定量分析概述课件

1、第五章 定量分析概述第五章 定量分析概述定量分析的任务和分析方法 （定量分析的任务、定量分析的分类）定量分析的误差 （系统误差、偶然误差、误差减免方法、准确度、精密度及其关系）有效数字和可疑值的取舍 （有效数字及有效数字的运算规则、可疑值的取舍）滴定分析概述 （滴定分析名词、滴定分析方法、标准溶液的配制及标定）第一节 定量分析的任务和分析方法一、分析化学：是化学学科的一门重要分支，是研究物质的化学组成和结构的分析方法及有关理论的一门学科。二、分析化学的任务：鉴定物质的化学组成 定性分析测定各组分的相对含量定量分析确定物质的化学结构 结构分析定量分析的地位和作用 定量分析在工业生产中，通过对原料

2、、中间产品和产品质量进行分析，可以控制生产流程，改进生产技术，提高产品质量；在农业、牧业等方面，土壤的测定，水质的化验，农药残留量的分析，污染状况的监测，肥料、农药、饲料和农产品品质的评定，家禽的科学饲养和临床诊断等，都广泛地用到定量分析的理论和技术。三、定量分析的方法1、根据分析对象的化学属性，分为：无机分析和有机分析。 无机分析的分析对象是无机物，通常要进行定性和定量分析，有时还要确定其存在的价态； 有机分析的分析对象为有机化合物，通常要进行官能团和结构分析。2、根据取样量多少，分为：分类名称试样质量m/mg试样体积V/ml常量分析100100010半微量分析10100110微量分析0.1

3、100.011超微量分析0.10.013、根据分析组分在试样中的相对含量，分为分类名称组分含量常量组分分析1%半微量组分分析0.011%痕量组分分析0.01%4、根据分析时所依据的物质性质，分为定量分析化学分析仪器分析滴定分析质量分析气体分析光学分析电化学分析色谱分析化学分析：是以物质的化学反应为基础的分析方法。仪器分析：是以物质的物理性质或物理化学性质为基础，通过精密仪器测定物质的物理性质或物理化学性质而测出待测物含量。 仪器分析的特点：灵敏、快速、准确、应用广，但设备昂贵。第二节 定量分析的误差一、系统误差和偶然误差误差：测定值与真实值之间的差值。1、系统误差：又称可测误差，由分析过程中某

4、些确定原因造成的误差。即误差的正负通常是一定的，其大小也有一定的规律性，有重复出现的性质，因此，其大小往往可以测定，并且可以通过实验减少。 系统误差的特点：重现性、单向性、可测性系统误差产生原因系统误差来源方法误差仪器误差试剂误差操作误差a、方法误差：由分析方法本身的某些不足引起的误差。如： 重量分析中，沉淀的溶解，会使分析结果偏低，而沉淀吸附杂质，又使结果偏高b、仪器和试剂误差：由所用仪器本身不够准确、试剂不纯、纯化水中含有被测物质或干扰物质所造成的误差。如： 称重时，天平砝码不够准确；配标准液时，容量瓶刻度不准确；试剂或纯化水含有痕量杂质 c、操作误差：一般指正常操作情况下，操作人员主观因

5、素所造成的误差。如 称样时未注意试样吸湿、洗涤沉淀时用溶剂过多、滴定时指示剂用量不当； 对终点颜色的判断偏深或偏浅；滴定管读书偏高或偏低等。2、偶然误差：也称随机误差，由分析过程中某些不确定因素所造成的误差。因此是偶然或不能控制的，这种误差对分析的结果不固定，时大时小、时正时负。 系统误差的特点：双向性、不可测性、无数次的测定结果符合正态分布 系统误差产生的原因：随机变化因素（环境温度、湿度和气压的微小波动及分析者在处理每份试样时的微小差别引起的）注意：过失不是误差，属于责任事故，在实验中应杜绝！ 如，因缺乏经验、粗枝大叶、过渡疲劳、操作不正确引起，如跳样、加错试剂、读错刻度、记录或计算错误等

6、。3、误差的减免方法选择适当的分析方法 对于常量组分测定，可采用灵敏度不高，但准确度高的重量分析法；对于微量组分或衡量组分的测定，则应采用灵敏度较高的仪器分析法。减少测量误差 为提高分析结果的准确度，必须尽量减少测量步骤的误差。减少偶然误差 在减少系统误差的前提下，通过增加平行测定的次数，可以减少偶然误差。减少系统误差对照试验：a、与经典方法进行比较；b、与标准试样进行比较；c、回收试验空白试验 在不加试样的情况下，按照试样分析操作步骤和条件进行试验，可扣除由于试剂不纯、溶剂干扰或实验器皿引入杂质等所造成的仪器或试剂误差。校准仪器 减免由于仪器不准确所引起的仪器误差。二、准确度与精密度1、准确

7、度与误差 准确度是指测定值(X)与真实值(T)的符合程度，用误差(E)来表示，误差越小，准确度越高。 误差可分为绝对误差(E)和相对误差(Er)，表示方法如下： 绝对误差：E=X(测定值)-T(真实值) 相对误差： Er=E(绝对误差)T(真实值)100%例题：如果分析天平的称量误差为0.2mg,拟分别称取试样0.1g和1g左右，称量的相对误差各为多少？这些结果说明了什么问题？E= 0.2mg=0.0002gEr1= 0.2mg/0.1100%= 0.2%Er2= 0.2mg/1100%= 0.02%结论：两物体称量的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，相对误

8、差就比较小，测定的准确度也就比较高。2、精密度与偏差 精密度是指同一测定中多次平行测定结果之间彼此符合的程度，它表示各测定结果之间的重复性。精密度用偏差(d)表示，偏差越小，说明测定结果精密度越高。偏差有多种表示方法。3、准确度与精密度的关系第三节 有效数字和可疑值的取舍一、有效数字及运算规则1、有效数字概念：在分析工作中实际能测量到的有实际意义的数字，包括所有准确测量数字和最后一位可疑数字。 如：分析天平称量：1.2123(g)(万分之一) 滴定管读数：23.26(mL)(最小刻度为0.1mL)2、有效数字的位数确定数据中的零数字中间和数字后边的“0”都是有效数字；如4位有效数字：5.108

9、、1.510数字前边的“0”都不是有效数字；如3位有效数字：0.00518、0.00121方指数 方指数不论大小均不属于有效数据。如：3位有效数字：24.010-3， 6.0110-23 对数值 PH、POH、Pka、PKb等对数值有效数字的位数取决于小数部分的位数。如：2位有效数字：PH=4.30，Pka=11.203、有效数字修约规则 四舍六入五留双a、尾数小于等于4，则舍；b、尾数大于等于6，则入；c、尾数等于5若5后面数字并非全部为零，则入若5后面无数字或全部为零，则看前一位偶数，则舍奇数，则入4、有效数字运算规则加减法 以小数点后位数最少的数为准。（即以绝对误差最大的数为准）例：0.

10、0121 + 25.64 + 1.05782 = ？ 0.01 25.64 + 1.06 26.71乘除法 以有效数字位数最少的数为准。（即以绝对误差最大的数为准） 例：0.012125.641.057823=？ =0.012125.61.06 =0.328习题：7.99360.99675.02=7.9940.99675.02=8.0205.02=8.025.02=3.001.2764.17+1.710-40.0021760.0121=1.284.17+1.710-40.002180.0121=5.34+0.000170.000026378=5.340.03255.10360.06139.08

11、=0.03255.1060.1139=0.0717二、可疑值的取舍 在一系列平行测定所得数据中，常会有个别数据与其它数据相差较远，这些偏离较远的数值叫可疑值。 舍弃可疑值的方法 主要采用两种：Q值检验法（舍弃商值检验法）四倍法Q值检验法四倍法方法如下： 1、除去可疑数据外，将其余数据相加求出算术平均值及平均偏差； 2、如可疑数据与平均值之差的绝对值大于4倍的平均偏差时，则弃去此可疑数据，否则应予以保留。 例题见P95第四节 滴定分析概述滴定分析名词术语滴定分析方法滴定分析法对滴定反应的要求常用的滴定方式标准溶液的配制及标定滴定分析的误差要求一、滴定分析名词术语1、滴定分析法： 将一种已知准确浓

12、度的试剂溶液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴加的试剂与待测物质按照化学计量关系定量反应完全为止，然后根据试液的浓度和体积，通过定量关系计算待测物质含量的方法。二、滴定分析方法 滴定分析法的特点：（1）用于常量组分的测定 （测定成分含量在1%以上的物质）（2）仪器简单、操作简便（3）快速准确（4）应用广泛三、滴定分析法对滴定反应的要求及常用的滴定方式1、滴定分析法对滴定反应的要求反应必须定量完成，反应定量完成的程度要达到99.9%以上；反应必须迅速完成，对于速度较慢的反应能够采取加热、使用催化剂等措施提高反应速度；必须有适宜的指示剂或其它可靠的方法确定终点。2、滴定方法直接滴定法返滴定法置换滴定

13、法间接滴定法四、标准溶液的配制和标定1、标准溶液的配制组成恒定稳定性高2、标准溶液浓度的标定用基准物质标定 称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液滴定，然后根据待标定的溶液所消耗的体积和基准物质的质量即可求出该溶液准确浓度。与标准溶液进行比较 准确吸取一定量的待标定溶液，用一种标准溶液滴定，或者反过来，准确吸取一定量的标准溶液，用待标定溶液滴定。根据滴定终点时两种溶液消耗的体积及标准溶液的浓度，就可以计算出待标定溶液的准确浓度。注：该方法如果标准溶液不准确会直接影响到待标定溶液浓度的准确性。3、滴定分析法的简单计算 在滴定分析中要涉及到一系列的计算问题，如标准溶液的配制和浓度的标定、标准溶

14、液和被测物质间的计算关系以及测定结果的计算等。滴定分析计算根据对于任一滴定反应： tT + aA P (滴定剂)（被滴定物质） （生成物） 当滴定达到化学计量点时，t mol T恰好与a mol A 完全作用，也就是说，对于一个定量进行的化学反应，化学方程式中物质的化学计量系数比就是反应中各物质相互作用的物质的量之比，即： nT : nA = t : a nA = nTa /t 设体积为VA的被滴定物质的溶液其浓度为CA，在化学计量点时用去浓度为CT的滴定剂标准溶液体积为VT，由： nT= CT VT, nA = CA VA CT VT a /t = CA VA 如果已知CT ， VT ，VA，则可求出CA ： CA = nA / VA=( a /t )( CT VT/VA) 若还知道被滴定物质A的摩尔质量MA，则可进一步求出A的质量： mA= nA MA= CT VT MA a /t 例题： 标准溶液浓度的标定 称取邻苯二甲酸氢钾（ KHC8H4O4简写为KHP）基准物质0.5125g，标定NaOH溶液时，用去此溶液25.00mL,求NaOH溶液浓度。解：已知m(KHP)=0.5125g，V=25.00mL，M(KHP)=204.22g/mol。 设NaOH溶液的浓度为C(NaOH),反应式如下： KHC8H4O4 + NaOH = KNaC8