第1章_分析化学基础

1、陈泓旭 分析化学与社会分析化学与社会 酸碱滴定酸碱滴定 配位滴定配位滴定 沉淀滴定沉淀滴定 氧化还原滴定氧化还原滴定 色谱分析法的分类色谱分析法的分类 光分析法的分类光分析法的分类 其他分析法的分类其他分析法的分类 其他分析法其他分析法 质谱分析法质谱分析法 联用技术联用技术 热分析法热分析法 核磁共振核磁共振 免疫分析免疫分析 毛细管电泳毛细管电泳 生物芯片生物芯片 第二章第二章 定量分析化学概论定量分析化学概论 定量分析过程 分析试样均匀、必须具有分析试样均匀、必须具有代表性代表性、符合实际。、符合实际。 一定温度下于烘箱内干燥试样，除去水分。一定温度下于烘箱内干燥试样，除去水分。 用溶解

2、、熔融、消解、灰化法制备试液。用溶解、熔融、消解、灰化法制备试液。 分离分离或或掩蔽掩蔽干扰组分，干扰组分，富集富集待测组分。待测组分。 选用适当的分析方法确定待测组分含量。选用适当的分析方法确定待测组分含量。 （常量组分用（常量组分用化学法化学法，微量组分用，微量组分用仪器法仪器法） 处理实验数据，计算与评价实验结果。处理实验数据，计算与评价实验结果。 采集试样采集试样 试样的预处理试样的预处理 试样的分解试样的分解 分离与富集分离与富集 测定测定 数据处理数据处理 ： 3 3 横坐标：偶然误差的值（横坐标：偶然误差的值（u u） 纵坐标：误差出现的概率。纵坐标：误差出现的概率。 横坐标：偶

3、然误差的值（横坐标：偶然误差的值（u u） 纵坐标：误差出现的概率。纵坐标：误差出现的概率。 1 lim0 n i i n d n 过失过失 由工作中的差错，粗心、不按 操作规程办事等原因造成的。 100% i x E %.% . . 0060100 63811 00010 %.% . . 060100 16380 00010 (1.63801.6381) g = 0.0001 g (0.16370.1638) g = 0.0001 g 绝对误差相等，绝对误差相等， 相对误差并不一定相同。相对误差并不一定相同。 xxd ii n i i1 x x n 1 100% i i xx Rd x n

4、i n i ii xx n d n d 11 11 ： 100% d Rd x 2 1 ( 1 ) - n i i n x s x 100% s RSD x %. %.%.%.%.%. 3437 5 25373037503720374537 x %11. 0% 5 09. 004. 016. 014. 011. 0 1 n d d n i i 2 22222 1 (0.11)(0.14)(0.16)(0.04)(0.09) 100%0.13% 15 1 n i i d s n %.% . . 350100 3437 130 x s CV 可疑数字可疑数字： 有效数字意义有效数字意义 0.001

5、 0.001 0.2% 30.2% 3 0.00001 0.00001 0.002% 50.002% 5 0.0001 0.0001 0.02% 40.02% 4 3.4 104 pH = 4.34 修约规则修约规则 示例与讨论示例与讨论 14.2414.24 26.4926.49 15.0215.02 15.0215.02 15.0315.03 26.7091 2. 2. 乘除法运算乘除法运算 可疑数据的取舍可疑数据的取舍 电子天平介绍 滴定管滴定管 :碱式滴定管碱式滴定管 酸式滴定管酸式滴定管 腹腹 式式 吸吸 管管 刻度吸管刻度吸管 容量瓶容量瓶 1. 1.定义定义 “理论终点理论终点”

6、。 ( stoichiometric pointstoichiometric point) ( end pointend point) 滴定滴定 终点终点 end point errorend point error OHFeCrHFeOCr 2 332 2 72 762146 CHHOOC CHHOOC 2 2 COOHCH COOHCH 2 2 AgClClAg 422 2 42 CrAgOCr2AgO 2 27223 Na S OK Cr O 滴定 如： 2 272 223 + KI I Na S O K Cr O 2 244 C OMnOH2 242242 CaCaC OH C O2C

7、O V n c B B B B m w =100% m 4 Fe/KMnO T 或 432 /KMnOOFe T 即即1mL 的的KMnO4 标准溶液能把标准溶液能把 0.005682 g Fe2+ Fe3+ 0056820 4 Fe/KMnO .T 表示：表示：l mL KMnO4 溶液相当于溶液相当于0.005682 g 铁铁 例例1.求求 0.1000 molL-1 NaOH 标准溶液对标准溶液对 H2C2O4 的滴定度的滴定度 解：解：NaOH 与与 H2C2O4 的反应为：的反应为： H2C2O4 + 2 NaOH Na2C2O4 + 2H2O nNaOH =110 3 0.1000

8、 110 4mol nH2C2O4 = 1/2nNaOH =0.510 4mol mH2C2O4 = nH2C2O4 MH2C2O4 =0.510 4 90.04 H C O /NaOH 2 2 4 T 例例2.为了测定为了测定NC浓度，取浓度，取NC溶液溶液20.00L， 用用TN CANO3 0.001169-1的的ANO3对其滴对其滴 定，终点时，用去定，终点时，用去ANO323.25L，计算计算NC浓浓 度。度。 1 3 0.01169 23.25 0.02325 20.00 1058.44 mol L g NaCl NaCl NaCl C n V NaCl NaClNaCl m MV

9、 NaClNaCl AgCl TV MV 例例3.配制配制TH2SO4 NOH 0.0200-1的的NOH 溶液溶液500.00L，需要干燥的需要干燥的NOH多少克？多少克？ TH2SO4 NOH 0.0200-1 mH2SO4=0.0200500 =10g 24 2 NaOHH SO nn 24 24 24 m=M2M m 10 =2M=240.00=8.15 g M98.09 NaOHNaOHNaOHH SONaOH H SO NaOH H SO nn 解： 5 5、浓度、浓度 c c 与滴定度与滴定度 T T 之间关系之间关系 由滴定度定义由滴定度定义 TA/B= mA/VB，得：得：

10、a M m b Vc A A BB 1000 1000 AB B A b Mca V m 1000 AB A/B Mc b a T 当反应达到计量点时：当反应达到计量点时： 例例4: 浓度为浓度为0.5000-1的的KMnO4溶液，计算其对溶液，计算其对 H2O2的滴定度。（酸性溶液）的滴定度。（酸性溶液） 422 224 KMnOH O H O /KMnO -1-1 1 5 21000 50.5000mol L34.04g mol 21000 0.04252g mL cM T 五、滴定分析结果的计算五、滴定分析结果的计算 （一）被测组分的物质的量（一）被测组分的物质的量 n nA A与滴定剂

11、与滴定剂 n nB B 的关系 的关系 BA n b a n AB n a b n 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3 nHCl = 2 nNa2CO3 1. 直接滴定直接滴定 待测组分待测组分A与滴定剂与滴定剂 B 间的反应为：间的反应为： a A + bB = c C + d D 化学计量点时：化学计量点时：a molA 恰好与恰好与b molB作用完全作用完全 nA nB a b 若称取基准物或试样质量若称取基准物或试样质量 ( (m mB B) )标定标准溶液标定标准溶液 A A 时时: : （1 1）确定标准溶液浓度）确定标准溶液浓度 （2 2）确定称取基准物

12、或试样量范围）确定称取基准物或试样量范围 滴定液体积一般为滴定液体积一般为 20 202525mLmL左右左右, ,浓度约浓度约 0.1 0.1molmolL L-1 -1 （3 3）估计标准溶液消耗体积估计标准溶液消耗体积 V VA A B B A BA 1 M m Vb a n b a c B B BAA M m b a n b a Vc则：则： 若被测物为溶液时：若被测物为溶液时： BBAA Vc b a Vc 用已知浓度的用已知浓度的 NaOH NaOH 标准溶液测定标准溶液测定 H H2 2SOSO4 4 溶液浓度： 溶液浓度： H H2 2SOSO4 4 + 2NaOH + 2Na

13、OH Na Na2 2SOSO4 4 + 2H + 2H2 2O O NaOHNaOHSOHSOH 4242 VcVc 2 1 42 42 SOH NaOHNaOH SOH V Vc c 2 A B BA V V c b a c 涉及到两个或两个以上反应，从总的反应中找出实涉及到两个或两个以上反应，从总的反应中找出实 际参加反应物质的物质的量之间关系。际参加反应物质的物质的量之间关系。 例例1：以以 KBrO3 为基准物标定为基准物标定 Na2S2O3 溶液的浓度。溶液的浓度。 1BrO3- + 6I-+ 6H+ 3I2 + 3H2O + Br- （1） 1I2+ 2 S2O3 2- 2I-+

14、S4O6 2- （2） 3322 KBrOOSNa nn6 2 MnO 42 H 42 OC2 COOHCOCaCCa 2 42 2 4 4 KMnOaC nn 2 5 （二）被测组分质量分数的计算（二）被测组分质量分数的计算 G G m A A ABBA MVc b a G B BBA Vc b a n b a n A A A M G n % G MVc b a m100 ABB A (通式) （三）（三） 计算示例计算示例 （2 2）以）以H H2 2C C2 2O O4 42H2H2 2O O作基准物作基准物: : 22 1 O2HOCHNaOHNaOH O2HOCHNaOH 2422

15、2422 MVc Mn = 0.l molL-12510-3L121.6 gmol-1 1/2 0.16 g 由上可见，采用邻苯二甲酸氢钾作基准物可减少称量上的相对误差由上可见，采用邻苯二甲酸氢钾作基准物可减少称量上的相对误差 例例2 2： 测定工业纯碱中测定工业纯碱中Na2CO3的含量时，称取的含量时，称取0.2457g试样，用试样，用 0.2071 molL-1的的HCl标准溶液滴定，以甲基橙指示终点，用去标准溶液滴定，以甲基橙指示终点，用去 H Cl标准溶液标准溶液21.45mL。求纯碱中求纯碱中Na2CO3的质量分数。的质量分数。 解解: 此滴定反应是：此滴定反应是： 2HCl+ Na

16、2CO3 = 2NaCl+ H2CO3 G MVc G Mn G Mn G m m NaHHNaHCl NaNaNa CONa 2 1 2 1 32 %. . . 829595820 g24570 molg0106L104521Lmol20710 2 1 131 例例3 3： 有一有一KMnO4标准溶液，浓度为标准溶液，浓度为0.02010 molL-1, 求其求其 TFe / KMnO4和和TFe2O3 / KMnO4 。如果称取试样。如果称取试样0.2718g，溶解后将溶液溶解后将溶液 中的中的Fe 3+还原成 还原成Fe 2+， ，然后用然后用KMnO 4标准溶液滴定 标准溶液滴定,用去

17、用去 26.30mL,求试样中求试样中Fe、Fe2O3的质量分数。的质量分数。 解：解： 5Fe2+ + MnO4 + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O nFe = (5/1) n KMnO4 nFe2O3 = (5/2) n KMnO4 1 - FeKMnO Fe/KMnO mL0.005613g 1000 8555020100 1 5 10001 5 4 4 . Mc T 1 - OFeKMnO /KMnOOFe mLg 0.008025 1000 159.7020100 2 5 10002 5 324 432 . Mc T 54.31% 0.2718g 26.30mLm

18、Lg0056130 -1 KMnOFe/KMnO Fe 44 . G VT m 77.65% 0.2718g 26.30mLmLg0080250 1 - KMnO /KMnO OFe OFe 4 4 32 32 . G VT m 1.1.什么叫滴定分析？它的主要分析方法有哪些？什么叫滴定分析？它的主要分析方法有哪些？ 2.2.能用于滴定分析的化学反应必须符合哪些条件？能用于滴定分析的化学反应必须符合哪些条件？ 3.3.什么是化学计量点？什么是终点？什么是化学计量点？什么是终点？ 4.4.下列物质中哪些可以用直接法配制标准溶液？哪些只能用间下列物质中哪些可以用直接法配制标准溶液？哪些只能用间 接法配制？接法配制？H H2 2SOSO4 4, KOH,KMnO, KOH,KMnO4 4, K, K2 2CrCr2 2O O7 7, KIO, KIO3 3, Na, Na2 2S S2 2O O3