分析化学课程复习总结演示课件

1、2020/12/19,1,环境理化分析基础复习,复习提要 分析数据处理要求 滴定分析理论及计算 常用玻璃仪器的使用要求 实验及问题,2020/12/19,2,第一章 概论,分析化学的定义 分析化学的分类重点：定性和定量分析；化学分析和仪器分析 定量分析中的数据处理,2020/12/19,3,一 分析化学定义,1分析化学是化学学科的一个重要分支，是研究物质（ ）、（ ）、（ ）及有关理论的一门科学。 2分析化学按任务可分为（ ）分析和（ ）分析；按测定原理可分为（ ）分析和（ ）分析,答案:1.化学组成、含量、结构,答案:1.定性分析， 定量分析； 化学分析，仪器分析,2020/12/19,4,

2、分析化学的任务,在一般分析工作中，定性分析必先于定量分析，但在实际工作中各种生产原料、辅助材料、产品和副产品，大多为已知组分，仅由于产地不同，生产条件不同，各组分的百分含量各有差异，在此情况下，就无需进行定性分析，可直接选择定量分析方法测定组分的百分含量,2020/12/19,5,化学分析Chemical analysis以物质间的化学反应及其计量关系为基础的分析方法，又称经典分析法，主要有重量分析法和滴定分析法。 滴定分析法又叫容量分析法。 仪器分析Instrumental analysis 以物质的物理和物理化学性质（光、电、热、磁、声等）为基础的分析方法，这类方法通常需要较特殊的仪器，通

3、常称为仪器分析,2020/12/19,6,2020/12/19,7,化学分析与仪器分析的关系,关系：二者相辅相成，互为补充。化学分析是基础，仪器分析是发展方向。仪器分析之前样品的化学预处理；所需标准物质常用化学法标定,2020/12/19,8,二 分析数据处理,准确度、精密度及相互关系 误差和绝对误差 偏差和绝对偏差 误差的来源及减免措施 有效数字的取舍规则,2020/12/19,9,例1,分析铁矿中铁含量，得如下数据：37.45% , 37.20% ,37.50% , 37.30% , 37.25%计算此结果的平均值、平均偏差、标准偏差、变异系数。如果其真值为37.30%,计算其平均值与真值

4、的相对误差。 计算,2020/12/19,10,准确度,1) 测定平均值与 接近的程度; (2) 准确度高低常用 大小表示,真值,误差,误差小，准确度高,2020/12/19,11,判断题,1) 绝对误差相等，相对误差也一定相同; (2) 同样的绝对误差，被测定的量较大时，相对误差也会比较大,测定的准确度会低; (3) 用相对误差来表示各种情况下测定结果的准确度更为确切; (4) 绝对误差和相对误差都有正值和负值。正值表示分析结果偏高，负值表示分析结果偏低; (5) 实际工作中，真值实际上是无法获得; （6）常用纯物质的理论值、国家标准局提供的标准参考物质的证书上给出的数值、或多次测定结果的平

5、均值当作真值,2020/12/19,12,精密度,1）精密度：在确定条件下，将测试方法实施多次，求出所得结果之间的一致程度。精密度的大小常用 表示。 （2）精密度通常包含以下两种情况： 重复性(r)：同一操作者，在相同条件下，获得一系列结果之间的一致程度。 再现性(R)：不同的操作者，在不同条件下，用相同方法获得的单个结果之间的一致程度。 （3）用标准偏差比用算术平均偏差更合理,偏差,2020/12/19,13,准确度与精密度的关系,精密度是保证准确度的？ 精密度高 准确度也高？ 两者的差别主要是由于？的存在,精密度 准确度 好 好 好 稍差 差 差 很差 偶然性,先决条件,系统误差,2020

6、/12/19,14,误差的分类及减免误差的方法,系统误差或称可测误差(Determinate Error)由某种固定原因所造成的误差，使测定结果系统偏高或偏低。当重复进行测量时，它会重复出现,偶然误差或称未定误差、随机误差(Indeterminate Errors)由于在测量过程中，不固定的因素所造成的。又称不可测误差、随机误差,2020/12/19,15,系统误差产生的原因,仪器误差：由于使用的仪器本身不够精确受造成的。 例：未经过校正的容量瓶，移液管、砝码等。 方法误差：由分析方法本身造成的。 例：重量分析中由于沉淀的溶解、共沉淀现象。 滴定分析中，干扰离子的影响，等当点、突跃范围和滴定终

7、点不符合。 试剂误差：由于所用水和试剂不纯造成的。 个人误差：由于分析工作者掌握分析操作的条件不熟练，个人观察器官不敏锐和固有的习惯所致,2020/12/19,16,系统误差的性质,1)重复性：同一条件下，重复测定中，重复地出现； (2)单向性：测定结果系统偏高或偏低； (3)恒定性：大小基本不变，对测定结果的影响固定。 (4)可校正性：其大小可以测定，可对结果进行校正,2020/12/19,17,1）对照试验：选择一种标准方法与所用方法作对比或选择与试样组成接近的标准试样作试验，找出校正值加以校正。 （2）空白试验：指除了不加试样外，其他试验步骤与试样试验步骤完全一样的实验，所得结果称为空白

8、值。 对试剂或实验用水是否带入被测成份，或所含杂质是否有干扰可通过空白试验扣除空白值加以修正。 （3）校正仪器：分析天平、砝码、容量器皿要进行校正,系统误差的校正方法,2020/12/19,18,偶然误差产生的原因、性质及减免,产生的原因：由一些无法控制的不确定因素引起的。 （1）如环境温度、湿度、电压、污染情况等的变化引起样品质量、组成、仪器性能等的微小变化； （2）操作人员实验过程中操作上的微小差别； （3）其他不确定因素等所造成。 性质：时大时小，可正可负。 减免方法：无法消除。通过增加平行测定次数, 降低； 过失误差(粗差): 认真操作，可以完全避免,2020/12/19,19,偶然误

9、差在分析操作中是无法避免的。对于同一试样进行多次分析，得到的分析结果仍不完全一致的原因为偶然误差。偶然误差难以找出确定原因，似乎没有规律，但如果进行很多次测定，便会发现数据的分布符合“正态分布曲线”统计规律,2020/12/19,20,偶然误差的“正态分布曲线”规律,1) 对称性：相近的正误差和负误差出现的概率相等, 误差分布曲线对称; (2) 单峰性: 小误差出现的概率大，大误差的概率小。误差分布曲线只有一个峰值。误差有明显集中趋势； (3) 有界性：由偶然误差造成的误差不可能很大，即大误差出现的概率很小； (4) 抵偿性；误差的算术平均值的极限为零,2020/12/19,21,系统误差与随

10、机误差的比较,2020/12/19,22,t 分布曲线,t 分布曲线随自由度 f ( f = n - 1)而变，当 f 20时，与正态分布曲线很近似，当 f 时，二者一致。t 分布在分析化学中应用很多,t 值与置信度和测定值的次数有关，可由表 2-2 中查得,2020/12/19,23,平均值的置信区间,平均值的置信区间：在一定置信度下，以平均值为中心包括真实值的可能范围称为平均值的置信区间，又称为可靠性区间界限,平均值的置信区间,t为置信系数：查p250表7-3,平均值的随机不确定度,2020/12/19,24,讨论,置信区间的宽窄与置信度、测定值的精密度和测定次数有关，当测定值精密度(s值

11、小)，测定次数愈多(n)时，置信区间，即平均值愈接近真值，平均值愈可靠,2020/12/19,25,例2,测定钢中含铬量时，先测定两次，测得的质量分数为1.12%和1.15%；再测定三次, 测得的数据为1.11%, 1.16%和1.12%。计算两次测定和五次测定平均值的置信区间（95%置信度,查表 2-2，得 t95% = 12.7,解： n = 2 时,2020/12/19,26,n = 5 时,查表 2-2，得 t95% = 2.78,在一定测定次数范围内，适当增加测定次数，可使置信区间显著缩小，即可使测定的平均值与总体平均值接近,2020/12/19,27,三 提高分析结果准确度的方法,

12、1）选择合适的分析方法 化学分析：滴定分析，重量分析灵敏度不高，高含量较合适 仪器分析：微量分析较合适 （2）减小测量误差，准确读数 例如：在重量分析中，测量步骤是称重，这时就应设法减少称量误差,2020/12/19,28,3）增加平行测定的次数、减小偶然误差。 一般要求在24次，一般为三次，既可以得到比较满意的结果。 （4）消除测量过程中的系统误差 空白试验：指不加试样，按分析规程在同样的操作条件进行的分析，得到的空白值。然后从试样中扣除此空白值就得到比较可靠的分析结果。 对照试验：用标准品样品代替试样进行的平行测定。 校正仪器：分析天平、砝码、容量器皿要进行校正,2020/12/19,29

13、,四有效位数 注意,4位有效数字 5.180 101 b. 作定位用，如 0.0518；3位有效数字 5.18 102 2 以下记录要注意的： a. 容量器皿: 滴定管,移液管,容量瓶；4位有效数字。 如滴定管 25.32 mL. b. 分析天平（万分之一）取4位有效数字。0.2501g c. 标准溶液的浓度，用4位有效数字表示: 0.1000 mol/L d. pH = 4.34，小数点后的数字位数为有效数字位数 对数值，lgX = 2.38；lg(2.4 102,2020/12/19,30,五 一般溶液的配制和计算,例3：已知浓盐酸的密度为1.19g mL-1 ，其中HCl含量为37%。计

14、算： （1）浓盐酸的浓度（物质的量浓度）； （2）欲配制浓度为0.1mol L-1的稀盐酸1.0103mL，需要量取上述浓盐酸多少毫升,2020/12/19,31,c HCl = 12 molL-1,1.19gmL-1 (1.0 103mLL-1)0.37,36.46 gmol-1,c HCl,1）解：已知MHCl = 36.46 g mol 1,有效数字,2020/12/19,32,2）解： 根据稀释定律 （nHCl ）前 = （ nHCl ）后 （cHClVHCl）前 = （ cHClVHCl ）后,VHCl = 8mL,2020/12/19,33,用10mL量筒量取8mL浓盐酸，加入10

15、00mL容量瓶（或量筒）中，加水稀释至刻度，摇匀，转入试剂瓶，贴上标签，备用,如何配制0.1molL-1 HCl溶液,2020/12/19,34,第二章 滴定分析概论,滴定分析术语及滴定过程 标准溶液知识 滴定操作影响因素分析 滴定分析计算,2020/12/19,35,滴定分析在分析中所处位置,滴定分析具有方法简便、快速、准确和应用广泛等特点。滴定分析适用于测定常量组分（即含量大于1%、取样量大于0.1g，滴定体积大于10ml,2020/12/19,36,请指出：滴定标准溶液；滴定试样；指示剂；变色点,2020/12/19,37,滴定：将标准溶液从滴定管加到被分析物溶液中，直到参与滴定反应的物

16、质恰好反应完全，并从滴定管读取消耗溶液的体积数，这一全部操作过程称为滴定。滴定分析也称为 容量分析,滴定分析术语,2020/12/19,38,化学计量点：标准溶液与分析组分按滴定反应式所表示的化学计量关系恰好反应完全即达化学计量点，简称计量点，亦称滴定反应的理论终点,滴定终点：在滴定过程中，指示剂发生颜色变化的转变点,滴定误差：由于滴定终点与计量点不完全吻合而造成的分析误差,2020/12/19,39,滴定分析的一般过程：包括三个主要部分，即标准溶液的配制、标准溶液的标定和试样组分含量的测定,标定：利用基准物质或已知准确浓度的溶液来确定标准溶液浓度的操作过程,2020/12/19,40,用于滴

17、定分析的化学反应，必须具备以下条件： 反应必须按一定的反应式所表示的化学计量关系完成，而且反应进行完全（99.9%） 反应必须能迅速完成，或通过加热和催化剂的方法加速 无副反应发生，如有干扰，可采取适当方法消除 必须有简便可靠的方法确定计量点,能够进行滴定分析反应的条件和要求,2020/12/19,41,滴定反应类型,酸碱滴定 配位滴定 氧化还原滴定 沉淀滴定,2020/12/19,42,滴定分析的方式,直接滴定 返滴定 置换滴定 间接滴定,2020/12/19,43,分析化学电子教案3 滴定分析,GXUN,1. 直接滴定法（涉及一个反应） 完全满足滴定分析反应的条件可用直接滴定法 滴定剂与被

18、测物之间的反应式为： a A + b B = c C + d D 滴定到化学计量点时，a 摩尔 A 与 b 摩尔 B 作用完全 如HCl标准溶液滴定NaOH溶液,2020/12/19,44,2. 返滴定法（慢速反应,先准确加入过量标准溶液，使与试液中的待测物质或固体试样进行反应，待反应完成以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法。适用于反应较慢或难溶于水的固体试样。如EDTA滴定 Al 3+、NaOH标准溶液测定CaCO3,分析化学电子教案3 滴定分析,2020/12/19,45,3. 间接滴定法通过另外的化学反应，以滴定法定量进行。适用于不能与滴定剂起化学反应的物质,例：Ca2+ C

19、aC2O4沉淀 H2SO4 C2O42- KMnO4标液 间接测定,分析化学电子教案3 滴定分析,2020/12/19,46,Na2S2O3+K2Cr2O7 S4O62-+SO42- 无定量关系 K2Cr2O7 +过量KI 定量生成 I2 Na2S2O3 标液 淀粉指示剂 深蓝色消失,4. 置换滴定法先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质 ，再用标准溶液去滴定该物质的方法。适用于无明确定量关系的反应,分析化学电子教案3 滴定分析,2020/12/19,47,标准溶液知识,常用浓度及表示方法: 0.010.2 mol/l 标准溶液的制备方法：直接法-直接用基准物准确配制，不需要再标定； 间接法-首先预配，再用另外的基准物准确标定,标