作者:2016级会计学 何家琦
作者简介:2016-2017学年以海洋科学类专业第三转入工商管理大类,专业积点第一
本章学习要求:
1) 了解分析化学的目的、任务、作用,分析方法的分类,掌握定量分析的一般程序
2) 掌握误差的分类、来源、减免方法,准确度、精密度的概念及其表示方法,了解提高分析准确度的方法
3) 理解滴定分析中的基本概念,标准溶液、化学计量点、指示剂、滴定终点、滴定误差、滴定方式
4) 了解滴定分析法的分类、掌握滴定分析对滴定反应的要求
5) 掌握标准溶液的配制及标定方法,基准物质
6) 掌握滴定分析计算方法
l 分析方法的分类
1) 根据分析的任务和目的:定性、定量、结构分析
定性分析: qualitative analysis 鉴定组成
定量分析: quantitative analysis 测定含量
结构分析: structural analysis 研究结构
2)根据分析对象分类:无机、有机、生化分析
无机分析:inorganic analysis (元素、离子、化合物等)
有机分析:organic analysis (元素、官能团、结构)
生化分析:biochemical analysis(蛋白质、氨基酸、核酸、糖类等)
3)根据分析方法分类:化学、仪器分析。
Ø 化学分析方法:以化学反应为基础的方法,属常量分析,准确度高(RE<0.1%)
重量分析法—测物质的绝对值
容量分析法—测物质的相对量,以滴定分析法为主要手段
Ø 仪器分析方法:以被测物质的物理及物理化学性质为基础的分析方法多属微量分析,快速灵敏,RE较大,但绝对误差不大。
其他分析法,光学分析法,电化学分析法,色谱分析法
4)根据试样量和被测组分含量分类:常量、半微量、微量、超微量分析。
l 定量分析的一般程序
取样 → 处理 → 消除干扰 → 测定 → 计算


均匀 溶解 掩蔽 常量组分
有代表性 熔融 分离 (化学法)
符合实际 消解 微量组分
妥善保存 灰化 (仪器分析法)
Eg:测定甬江里的水?取样时注意早晚污水含量不一样,取不同水层的水混合均匀。处理时要沉淀和过滤去除泥沙等杂质。
l 定量分析中的误差(系统误差,偶然误差,过失误差)
1) 系统误差:
① 特点:单向性(大小、正负一定 ) 、重现性(重复测定重复出现)、可消除(原因固定);可通过其他方法验证而加以校正。
② 产生原因:
方法误差:由所选择的方法本身(分析系统的化学或物理化学性质)决定的,是无法避免的。
仪器及试剂误差:由仪器性能(仪器准确度不够、器皿间不配套、试剂不纯等)试剂不纯,如试剂或蒸馏水中含有被测物质或干扰物质
个人误差(操作误差):是由于分析人员的主观原因。(如个人对颜色的敏感程度不同,在辨别滴定终点的颜色或偏深或偏浅)
2) 偶然误差:亦称随机误差,由某些随机的偶然因素造成的误差 。
特点:对称性、抵偿性、有限性。不可消除(原因不定)但可减小(多次测量)
3) 过失误差:粗心大意、不遵守操作规程而造成的差错。
4) 系统误差与偶然误差的比较:
| |
系统误差 |
随机误差 |
| 产生原因 |
固定因素,有时不存在 |
不定因素,总是存在 |
| 影响 |
准确度 |
精密度 |
| 消除或减小的方法 |
校正 |
增加测定的次数 |
l 绝对误差和相对误差
1) 绝对误差:简称误差。绝对误差=测定值-真实值
即 E=x - xT
2) 相对误差:相对误差=绝对误差/真实值
RE= x - xT / xT
3) 绝对误差和相对误差均有正负
例:分析天平称量两物体的质量各为1.638 0g和0.163 7g,假定两者的真实质量分别为1.638 1g和0.163 8g,则两者称量的绝对误差和相对误差分别为?
说明:相对误差更能反映测定的准确度。
1)测高含量组分,RE要小;测低含量组分,RE可大
2)仪器分析法——测低含量组分,RE大;化学分析法——测高含量组分,RE小
3) 准确度不是越高越好,在实际应用中要充分考虑技术和经济可行性
l 准确度和精密度
1)
真值(XT):某一物理量本身具有的客观存在的真实数值。(除理论真值、计量学约定真值和相对真值外通常未知)
2) 平均值:n 次测量数据的算术平均值
3) 准确度:在一定测量精度的条件下分析结果与真值的接近程度,常以绝对误差(E)和相对误差(RE)来表示。
4) 精密度:多次重复测定某一量时所得测量值的离散程度,常以偏差和相对偏差来表示
准确度高,精密度高
准确度低,精密度高
准确度低,精密度低
表观准确度高,精密度低,实际上是不准确
5) 准确度表示测量的正确性,由系统误差决定;精密度表示测量的重复性,由偶然误差决定。可靠的分析结果需要准确度和精密度都要好,缺一不可。
l 提高分析结果准确度的方法
1) 消除测定过程中的系统误差
① 对照实验:用标准试样或标准方法来检验所选用的分析方法是否可靠。
② 空白实验:(试剂或蒸馏水和器皿带进杂质所造成的系统误差)不加试样的情况下,按照试样的分析步骤和条件进行测定,求出空白值。
③ 校准仪器:(仪器不准确)
④ 方法校正:选用公认的标准方法与所采用的方法进行比较,找出校正数据。或加样回收,以检验是否存在方法误差。
2) 增加平行测定次数减少偶然误差(一般测3~4次)
3) 减小测量误差:
例:以差减法称量万分之一分析天平一次的称量误差为 0.0001g,两次称量的最大误差为0.0002g,RE% <0.1%,计算最少称样量?
例:滴定管一次的读数误差为0.01mL,两次读数的最大误差为 0.02mL,RE% 0.1%,计算最少移液体积?
1.称取一定量无水碳酸钠溶解后定容于250 mL容量瓶中,量取25 mL用以标定盐酸, 容量瓶和移液管采取的校准方法是: ( B )
A . 容量瓶绝对校准 B. 容量瓶和移液管相对校准
C. 移液管绝对校准 D. 不用校准
2.重量分析中沉淀的溶解损失所属误差是 ( C )
A. 过失误差 B. 操作误差
C. 系统误差 D. 随机误差
3.以HCl标准液滴定碱液中的总碱量时,滴定管内壁挂液珠对结果的影响是 ( B )
A. 偏低 B. 偏高 C. 无影响 D. 无法判断
4. 偶然误差不可避免,减少偶然误差可采用 ( D )
A. 对照试验 B. 空白试验
C. 进行量器的校准 D. 增加平行测定次数
l 滴定分析的分类与滴定方式
1) 滴定反应必须具备的条件:定量,完全,迅速,可靠(按一定的反应式定量进行,没有副反应,完成程度99.9%以上,反应迅速,有可靠的方法确定终点,指示剂)。)
2) 滴定分析法的特点:操作简便、迅速,准确度较高(RE<0.1%),灵敏度较低,适于常量组分分析。
l 标准溶液和基准物质
1) 基准物质:能用于直接配制或标定标准溶液的物质
标准溶液:已知准确浓度的溶液
2) 基准物质需符合的条件:①组成与化学式相同H2C2O4·2H2O②纯度高(>99.9%)③稳定,不吸湿,不氧化,不分解④摩尔质量相对较大Na2B4O7·10H2O
3) 常见基准物质:
酸碱滴定:(标定碱):
(标定酸):
配位滴定:(标定EDTA):
氧化还原滴定:(标定氧化剂):
(标定还原剂):
沉淀滴定:标定AgNO3:
4) 滴定度:指每mL标准溶液A可滴定的或相当于可滴定的被测物质B的质量。 单位g/mL。用“TB /A”表示,A:标准溶液化学式,B:待测物化学式。例行分析或批量分析中常用。
例题:欲配制浓度为0.01666 mol/L的K2Cr2O7溶液250.0mL,需称取基准K2Cr2O7多少克?
: mB = cBVB MB
= 0.01666×0.2500×294.18 = 1.226(g)
例题:在0.1000gPb3O4中加入HCl放出氯气。此氯气与KI溶液反应,析出的I2用0.1000mol×L-1的Na2S2O3滴定,消耗25.00mL。试求出 Pb3O4的质量分数。0.8570
解:有关反应为 Pb3O4 + 8HCl = Cl2 + 3PbCl2 + 4H2O
Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl I2 +2 S2O32- = 2I- + S4O62-
所以:n(Pb3O4)= n(Cl2) = n(I2) = n(S2O32-)/2