大学分析化学知识点总结

分析化学分析化学 第一章 绪论 基本内容 本章内容包括分析化学的任务和作用 分析化学的发展 分析化学的方法分类 定性分析 定量分 析 结构分析和形态分析 无机分析和有机分析 化学分析和仪器分析 常量 半微量 微量和超微量分 析 常量组分 微量组分和痕量组分分析 分析过程和步骤 明确任务 制订计划 取样 试样制备 分析测定 结果计算和表达 分析化学的学习方法 基本要求 了解分析化学及其性质和任务 发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用 分析方法的分类及分 析过程和步骤 第二章 误差和分析数据处理 基本内容 本章内容包括与误差有关的基本概念 准确度与误差 精密度与偏差 系统误差与偶然误差 误差 的传递和提高分析结果准确度的方法 有效数字及其运算法则 基本统计概念 偶然误差的正态分布和 t 分布 平均值的精密度和置信区间 显著性检验 t 检验和 F 检验 可疑数据的取舍 相关与回归 基本要求 掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系 误差产生的原因及减免方法 有效数字的表示 方法及运算法则 误差传递及其对分析结果的影响 熟悉偶然误差的正态分布和 t 分布 置信区间的含义及表示方法 显著性检验的目的和方法 可疑 数据的取舍方法 分析数据统计处理的基本步骤 了解用相关与回归分析处理变量间的关系 第三章 滴定分析法概论 基本内容 本章内容包括滴定分析的基本概念和基本计算 滴定分析的特点 滴定曲线 指示剂 滴定误差和 林邦误差计算公式 滴定分析中的化学计量关系 与标准溶液的浓度和滴定度有关的计算 待测物质的质 量和质量分数的计算 各种滴定方式及其适用条件 标准溶液和基准物质 水溶液中弱酸 碱 各型体的 分布和分布系数 配合物各型体的分布和分布系数 化学平衡的处理方法 质子平衡 质量平衡和电荷平 衡 基本要求 掌握滴定反应必须具备的条件 选择指示剂的一般原则 标准溶液及其浓度表示方法 滴定分析法 中的有关计算 包括标准溶液浓度的计算 物质的量浓度和滴定度的换算 试样或基准物质称取量的计算 待测物质质量和质量分数的计算 水溶液中弱酸 碱 和配合物各型体的分布和分布系数的含义及分布系 数的计算 质子平衡的含义及其平衡式的表达 熟悉滴定分析中的常用术语 标准溶液 化学计量点 滴定终点 滴定误差及林邦误差公式 滴定 突跃 突跃范围 指示剂 指示剂的理论变色点和变色范围 质量平衡和电荷平衡及其平衡式的表达 了解滴定分析的一般过程和滴定曲线 一般指示剂的变色原理和指示终点的原理 常用的滴定方式 第四章 酸碱滴定法 基本内容 本章内容包括各种酸碱溶液 pH 值的计算 酸碱指示剂的变色原理和变色范围及其影响因素 常用 酸碱指示剂及混合指示剂 强酸 碱 一元弱酸 碱 多元酸 碱 的滴定曲线特征 影响其滴定突跃 范围的因素及指示剂的选择 一元弱酸 碱 多元酸 碱 准确滴定可行性的判断 强酸 碱 一元弱 酸 碱 滴定终点误差的计算 酸碱标准溶液的配制与标定 非水溶液中酸碱滴定法基本原理 溶剂的分 类 溶剂的性质 离解性 酸碱性 极性 均化效应和区分效应 溶剂的选择 非水溶液中酸的滴定和 碱的滴定 基本要求 掌握酸碱指示剂的变色原理 变色范围 影响因素 各种类型酸碱滴定过程中尤其是化学计量点 pH 的计算 滴定突跃范围 并据此选择恰当的指示剂 各种类型酸 碱能否被准确滴定 多元酸 碱能否分 步滴定的判断条件 酸碱滴定分析结果的有关计算和滴定误差的计算 溶剂的酸碱性对溶质酸碱强度的影 响 溶剂的均化效应和区分效应 非水酸碱滴定中溶剂的选择 非水溶液中碱的滴定 熟悉影响各类型滴定曲线的因素 几种常用指示剂的变色范围及终点变化情况 非水溶剂的离解性 和极性 介电常数 及其对溶质的影响 非水酸碱滴定常用的标准溶液 基准物质和指示剂 了解酸碱标准溶液的配制与标定 非水滴定法的特点 非水溶剂的分类 非水溶液中酸的滴定 第五章 配位滴定法 基本内容 本章内容包括配位平衡 EDTA 配位化合物的特点 副反应 酸效应 共存离子效应 配位效应 系数的含义及计算 稳定常数及条件稳定常数的概念及计算 配位滴定曲线 金属指示剂 配位滴定中标 准溶液的配制和标定 配位滴定的终点误差 配位滴定中酸度的选择和控制 提高配位滴定的选择性 配 位滴定的各种方式 基本要求 掌握 EDTA 配位化合物的特点 副反应 酸效应 共存离子效应 配位效应 系数的意义及计算 稳定常数及条件稳定常数的概念及计算 化学计量点 pM 的计算 金属指示剂的作用原理及使用条件 变 色点 pMt 的计算 终点误差的计算 准确滴定的判断式 控制滴定条件以提高配位滴定的选择性 熟悉影响滴定突跃范围的因素 配位滴定中常用的标准溶液及其标定 常用的金属指示剂 了解配位滴定曲线 配位滴定的滴定方式 第六章 氧化还原滴定法 基本内容 本章内容包括氧化还原反应及其特点 条件电位及其影响因素 氧化还原反应进行程度的判断 影 响氧化还原反应速度的因素 氧化还原滴定曲线及其特点 指示剂 滴定前的试样预处理 碘量法 高锰 酸钾法 亚硝酸钠法基本原理及测定条件 指示剂 标准溶液的配制与标定 溴酸钾法 溴量法 重铬酸 钾法 铈量法和高碘酸钾法的基本原理 基本要求 掌握条件电位计算及其影响因素 氧化还原反应进行的程度及用于滴定分析的要求 碘量法 高锰 酸钾法 亚硝酸钠法的基本原理 测定条件 指示剂 标准溶液配制与标定 氧化还原滴定结果的计算 熟悉影响氧化还原反应速度的因素 氧化还原滴定曲线及影响电位突跃范围的因素 溴酸钾法和溴 量法 重铬酸钾法 铈量法的基本反应及测定条件 了解滴定前的试样预处理 高碘酸钾法的基本反应及测定条件 第七章 沉淀滴定法和重量分析法 基本内容 本章内容包括银量法的基本原理 三种确定滴定终点的方法 即铬酸钾指示剂法 铁铵矾指示剂法 和吸附指示剂法 每种方法的指示终点的原理 滴定条件和应用范围 重量分析法中的沉淀法 沉淀的形 态和沉淀的形成 沉淀的完全程度及其影响因素 溶度积与溶解度 条件溶度积 影响沉淀溶解度的主要 因素 同离子效应 盐效应 酸效应和配位效应 影响沉淀纯度的因素 共沉淀 后沉淀 沉淀条件的选 择 晶形沉淀和无定形沉淀的条件选择 沉淀的滤过 洗涤 干燥 灼烧和恒重 称量形式和结果计算 挥发法 干燥失重 基本要求 掌握银量法中三种确定滴定终点方法的基本原理 滴定条件和应用范围 沉淀溶解度及其影响因素 沉淀的完全程度及其影响因素 溶度积与溶解度 条件溶度积及其计算 重量分析法结果的计算 熟悉银量法滴定曲线 标准溶液的配制和标定 沉淀重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求 晶 形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件 了解沉淀的形态和形成过程 沉淀重量分析法的操作过程 挥发法 干燥失重 第八章 电位法和永停滴定法 基本内容 本章内容包括电化学分析法及其分类 化学电池的组成 相界电位 液接电位 指示电极及其分类 常见的参比电极 pH 玻璃电极构造 响应机制 Nernst 方程式和性能 测量溶液 pH 的原理和方法 复合 pH 电极 离子选择电极基本结构 Nernst 方程式 选择性系数 电极分类及常见电极 测量方法及测量 误差 电化学生物传感器与微电极技术 电位滴定法的原理和特点 确定终点的方法 永停滴定法的原理 I 滴定曲线 基本要求 掌握电位法常用指示电极及参比电极的结构 电极反应 电极电位 pH 玻璃电极构造 响应机制 Nernst 方程式和性能 测定溶液 pH 的电极 测量原理 方法 电位滴定法的原理及确定终点的方法 永 停滴定法的原理及滴定曲线 本章有关计算 熟悉化学电池组成及分类 离子选择电极响应机制 测量方法 测量误差 离子选择电极结构 分 类 常见电极 了解电化学分析法及其分类 各种类型的电位滴定 电化学生物传感器与微电极技术 第九章 光谱分析法概论 基本内容 本章内容包括电磁辐射及其与物质的相互作用 电磁辐射的概念与特征 波长 波数 频率和能量 之间的关系及其计算 电磁波谱的分区 电磁辐射与物质作用的常用术语 光学分析法的分类 非光谱法 和光谱法 原子光谱法和分子光谱法 吸收光谱法和发射光谱法 光谱分析仪器的主要部件 分光光度计 中常用的光源 分光系统和检测器 光谱分析法的发展概况 基本要求 掌握电磁辐射的能量 波长 波数 频率之间的相互关系 光谱法的分类 熟悉电磁波谱的分区 分光光度计的主要部件及各类光源 单色器 检测器 了解光学分析法的分类 原子光谱法 分子光谱法 吸收光谱法和发射光谱法的起源 光谱分析法 的发展 第十章 紫外 可见分光光度法 基本内容 本章内容包括紫外 可见分光光度法的基本原理和概念 电子跃迁类型 紫外 可见吸收光谱法中的一 些常用术语 吸收带及其与分子结构的关系 影响吸收带的因素 分光光度法的基本定律 朗伯 比尔定 律 偏离比尔定律的两大因素 紫外 可见分光光度计的主要部件 仪器类型及光学性能 紫外 可见分 光光度分析方法 定性鉴别 纯度检查 单组分定量及多组分定量 计算分光光度法 紫外吸收光谱法 用于有机化合物分子结构研究及比色法 基本要求 掌握紫外 可见吸收光谱产生的原因及特征 电子跃迁类型 吸收带的类型 特点及影响因素以及一 些基本概念 Lambert Beer 定律的物理意义 成立条件 影响因素及有关计算 紫外 可见分光光度法单 组分定量的各种方法 多组分定量的线性方程组法和双波长法 熟悉紫外 可见分光光度计的基本部件 工作原理及几种光路类型 用紫外 可见分光光度法对化合 物进行定性鉴别和纯度检查的方法 多组分定量的其他方法 了解紫外光谱与有机物分子结构的关系 比色法的原理及应用 第十一章 荧光分析法 基本内容 本章内容包括荧光及其产生 激发光谱和发射光谱及其特征 荧光与分子结构的关系 影响荧光强 度的因素 荧光强度与物质浓度的关系 定量分析方法 荧光分光光度计 其他荧光分析技术简介 基本要求 掌握分子荧光的发生过程 激发光谱和发射光谱 荧光光谱的特征 分子结构与荧光的关系 影响 荧光强度的因素 荧光定量分析方法 熟悉分子从激发态返回基态的各种途径 荧光寿命与荧光效率 了解荧光分光光度计与其他荧光分析技术 第十二章 红外吸收光谱法 基本内容 本章内容包括红外吸收光谱法的基本原理 即分子振动能级和振动形式 红外吸收光谱产生的条件 和吸收峰强度 吸收峰的位置 特征峰和相关峰 脂肪烃类 芳香烃类 醇 酚及醚类 含羰基化合物 含氮有机化合物等的典型光谱 红外光谱仪的主要部件及性能 试样的制备 红外光谱解析方法及解析示 例 基本要求 掌握振动形式的书写及读音 基团振动形式的表述 红外吸收光谱产生的条件及吸收峰的强度 吸 收峰位置的分布规律及影响峰位的因素 基频峰和泛频峰 特征峰和相关峰 常见有机化合物的典型光谱 红外光谱的解析方法 熟悉振动能级和振动频率 振动自由度 红外光谱仪的性能 了解红外光谱仪的主要部件及其工作原理 试样的制备 第十三章 原子吸收分光光度法 基本内容 本章内容包括原子吸收分光光度法的基本原理 原子的量子能级 原子在各能级的分布 共振吸收 线 谱线轮廓和谱线变宽的影响因素 原子吸收的测量 积分吸收法 峰值吸收法 原子吸收值与原子浓 度的关系 原子吸收分光光度计的基本结构及各部件的作用 原子吸收分光光度分析测定条件的选择 干 扰与抑制 灵敏度和检出限 定量分析方法 基本要求 掌握基本概念 共振吸收线 半宽度 原子吸收曲线 积分吸收 峰值吸收等 原子吸收值与原子 浓度的关系及原子吸收光谱测定原理 熟悉原子吸收分光光度法的特点 原子在各能级的分布 吸收线变宽的主要原因 原子吸收分光光 度计的基本构造 定量分析的三种基本方法 了解光谱项及能级图 实验条件的选择 干扰与其消除方法 第十四章 核磁共振波谱法 基本内容 本章内容包括核磁共振波谱法的基本原理 原子核的自旋 自旋能级分裂和共振吸收 自旋弛豫 化学位移 屏蔽效应 化学位移的表示 化学位移的影响因素 几类质子的化学位移 自旋偶合和自旋分 裂 偶合常数 磁等价 自旋系统的命名 一级和二级图谱 氢谱的峰面积 积分高度 与基团氢核数目 的关系 氢谱解析方法 碳谱和相关谱 核磁共振仪 基本要求 掌握核自旋类型和核磁共振波谱法的原理 共振吸收条件 化学位移及其影响因素 自旋偶合和自 旋分裂 广义 n 1规律 氢谱的峰面积 积分高度 与基团氢核数目的关系 核磁共振氢谱一级图谱的解 析 熟悉自旋系统及其命名原则 常见的质子化学位移以及简单的二级图谱的解析 了解碳谱及相关谱 核磁共振仪 第十五章 质谱法 基本内容 本章内容包括质谱法的基本原理及特点 质谱仪及其工作原理 主要部件和性能指标 质谱中的主 要离子 分子离子 碎片离子 同位素离子 亚稳离子 阳离子裂解类型 单纯开裂和重排开裂 质谱分 析法 分子式的测定 有机化合物的结构鉴定 几类有机化合物的质谱及质谱解析 综合波谱解析 基本要求 掌握质谱法的基本原理 分子离子峰的判断依据 不同离子类型在结构分析中的作用 常见阳离子 裂解类型及在结构解析中的应用 熟悉质谱仪主要部件的工作原理 几类有机化合物的质谱及质谱解析的一般步骤 综合波谱解析方 法及一般步骤 第十六章 色谱分析法概论 基本内容 本章内容包括色谱分析法及其分类和发展 色谱过程 色谱流出曲线和有关概念 保留值 峰高和 峰面积 区域宽度 分离度 分配系数和保留因子 色谱分离的前提 色谱法的分类 各类色谱的分离机 制 色谱基本理论 塔板理论 二项式分布和色谱流出曲线方程 速率理论 范第姆特方程及其各项的含 义 色谱分析法的发展 基本要求 掌握色谱法的有关概念和各种参数的计算公式 包括保留值 保留时间 保留体积 调整保留时间 及体积 死时间及死体积 保留指数 区域宽度 标准差 半峰宽和峰宽 分配系数和保留因子的定义及 二者之间的关系 保留时间与分配系数和保留因子的关系 色谱分离的前提 塔板理论 理论塔板高度和 理论塔板数 速率理论及影响柱效的各种动力学因素 熟悉色谱过程 分配色谱 吸附色谱 离子交换色谱和空间排阻色谱四类基本类型色谱的分离机制 固定相和流动相 影响组分保留行为的因素 了解色谱法的分类及色谱法的发展 第十七章 气相色谱法 基本内容 本章内容包括气相色谱法的特点 气相色谱仪的组成及工作流程 气液色谱固定液的分类 非极性 中等极性 极性以及氢键型固定液 固定液的选择 载体及其钝化方法 气固色谱用固定相 高分子多孔 微球 气相色谱流动相 载气 检测器及其性能指标 氢焰检测器 热导检测器和电子捕获检测器及其 检测原理 气相色谱速率理论 气相色谱实验条件的选择 定性 定量分析方法 归一化法 内标法 外 标法和内标对比法 毛细管气相色谱法的特点和实验条件的选择 毛细管气相色谱系统 分流进样和柱后 尾吹装置 基本要求 加深对色谱法的基本术语和基本公式的理解和掌握 并能灵活运用 掌握速率理论在气相色谱法中 的具体运用 范第姆特方程简式 以及各项在气相色谱法中含义 固定液的分类及选择 分离方程式及分 离条件的选择 热导检测器 氢焰离子化检测器 定量方法中归一化法和内标法以及相对重量校正因子的 计算 熟悉范第姆特方程在填充柱和毛细管气相色谱法详细式及含义 气相色谱仪的主要部件 柱温的选 择 载气及其选择 检测器的分类以及选择 了解气相色谱法的一般流程 分类与特点 高分子多孔微球 载体 毛细管气相色谱法的特点 分 类和操作条件 定性分析方法 第十八章 高效液相色谱法 基本内容 本章内容包括高效液相色谱法的主要类型 化学键合相色谱法 正相 反相键合相色谱法和反相离 子对色谱法 疏溶剂理论 其他高效液相色谱法 离子色谱法 手性色谱法 亲合色谱法 化学键合相的 种类 性质和特点 溶剂强度和选择性 流动相优化方法简介 高效液相色谱中的速率理论 各类高效液 相色谱分离条件的选择 分离模式的选择 高效液相色谱仪 定性和定量分析方法 基本要求 掌握反相键合相色谱法的分离机制 保留行为的主要影响因素和分离条件选择 化学键合相的性质 特点和种类及使用注意事项 流动相对色谱分离的影响 HPLC 中的速率理论及其对选择实验条件的指导 作用 定量分析方法 熟悉反相离子对色谱法和正相键合相色谱法及其分离条件的选择 高效液相色谱仪的部件 紫外检 测器和荧光检测器的检测原理和适用范围 了解离子色谱法 手性色谱法和亲合色谱法及其常用固定相 溶剂强度和选择性 混合溶剂强度参 数的计算和流动相优化方法 第十九章 平面色谱法 基本内容 本章内容包括平面色谱参数 比移值及其与保留因子的关系 相对比移值 分离度和分离数 薄层 色谱法及其主要类型 吸附薄层色谱中吸附剂和展开剂及其选择 薄层色谱操作步骤 定性和定量分析 高效薄层色谱法 薄层扫描法 纸色谱法 基本要求 掌握薄层色谱和纸色谱的原理 常用的固定相和流动相 展开剂 比移值与分配系数 保留因子的 关系 吸附薄层色谱中吸附剂和展开剂的选择 薄层色谱中薄层板的种类 显色方法 熟悉平面色谱法分类 面效参数与分离参数 薄层色谱和纸色谱的操作方法 定性定量分析方法 了解薄层扫描法 高效薄层色谱法 第二十章 毛细管电泳法 基本内容 本章内容包括毛细管电泳的基础理论 电泳和电泳淌度 电渗和电渗淌度 表观淌度 分离效率和 谱带展宽及主要影响因素 分离度 毛细管电泳的几种主要操作模式 毛细管区带电泳 胶束电动毛细管 色谱 毛细管凝胶电泳 毛细管电色谱 非水毛细管电泳 毛细管电泳仪器的主要部件 基本要求 掌握毛细管电泳分析的基本理论和基本术语 电泳和电泳淌度 电渗和电渗淌度 表观淌度 毛细 管电泳中几种基本的分离模式 毛细管区带电泳 胶束电动毛细管色谱 毛细管电色谱 熟悉评价分离效果的参数及影响分离的主要因素 操作条件的选择 了解毛细管电泳仪器的主要组成 第二十一章 色谱联用分析法 基本内容 本章内容包括气相色谱 质谱联用和高效液相色谱 质谱联用的原理 仪器 接口 色谱系统 质谱 系统 毛细管电泳 质谱联用简介 色谱 质谱联用的主要扫描模式及所提供的信息 全扫描 总离子流 色谱图 质量色谱图 色谱 质谱三维谱及质谱图 选择离子监测 选择反应监测 色谱 质谱联用分析法 的特点 气相色谱 傅立叶变换红外光谱联用 高效液相色谱 核磁共振波谱联用 全二维气相色谱 高效 液相色谱 高效液相色谱联用 薄层色谱有关的联用简介 基本要求 掌握色谱 质谱联用的主要扫描模式及所提供的信息 全扫描 选择离子监测 选择反应监测 高效 液相色谱 质谱联用的主要接口 电喷雾和大气压化学电离 熟悉气相色谱 质谱联用的接口技术 全二维气相色谱 高效液相色谱 高效液相色谱联用 了解色谱 质谱联用分析方法的特点 毛细管电泳 质谱 高效液相色谱 核磁共振波谱联用及薄层 色谱有关的联用技术 章节小结章节小结 第 2 章 误差和分析数据处理 1 基本概念及术语 基本概念及术语 准确度准确度 分析结果与真实值接近的程度 其大小可用误差表示 精密度精密度 平行测量的各测量值之间互相接近的程度 其大小可用偏差表示 系统误差系统误差 是由某种确定的原因所引起的误差 一般有固定的方向 正负 和大小 重复测定时重复 出现 包括方法误差 仪器或试剂误差及操作误差三种 偶然误差偶然误差 是由某些偶然因素所引起的误差 其大小和正负均不固定 有效数字有效数字 是指在分析工作中实际上能测量到的数字 通常包括全部准确值和最末一位欠准值 有 1 个单位的误差 t 分布分布 指少量测量数据平均值的概率误差分布 可采用 t 分布对有限测量数据进行统计处理 置信水平与显著性水平置信水平与显著性水平 指在某一 t 值时 测定值 x 落在 tS 范围内的概率 称为置信水平 也称 置信度或置信概率 用 P 表示 测定值 x 落在 tS 范围之外的概率 1 P 称为显著性水平 用 表 示 置信区间与置信限置信区间与置信限 系指在一定的置信水平时 以测定结果 x 为中心 包括总体平均值 在内的可信 范围 即 x u 式中 u 为置信限 分为双侧置信区间与单侧置信区间 显著性检验显著性检验 用于判断某一分析方法或操作过程中是否存在较大的系统误差和偶然误差的检验 包括 t 检验和 F 检验 2 重点和难点 重点和难点 1 准确度与精密度的概念及相互关系准确度与精密度的概念及相互关系 准确度与精密度具有不同的概念 当有真值 或标准值 作 比较时 它们从不同侧面反映了分析结果的可靠性 准确度表示测量结果的正确性 精密度表示测量结果 的重复性或重现性 虽然精密度是保证准确度的先决条件 但高的精密度不一定能保证高的准确度 因为 可能存在系统误差 只有在消除或校正了系统误差的前提下 精密度高的分析结果才是可取的 因为它最 接近于真值 或标准值 在这种情况下 用于衡量精密度的偏差也反映了测量结果的准确程度 2 系统误差与偶然误差的性质 来源 减免方法及相互关系系统误差与偶然误差的性质 来源 减免方法及相互关系 系统误差分为方法误差 仪器或试剂 误差及操作误差 系统误差是由某些确定原因造成的 有固定的方向和大小 重复测定时重复出现 可通 过与经典方法进行比较 校准仪器 作对照试验 空白试验及回收试验等方法 检查及减免系统误差 偶 然误差是由某些偶然因素引起的 其方向和大小都不固定 因此 不能用加校正值的方法减免 但偶然误 差的出现服从统计规律 因此 适当地增加平行测定次数 取平均值表示测定结果 可以减小偶然误差 二者的关系是 在消除系统误差的前提下 平行测定次数越多 偶然误差就越小 其平均值越接近于真值 或标准值 3 有效数字保留 修约及运算规则有效数字保留 修约及运算规则 保留有效数字位数的原则是 只允许在末位保留一位可疑数 有效数字位数反映了测量的准确程度 绝不能随意增加或减少 在计算一组准确度不等 有效数字位数不 等 的数据前 应采用 四舍六入五留双 的规则将多余数字进行修约 再根据误差传递规律进行有效数字 的运算 几个数据相加减时 和或差有效数字保留的位数 应以小数点后位数最少 绝对误差最大 的数 据为依据 几个数据相乘除时 积或商有效数字保留的位数 应以相对误差最大 有效数字位数最少 的 数据为准 即在运算过程中不应改变测量的准确度 4 有限测量数据的统计处理与有限测量数据的统计处理与 t 分布分布 通常分析无法得到总体平均值 和总体标准差 仅能由有 限测量数据的样本平均值 和样本标准差 S 来估计测量数据的分散程度 即需要对有限测量数据进行统计 处理 再用统计量去推断总体 由于 和 S 均为随机变量 因此这种估计必然会引进误差 特别是当测量 次数较少时 引入的误差更大 为了补偿这种误差 可采用 t 分布 即少量数据平均值的概率误差分布 对有限测量数据进行统计处理 5 置信水平与置信区间的关系置信水平与置信区间的关系 置信水平越低 置信区间就越窄 置信水平越高 置信区间就越宽 即提高置信水平需要扩大置信区间 置信水平定得过高 判断失误的可能性虽然很小 却往往因置信区间 过宽而降低了估计精度 实用价值不大 在相同的置信水平下 适当增加测定次数 n 可使置信区间显著 缩小 从而提高分析测定的准确度 6 显著性检验及注意问题显著性检验及注意问题 t 检验用于判断某一分析方法或操作过程中是否存在较大的系统误差 为准确度检验 包括样本均值与真值 或标准值 间的 t 检验和两个样本均值间的 t 检验 F 检验是通过 比较两组数据的方差 S2 用于判断两组数据间是否存在较大的偶然误差 为精密度检验 两组数据的显 著性检验顺序是 先由 F 检验确认两组数据的精密度无显著性差别后 再进行两组数据的均值是否存在系 统误差的 t 检验 因为只有当两组数据的精密度或偶然误差接近时 进行准确度或系统误差的检验才有意 义 否则会得出错误判断 需要注意的是 检验两个分析结果间是否存在着显著性差异时 用双侧检验 若检验某分析结果 是否明显高于 或低于 某值 则用单侧检验 由于 t 与 F 等的临界值随 的不同而不同 因此置信 水平 P 或显著性水平 的选择必须适当 否则可能将存在显著性差异的两个分析结果判为无显著性差异 或者相反 7 可疑数据取舍可疑数据取舍 在一组平行测量值中常常出现某一 两个测量值比其余值明显地偏高或偏低 即 为可疑数据 首先应判断此可疑数据是由过失误差引起的 还是偶然误差波动性的极度表现 若为前者则 应当舍弃 而后者需用 Q 检验或 G 检验等统计检验方法 确定该可疑值与其它数据是否来源于同一总体 以决定取舍 8 数据统计处理的基本步骤数据统计处理的基本步骤 进行数据统计处理的基本步骤是 首先进行可疑数据的取舍 Q 检验 或 G 检验 而后进行精密度检验 F 检验 最后进行准确度检验 t 检验 9 相关与回归分析相关与回归分析 相关分析就是考察 x 与 y 两个变量间的相关性 相关系数 r 越接近于 1 二者 的相关性越好 实验误差越小 测量的准确度越高 回归分析就是要找出 x 与 y 两个变量间的函数关系 若 x 与 y 之间呈线性函数关系 即可简化为线性回归 3 基本计算 基本计算 1 绝对误差绝对误差 x 2 相对误差相对误差 相对误差 100 或 相对误差 x 100 3 绝对偏差绝对偏差 d xi 4 平均偏差平均偏差 5 相对平均偏差相对平均偏差 6 标准偏差标准偏差 或 7 相对标准偏差相对标准偏差 8 样本均值与标准值比较的样本均值与标准值比较的 t 检验检验 9 两组数据均值比较的两组数据均值比较的 t 检验检验 10 两组数据方差比较的两组数据方差比较的 F 检验检验 S1 S2 11 可疑数据取舍的可疑数据取舍的 Q 检验检验 12 可疑数据取舍的可疑数据取舍的 G 检验检验 第三章 滴定分析法概论 一 主要内容一 主要内容 1 基本概念 基本概念 化学计量点化学计量点 滴定剂的量与被测物质的量正好符合化学反应式所表示的计量关系的一点 滴定终点滴定终点 滴定终止 指示剂改变颜色 的一点 滴定误差滴定误差 滴定终点与化学计量点不完全一致所造成的相对误差 可用林邦误差公式计算 滴定曲线滴定曲线 描述滴定过程中溶液浓度或其相关参数随加入的滴定剂体积而变化的曲线 滴定突跃和突跃范围滴定突跃和突跃范围 在化学计量点前后 0 1 溶液浓度及其相关参数发生的急剧变化为滴定突跃 突跃所在的范围称为突跃范围 指示剂指示剂 滴定分析中通过其颜色的变化来指示化学计量点到达的试剂 一般有两种不同颜色的存在型 体 指示剂的理论变色点指示剂的理论变色点 指示剂具有不同颜色的两种型体浓度相等时 即 In XIn 时 溶液呈两型体 的中间过渡颜色 这点为理论变色点 指示剂的变色范围指示剂的变色范围 指示剂由一种型体颜色变为另一型体颜色时溶液参数变化的范围 标准溶液标准溶液 浓度准确已知的试剂溶液 常用作滴定剂 基准物质基准物质 可用于直接配制或标定标准溶液的物质 2 基本理论 基本理论 1 溶液中各型体的分布 溶液中某型体的平衡浓度在溶质总浓度中的分数称为分布系数 i 弱酸 HnA 有 n 1种可能的存在型体 即 HnA Hn 1A HA n 1 和 An 各型体的分布系数的计算 分母为 H n H n 1Ka1 H Ka1Ka2 Ka n 1 Ka1Ka2 Kan 而分子依次为其中相应的各项 能形成 n 级配合物 MLn的金属离子在配位平衡体系中也有 n 1种可能的存在型体 各型体的分布系数 计算 分母为1 1 L 2 L 2 n L n 分子依次为其中相应的各项 2 化学平衡处理方法 质量平衡 平衡状态下某一组分的分析浓度等于该组分各种型体的平衡浓度之和 注意 在质量平衡式中 各种型体平衡浓度前的系数等于1摩尔该型体中含有该组分的摩尔数 电荷平衡 溶液中荷正电质点所带正电荷的总数等于荷负电质点所带负电荷的总数 注意 在电荷平衡方程中 离子平衡浓度前的系数等于它所带电荷数的绝对值 中性分子不包括在电 荷平衡方程中 质子平衡 酸碱反应达平衡时 酸失去的质子数与碱得到的质子数相等 写质子条件式的要点是 a 从酸碱平衡体系中选取质子参考水准 又称零水准 它们是溶液中大量存在并参与质子转移反应 的物质 b 根据质子参考水准判断得失质子的产物及其得失的质子数 绘出得失质子示意图 包括溶剂的质 子自递反应 c 根据得 失质子数相等的原则写出质子条件式 质子条件式中应不包括质子参考水准 也不含有 与质子转移无关的组分 由于水溶液中的水也参与质子转移 所以水是一个组分 注意 在质子条件式中 得失质子产物平衡浓度前的系数等于其得 失质子数 还可采用质量平衡和 电荷平衡导出质子条件式 3 基本计算 基本计算 1 滴定分析的化学计量关系 tT bB cC dD nT nB t b 2 标准溶液配制 cT mT VT MT 3 标准溶液的标定 两种溶液 B 为固体基准物质 4 被测物质质量 5 有关滴定度计算 TT B mB VT 与物质量浓度的关系 6 林邦误差公式 pX 为滴定过程中发生变化的与浓度相关的参数 如 pH 或 pM pX 为终点 pXep与计量点 pXsp之差即 pX pXep pXsp Kt 为滴定反应平衡常数即滴定常数 c 与计量点时滴定产物的总浓度 csp有关 二 重点和难点二 重点和难点 一 滴定分析 一 滴定分析 本章介绍了各种滴定分析过程和概念 滴定曲线和指示剂的一般性质 在学习滴定分析各论之前 本 章能起到提纲挈领的作用 在学习各论之后 它又是各章的总结 有关问题有待在其后各章的学习中加深 理解 滴定曲线是以加入的滴定剂体积 或滴定百分数 为横坐标 溶液中组分的浓度或其有关某种参数 如 pH 电极电位等 为纵坐标绘制的曲线 滴定曲线一般可以分为三段 其中在化学计量点前后 0 1 滴定分析允许误差 范围内 溶液浓度或性质参数 如酸碱滴定中的 pH 的突然改变称为滴定突 跃 突跃所在的范围称为突跃范围 一般滴定反应的平衡常数越大 即反应越完全 滴定突跃就越大 滴 定越准确 虽然大部分滴定 酸碱滴定 沉淀滴定 配位滴定 曲线的纵坐标都是溶液中组分 被测组分或滴定 剂 浓度的负对数 但为了把氧化还原滴定 以溶液的电极电位为纵坐标 包括在内 因而选用某种 参 数 为纵坐标 还应当指出 本章描述的只是滴定曲线的一种形式 即随着标准溶液的加入 参数 如 pH 升高 实际还有与此相反的滴定曲线 如以酸标准溶液滴定碱时 随着酸的加入 溶液的 pH 值降低 二 滴定分析计算 二 滴定分析计算 滴定分析计算是本章的重点 本章学习的计算公式 可用于各种滴定分析法 1 滴定分析计算的一般步骤 正确写出滴定反应及有关反应的反应方程式 找出被滴定组分与滴定剂之间的化学计量关系 摩尔数比 根据计算关系和有关公式进行正确计算 2 滴定分析计算应注意的问题 1 找准化学计量关系 反应物之间的计量关系是滴定分析计算的基础 对于比较简单的一步反应 由反应式即可看出计量关系 对于步骤比较多的滴定分析 如返滴定 置换滴定和间接滴定 则需逐步分 析各反应物间的计量关系 然后确定待分析组分与标准溶液间的计量关系 2 各物理量的单位 量纲 一般 质量 m 的单位为 g 摩尔质量 M 的单位为 g mol n 的单位 为 mol 体积 V 的单位为 L 但在滴定分析中常以 ml 为单位 因此计算时需将 ml 转换成以 L 为单位 或 将 g 转换成以 mg 为单位 3 摩尔数比和物质的量相等两种方法的比较 因为物质的量浓度与物质的基本单元密切相关 因 此进行滴定分析计算时要特别注意物质的基本单元 教材采用摩尔数比的计算方法 在此方法中 物质的 基本单元就是反应方程式中的分子式 其摩尔质量就是通常的分子量 反应物之间的摩尔数比就是反应式 中的系数之比 如果采用物质的量相等 等物质的量 的方法进行计算 即计量点时两反应物的物质的量 相等 则需要注意 这时物质的基本单元要根据具体化学反应来决定 一般来说 在酸碱滴定中得失一个 质子的单元或氧化还原滴定中得失一个电子的单元为基本单元 三 分布系数和化学平衡 三 分布系数和化学平衡 1 水溶液中溶质各型体的分布和分布系数 水溶液中溶质各型体的分布和分布系数 在平衡体系中 一种溶质往往以多种型体存在于溶液中 其分析浓度是溶液中该溶质各种型体平衡浓 度的总和 平衡浓度是某型体的浓度 以符号 表示 分布系数是溶液中某型体的平衡浓度在该溶质总浓 度中所占的分数 又称为分布分数 即 i i C 1 弱酸 碱 分布系数 决定于该酸 碱 的性质 即 Ka或 Kb 和溶液的酸度 而与总浓度无 关 2 配位平衡中各型体 各级配合物 的分布系数与配合物本身的性质 累积稳定常数 及 L 的大 小有关 对于某配合物 i 值是一定的 因此 i 值仅是 L 的函数 M 离子各型体 MLi 的平衡浓度均可 由下式求得 MLi iCM 通过学习学生应该能自己推导出其他体系 如弱碱溶液 中的各型体分布 学习分布系数的目的是为 后续几章的副反应系数 如酸效应系数 配位效应系数等 奠定基础 2 化学平衡 化学平衡 包括质量平衡 电荷平衡和质子平衡 其中质子平衡是学习的重点 这为酸碱滴定中溶液 pH 计算奠 定基础 质子平衡 当酸碱反应达到平衡时 酸失去的质子数与碱得到的质子数相等 写出质子条件式的要点是 选取溶液中大量存在并参与质子转移反应的物质为质子参考水准 又 称零水准 找出得失质子的产物及其得失质子的物质的量 根据得失质子的量相等的原则写出质子 条件式 质子条件式中不包括质子参考水准本身 也不含有与质子转移无关的组分 第四章 酸碱滴定法 1 基本概念 基本概念 1 混合指示剂混合指示剂 两种或两种以上指示剂相混合 或一种指示剂与另一种惰性染料相 混合 利用颜色互补原理 使终点颜色变化敏锐 2 滴定反应常数 滴定反应常数 Kt 是滴定反应平衡常数 强碱 酸 滴定强酸 碱 Kt 1 Kw 1014 强碱 酸 滴定弱酸 碱 Kt Ka b Kw Kt值越大 该滴定反应越完 全 滴定突跃越大 3 滴定曲线滴定曲线 以滴定过程中溶液 pH 值的变化对滴定体积 或滴定百分数 作图而 得的曲线 4 滴定突跃滴定突跃 化学计量点附近 0 1 pH 的突变 5 滴定误差滴定误差 滴定终点与化学计量点不一致引起的误差 与指示剂的选择有关 6 质子溶剂质子溶剂 能给出质子或接受质子的溶剂 包括酸性溶剂 碱性溶剂和两性溶剂 7 无质子溶剂无质子溶剂 分子中无转移性质子的溶剂 包括偶极亲质子溶剂和惰性溶剂 8 均化效应和均化性溶剂均化效应和均化性溶剂 均化效应是指当不同的酸或碱在同一溶剂中显示相同的酸 碱强度水平 具有这种作用的溶剂称为均化性溶剂 9 区分效应和区分性溶剂区分效应和区分性溶剂 区分效应是指不同的酸或碱在同一溶剂中显示不同的酸碱 强度水平 具有这种作用的溶剂称为区分性溶剂 2 基本原理 基本原理 1 酸碱指示剂的变色原理 指示剂本身是一类有机弱酸 碱 当溶液的 pH 改变 时 其结构发生变化 引起颜色的变化而指示滴定终点 酸碱指示剂的变色范围 pH pKHIn 1 理论变色点 pH pKHIn 2 选择指示剂的原则 指示剂变色的 pH 范围全部或大部分落在滴定突跃范围内 均可用来指示终点 3 影响滴定突跃范围的因素 酸 碱 的浓度 ca b 越大 滴定突跃范围越大 强碱 酸 滴定弱酸 碱 还与 Ka b 的大小有关 Ka b 越大 滴定突跃范围越大 4 酸碱滴定的可行性 强碱 酸 滴定一元弱酸 碱 ca b Ka b 10 8 此酸 碱可 被准确滴定 多元酸 碱 ca1 b1 Ka1 b1 10 8 ca2 b2 Ka2 b2 10 8 则两级离解的 H 均可被滴 定 若 Ka1 b1 Ka2 b2 104 则可分步滴定 形成二个突跃 若 Ka1 b1 Ka2 b2 104 则两级离解 的 H OH 被同时滴定 只出现一个滴定终点 若 ca1 b1 Ka1 b1 10 8 ca2 b2 Ka2 b2 20 OH cb 20 H 用最简式 2 终点误差 强碱滴定强酸的滴定误差公式 强酸滴定强碱的滴定误差公式 一元弱酸的滴定误差公式 一元弱碱的滴定误差公式 3 冰醋酸为溶剂的标准溶液的浓度校正 第五章 配位滴定法 1 基本概念 基本概念 稳定常数稳定常数 为一定温度时金属离子与 EDTA 配合物的形成常数 以 KMY 表示 此值越 大 配合物越稳定 逐级稳定常数和累积稳定常数逐级稳定常数和累积稳定常数 逐级稳定常数是指金属离子与其它配位剂 L 逐级形成 MLn 型配位化合物的各级形成常数 将逐级稳定常数相乘 得到累积稳定常数 副反应系数副反应系数 表示各种型体的总浓度与能参加主反应的平衡浓度之比 它是分布系数的 倒数 配位剂的副反应系数主要表现为酸效应系数 Y H 和共存离子效应 Y N 系数 金属离 子的副反应系数以 M表示 主要是溶液中除 EDTA 外的其他配位剂和羟基的影响 金属指示剂金属指示剂 一种能与金属离子生成有色配合物的有机染料显色剂 来指示滴定过程中 金属离子浓度的变化 金属指示剂必须具备的条件金属指示剂必须具备的条件 金属指示剂与金属离子生成的配合物颜色应与指示剂本身的 颜色有明显区别 金属指示剂与金属配合物 MIn 的稳定性应比金属 EDTA 配合物 MY 的稳定性低 一般要求 KMY KMIn 102 最高酸度最高酸度 在配位滴定的条件下 溶液酸度的最高限度 最低酸度最低酸度 金属离子发生水解的酸度 封闭现象封闭现象 某些金属离子与指示剂生成极稳定的配合物 过量的 EDTA 不能将其从 MIn 中夺取出来 以致于在计量点附近指示剂也不变色或变色不敏锐的现象 2 基本原理 基本原理 1 配位滴定法配位滴定法 EDTA 与大多数金属离子能形成稳定配位化合物 此类配合物不仅 稳定性高 且反应速度快 一般情况下 其配位比为 1 1 配合物多为无色 所以目前常 用的配位滴定法就是 EDTA 滴定 常被用于金属离子的定量分析 2 准确滴定的条件准确滴定的条件 在配位滴定中 若化学计量点和指示剂的变色点 pM 0 2 将 lgC KMY 6 或 C KMY 106作为能进行准确滴定的条件 此时的终点误差在 0 1 左右 3 酸度的控制酸度的控制 在配位滴定中 由于酸度对金属离子 EDTA 和指示剂都可能产生 影响 所以必须控制溶液的酸度 需要考虑的有 满足条件稳定常数 38 时的最高酸度 金 属离子水解最低酸度 指示剂所处的最佳酸度等 4 选择滴定的条件选择滴定的条件 当有干扰离子 N 共存时 应满足 lgCK lgCMKMY lgCNKMY 5 TE 0 3 混合离子选择滴定允许的误差可稍大 可采用控制酸度和使用掩 蔽剂等手段来实现选择性滴定的目的 5 配位滴定中常用的掩蔽方法配位滴定中常用的掩蔽方法 配位掩蔽法 沉淀掩蔽法和氧化还原掩蔽法 6 配位滴定法能直接或间接测定大多数的金属离子 所采用的方式有直接滴定法 返滴定法 置换滴定法和间接滴定法 只要配位反应符合滴定分析的要求 应尽量采用直 接滴定法 若无法满足直接滴定的要求或存在封闭现象等可灵活应用返滴定法 置换滴定 法和间接滴定法 3 基本计算 基本计算 1 条件稳定常数条件稳定常数 lgKMY lgKMY lg M lg Y lg MY 2 滴定曲线上的滴定曲线上的 pM 3 化学计量点的化学计量点的 pM pM 0 5 pCMSP lgKMY 4 终点时的终点时的 pM 即指示剂的颜色转变点 以 即指示剂的颜色转变点 以 pMt 表示 表示 pMt lgKMIn lg In H 5 Ringbom 误差公式误差公式 第六章 氧化还原滴定法 1 基本概念 基本概念 条件电位 自动催化反应 自身指示剂 外指示剂 2 基本理论 基本理论 1 影响条件电位的因素影响条件电位的因素 盐效应 生成沉淀 生成配合物 酸效应 2 氧化还原反应进行的程度氧化还原反应进行的程度 条件平衡常数 K 越大 反应向右进行得越完全 满足 lgK 3 n1 n2 或 0 059 3 n1 n2 n1n2的氧化还原反应才可用于滴定分析 一般来说 只需 大 于0 3V 0 4V 均可满足滴定分析的要求 3 氧化还原滴定曲线计算及影响滴定突跃范围的因素氧化还原滴定曲线计算及影响滴定突跃范围的因素 化学计量点前一般用被测物电对计算 化 学计量点后利用滴定液电对计算 化学计量点时电位值计算公式 滴定突跃范围及影响因素 越大 突跃范围较大 氧化还原滴定电位突跃范围由下式计算 4 碘量法碘量法 I2 2e 2I 0 5345V 直接碘量法以 I2为标准溶液 在酸性 中性 弱碱性溶液中测定还原性物质 滴定前加入淀粉指示剂 以蓝色出现为终点 间接碘量法以 Na2S2O3为标准溶液 在中性或弱酸性溶液中滴定 I2 滴定反应为 I2 2S2O32 2I S4O62 其中 I 是由氧化剂与 I 反应定量置换而来 称置换碘量法 若 I2是还原性物质与定量过量 I2标准 溶液反应后剩余的 则称剩余碘量法或回滴法 间接碘量法应在近终点时加入淀粉指示剂 以蓝色褪去为 终点 该法应特别注意 I2的挥发及 I 的氧化 掌握 I2及 Na2S2O3标准溶液配制 标定及相关计算 5 高锰酸钾法高锰酸钾法 MnO4 8H 5e Mn2 4H2O KMnO4为标准溶液 自身指示剂 宜在1mol L 2mol L 的 H2SO4酸性中测还原性物质 掌握用草酸 钠作基准物标定 KMnO4标准溶液的反应 条件和注意事项 6 重氮化法重氮化法 ArNH2 NaNO2 2HCl Ar N N Cl NaCl 2H2O NaNO2为标准溶液 在1mol L 的 HCl 酸性溶液中 用快速滴定法测芳伯胺类化合物 外指示剂 KI 淀粉 法或永停滴定法指示终点 7 了解溴酸钾法 溴量法 重铬酸钾法 铈量法 高碘酸钾法的基本原理 测定条件和测定对象 第七章 沉淀滴定法和重量分析法 沉淀滴定法和重量分析法是以沉淀平衡为基础的分析方法 沉淀的完全 沉淀的纯净及选择合适的方法 确定滴定终点是沉淀滴定法和重量分析法准确定量测定的关键 一 沉淀滴定法 一 沉淀滴定法 铬酸钾指示剂法是用 K2Cr2O4作指示剂 在中性或弱碱性溶液中 用 AgNO3标准溶液直接滴定 Cl 或 Br 根据分步沉淀的原理 首先是生成 AgCl 沉淀 随着 AgNO3不断加入 溶液中 Cl 浓度越来越 少 Ag 浓度则相应地增大 砖红色 Ag2CrO4沉淀的出现指示滴定终点 应注意以下几点 1 必须控制 K2Cr2O4的浓度 实验证明 K2Cr2O4浓度以5 10 3mol L 左右为宜 2 适宜 pH 范围是6 5 10 5 3 含有能与 CrO42 或 Ag 发生反应离子均干扰滴定 应预先分离 4 只能测 Cl Br 和 CN 不能测定 I 和 SCN 铁铵钒指示剂法是以 KSCN 或 NH4SCN 为滴定剂 终点形成红色 FeSCN2 指示终点的方法 分为直 接滴定法和返滴定法两种 1 直接滴定法是以 NH4SCN 或 KSCN 为滴定剂 在 HNO3酸性条件下 直接测定 Ag 2 返滴定法是在含有卤素离子的 HNO3溶液中 加入一定量过量的 AgNO3 用 NH4SCN 标准溶液返滴定过量的 AgNO3 用返滴定法测定 Cl 时 为防止 AgCl 沉淀转化 需在用 NH4SCN 标准溶 液滴定前 加入硝基苯等防止 AgCl 沉淀转化 吸附指