实验分析法.doc

阳离子分析阳离子分析是无机物定性分析的一种。无机物的定性分析，是要检验样品是由哪些元素（或离子）或原子团组成，或者鉴定样品是什么单质、化合物或者混合物、矿石、实际检验的就是样品中含有哪些阳离子或者阴离子。阳离子分析，就是根据要求，利用阳离子的分析特性，检出试液中含有哪些离子，并估量出哪些是主要成分，哪些是微量成分。 阴离子分析 阴离子分析是无机物定性分析的一种。无机物的定性分析，是要检验样品是由哪些元素（或离子）或原子团组成，或者鉴定样品是什么单质、化合物或者混合物、矿石、实际检验的就是样品中含有哪些阳离子或者阴离子。非金属元素及某些高价金属在溶液中常以阴离子形式存在。由于阴离子的某些分析特性（如遇酸挥发或分解、具有氧化性或还原性等），实际分析并不复杂。但同一种元素常可形成多种形式的阴离子（如硫可形成S2-、S2O32-、SO42-、SCN- 等），而分析阴离子时还需确定元素的存在形式，从而增加了分析的难度。元素定性分析元素定性分析是有机定性分析的一种。有机物的化学定性分析方法一般是按初步试验、元素定性分析、溶解性试验、官能团检验以及衍生物制备的程序系统进行。元素定性分析可测定未知物由什么元素组成，为进一步进行官能团定性和定量省去一些不必要的工作。如一个化合物不含氮，则含氮官能团的定性和定量工作均可不做。有机化合物都含有碳，绝大多数都含有氢，不必作碳氢定性分析。氧元素的检验至今还无满意的方法，不直接检验，可通过溶解性试验与官能团定性鉴定予以确定。因此元素定性分析主要是分析氮、硫、卤素、磷和某些金属元素，由于有机物中各元素原子大都是共价键结合，所以鉴定这些元素的方法一般是设法将样品分解，使其转变成为离子，然后用无机分析的方法测定。溶解性试验溶解性试验是有机定性分析的一种。有机物的化学定性分析方法一般是按初步试验、元素定性分析、溶解性试验、官能团检验以及衍生物制备的程序系统进行。研究有机物在某些溶剂里的溶解性，可以帮助获得化合物的化学结构和特性方面的信息，缩小探索范围。官能团定性分析官能团定性分析是有机定性分析的一种。有机物的化学定性分析方法一般是按初步试验、元素定性分析、溶解性试验、官能团检验以及衍生物制备的程序系统进行。官能团检验是系统鉴定未知化合物的第四个步骤，当对试样进行初步试验，已经知道样品分子中含有哪些元素并进行归类后，就可以进一步通过官能团检验确定样品分子中含有哪些官能团。在进行未知化合物的官能团检验时，并不需要将所列举的全部方法都做一遍，可以根据元素分析及分组试验已经取得的结果，针对性地选择部分检验方法进行试验。衍生物的制备衍生物的制备是有机定性分析的一种。有机物的化学定性分析方法一般是按初步试验、元素定性分析、溶解性试验、官能团检验以及衍生物制备的程序系统进行。若知道了某种未知物的基本性质、元素组成及官能团结构，尚需进一步制备其衍生物，可将未知物制备的衍生物的熔点和文献所报导的相同衍生物的熔点加以比较，以确证未知物为何物。气化法气化法是重量分析的一种。重量分析常用于试样中高含量和中等含量组分折测定 （被测组分的百分含量1%），一般相对误差为0.10.2%，测定低含量组分时误差较大。气化法一般是借助于加热或蒸馏等方法，使被测组分气化而从试样中逸出，然后根据挥发失去的质量来计算被测组分的百分含量。例如，要测定某固体试样中的吸湿水或结晶水的含量时，可以将试样烘干至质量不变，由烘干后试样的质量减少来计算试样中水分的百分含量。沉淀法沉淀法是重量分析的一种。重量分析常用于试样中高含量和中等含量组分折测定 （被测组分的百分含量1%），一般相对误差为0.10.2%，测定低含量组分时误差较大。在重量分析中，沉淀法比气化法应用得更广泛。其基本原理是：在一定量的试样溶液中加入销过量的沉淀剂，使试样中的被测组分形成难溶化合物沉淀出来，经过过滤、洗涤、烘干或灼烧，获得稳定的称量形式，然后根据称得的质量来计算试样中被测组分的百分含量。酸碱滴定法酸碱滴定法是滴定分析的一种。滴定分析就是将已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中去，让所加入的试剂与被测物质恰好反应完全，然后根据试剂的浓度和耗用体积的量来计算被测物质的含量。酸碱滴定法依据的是酸碱之间的中和反应，所以也称为中和滴定法。它适用于测定酸、碱以及能和酸、碱进行定量反应的物质。沉淀滴定法沉淀滴定法是滴定分析的一种。滴定分析就是将已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中去，让所加入的试剂与被测物质恰好反应完全，然后根据试剂的浓度和耗用体积的量来计算被测物质的含量。沉淀滴定法就是依据沉淀反应来进行滴定分析的方法。配位滴定法配位滴定法是滴定分析的一种。滴定分析就是将已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中去，让所加入的试剂与被测物质恰好反应完全，然后根据试剂的浓度和耗用体积的量来计算被测物质的含量。配位滴定法是利用配位化合物的反应进行滴定的容量分析方法。配位剂与被测离子生成稳定的配位化合物，滴定终点时，稍微过量的配位剂使指示剂变色。氧化还原滴定法氧化还原滴定法是滴定分析的一种。滴定分析就是将已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中去，让所加入的试剂与被测物质恰好反应完全，然后根据试剂的浓度和耗用体积的量来计算被测物质的含量。氧化还原滴定法是利用氧化剂或还原剂作为标准溶液，根据氧化还原反应进行滴定的方法。非水酸碱滴定法非水酸碱滴定法是滴定分析的一种。滴定分析就是将已知准确浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中去，让所加入的试剂与被测物质恰好反应完全，然后根据试剂的浓度和耗用体积的量来计算被测物质的含量。质子理论指出：凡能给出质子的物质为酸，凡能接受质子的物质为碱，酸给出质子后所得到的剩余物必须有能接受质子的性质而成为碱，因此每种酸都有与之共轭的碱，每一种碱都有与之共轭的酸。酸给出质子后变为碱，碱接受质子后变为酸。按质子理论，酸或碱的强弱取决于给出或接受质子倾向的大小。给出质子的倾向越大其酸性越强；同样，接受质子的倾向越大，则碱性越强。一个物质究竟是酸或是碱，以及酸性或碱性的强弱，除和其本身性质有关外，另一个重要的因素是溶剂的酸碱性。例如，硝酸在水中全部离子化，它是一个强酸；但冰乙酸接受质子的能力比水小，从而降低了硝酸给出质子的能力，即硝酸在冰乙酸中仅仅部分离子化，是一个弱酸。所以，一种酸在某溶剂中的酸度与溶剂的碱度有关；一种碱在某溶剂中的碱度与溶剂的酸度有关。熔点的測定熔点是固态物质在大气压下，固态与液态处于平衡状态时的温度。在一定压力下，固、液两态之间的变化是非常敏感的，自初熔至全熔，温度变化不超过0.510C。混有杂质时，熔点下降，并且熔距变宽。因此，通过测得的熔点，可以初步判断该化合物的纯度。也可以将两种熔点相近似的化合物混合后，看其熔点是否下降，以此来判断这两种化合物是否为同一物质。凝固点的测定 凝固点是指液体在一定大气压下，从液体转变为固体时的温度。纯净的物质，其凝固点是固定不变的，混有杂质则凝固点下降。所以可以通过测定凝固点来判断物质的纯度。沸点的测定沸点是指液体在常压下，从液体转变为蒸气温度，也称为沸腾温度此时，液体的蒸气压增大到与外界施于液面上的总压力（常压为1.01105Pa）相等，有大量气泡从液体内部逸出。相对密度和波美度的测定相对密度是液体一个重要的物理常数。利用密度的测定可以区分化学组成相类似而密度不同的液体化合物、鉴定液体化合物的纯度以及定量分析溶液的浓度。由于测定密度比较麻烦，也不易准确。因而常采用测定相对密度予以代替。 波美度是量度液体相对密度的另一种标度（符号为oBe）。它是18世纪法国科学家波美所创制的，因此这种比重计叫做波美比重计。波美比重计有重表和轻表两种。重表刻度的方法是把15oC的纯水的相对密度作为0oBe，而把10%食盐水溶液的相对密度作为10oBe。以这样的距离为标准，在表上再依次划为若干等分。根据物体在溶液中的浮沉原理，液体的相对密度越大，比重表越向上浮，因此比重表的刻度是从0oBe开始向下依次递增的。轻表刻度的方法是把15oC的纯水的相对密度作为10oBe而把10%食盐水溶液的相对密度作为oBe然后再如前法进行刻度。根据同样原理，液体的相对密度越小，比重表越往下沉，因此轻表的刻度是从0oBe开始向上依次递减的。粘度的测定粘度是表示流体的内磨擦的物理量，是一层流体对另一层流体作相对运动的阻力。粘度随流体的不同而不同，随温度的变化而变化，不注明温度条件的粘度是没有意义的。粘度分绝对粘度、运动粘度、相对粘度及条件粘度。蒸气压的测定在一定温度下，封闭体系中的蒸气与其液相（或固相）达到平衡时，该蒸气所表现的压力即为该液体（或固体）在此温度下的饱和蒸气气压。影响蒸气压的因素主要是温度、液面形状（曲率）以及液面电荷。如果只考虑温度的因素，则在一定温度下某物质的饱和蒸气压是该物质的一个特征常数。它采用压力单位予以表示，法定计量单位为Pa（帕）。非法定计量单位是mmHg（毫米汞柱）、atm（标准大气压）、at（工程大气压，即千克力/厘米2）等。折光率的測定折光率又叫折射率，它是物质的特性之一。特别是液体的折光率更为常用，可据此检验液体的纯度。折光率指光线在两介质中的速度比，入射角（i ）、折射角（）和介质m的折光率（M）及介质n的折光率（N）的关系是：sini/sinr=M/N.如介质n为真空，则N=1，因此，M=sini（真空）/sinr（介质m）。此M值是绝对折光率。若知m换为真空（绝对折光率1.00027），则M为相对折光率，两者约略相等，仅在精密测量时才进行校正。旋光度和比旋光度的测定 旋光度和比旋光性物质的主要物理性质，通过旋光度和比旋光度的测定，可以检查光学活活性化合物的纯度，也可以定量分析有关化合物溶液的浓度。偏振光通过旋光性物质时，它的振动平面就会被旋转一个角度，此角度叫该旋光性物质的旋光度。旋光性物质的浓度和厚度（可视为盛旋光性物质的管子即旋光管的长度）与它的旋光度成正比。比旋光度是指溶液浓度为1g/mL时，在1dm长旋光管中测定的旋光度。比旋光度不受浓度和旋光管长度的影响，用比旋光度表示旋光性物质的旋光性更为合适。电位分析法电位分析法是电化学分析法的一种。电位分析法是利用被测离子浓度与电极电位之间的关系而建立起来的一种电化学分析方法，其原理是测定原电池电极之间不大的平衡电压。电位分析仪器结构简单，操作方便，容易实现自动化。电位分析法可用于确定溶液中被测离子活度或浓度（直接电位法）和在滴定分析中寻求滴定终点（电位滴定法）。电导分析法电导分析法是电化学分析法的一种。电导分析法是通过溶液的电导来确定被测组分的含量。溶液的电导等于其电阻的倒数，它是用测量电阻的方法来测定的。通常把电极表面积为1cm2、极间距离为1cm时所测得电导称为电导率（单位：S/cm），实际应用时用其10-8或10-3倍为单位。库仑分析法库仑分析法是电化学分析法的一种。库仑分析法是一种高灵敏和精确的分析方法，它是在一定条件下，通过测量待测物质定量地进行某一电极反应，或根据它与某一电极反应产物定量地进行化学反应的过程中所消耗的电量来进行定量分析的方法。由于库仑分析法是根据法拉弟定律从电解过程中消耗的电量来计算物质的量，故电极反应必须以100%的电流效率定量地进行并且应无副反应过程。极譜分析法极谱分析法是电化学分析法的一种。以测量滴汞电极的电流-电位曲线为基础的分析方法称为极谱分析法。极谱分析的灵敏度高，检出限低，精密度好，准确度高。可分为交流极谱法、方波极谱法、脉冲极谱法和溶出伏安法。比色分析法比色分析属于可见吸收光谱分析，它是应用单色性较差的光与被测物质作用而建立的分析方法，以颜色的深浅来区别光的相对强弱，比较试样溶液和标准溶液颜色的深浅来确定物质含量的分析，一般是将欲测物质与某些试剂进行化学反应生成有色化合物，然后测定其颜色的深度。可分为目视比色法、光电比色法和检测管比色法。分光光度分析 分光光度法是属于可见吸收光谱分析，它是指应用较纯的单色光与被测物质作用而建立起来的分析方法。它利用棱镜等将入射光色散为光谱，并通过狭缝分成连续变化并且有一定波长的单色光，使单色光连续地依次通过溶液，测量该溶液对每一波长辐射的吸收，从而得到吸收光谱曲线。原子吸收分光光度分析原子吸收分光光度是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行定量分析的一种方法。原子吸收分光光度分析干扰少、准确度高、灵敏度高、测定范围广；不足之处在于测定不同元素时需要换光源灯，不利于多种元素同时分析。紫外吸收光谱分析紫外吸收光谱的特点如下：（1）可用于无机物的分析和有机物的分析，而以有机物的分析应用最普遍，如有机物的鉴定、结构分析、同分异构体区分和反应机理探讨等。（2）仪器结构简单，价格低廉，容易操作。（3）测定方法简便，精确度高，相对误差一般为15%。定量分析各组分时有的不需要事先分离，可用于微量分析或痕量分析中，测试范围1%0.110-6。（4）不需要显色剂，不受显色温度、显色时间等因素的影响，重现性好。（5）在有机物结构分析上不如红外吸收光谱、核磁共振光谱和质谱定性能力强，主要用于不饱和体系。红外吸收光谱分析红外吸收光谱的特点如下： (1)主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（无偶极矩变化的振动在拉曼光谱出现），大多数有机物和无机物都在红外区有吸收。应用范围要比紫外吸收光谱广泛得多，紫外吸收光谱多用于不饱和有机物，特别是共轭体系的有机物。 (2)仪器价格低廉，构造简单，操作方便，重复性好。 (3)分析特征强，气体、液体、固体样品都可测定，样品用量少（几毫克或微克），分析速度快，不损坏样品，样品可回收。 (4)代表了该化合物的一种真正独特的物理性质，除光学异构体外，没有两种化合物会具有相同的吸收曲线。 (5)红外吸收谱带的波长位置和吸收带的强度，反映了分子结构上的特点，可以以此定性鉴定未知物的结构组成和确定其官能团，也可利用谱带强度进行定量分析。 (6)定量分析的灵敏度比紫外吸收光谱差，其103，对含量1%的组分难以检测。 (7)不能分析稀有气体、无机化合物阳离子和同质双原子分子（如H2、O2、N2、Cl2等）。 (8)不能区分旋光异构体；水分子在红外区强烈吸收，用一般透过法难以测定水溶液样品；红外光谱能区分单体、二聚体、三聚体等，但不能区分高分子聚合物（例如相对分子质量为105和1.5105和聚苯乙烯在215m区找不出光谱上的差异）。 (9)仅具有鉴别能力而无分离作用，对于复杂的样品不能直接进行定性和定量分析，需和分离技术配合。气相色谱分析色谱是一种分离技术，色谱分析即是将这种分离技术应用于分析领域中。气相色谱分析可分为气液色谱分析和气固色谱分析。 气液色谱分析的原理：当载气携带被分析试样各组分蒸气进入色谱柱时，立刻