第二课-化学分析.

1、第二课：化学分析第二课：化学分析 主要内容主要内容 v 常用器皿和设备常用器皿和设备 v 溶液的配制溶液的配制 v 化工产品的采样与制备化工产品的采样与制备 v 化学检验的分离与富集化学检验的分离与富集 v 通用项目检验通用项目检验 v 常用仪器分析技术常用仪器分析技术 一、常用器皿和设备一、常用器皿和设备 v常用器皿：常用器皿：烧杯、试剂瓶、容量瓶、锥形瓶、烧杯、试剂瓶、容量瓶、锥形瓶、 碘量瓶、移液管、量筒、比色管、试管、表面皿、碘量瓶、移液管、量筒、比色管、试管、表面皿、 漏斗、冷凝管、干燥器、漏斗、冷凝管、干燥器、坩埚坩埚等。等。 v常用计量仪器：常用计量仪器：滴定管滴定管、水银温度计

2、、电导率、水银温度计、电导率 仪、仪、pH计等。计等。 v常用电器设备：常用电器设备：电炉、电热板、电加热套、电电炉、电热板、电加热套、电 热恒温干燥箱、高温电炉、电热恒温水浴锅等热恒温干燥箱、高温电炉、电热恒温水浴锅等。 v坩埚：坩埚：主要用于灼烧沉淀、灼烧失重的测定和高主要用于灼烧沉淀、灼烧失重的测定和高 温处理样品。温处理样品。 v种类：种类：铂坩埚铂坩埚-熔点熔点1773，质软，在化学检验中主要用，质软，在化学检验中主要用 于碱熔法分解样品和氢氟酸法处理样品。于碱熔法分解样品和氢氟酸法处理样品。 银坩埚银坩埚-熔点熔点960 ，不受氢氧化钠和氢氧化钾的侵蚀，不受氢氧化钠和氢氧化钾的侵蚀

3、， 适用于以氢氧化钠和氢氧化钾为熔剂的碱熔法分解试样。适用于以氢氧化钠和氢氧化钾为熔剂的碱熔法分解试样。 不能用于以碳酸钠为熔剂的碱熔法，不能用于灼烧含硫物不能用于以碳酸钠为熔剂的碱熔法，不能用于灼烧含硫物 质。质。 镍坩埚镍坩埚-熔点熔点1455 ，易溶于酸，抗强碱的能力较强，适，易溶于酸，抗强碱的能力较强，适 用于强碱性物质作熔剂的碱熔法分解试样。不能用于沉淀用于强碱性物质作熔剂的碱熔法分解试样。不能用于沉淀 的恒量操作。的恒量操作。 瓷坩埚瓷坩埚-主要成分硅酸盐，耐高温主要成分硅酸盐，耐高温1200 左右，灼左右，灼 烧失重小，对酸碱的稳定性较好，适用于沉淀称烧失重小，对酸碱的稳定性较好

4、，适用于沉淀称 量法，焦硫酸钾等酸性物质熔解样品。不能用于量法，焦硫酸钾等酸性物质熔解样品。不能用于 碱熔法分解样品、不能用于氢氟酸分解样品。碱熔法分解样品、不能用于氢氟酸分解样品。 刚玉坩埚刚玉坩埚-主要成分氧化铝，适用于无水碳酸钠等一主要成分氧化铝，适用于无水碳酸钠等一 些弱碱性物质作熔剂熔融样品，不能用于强碱性些弱碱性物质作熔剂熔融样品，不能用于强碱性 和酸性物质作熔剂熔融样品。和酸性物质作熔剂熔融样品。 二、溶液的配制二、溶液的配制 vGB 6682-2000规定，实验室用水分为三个规定，实验室用水分为三个 级别：级别： v一级水：用于要求严格的分析，如液相色一级水：用于要求严格的分析

5、，如液相色 谱分析用水谱分析用水 v二级水：用于无机痕量分析等二级水：用于无机痕量分析等 v三级水：一般分析实验三级水：一般分析实验 实验室用水实验室用水 化学试剂的分类化学试剂的分类 vGB 15346-1994 化学试剂包装及标志 v一般试剂一般试剂（没说明的，默认为？） （1）一级品：优级纯，符号）一级品：优级纯，符号GR，标志颜色，标志颜色 绿色，用于精密科学研究和痕量测定工作绿色，用于精密科学研究和痕量测定工作 （2）二级品：分析纯，符号）二级品：分析纯，符号AR，标志颜色，标志颜色 红色，一般科学研究和检验工作红色，一般科学研究和检验工作 （3）三级品：化学纯，符号）三级品：化学纯

6、，符号CP，标志颜色，标志颜色 蓝色，一般工业产品检验蓝色，一般工业产品检验 （4）四级品：实验试剂，符号）四级品：实验试剂，符号LR，标志颜，标志颜 色咖啡色，辅助工作，洗液等色咖啡色，辅助工作，洗液等 v基准试剂（标准试剂）：基准试剂（标准试剂）：符号符号PT，标志颜色浅绿，标志颜色浅绿 色，可用来配制标准溶液，也可校正或者标定其它色，可用来配制标准溶液，也可校正或者标定其它 化学试剂。化学试剂。 基准物质应符合下列要求：基准物质应符合下列要求： （1）试剂的组成与化学式完全相符，若含结晶水，如）试剂的组成与化学式完全相符，若含结晶水，如 Na2B4O710H2O，其结晶水的含量均应符合化

7、学式；，其结晶水的含量均应符合化学式； （2）试剂的纯度足够高，质量分数在）试剂的纯度足够高，质量分数在99.9%以上；以上； （3）性质稳定，不易与空气中的氧气及二氧化碳反应，不吸）性质稳定，不易与空气中的氧气及二氧化碳反应，不吸 收空气中的水分；收空气中的水分； （4）试剂参加滴定反应时，应按反应式定量进行，没有副反）试剂参加滴定反应时，应按反应式定量进行，没有副反 应。应。 常用的基准物质有纯金属和纯化合物。如常用的基准物质有纯金属和纯化合物。如Ag、Cu、Zn、Cd、 Fe和和NaCl、 K2Cr2O7、 、邻苯二甲酸氢钾、硼砂等。 邻苯二甲酸氢钾、硼砂等。 v专用试剂：专用试剂：用于

8、特定用途。标志颜色不统一，如：用于特定用途。标志颜色不统一，如： SP光谱纯试剂；光谱纯试剂；GC色谱纯试剂；色谱纯试剂；BR生物试剂生物试剂 化学试剂的使用规则化学试剂的使用规则 v看清楚看清楚 v不直接用手接触不直接用手接触 v按用量取用，不要多取，多取的试剂不可按用量取用，不要多取，多取的试剂不可 倒回倒回 溶液浓度的表示方法及计算溶液浓度的表示方法及计算 v物质的量浓度：物质的量浓度： 用用cB表示，单位为表示，单位为mol/L， nB 是指是指B的物质的量浓度，单位为的物质的量浓度，单位为mol，B 是指基本单元，物质的量的数值取决于基本是指基本单元，物质的量的数值取决于基本 单元的

9、选择，因此，表示物质的量浓度时，单元的选择，因此，表示物质的量浓度时， 必须指明基本单元必须指明基本单元。 例如，例如，c（H2SO4），），c（1/2H2SO4） B n c= B V v质量浓度：质量浓度：是指是指B的质量的质量mB（g）与溶液的）与溶液的 体积体积V（L）之比，以）之比，以B表示，单位是表示，单位是g/L。 v质量分数：质量分数：是指是指B的质量的质量mB与混合物的质量与混合物的质量 m之比，以表示之比，以表示wB。 。 v体积分数：体积分数：指混合前指混合前B的体积的体积VB与混合物的与混合物的 体积体积V之比，以表示之比，以表示B。 。 B m = B V B m w

10、 = m B B= V BV v比例浓度：比例浓度：容量比浓度和质量比浓度容量比浓度和质量比浓度 （1+10）盐酸溶液）盐酸溶液 例题例题1：若浓硫酸的密度：若浓硫酸的密度为为1.84g/ml，其质，其质 量分数量分数w（ H2SO4 ）为）为95%，则其物质的量，则其物质的量 浓度浓度c（H2SO4）为多少？）为多少？ c（1/2H2SO4） 为多少？为多少？ v滴定度：滴定度：指指1ml标准滴定溶液相当于被测组分标准滴定溶液相当于被测组分 的质量，用的质量，用T（被测组分（被测组分/滴定剂）表示。滴定剂）表示。 滴定度与物质的量浓度可以换算。以滴定度与物质的量浓度可以换算。以K2Cr2O7

11、 对对Fe2+的滴定反应为例的滴定反应为例： 6Fe2+ +Cr2O72- +14H+ =6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O 例题例题2：若：若C(K2Cr2O7)=0.05000mol/L，则其对，则其对 铁的滴定度铁的滴定度T为多少？为多少？ K2Cr2O7 e 1 1000mL c= 6F TL M 溶液配制的步骤溶液配制的步骤 v计算计算 v称量（固体或者液体）称量（固体或者液体） v溶解或稀释溶解或稀释 v转移转移 v定容定容 v摇匀摇匀 溶液的制备溶液的制备 溶液配制注意事项溶液配制注意事项 v容量瓶使用之前一定要检查瓶塞是否漏水。容量瓶使用之前一定要检查瓶塞是否漏水。 v配制一

12、定体积的溶液时，容量瓶的规格必须与要配制一定体积的溶液时，容量瓶的规格必须与要 配制的溶液的体积相同。配制的溶液的体积相同。 v不能把溶质直接放入容量瓶中溶解或稀释。不能把溶质直接放入容量瓶中溶解或稀释。 v溶解时产生放热反应的必须冷却至室温后才能移溶解时产生放热反应的必须冷却至室温后才能移 液。液。 v定容后，经反复颠倒、摇匀后会出现容量瓶中的定容后，经反复颠倒、摇匀后会出现容量瓶中的 液面低于容量瓶刻度线的情况，这时不能再向容液面低于容量瓶刻度线的情况，这时不能再向容 量瓶中加入蒸馏水。因为定容后液体的体积刚好量瓶中加入蒸馏水。因为定容后液体的体积刚好 为容量瓶标定的容积。为容量瓶标定的容

13、积。 溶液配制注意事项溶液配制注意事项 v如果加水定容时超过了刻度线，不能将超出部分如果加水定容时超过了刻度线，不能将超出部分 再吸走，必须重新配制。再吸走，必须重新配制。 v检验方法中所使用的水，未注明其他要求时，均检验方法中所使用的水，未注明其他要求时，均 指蒸馏水或去离子水，未指明溶液用何种溶剂配指蒸馏水或去离子水，未指明溶液用何种溶剂配 制时，均指水溶液。制时，均指水溶液。 v检验方法中未指明具体浓度的硫酸、硝酸、盐酸检验方法中未指明具体浓度的硫酸、硝酸、盐酸 、氨水时，均指市售试剂规格的浓度。、氨水时，均指市售试剂规格的浓度。 v一般试剂用硬质玻璃瓶存放，碱液和金属溶液用一般试剂用硬

14、质玻璃瓶存放，碱液和金属溶液用 聚乙烯瓶存放，需避光试剂储存于棕色瓶中。聚乙烯瓶存放，需避光试剂储存于棕色瓶中。 v 每瓶试剂溶液必须有标明名称、浓度和配制日期每瓶试剂溶液必须有标明名称、浓度和配制日期 的标签，标准溶液的标签还应标明标定日期、标的标签，标准溶液的标签还应标明标定日期、标 定者。定者。 0.1mol/L氢氧化钠配制和标定氢氧化钠配制和标定 v配制饱和氢氧化钠：称取120克氢氧化钠，加 入100毫升水，溶解，盖上盖子，澄清备用。 v吸取5.6毫升饱和溶液，用水定容至1000毫升 v标定：称取在105干燥至恒重的基准邻苯二 甲酸氢钾约0.6g，称准至0.0001克，加入80毫 升水

15、，使之溶解，加入2滴酚酞。用配好的氢 氧化钠滴定至粉红色，半分钟内不褪色，同时 做空白试验 v计算浓度 0.1mol/L盐酸配制和标定盐酸配制和标定 v量取9毫升盐酸，用水定容至1000毫升。 v标定：准确称取0.15克于270300度灼烧至 恒重无水的碳酸钠，称准至0.0001克，加入50 毫升水，加入10滴溴甲酚绿-甲基红混合指示 液，用配好的盐酸滴定至由绿变红，煮沸2分 钟，冷却至室温，再滴定至由绿变暗紫色 v计算浓度 三、化工产品的采样三、化工产品的采样 分析试样的采集: 指从大批物料中采取少量样本作 为原始试样，所采试样应具有高 度的代表性，采取的试样的组成 能代表全部物料的平均组成

16、。 根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样 根据状态: 气，固，液等 根据对象: 环境,矿物岩石,生物,金属与合金,食品等 应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的 国家标准和各行业制定的标准 试样多样化，不均匀试样应，选取不同部位进行试样多样化，不均匀试样应，选取不同部位进行 采样，以保证所采试样的代表性。采样，以保证所采试样的代表性。 固体试样固体试样 土壤样品土壤样品: 采集深度采集深度0-15cm的表地为试样，按的表地为试样，按3点式点式(水田出口，水田出口， 入口和中心点入口和中心点)或或5点式点式(两条对角线交叉点和对角线两条对角线交叉点和对角线 的其它的其它4个等分点个等分

17、点)取样。每点采取样。每点采1-2kg，经压碎、风，经压碎、风 干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小于干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小于0.5 m mm 的样品作分析试样。的样品作分析试样。 沉积物沉积物: 用采泥器从表面往下每隔用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样，经压碎、米取一个试样，经压碎、 风干、粉碎、过筛、缩分，取小于风干、粉碎、过筛、缩分，取小于0.5 m mm的样品作的样品作 分析试样。分析试样。 金属试样金属试样: 对于高温熔炼、比较均匀的钢片可任取。对钢锭和对于高温熔炼、比较均匀的钢片可任取。对钢锭和 铸铁，钻取几个不同点和深度取样，将钻屑置于冲铸铁，钻取几个不同点和深度

18、取样，将钻屑置于冲 击钵中捣碎混匀作分析试样。击钵中捣碎混匀作分析试样。 固体试样制备固体试样制备 混合与缩分混合与缩分 破碎和过筛破碎和过筛 平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关，平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关， 可按切乔特采样公式：可按切乔特采样公式： QKd2 Q为保留样品的最小质量为保留样品的最小质量(kg) d为样品中最大颗粒直径为样品中最大颗粒直径(mm) K为固体试样特性系数或缩分常数，它由各部门根据为固体试样特性系数或缩分常数，它由各部门根据 经验拟定，通常在经验拟定，通常在0.051之间，因固体物料种类和性质之间，因固体物料种类和性质 不同而异。

19、不同而异。 n液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少。 n对于体积较小的物料，通常可以在搅拌下直接 用瓶子或取样管取样。当物料的量较大时，应从 不同的位置和深度分别采样，混合均匀后作为分 析试样，以保证它的代表性。 n液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶 ，一般情况 下两者均可使用。但当要检测试样中的有机物时， 宜选用玻璃器皿；而要测定试样中微量的金属元 素时，则宜选用塑料取样器，以减少容器吸附和 产生微量待测组分的影响 。 液体试样液体试样 液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其 进行测试 应采取适当保存措施，以防止或减少在存放期间 试样的变化 保存措施有：控制溶液的pH值、加入化学稳定试 剂

20、、冷藏和冷冻、避光和密封等。 采取这些措施 旨在减缓生物作用、化合物或配合物的水解、氧 化还原作用及减少组分的挥发。保存期长短与待 测物的稳定性及保存方法有关。 需要注意的是：需要注意的是： 四、化学检验的分离和富集四、化学检验的分离和富集 v沉淀分离法沉淀分离法 v溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法 v色谱分离法色谱分离法 v离子交换分离法离子交换分离法 v蒸馏蒸馏 v挥发分离法挥发分离法 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法 v概念：溶剂萃取分离法也称为液概念：溶剂萃取分离法也称为液-液萃取分液萃取分 离法，是将与水不相混溶的有机溶剂与含有离法，是将与水不相混溶的有机溶剂与含有 被分离组分的试液一起振荡

21、，被分离组分进被分离组分的试液一起振荡，被分离组分进 入有机相与其他组分分离。液入有机相与其他组分分离。液-液萃取常常液萃取常常 是有机溶剂从水溶液中萃取被分离组分。是有机溶剂从水溶液中萃取被分离组分。 v原理：根据相似相溶原理，一般情况下，带原理：根据相似相溶原理，一般情况下，带 电荷的物质亲水，如各种无机离子，不易被电荷的物质亲水，如各种无机离子，不易被 有机溶剂萃取；呈电中性的物质具有疏水性有机溶剂萃取；呈电中性的物质具有疏水性 ，易为有机溶剂萃取。，易为有机溶剂萃取。 举例说明举例说明 v丁二酮肟丁二酮肟-镍（镍（）络合物为）络合物为CHCl3萃取。萃取。 Ni2+在水中以水合离子 在

22、水中以水合离子Ni（H2O）62+形式存在，形式存在， 是亲水的，要使其变为疏水性并溶于有机溶剂，是亲水的，要使其变为疏水性并溶于有机溶剂， 就要中和它的电荷，并用疏水基团取代水分子。就要中和它的电荷，并用疏水基团取代水分子。 为此，在为此，在pH8pH9的氨性溶液中，加入丁二酮的氨性溶液中，加入丁二酮 肟，取代水分子配位并中和肟，取代水分子配位并中和Ni2+的电荷，形成电的电荷，形成电 中性的疏水性络合物，可溶于中性的疏水性络合物，可溶于CHCl3被萃取。被萃取。 五、通用检测项目五、通用检测项目 v密度的测定密度的测定-密度瓶法密度瓶法和密度计法和密度计法 密度瓶法密度瓶法 依据依据GB/

23、T 611-2006化学试化学试 剂密度测定通用方法剂密度测定通用方法 恒温水浴：温度控制在恒温水浴：温度控制在20.00.1 用新煮沸并冷却至用新煮沸并冷却至1518的水充满密度的水充满密度 瓶，瓶，不得带入气泡不得带入气泡。 v结晶点的测定结晶点的测定 v折光率的测定折光率的测定 P91P91折光率的定义和原理折光率的定义和原理 v色度的测定色度的测定 v水分的测定水分的测定 水分是化工产品检验的重要项目之一。水分水分是化工产品检验的重要项目之一。水分 含量测定有多种方法，最常用的是含量测定有多种方法，最常用的是干燥减干燥减 量法量法、卡尔卡尔费休法费休法和和气相色谱法气相色谱法。 干燥减

24、量法：干燥减量法：适用于加热稳定的固体化工产适用于加热稳定的固体化工产 品中水分的测定。品中水分的测定。 原理：将试料在原理：将试料在1051052 2下加热烘干至恒重，计算下加热烘干至恒重，计算 干燥后试料减少的质量。干燥后试料减少的质量。 注意：称量瓶在使用前应恒温干燥，注意：称量瓶在使用前应恒温干燥，反复操作至恒反复操作至恒 重重。 计算结果：计算结果：试样中水分以质量分数试样中水分以质量分数w（%）计。）计。 式中：式中：m m0 0称量瓶的质量，称量瓶的质量，g g； m m1 1称量瓶和干燥前试样的质量，称量瓶和干燥前试样的质量，g g； m m2 2 称量瓶和干燥后试样的质量，称

25、量瓶和干燥后试样的质量，g g。 12 10 m -m w=100 m -m v卡尔卡尔费休法：费休法：适用于遇热易分解的物质，适用于遇热易分解的物质， 不适用于能与卡尔不适用于能与卡尔费休试剂的主要成分反费休试剂的主要成分反 应并产生水的样品以及能还原碘或氧化碘应并产生水的样品以及能还原碘或氧化碘 化物的样品。化物的样品。 v卡尔卡尔费休试剂是由哪几种试剂组成的？费休试剂是由哪几种试剂组成的？ P96P96 测定原理：测定原理：存在于试样中的水分与已知滴定度的卡存在于试样中的水分与已知滴定度的卡 尔尔费休试剂进行定量反应。费休试剂进行定量反应。 I I2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HI+HO=2HI+H2 2SOSO4 4 反应是可逆的，必须加入碱性试剂才能使反应向正方向进行。一般选择反应是可逆的，必须加入碱性试剂才能使反应向正方向进行。一般选择 的碱性试剂是吡啶，同时还应加入甲醇或乙二醇甲醚，使不稳定的硫的碱性试剂是吡啶，同时还应加入甲醇或乙二醇甲醚，使不稳定的硫 酸酐吡啶转变为稳