常规分析培训教材(1)

1、第1页共1页常规分析培训教材一、 分析化学的任务分析化学的研究对象是物质变化的化学 组成，它所回答的问题是：物质中含有哪些组分及其相对含量的 多少。这些组分可以是元素、离子、官能团或化合物，也可以是 某个单独的项。显然，要解决这些问题，那就既要研究测定物质 组成的方法，又要研究有关的理论。因此，概括起来，分析化学 乃是研究测定物质的化学组成的方法及有关理论的一门科学，是 化学的重要分支。近来，随着科学技术和分析化学的不断发展， 对自然的认识不断的深化，提出“分析化学是一门探测和知识原 子、分子信息的科学”。二、 分析工作者的基本素质“分析”技术本身并没有具体的 产品，也不创造直接效益。如果说它

2、有产品的话，那就是分析结 果。如果没有这些数字和结果，生产和科研就等于瞎了眼。如果 报出的结果发生错误，就变成了瞎指挥。这将会造成重大损失或 不良影响，乃至使生产与科学研究走向歧途或失败。可见分析工 作是何等重要。同时，分析工作又是一种分精细，知识性、技术 性都分强的工作。因此，每个分析工作者应当具备良好的素质， 才能胜任这一工作，满足生产与科研提出的各种要求。分析工作 者应具备的基本素质是：1、高度的责任感和“质量第一的思想素质是分析工作者第 第1页共1页一重要素质。充分认识分析检验工作的重要作用，以对人民髙度 负责的精神作好本职工作。2、 严谨的工作作风和实事求是的科学态度。分析工作是与

3、“量”和“数”打交道的，稍有疏忽就会出现差错。因点错小数 点而酿成一次重大质量事例足以说明问题。随意更改数据，谎报 结果更是一种犯罪行为。分析工作是一种分细致的工作这就要求 心细、眼灵，对每一部步必须严谨从事，来不得半点马虎草率， 必须严格遵守各项操作规范。3、 掌握扎实的基础理论知识与熟练的技能。当今的分析化 学内容分丰富，涉及的知识领域分广泛，分析方法不断地更新， 新工艺、新技术、新设备不断涌现。如果没有一定的基础知识不 能适应的。即使是一些常规分析方法亦包含较深的理论原理，如 果没有一定的理论基础去理解它，掌握它只能知其然而不知其所 以然，只能是照单抓药，照葫芦画瓢，很难对付组分多变的复

4、杂 的试样分析，更难独立解决和处理分析中出现的各种复杂情况。 那种把化验工看作只是会摇瓶子、照方加药的“熟练工”是与时 代不相符的陈旧观念。当然，掌握熟练的操作技能和过硬的操作 基本功是分析工作者不可少的起码要求。那种说起来头头是道而 干起来却一塌糊涂的“理论家”也是不可取的。4、 要有不断创新和开拓精神科学在发展，时代在前进。尤 其是分析化学更是日新月异。作为一个分析工作者必须在掌握基 础知识的条件下，不断地去学习新知识，更新旧观念，研究新问 第1页共1页题，及时掌握本学科、本行业的发展动向，从实际工作需要出发 开展新技术、新方法的研究与探索，以促进分析技术的不断的不 断进步，满足生产，科研

5、不断提出的新要求。作为一名化验员也 应对分析的新技术有所了解，尽可能多的掌握各种分析技术和多 种分析方法。第一部分分析化学基础第一章摩尔及摩尔质量第一节摩尔摩尔是国际单位制（SI）的一个基本单位，它以 微粒数量表示物质的量。摩尔广泛地应用于科学研究、工农业生 产等方面，用于定量研究物质及其变化。物质是由分子、原子等粒子构成的。分子和原子都是很小 的。在化学反应中不是几个、几个分子或原子参加反应，而是成 千、上万甚至上亿万个分子或原子参加反应的。如果用分子或原 子的个数来表示物质的数量多少，就好像用米粒的个数了表示米 的数量一样，既困难，又没有实际意义。若以一定数目的粒子为 集体来进行计算，就会

6、方便得多。科学上规定，用“物质的量” （符号n）来表示构成物质的粒子数目的多少。物质的量的单位叫 摩尔,用符号mol来表示。当某一定量的物质中所包含的粒子 数目和0、012kgl2C里所含的原子数目相等，则由这些粒子所构 成的质量就是1摩尔,即lmolo实验测得0、012 kgl2C包含了6、02X 1023个碳原子数，6、02X1023这个数值叫做啊伏加德罗常数。由6、02X 1023个粒子所构成的物质的量，就是lmolo lmol的 第1页共1页任何物质都包含有6、02X 1023个粒子。物质的量(也就是摩尔的数目)相等的 任何物质，它们所包含的粒子数目一定是相同的。例如2mol碳原 子和

7、2mol氧原子所包含的粒子数相同，都含有2X6、02X 1023个粒子，只是粒子的种类不同。粒子可以是分 子、原子、离子、电子、质子和中子。第二节摩尔质量及其计算 lmol物质的质量通常也称该物质的摩尔质量。摩尔质量的符号用 M表示，摩尔质量的单位是g/molo物质的量、物质的质量和摩尔 质量之间的关系可以式(1-1)表示：.(1-1)或用符号表示.(1-2)例l-190g水相当于多少摩尔水分子？解：水的相对分子质量是18,摩尔质量M (H20) =18g/molm(H20) =90g据式(1-2)答：90g水相当于5mol水分子。例1-22、5mol氢氧化钠的质量是多少？解：因M(Na0H)

8、=40g/mol又 n(Na0II) =2、5mol 据式(l-2)m(NaOH)= n(NaOII)M (NaOII)=2、5X40=100 (g)答：第1页共1页2、5mol氢氧化钠的质量为100g.在实际应用中，有时用摩尔 这个单位显得太大，常常还采用毫摩尔（mmol）做单位。lnmiol就 是lmol的千分之一，即lmol二lOOOmmol。第二章 溶液第一节溶液的浓度溶液的浓度就是指一定量的溶液（或溶剂 中）所含溶质的量。在科学实验、化工生产和食品工业及其检验 中常要求溶液具有一定浓度。表示溶液浓度的方法很多，常用的 有以下几种。、质量分数与质量浓度（一）B的质量分数（3B） GB3

9、102. 8-93中将B的质量分数 定义为：B的质量与混合物的质量之比，用符号WB表示、即.2-1）式中WBB的质量；m4欲配制0、2mol/L盐酸溶液1000ml,应 取12 mol/L浓盐酸多少毫升？解：设应取浓盐酸的量为xl2x二0、 2X1000 x 二二16、7 （ml）答：应取 12 mol/L 浓盐酸 17mlo（二）溶液浓度的换算1、质量分数与物质的量浓度的换算.（2-B的物质的量浓度；PB的质量分数；MB6），得答：该盐酸溶 液的浓度C （IIC1）为第1页共1页2、47 mol/Lo第二节溶液的类型物质被分散成细小的粒 子，分布在另一种物质里，所得到的体系叫做分散系。其中被

10、分 散的物质叫做分散质，容纳分散质的物质，叫做分散剂。例如， 葡萄糖分散在水中而成分散系；墨汁是碳粒等分散在水中分散 系。物质被分散的程度不同，其粒子大小也不同。根据分散质粒 子的大小不同，分散系可分为分子或离子分散系、胶体分散系和 粗分散等。一、 分子或离子分散系（真溶液）分散质粒子的直径小于 10-9m的，叫做分子或离子分散系。这类分散系中的分散质的粒子 实际上是单个的分子或离子，分散质和分散剂之间不存在界面， 因此它是均匀的分散体系。因为分子或离子都非常小，它们能透 过滤纸和半透膜，不能阻止光线通过，所以这类分散系是透明的，也是稳定的。这类分散系就是平常所讲的溶液。为了和其他 分散系区别

11、，通常又把它叫真溶液（或晶体溶液）。在真溶液 里，分散质又叫做溶质，分散剂又叫做溶剂。二、 胶体分散系（胶体溶液）分散质粒的子直径在10-910- 7m之间的，叫做胶体分散系（简称为胶体溶液）。胶体分散系的 分散质粒子，是由许多分子聚集而成的，比分子或离子分散系的 粒子大，所以分散质和分散剂之间有界而使之分开，属非均匀体 系。胶体溶液中的胶体粒子只能透过滤纸，不能透过半透膜。但 胶体溶液可让部分光线通过，所以外观也是透明的。胶体粒子能 在分散剂中做不规则的运动，这种运动叫做布朗运动。由于布朗 第1页共1页运动的作用，胶体粒子受重力的影响比较小，在短时间内不会从 分散系中分离淀沉出来，所以胶体溶

12、液一般是较稳定的。胶体溶 液和真溶液有许多相似的地方（如透明、稳定性等）。但是胶体 粒子大于真溶液的溶质分子，所以胶体溶液又有许多特殊的性 质。1、丁铎尔现象在暗室里，当一束很强的聚光透过胶体溶液 时，可以从侧面看到胶体溶液中有一道明亮的光柱这种现象叫做 丁铎尔现象。用这种现象可区别真溶液与胶体溶液。2、电泳现象如果用红棕色的氢氧化铁胶体溶液置于U形管 中，从管口插入两个电极，接通直流电后阴极颜色逐渐变深，这 表明氢氧化铁胶体粒子带有正电荷，在电场中向阴极移动。同样 用黄色的硫化碑胶体溶液做实验，则阳极附近颜色逐渐变深。这 表明硫化碑胶体粒子带负电荷。胶体粒子在电场的作用下向阳极 或阴极移动的

13、这种现象叫电泳现象。3、稳定性和凝聚胶体溶液一般是比较稳定的，促使它稳定的 原因很多，如胶体粒子的布朗运动等，但主要原因是胶粒带电和 溶剂化作用。同种胶体粒子带有相同的电荷，彼此相斥，从而阻 止胶粒互相接近与聚集；另一方面，吸附在胶粒表面上的离子，对 溶剂分子有吸引力，能将一些溶剂分子吸附到胶粒表面，形成一 层溶剂化膜，也能阻止胶粒互相聚集。使胶体粒子聚集成大的颗 粒的过程叫做凝聚。由凝聚而沉淀析出的过程叫做聚沉。促使胶 粒聚沉的主要方法有以下几种：加入少量电解质。例如在氢氧 化铁溶胶中加入少量硫酸钾(K2S04)溶液，立即发生聚沉，析出 第1页共1页氢氧化铁沉淀。加入带相反电荷溶胶。两种带相

14、反电荷的溶胶 混和，也能引起溶胶的凝聚。加热。例如硫化碑(AS2S3)溶胶 加热至沸，就析出黄色的硫化神沉淀。三、粗分散系分散质粒子的直径大于10-7m的，叫做粗分散 系。这类分散系和分散剂之间有界面存在，所以粗分散系是不均 匀的，也是不稳定的。属于这一类分散系的有悬浊液和乳浊液。1、悬浊液固体的小颗粒分散在液体中所形成的粗分散系，叫 做悬浊液。例如粘土在水中形成的泥浆就是悬浊液。2、 乳浊液液体的微小珠滴分散在互不相溶的另一种液体 中，所形成的粗分散系叫做乳浊液。例如，牛奶中分散着液体的 脂肪珠滴，所以牛奶是一种乳浊液。第三章电解质溶液第一节 强电解质和弱电解质一、强电解质和弱电解质酸、碱、

15、盐都是电解质，它们的水 溶液都能导电。但不同种类的电解质溶液导电能力不同。电解质 溶液之所以能导电，是由于溶液里有能够自由移动的离子存在。 溶液导电性强弱不同，说明在溶液里所含离子的多少不同。电解 质可分为强电解质和弱电解质。(一)强电解质 盐酸、氢氧化钠、氯化钠在溶液里几乎能 完全电离成离子，溶液里几乎没有分子存在。这种在水溶液里几 乎能完全电离的电解质叫做强电解质。强电解质的电离是不可逆 的，其离子方程式用“f ”表示。HCL-*H+CL-NaOH-Na+OH- NaCL-Na+CL-强酸强碱大多数盐都是强电解质。第1页共1页（三）弱电解质醋酸和氨水在溶液里只有很小部分电离成离 子，大部分

16、仍以分子状态存在。像醋酸这样在水溶液里只有部分 电离的电解质叫做弱电解质。弱电解质的电离是可逆的，其电离 方程式用表示。如 HAc = 11+Ac _ NH3 1120 = NH4 _ + 011 一弱酸弱碱都是弱电解质。二、弱电解质的电离平衡 电离平衡与电离度醋酸在溶液 里的电离方程式为正过程IIAc = II+Ac -逆过程在醋酸开始电离 时，主要是醋酸分子的电离，正过程速度较大。随着醋酸分子的 电离，溶液里醋酸分子的浓度不断减少，而11+和Ac-浓度不断增 加，因正、逆过程速度相等时，溶液里醋酸、H+和Ac_的浓度不 再改变，体系处于平衡状态。弱电解质分子和离子的浓度不再改 变。这时弱电

17、解质所处的状态叫做电离平衡。我们把达到电离平 衡时已电离的溶质分子数和电离前溶质分子总数的比值（或已电 离的溶质的物质的量和电离前溶质的物质的量之比）叫做电离 度，用Q表示。X100%.（32）从上述观点来讲，强电解质 的电离度应是100%,但是在强电解质溶液里，由于离子浓度较大, 离子间的引力和斥力比较显著，影响了离子在溶液里的自由运动。 因而实验测得的电离都小于100%。不同的弱电解质，其电离度大 小不同。电解质越弱，它的电离度越小。电解质溶液电离度的大 小，主要取决于电解质的本性，同时也与电解质溶液的浓度和温 第1页共1页度有关。浓度愈小，电离度愈大。温度愈高，电离度愈大。由于 电离度的

18、大小与浓度、温度有关，所以，在表示弱电解质的电离 度时，必须指出溶液的浓度和温度。（二）同离子效应在弱电解质溶液达到电离平衡时，溶液中分 子和离子都保持着一定的浓度。如果向溶液中加入一种和该弱电 解质具有相同离子的强电解质，则弱电解质的电离度就会减小、例 如，在氨水中加入酚駄指示剂时，溶液显红色，若加入少许固体的氯 化铁，则溶液的红色变淡甚至消失。这是因为，在氨水溶液中存在 着下列平衡:NH3 - 1120 = NH4+ + 0H -加入可溶性铁盐氯化铁后， 氯化铁全部电离为NH4+和C1 - o溶液中NH4+浓度增大了，使生成 物向反应物方向转化，也就是有较多的NH4+与0H结合成为 NH3

19、 1120分子，并建立了新的平衡。这时溶液的011 一减少了，至 使溶液的碱性减弱。在弱电解质溶液中，加入和弱电解质具有相 同离子的强电解质，使弱电解质的电离度减小的现象，叫做同离 子效应。在化学分析中常常应用同离子效应来调节溶液的酸碱 性。第二节水的电离和溶液的PII一、水的电离用精密仪器测定时，发现水有微弱的导电性。 这说明水是一种极弱的电解质，它能电离出极少量的011 _和11+O 1120 = 011 _+H+实验测得，在25C时,1L纯水（55、5mol）中有10-7 mol分子电离，水中H+和OIL相 等，都是10-7 mol/Lo二者的乘积是一个常数，用KW表示。KW=第1页共1

20、页H+011 _ 1=10-7X10-7=10-14、.（3一3）式中,KW称 为水的离子积常数，简称水的离子积。任何一种稀溶液中11+和 011 _ 的乘积都是一个常数，即10-14o二、溶液的酸碱性和PII常温时纯水中H+和011一相等，都是10-7 mol/L,所以纯水是中性的。 如果向纯水中加酸，由于11+的同离子效应，使水的电离平衡向左 移动，当达到新的平衡时，溶液中H+ 0H ,即H+10-7 mol/L,011 - H+,即011 - 10-7 mol/L, H+ 10-7 mol/L 0H * ；碱性溶液H+10-7 mol/LKSPAg2CrO4 ?.有辂酸银沉淀析出 答：能析出鎔酸银沉淀。第三节沉淀的溶解根据溶度积规则，欲 使沉淀溶解，必需减小该难电解质饱和溶液中离子的浓度，使Qi KSP离子浓度减小的方法有以下几种。一、弱电解质加入适当的离子，与溶液中的某一离子结合生 成水、弱酸和弱碱等弱电解质，例如氢氧化镁能溶于盐酸和铁 盐，其反应式为 Mg (Oil) 2 = Mg2卄20H- +21IC1 -2C1 -+2H+ t I 2H20Mg (OH) 2 = Mg2+20H- +2NH4C1 =2 C1-+2N 114+ t I 2NH3+21I20由于溶液中生成