第6章 定量分析概论 1. 了解定量分析法基本步骤; 2. 了解误差产生的原因及减免方法; 3.掌握误差、偏差的概念及精确度、精密度的表示方法; 4. 了解提高分析结果精确度的方法即可移值的取舍; 5. 掌握基准物质概念,标准溶液的配置方法及滴定分析法的计算。
6.1 分析化学的任务与内容 一、分析化学的任务 什么是分析化学 研究 测定 组成(成分、 含量、结构等) 定性分析 测定成分 6.1 分析化学的任务与内容 一、分析化学的任务 什么是分析化学 研究 测定 组成(成分、 含量、结构等) 定性分析 测定成分 定量分析 测定含量
二、定量分析方法的分类 重量分析法 滴定分析法(容量滴定法 ) : 酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定 化学分析法 仪器分析法 — 光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、放射分析等。 由取样量可分为 —常量分析、半微量分析、 微量分析、 超微量分析。
化学分析法:根据物质的化学反应(定量进行) 为基础的一种分析方 法。 特点:适用于常量分析、准确、仪器简单。 仪器分析法:根据被测物的物理性质或化学性质及其组成和浓度之间的关系,利用特殊仪器进行分析的方法。 特点:灵敏、快速、准确度较差、适用半微量、微量、痕量分析。 返回本章目录
6.2 定量分析的误差与数据 一、误差的来源与减免 (一)系统误差(固定误差) 1.特点 (1)由分析过程中某些经常发生的原因造成。 6.2 定量分析的误差与数据 一、误差的来源与减免 (一)系统误差(固定误差) 1.特点 (1)由分析过程中某些经常发生的原因造成。 (2)对分析结果的影响较固定,在同一条件下会重复出现。 (3)误差的大小可以估计,可设法减小、校正。
2.来源: (1) 方法误差; (2)试剂误差; (3)仪器误差; (4)操作误差。 3.减免方法: 对照试验、空白试验、校准 仪器、操作培训。
(二)偶然误差(随机误差) 1.特点:偶然因素引起,不可估计; 2.减免方法:可采用多次平行测定取 算术平均值的方法减免。
绝对误差 (E) = 测定值(x)- 真实值(T) 误差 二、误差的表示方法与分析结果的准确程度 准确度— 用误差表示 精密度— 用偏差表示 分析结果准确程度的表示 (一)准确度与误差 绝对误差 (E) = 测定值(x)- 真实值(T) 误差
(二)精密度与偏差 绝对偏差 (d) = 测定值(x)- 平均值 偏差
例1: 求下列一组数据的相对平均偏差 12.34 12.36 12.32 12.33 12.36
(三) 准确度与精密度的关系 1 2 3 4 精密度是保证准确度的先决条件,精密度差,准确度 (三) 准确度与精密度的关系 1 2 3 4 真值 均值 均值 均值 均值 精密度是保证准确度的先决条件,精密度差,准确度 不高。但精密度高时,准确度不一定高;准确度高时, 精密度一定高。
(四)分析过程对相对误差的要求 1.选择合适的分析方法; 2.减小相对误差 (1)称取样品质量的要求; (2)消耗溶液体积的要求。 3.增加平行测定次数,减小随机误差; 4.检验和消除系统误差。
(1)对照实验:以标准试样代替被测试样进行分析。 可以判断分析方法是否存在误差。 (2)空白实验:不加待测试样进行分析。可以判断 试剂、蒸馏水、器皿是否存在杂质。 (3)校准仪器; (4)校正方法;
分析天平每次称量误差为±0. 0001克。一份样品需称量两次,最大绝对误差为±0. 0002克,若要求相对误差<0 分析天平每次称量误差为±0.0001克。一份样品需称量两次,最大绝对误差为±0.0002克,若要求相对误差<0.1%。计算试样的最小质量。
滴定管每次读数误差为±0. 01mL。一次滴定中,需读数两次,最大绝对误差为±0. 02mL,若要求相对误差<0
6.3 分析结果的数据处理 一、有效数字 概念: 组成: ---实际能测到的分析数据 ---所有确定的数字再加一位可疑的数字 m ◆分析天平 (称至0.1mg):12.8218 g (6) , 0.2338 g (4) , ◇千分之一天平 (称至0.001 g): 0.234 g (3) ◇1%天平 (称至0.01 g): 4.03 g (3), 0.23 g (2) ◇台秤 (称至0.1 g): 4.0 g (2), 0.2 g (1) V ★滴定管 (量至0.01 mL): 26.32 mL (4), 3.97 mL (3) ★容量瓶: 100.0 mL (4), 250.0 mL (4) ★移液管: 25.00 mL (4); ☆ 量筒 (量至1 mL或0.1 mL): 25 mL (2), 4.0 mL (2)
出现在第一位有效数字之前,不算有效数字 0.02000 L (4位) , 0.0280 g (3位) 零的有效数字计算 出现在第一位有效数字之前,不算有效数字 0.02000 L (4位) , 0.0280 g (3位) 出现在两个非零数字之间或所有非零数字之后,记入有效数字 10.0400 (6位) 记录数据的时候不能将尾数的“0” 任意增减 0.10 mL 0.1 mL 改变单位,有效数字不变 0.02000 L 20.00 mL 科学记数法表示有效数字 数字后的0含义不清楚时, 最好用指数形式表示 : 1000 ( 1.0×103 ,1.00×103 ,1.000 ×103 )
例: pH, pM, lgKӨ ---有效数字的位数取决于小数部分(尾数)数字的位数,整数部分只代表该数的方次 例:pH = 11.02, 两位有效数字,则 [H+] = 9.5×10-12 有效数字修约规则: ---四舍五入五留双 要修约为四位有效数字时: 尾数 ≤ 4时舍, 0.52664 ------- 0.5266 尾数 ≥ 6时入, 0.36266 ------- 0.3627 尾数 = 5时, 若后面数为0, 舍5成双: 10.2350----10.24, 250.650----250.6 若5后面还有不是0的任何数皆入: 18.0850001----18.09 例:
例: 注意: 6.5 2.5 有效数字计算规则: 加减法: 只能对数字进行一次性修约 例: 6.549, 2.451 一次修约至两位有效数字 例: 6.549, 2.451 一次修约至两位有效数字 6.5 2.5 有效数字计算规则: ---先修约,后计算 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:
例: 乘除法: 注意: 以有效数字位数最少的数为准 (即以相对误差最大的数为准) ① 分数与倍数 2,5/2看成无限多位有效数字,最后结果以实验结果数据为准 ② 误差只需保留1-2位 ③ 计算过程中可暂时多保留一位,留到下一步计算用
6.3 滴定分析概述 一、基本概念 2.标准溶液(滴定剂) 3.滴定 4.化学计量点:所加标准溶液与被测物质按化学式完全反应。 6.3 滴定分析概述 一、基本概念 1.滴定分析法:将一种已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液),通过滴定管滴加到被测物质的溶液中至二者发生等量反应,从而计算被测物质含量的方法。 2.标准溶液(滴定剂) 3.滴定 4.化学计量点:所加标准溶液与被测物质按化学式完全反应。 5.滴定终点(终点):指示剂颜色发生变化。
6、终点误差:化学计量点和滴定终点不符合所造成的误差。 减小终点误差的方法 (1)选择正确的指示剂; (2)半滴加入; (3)控制指示剂用量。
二、滴定分析的方法分类 三、滴定分析方法对化学反应的要求 酸碱滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法 配位滴定法 1.反应必须定量完成; 酸碱滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法 配位滴定法 三、滴定分析方法对化学反应的要求 1.反应必须定量完成; 2.反应必须迅速完成; 3.有比较简便、可靠的确定终点的方 法。
四、滴定分析方式 1.直接滴定法 2.返滴定法 3.置换滴定法 4.间接滴定法
五、标准溶液的配制 · 直接配制法 基准物质 非基准物 · 间接配制法 物质的量浓度 ·标准溶液的浓度表示法 滴定度
基准物质 能够用来直接配制标准溶液的纯物质。 基准物质的条件 (1)稳定性高; (2)纯度高(99﹒9%); (3)组成恒定; (4)具有较大的摩尔质量。
直接配制法 计算(溶质) 称量(分析天平) 溶解(烧杯) 定容(容量瓶) 计算(浓度)
间接配制法(标定法) 配制近似浓度的标准溶液 由基准物质标定标准溶液 计算标准溶液的浓度 配制
6.4 滴定分析计算 依据— 等物质的量规则 aA + bB = P (滴定剂) (被测物) ( 生成物) naA = nbB 6.4 滴定分析计算 依据— 等物质的量规则 aA + bB = P (滴定剂) (被测物) ( 生成物) naA = nbB 被测物为溶液: caA VA = cbB VB 被测物为固体: naA = nbB naA= caAVaA mB=caA·VaA·MbB
应用 1.称取纯草酸(H2C2O4·2H2O)0.1564g溶解后,用NaOH溶液滴定,用去NaOH溶液20.21mL,求c(NaOH)为多少? 2.不纯的碳酸钾试样0.5000g完全中和时消耗0.1064mol·L-1 HCl 27. 31mL,计算试样中K2CO3的质量分数。
本章小节 1.基本概念 系统误差、偶然误差、精密度、准确度、 滴定分析法、标准溶液(滴定剂)、滴定、化学计量点、滴定终点( 终点)、终点误差、基准物质。 2.计算 应用等物质的量规则进行简单的计算。