化学分析法概述市公开课获奖课件

1、第4章 化学分析法概述 Chemical Analysis Summarization第1页第1页4-1 化学分析法概述化学分析法意义以物质化学反应为基础分析办法，主要用于常量组分测定，是分析化学基础化学分析法分类滴定分析法（容量分析法，5-8）重量分析法（第9章）第2页第2页4-2 滴定分析法概述（1）滴定分析法定义将原则溶液（已知准确浓度溶液）逐滴加入到含被测物质溶液中中，当两者正好完全反应时，停止滴定，即可依据相关数据及反应计量关系计算出被测组分浓度或含量。化学计量点（sp）Stoichiometric point滴定终点（ep）End point终点误差（Et）End point er

2、ror滴定管滴定剂（Titrant）（原则溶液或待标定溶液）被滴定溶液（Titrant）（试样或基准物溶液）HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3第3页第3页4-2 滴定分析法概述（2）滴定分析必须具备条件反应必须按一定反应式进行（计算基础）反应必须定量进行，通常要求完毕度99.9%以上（以平衡常数k表示，与终点误差相关，以后讨论）速率快（加热或催化剂）（较短时间内完毕）有适当办法拟定终点（批示剂或简朴仪器）仅发生待测物质与原则物质反应（调整pH、掩蔽、分离来实现）符合上述条件则可采用直接滴定方式进行测定第4页第4页4-2 滴定分析法概述（3）滴定分析法分类（1）按反应原理酸

3、碱滴定法（中和法）配位滴定法（络合滴定法）氧化还原滴定法沉淀滴定法（容量沉淀法）水溶液中四大平衡第5页第5页4-2 滴定分析法概述（4）滴定分析法分类（2）按终点拟定方式批示剂法仪器法电位滴定法安培滴定法电导滴定法光度滴定法比批示剂准确性更高；对于一些反应完毕度不高，低浓度，浑浊试样测定亦可进行；易于自动化第6页第6页4-2 滴定分析法概述（5）滴定分析法分类（3）按滴定方式直接滴定返滴定置换滴定间接滴定第7页第7页返滴定适合用于反应速率较慢或无适当批示剂滴定反应。详细办法：加入过量且定量原则溶液使反应完毕，然后用另一个原则溶液滴定未反应量。配位滴定法测Al：酸碱滴定法测定CaCO3（无其它与

4、酸反应成份）Ag+滴定酸性介质中Cl-Al + Y（过量）AlY+ Y（剩余）CaCO3（固体） +2HCl（过量）CaCl2+CO2+H2O+ HCl（剩余）Cl- + Ag+（过量） AgCl + Ag+（剩余）第8页第8页置换滴定适于无定量反应关系或完毕度低滴定反应详细办法：加入过量反应溶液将待测物质定量转化为能够直接滴定形式。Na2S2O3标定（氧化还原中惯用原则溶液）配位滴定法测定Ag第9页第9页间接滴定通过适当路径将不能直接与滴定剂反应待测物质定量转化为可被滴定物质高锰酸钾法测定钙酸碱滴定法测定N元素含量第10页第10页4-3 原则物质与原则溶液（1）原则物质（Reference

5、Material）定义：已拟定其一个或几种特性，用于校准测量器具、评价测量办法或拟定物质材料特性量值物质特性：材质均匀、定值准确可靠、性能稳定、有原则物质证书用途：工业生产质量检查和工艺流程控制、商业贸易中仲裁依据、临床检查和药物鉴定原则科学研究数据准确、可靠确保。原则物质手册，韩永志，中国计量出版社，1998第11页第11页4-3 原则物质与原则溶液（2）基准物质（Primary Standard）定义：滴定分析中用以直接配制原则溶液或标定溶液浓度物质。特性：试剂构成与化学式完全相符；试剂纯度足够高（质量分数应99.9%）；性质稳定且不易吸取空气中水分；最好含有较大分子量，有助于减小称量误差

6、（见例题）基准物质使用前应按要求烘干后保留在干燥器中第12页第12页惯用工作基准试剂国家原则编号名称主要用途使用前干燥办法GB1253-89氯化钠标定AgNO3溶液500-600C至恒重GB1254-90草酸钠标定KMnO4溶液1052C至恒重GB1255-90无水碳酸钠标定HCl、H2SO4溶液270-300C至恒重GB1256-90三氧化二砷标定I2溶液H2SO4干燥器中至恒重GB1257-89邻苯二甲酸氢钾标定NaOH、HClO4溶液105-110C至恒重GB1258-90碘酸钾标定Na2S2O3溶液1802C至恒重GB1259-89重铬酸钾标定Na2S2O3、FeSO4溶液1202C至

7、恒重GB1260-90氧化锌标定EDTA溶液8002C至恒重GB12593-90乙二胺四乙酸二钠标定各种金属离子溶液硝酸镁饱和溶液恒湿器放置7天GB12594-90溴酸钾标定NaS2O3溶液1802C至恒重GB12595-90硝酸银标定氯化物及硫氰酸盐溶液H2SO4干燥器中至恒重GB12596-90碳酸钙标定EDTA溶液1102C至恒重部分纯金属亦可作为基准物质第13页第13页试验室惯用试剂级别123生化试剂中文名优级纯分析纯化学纯英文缩写GRARCPBR标签颜色对试验结果准确度要求不是很高时，可用优级纯或分析纯试剂代替同种基准试剂。分析化学试验中所用其它试剂级别应为分析纯或以上。常量分析（分

8、析纯）；仪器分析（视情况而定）。第14页第14页4-3 原则物质与原则溶液（3）原则溶液：已知其主体成份或其它特性溶液原则滴定溶液：直接法配制：用基准物质直接配制标定法配制：以分析纯物质粗配后用基准物质或原则溶液标定仪器分析用原则溶液（微量组分测定用）pH测量用原则溶液（原则缓冲溶液）含有准确浓度，用于测定试样中主体或常量成份第15页第15页例1：欲配制0.0 molL-1 K2Cr2O7原则溶液250.0 mL，应称取K2Cr2O7多少克?解：有K2C2O7基准物质，因此采用直接配制法实际所配溶液浓度在0.02 molL-1 附近即可满足要求，因此只需准确称量1.47 g（10%）K2Cr2

9、O7基准物质定容于250 mL容量瓶中，再计算其准确浓度即可。第16页第16页例2：已知浓H2SO4相对密度为1.84 gmL-1，含H2SO4约为96%，欲配制1 L 0.20 molL-1 H2SO4溶液，应取浓H2SO4 多少毫升?解：没有H2SO4基准物质，只能采用标定法配制由于是粗配，有效数字保留2-3位即可其准确浓度需用基准物质或原则溶液进行标定第17页第17页4-3 原则物质与原则溶液（4）原则溶液浓度表示办法物质量浓度（摩尔浓度）滴定度：每mL滴定剂相称于待测物克数单位：molL-1A：被测组分，B：原则物质；单位：gmL-11 mLKMnO4溶液能把0.005682 g Fe

10、2+氧化成Fe3+第18页第18页滴定度T应用例：铁矿中铁含量测定（KMnO4法）大批量样品测定第19页第19页滴定度T与摩尔浓度c换算aA （待测物）+ bB（原则物） = cC + dD第20页第20页例3：已知 ，求cNaOH解：例4：已知 ，求解：第21页第21页4-4 滴定分析中体积测量（1）移液管吸量管酸式滴定管通用滴定管容量瓶量筒烧杯锥形瓶第22页第22页4-4 滴定分析中体积测量（2）惯用容量分析仪器容量瓶（量入式）烧杯（量入式）移液管（量出式）量筒（量出式）滴定管（量出式）校正办法绝对校正：天平相对校正：移液管与容量瓶分析化学试验（第二版），化学工业出版社，19-25页第23

11、页第23页问题讨论如何准确量取25.00 mL溶液？是否能够用别人滴定管（已校准）放溶液到自己滴定管中，以求校正自己滴定管？移液管尖处液体是否能够吹出？滴定管、移液管、容量瓶、锥形瓶中哪些需用待装入溶液润洗？若滴定速度过快，可否在至滴定终点时马上读数？第24页第24页4-5 滴定分析中计算（1）物质量 nmol；mmol摩尔质量 Mgmol-1物质量浓度 cmolL-1质量 mg；mg体积 VL；mL质量分数 w%；mgg-1质量浓度 gmL-1；mgmL-1分析化学中惯用量和单位第25页第25页4-5 滴定分析中计算（2）计算办法换算因数法：依据反应方程式中系数得出反应物之间物质量关系等物质

12、量规则酸碱滴定：质子守恒（得失质子数目相同）氧化还原滴定：电子守恒（得失电子数目相同）配位滴定和沉淀滴定中计量关系通常为1:1（比较简朴）第26页第26页4-5 滴定分析中计算（3）计算类型基准物质或试样称量范围计算原则溶液配制及标定计算分析结果计算规范格式解；反应式及计量关系；公式；代入数据（注意有效数字）；结果（注意有效数字）也许情况下一步完毕，以减少修约次数第27页第27页例5：欲标定0.1 molL-1NaOH溶液，试计算分别以（1）KHC8H4O4和（2）H2C2O42H2O为基准物时称量质量 。解：（1）（2）求称量范围时以消耗待标定溶液2030 mL计算第28页第28页例6：计算

13、例5中以（1）KHC8H4O4和（2）H2C2O42H2O为基准物时称量误差 。解：（1）以KHC8H4O4为基准物满足常量分析中对称量误差要求（0.1%），可直接称取，该称量方式称为“称小样”。（2）以H2C2O42H2O为基准物不满足常量分析中对称量误差要求（0.1%），通常可称为4或10倍质量，完全溶解后转移至100或250mL容量瓶中定容，然后用25mL移液管移取25.00mL溶液至锥形瓶中进行测定，该称量方式称为“称大样”。若称量误差允许，“称小样”测定结果更为可靠；对于均匀性较差待测试样，“称大样”可消除试样不均匀所引起误差。第29页第29页例7：认为K2Cr2O7基准物质，采用析出I2办法标定0.020 molL-1 Na2S2O3溶液浓度，需称多少克K2Cr2O7？应如何做才干使称量误差小于0.1%？解：第30页第30页例8：称取铁矿试样0.3143 g，溶于酸并将Fe3+还原成Fe2+。用0.0 molL-1 K2Cr2O7溶液标定，消耗K2Cr2O7溶液21.30 mL。计算试样中Fe2O3质量分数。解：第31页第31页例9：检查某病人血液中含钙量，取2.00 mL 血液，稀释后用(NH4)2C2O4处理，使Ca2+生成CaC2O4沉淀，沉淀过滤后溶