分析化学02-定量分析概述-peng

分析化学02-定量分析概述-peng一、定量分析一般过程试样的分离与富集试样分解分析试样制备原始试样采集分析测定分析结果计算评价与报告1.原始试样的采集（取样）Sampling

从待分析的对象（objectorbulkmatter)中取出用于分析用的少量物质。

资源取样原料取样成品取样物证取样等等各种取样标准方法样品的来源注意：代表性气体、固体、液体光敏性、热敏性、挥发性、化学活性、生物活性……样品的性质

气体试样液体试样控制pH值，加入化学稳定剂，冷冻或冷藏，避光，密封。用泵压入取样容器；用吸收液、吸附剂、过滤器装置吸收，再加热脱附或溶解洗脱。取样容器：塑料或玻璃瓶，取样管；适当保存：5生物试样（实时性、部位典型性）固体（不均匀）试样：不同区域、不同部位、不同颗粒大小多点采集。

植物试样：清洁水洗净，滤纸吸干，或干燥通风处晾干。干样：风干或烘干，粉粹，过筛。动物试样：根据分析要求适当处理。

如血液，凝固后离心分离，加抗凝剂，进一步离心分离，得到血清、全血、血浆。6固体采样假设分析结果的误差主要源于采样，则包含物料总体平均值的区间为：

采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、财力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物料组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。7采集试样中该组分平均含量t与采集单元数和置信度有关的统计量各试样单元含量标准偏差整批物料某组分整体平均值N采集单元数8E是分析试样某组分含量

与整批物料中该组分平均含量差准确度要求越高，即E越小，采集单元数越多；物料越不均匀，分散度越大，越大，

要达到同样准确度，n要增加；若置信度要求高，t值变大，n相应增加。取样最小量经验公式

根据样品最大颗粒直径计算取样量的经验公式（切乔特公式）mQ:试样最小质量（kg）；k:缩分常数的经验值（一般取值0.05~1kg.mm-2）；d:试样的最大粒度（mm）mQ≥kd

2固体样品经破碎、过筛、混匀、缩分到所需试样量四分法缩分标准筛的筛号及孔径的大小破碎与过筛重复进行直至全部过筛；筛孔的选择以样品处理的难易程度确定，二次取样的量由筛孔径确定。2.试样的制备（固体试样）目数指物料粒度或粗细度，指在1平方英寸面积内筛网的孔数。目数越大，孔径越小，目数*孔径（微米）=15000

例

一批铁矿样，已知最大粒度为20mm，k=0.2kg/mm2，（1）应最少取样多少？（2）样品经破碎、用6号筛（筛孔直径为3.36mm）过筛，并用四分法缩分后，留样品的最小量为多少？（3）应缩分几次？

解：（1）

mQ≥kd

2=0.220

2=80(kg)（2）mQ≥kd

2=0.23.36

2=2.26(kg)缩分1次剩余试样为80

0.5=40(kg)（3）缩分n次剩余试样为80

0.5n≥2.26，n5.1，n=5，故缩分5次。从分析成本考虑，样品量尽量少，从样品的代表性考虑，不能少于临界值mQ≥kd2123.试样的分解目的：将试样通过适当方法转化成溶液。（1）溶解：

水溶（铵盐，无机硝酸盐，碱金属盐)

酸溶（HCl,H2SO4,HNO3,HF等及混合酸分解活泼金属、金属氧化物、碳酸盐、合金、矿石等）

碱溶（例NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、Ni含量）（2）熔融

酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物矿石）

碱熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质）（3）半熔法（烧结法）

低于熔点温度试样与溶剂反应温度较低，加热时间长，不易损坏坩埚

如Na2CO3-ZnO（3）消化法——测定有机物中的无机元素

湿式消化：HN03-H2SO4干式灰化法：微波辅助硝解

掩蔽

改变干扰物质的反应活性分离氧化还原掩蔽法配合掩蔽沉淀掩蔽酸碱掩蔽沉淀分离萃取分离色谱分离等

富集：enrichment萃取富集吸附富集共沉淀富集4.试样的分离与富集165.测定前的预处理Samplepretreatment目的：使样品的状态和浓度适应所选择的分析技术样品预处理的依据：物质性质（试样状态、被测组分存在形式、含量）干扰情况（是否需要分离等）测定方法（是否需要富集等）样品预处理的原则：防止待测组分的损失避免引入干扰

分析化学17物质物质的性质组分的含量干扰情况分析方法准确度灵敏度选择性适用范围成本时间人力设备消耗品分析方法用户对分析结果的要求和对分析费用的承受度用户6.测定方法选择与测定（determination）

18（1）待测组分的化学表示形式以待测组分实际存在形式的含量表示

以元素或氧化物形式的含量表示以所存在离子形式的含量表示7.分析结果计算及评价（2）待测组分含量的表示方法

固体——质量分数例：

Fe=0.5643或

Fe=56.43%

低含量：

g/g（ppm，mB/ms*106）

,ng/g（ppb，mB/ms*109）

液体物质的量浓度mol/L

质量摩尔浓度

质量分数%（mB/mS)体积分数%（VB/Vs)摩尔分数（nB/nS)

质量浓度

气体——体积百分数或质量浓度单位体积试液中所含待测组分的质量单位质量溶剂中所含待测组分的物质的量mg/L,ng/L,g/L等（nB/m溶剂）mol/kg1.摩尔与物质的量ni补充摩尔及其在化学中应用【问】1mol氢含多少个氢原子？物质的量表示指定微观基本单元数量的物理量，单位：mol强调：

使用物质的量时，必须明确指出其基本单元（以化学式为宜）。基本单元可以是任何自然存在的个体微粒（分子、离子、电子等）。也可以是将这些自然存在的物质粒子进行任意的组合或分割得到的人为个体或单元如（1/2H2）。它们实际并不存在，但都与实际存在的相应粒子有关，当这些基本单元的物质的量确定后，又都表示出对应的实际存在的物质的粒子数。

一定量的物质A：2.摩尔质量Mi

1mol物质相当于12C原子的质量，单位：Kg.mol-1，习惯:g.mol-1某物质摩尔质量在数值上等于该物质的原子量或分子量，单位g.mol-1摩尔质量也必须指明基本单元，M（aA）=aM(A)

【问】100molH2O的质量，分别以m（H2O），m（2H2O），m（½H2O）表示

某一定物质的质量，不管以何种基本单元表示，数值相同。在式中，m以m(某物质)表示，常以化学式表示，表示是物质种类，以区别于其他物质。

式中，n、M的基本单元必须一致

3.物质的量浓度Ci即混合物（主要指溶液）中某物质i的物质的量除以混合物的体积V，ci或[i]表示，单位：mol.m-3，习惯:mol.L-1

物质的量浓度也必须指明基本单元，且式中c、n基本单元必须一致同一溶液：

例1浓磷酸密度ρ=1.75g.cm-3，含H3pO485%，求

=30mol.L-130分析化学根据测量原理分类化学分析

Chemicalanalysis仪器分析Instrumentalanalysis二、滴定分析概述滴定分析（容量分析）重量分析将一种已知其准确浓度的溶液通过滴定管滴加到待测溶液中，或将被测物质的溶液滴加到标准溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系完全反应为止，然后根据所用标准溶液的的浓度和体积，计算被测物质的含量。这种方法叫滴定分析法。1.滴定分析法与滴定已知其准确浓度的试剂溶液叫标准溶液，也叫滴定剂。把滴定剂从滴定管滴加到被测物质溶液中的过程叫滴定。2.化学计量点（计量点）、滴定终点、终点误差化学计量点（计量点，等量点，sp）stoichoimetricpoint

滴定过程中，所加标准溶液与被测物质按化学计量关系完全反应时的那一点。滴定终点（ep）endpoint

一般根据指示剂颜色变化来确定计量点，滴定中指示剂改变颜色而停止滴定的那一点。终点误差

滴定终点和计量点不一定恰好吻合造成的分析误差一般计算时，忽略终点误差，把终点当计量点处理。

3.基准物质与标准溶液（1）基准物质：能用来直接配制或标定标准溶液的物质。

基准物质必须具备条件：组成与化学式相符，纯度高，99.9%以上稳定性好参与滴定反应时，按反应式定量进行，无副反应最好有较大摩尔质量，以减少称量误差。（2）标准溶液的配制直接法：直接由基准物质配制

标定法：不符合基准物条件的试剂（3）标准溶液浓度的表示方法物质的量浓度滴定度：每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（g，mg），表示为T被测物质/滴定剂TH2O2/KMnO4=0.2104g.mL-1等物质的量原则化学计量点（等量点，终点表示）时，所消耗的反应物（标准溶液）与被测物质的物质的量相等的原则。tT+aA=pP

化学计量点时，n（tT）=n（aA）例1用纯As2O3标定KMnO4溶液浓度，若As2O30.2112g在酸性条件下恰好与36.42mLKMnO4反应，求该KMnO4溶液的浓度。5.滴定分析对化学反应的要求

反应必须具有确定的化学计量关系即按一定的化学反应式进行；反应必须定量完成，反应量99.9%以上；

反应具有较快的化学反应速度；有适当方法确定滴定终点；有较好选择性，共存物不干扰测定，或有合适的消除干扰的方法。406.滴定分析法分类（1）按反应类型分酸碱滴定法配位滴定法氧化还原滴定法

沉淀滴定法41（2）根据滴定方式分直接滴定法

返滴定法（剩余滴定法，回滴）

置换滴定法间接滴定法例2分析不纯CaCO3，称取试样0.3000g，加入浓度0.2500mol.L-1的HCl标准溶液25.00mL，煮沸除去CO2，用0.2012mol.L-1的NaOH标液返滴剩余酸，消耗5.84mL，计算试样中CaCO3含量。例3P1914题0.200g某含锰试样中锰含量的分析过程如下：加入50.0mL0.100mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液还原MnO2到Mn2+，完全反应后，过量的Fe2+在酸性溶液中被0.0200mol·L-1KMnO4标准溶液滴定，需KMnO4溶液15.0mL。以Mn3O4（M=228.8g·mol-1）的形式计算该试样中锰的含量。反应为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++M