自学) 例如 H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O H2SO4 的基本单元: NaOH 的基本单元: NaOH 等物质的量规则: 等物质的量反应规则 MnO4-的基本单元: Fe2+的基本单元: Fe2+ 等物质的量规则: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O A. 标准溶液的配制 标定法： 稀释后标定(NaOH、HCl) n1=n2 c1V1= c2V2 直接法： 用基准物质直接配制(K2Cr2O7) 准确称量并配成准确体积。 例1.1 配制0.02000 molL-1 K2Cr2O7 标 准溶液250.0mL,求m = ? 解 m(K2Cr2O7) = nM = cVM = 0.020000.2500294.2 = 1.4710 (g) 准确称量1.47g(10%) K2Cr2O7基准物质, 于容量瓶中定容, 再计算出其准确浓度： 通常仅需要溶液浓度为0.02 molL-1左右, 做法是: (三).溶液浓度的表示方法 1. 物质的量浓度（体积摩尔浓度） 可用于表示标准溶液或一般溶液的浓度。 2 . 滴定度:与1 mL 标准溶液相当的被测物质的质量. mB/MB 1000 = (c V) T b/t 当滴定剂 T 为 1 mL 时所相应的待测物质 B 的质量mB 便是滴定度 。 3. 物质B的体积分数 物质B的体积分数，为物质B的体积与混合物的体 积之比。 4.