分析化学概论07.ppt

1、教学要求：,分析化学的任务和方法；定量分析的一般程序；定量分析的误差(表示方法、误差的来源和减免方法)；有效数字及运算规则；滴定分析的基本概念和方法；滴定分析对化学反应的要求与方式；标准溶液与基准试剂；滴定分析的有关计算。,第六章 分析化学概论,第三章 定量分析基础,31 分析化学的任务、方法及发展趋势,一、分析化学的任务与方法,分析化学是研究物质的化学组成、结构和测定方法及有关理论的科学。,分析化学的主要任务是： （1）鉴定物质的化学组成（包括元素、离子、基团、化合物等）；,（2）推测物质的化学结构； （3）测定物质中有关组分的含量等。例如，对于土壤成分、性质的测定，农药在农作物中残留量的测

2、定，植物伤流液各组分的分析等都离不开分析化学。,分析化学的分析方法：,(1)依据分析的目的、任务可分为定性分析、定量分析、结构分析。 依据分析时所需试样的量可分为： 常量分析(试样质量100mg，体积10mL) 半微量分析(试样质量10-100mg，体积1-10mL) 微量分析(试样质量0.1-10mg，体积0.01-1mL),依据所测组分在试样中的相对含量的多少分为: 常量分析、半微量分析、微量分析。 根据分析原理或物质性质的不同分为 ：化学分析法、仪器分析法。,1.化学分析法,化学分析法是以物质的化学性质和化学反应为依据进行物质分析的方法，包括 ：,定性分析：根据发生化学反应的现象来判断某

3、种组分是否存在；,定量分析：根据待测组分和所加的化学试剂能发生反应，从而达到测定该组分含量的目的。,其中定量分析又分为：,重量分析法：根据反应产物的重量来确定待测组分的含量。,滴定分析法：根据所消耗滴定剂的浓度和体积来求算测组分的含量。,化学分析法多用于常量分析，也可进行半微量和微量分析，分析结果准确度较高。该法操作简便，设备简单，价格便宜，在科研和生产中应用相当广泛。不足：较费时，待测成分含量低时，误差较大。,2.仪器分析法,利用待测物质的物理性质或化学性质并借助于特定仪器来确定待测物质的组成、结构及其含量的分析方法。主要包括：,光学分析法：利用物质的光学性质进行测定。 电化学分析法：利用待

4、测物质电化学性质进行分析测定，如电位分析、电解分析等。,色谱分析法：以物质的吸附、分配、交换性能为基础的仪器分析法，如气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法、凝胶色谱法等。,仪器分析法的优点：操作简便、快速、灵敏度准确度高，更适于微量、超微量（试样质量0.1mg，体积0.01mL）及生产过程中的控制分析等。,不足：通常仪器分析的设备较复杂，价格昂贵，且有些仪器对环境条件要求较苛刻。如恒温、恒湿、防震等。,32 定量分析的一般程序,定量分析的一般程序大致可分为：试样的采集、制备、预处理、测定和分析结果的计算等步骤。,一、试样的采集,一般都要遵循如下规则：首先根据样品的性质和测定要求确定取样量；其次，

5、试样的组成与整体物质的组成须一致确保试样的代表性；最后，对所采集的试样必须妥善保存，避免因吸湿、光照、风化或与空气接触而发生变化，以及有容器壁的侵蚀导致污染等。,注意：采集试样应具代表性，采样量合理，对试样妥善保存。,1.液体试样采集（均匀）不同深度、不同流量处采集样品，混合均匀。,3.固体试样采集（均匀性差）从不同区域、不同部位多点采样。,一、试样的采集,2.气体试样采集（易变）短时间内多点采样，采样后立即分析。,二、试样的制备,（1）破碎和过筛,（2）混匀和缩分,常用的缩分法是“四分法” 。,1.准确度及误差,测定结果与真实值之间的差值称为误差。而准确度表示测定结果与真实值之间的接近程度。

6、 误差越小，准确度越高。准确度的高低用误差（E）表示。误差的大小又可用绝对误差（Ea) 和相对误差（Er）来表示。,33 定量分析的误差,一、误差的表示方法,绝对误差（Ea）也简称误差，以测定值x与真实值T之差表示。 Ea=x-T,相对误差（Er）是绝对误差在真实值中所占的比例，通常用百分率表示。,例 61 用分析天平称得A、B两物质的质量分别为1.7765g、0.1776g ；两物质的真实值分别为：1.7766g、0.1777g。,相对误差为:,绝对误差为Ea(A)= 1.7765 1.7766 = 0.0001Ra(B)= 0.1776 0.1777 = 0.0001,2.精密度与偏差,

7、偏差 可分为绝对偏差、相对偏差、平均偏差 、相对平均偏差。,绝对偏差： 是个别测定值与算术平均值之差，也叫偏差。 即,（i=1,2,3.n）,相对偏差： 指绝对偏差在平均值中所占的比例，常用百分率表示。即,平均偏差： 为各次偏差绝对值的平均值，即,相对平均偏差： 是平均偏差在平均值中所占的比例，常用百分率表示。, 标准偏差S： 当测定次数趋于无限大时，总体标准偏差 可表示为,=, 对有限测定次数（n20)时的标准偏差用s表示：,S=, 相对标准偏差Sr：, 相差,相差 =,相对相差 =,（4）极差：,例6-2 测定某亚铁盐中铁的质量分数（%）分别为38.04,38.02,37.86,38.18

8、,37.93。计算平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差和极差。,解：,3准确度与精确度的关系,精密度是保证准确度的先决条件，精密度差说明测定结果的重现性差，所得结果不可靠；但是精密度高的不一定准确度也高。,二、误差的来源及减免方法,误差按其来源和性质可分为两类：系统误差和随机误差。,系统误差,系统误差产生的主要原因有：,（1）方法误差（对照实验 ）,（2）仪器和试剂误差（仪器校正、空白实验 ）,（3） 操作误差,随机误差,（增加平行测定次数）, 34 有限数据的统计处理,一、有效数字及运算规则 1.有效数字 有效数字是指在分析测定中实际能测量到的有实际意义的数字，它不但反映测

9、量的“量”的多少，而且反映测量的准确程度。,遵循“四舍六入五成双”的原则，即当尾数4时舍去；尾数6时进入；尾数=5时则依据保留下来的尾数是奇数、偶数而定： 若5 的前一位为奇数就将5进位，使其成双； 若5 的前一位为偶数，则保留此偶数不进位。,2.有效数字的运算规则,若5后有数就进位。,当几个数据相加减时，以参加运算的各数字中小数点后位数最少的（即绝对误差最大的）那个数字为依据，且先修约化整再计算。,例6-3 2.386 + 5.2 + 4.56 = ？,解： 2.386 + 5.2 + 4.56 = 2.4 + 5.2 + 4.6 = 12.2,当几个数据相乘除时，以各数中有效数字位数最少(

10、即相对误差最大的)数字为依据，先修约再计算。,例 6 - 4,解：,有效数字的运算规则，不论是加减还是乘除运算，都应遵循一个共同的原则：计算结果的精密度由测量精密度最差的那个原始数据决定。另外，表示准确度和精密度时，有效数字取12位，如求, S , S r , E r 等。,35 滴 定 分 析,一、滴定分析基本概念与方法,标准溶液： 待滴定液： 滴定： 化学计量点（理论终点）：,滴定终点：,终点误差：,滴定分析方法：,（1）酸碱滴定法 （2）氧化还原滴定法 （3）配位滴定法 （4）沉淀滴定法,根据滴定剂与待滴定液的化学反应类型分为,二、滴定分析对化学反应的要求与滴定方式,1.滴定分析法对化学

11、反应的要求（无副反应、快且完全、确定终点）,2.滴定分析的方式,（1）直接滴定（满足要求）（2）返滴定（速率慢、没有合适指示剂、待测物质是固体） （3）间接滴定法（不与滴定剂发生反应、有副反应、反应不按反应式进行）,三、标准溶液与基准物,1.基准物 （直接配制标准溶液、稳定性高、纯度高、组成与化学式相符、有确定的计量关系、摩尔质量大）,2. 标准溶液的配制方法（直接法和间接法）,3.标准溶液浓度的表示方法,（1）物质的量浓度与基本单元,基本单元的确定：酸碱反应:按一个质子的特定组合确定基本单元。氧化还原反应:按一个电子的特定组合确定基本单元。,（2）滴定度: 滴定度是指1mL标准溶液（滴定剂）A相当于待滴定物质B的质量，用“TB/A”表示，“A”为标准溶液化学式，“B”为待测物化学式，单位为gmL-1或mgmL-1。,根据“等物质的量规则” 根据“物质的量比规则” 滴定度与物质的量浓度的换算,四、滴定分析的计算,由本例可知，对于任一滴定反应： aA+bB = dD+eE，滴定剂A的物质的量浓度c(A)与滴