分析化学(第五版)课件.ppt

1、分析化学（第五版）上册分析化学（第五版）上册武汉大学武汉大学 主编主编高等教育出版社高等教育出版社本课程学习和考核方法本课程学习和考核方法学习方法：预习、听讲、复习、完学习方法：预习、听讲、复习、完成作业；课堂提问、讨论；答疑。成作业；课堂提问、讨论；答疑。100100分分理论考核理论考核7070分分（期末考试）（期末考试）平时成绩平时成绩20分分（作业）（作业）提问和期中检查提问和期中检查10分分本课程的学时分配本课程的学时分配 第第1章章 分析化学概论分析化学概论（4学时）学时）第第2章章 分析试样的采集与制备分析试样的采集与制备（2学时）学时）第第3章章 分析化学中的误差与数据处理分析化

2、学中的误差与数据处理（5学时）学时）第第4章章 分析化学中的质量保证与质量控制分析化学中的质量保证与质量控制（2学时）学时）第第5章章 酸碱滴定法酸碱滴定法（10学时）学时）第第6章章 络合滴定法络合滴定法（9学时）学时）第第 7 章章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法（7学时）学时）第第8章章 沉淀滴定法和滴定分析小结沉淀滴定法和滴定分析小结（2学时）学时）第第9章章 重量分析法重量分析法（5学时）学时）第第10章章 吸光光度法吸光光度法（5学时）学时）第第11章章 分析化学中常用的分离与富集方法分析化学中常用的分离与富集方法（3学时）学时）第第1章章 概概 论论 1-1分析化学的定义、任务和作

3、用 分析化学(analytical chemistry)是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学（由kaller R,Mermet J M,Otto M,et al 1998由李克安，金钦汉译)又被称为分析科学。概括起来就是研究物质组成的分析方法及其相关理论的科学。具体分析任务是确定物质的化学组成（定性分析），测量各组成的含量（定量分析）以及表征物质的化学结构（结构分析）。分析化学是最早发展起来的化学分支学科，并且在早期化学的发展中一直处于前沿和重要地位，被称为“现代化学之母”，是科学技术的眼睛，是进行科学研究基础。我国化学界前辈徐寿先生(1

4、818-1884)曾对分析化学学科给予很高评价。他说：“考质求数之学，乃格物之大端，而为化学之极致也。现代的分析化学的定义已经涵盖了多种学科,且互相交叉和互相渗透.最享有盛誉的分析化学家贝采利乌斯(Berzelius J J)的名著化学教程（1841年）记载了当时所用的仪器设备和分离测定方法，已初具今日化学分析的端倪。欧洲化学会分析化学部组织14个国家的31位分析化学家编写的国际性教科书，主要由kellner.R、mermet J M、otto M等国际分析化学家合作编写的由李克安，金钦汉翻译的 Analytical chemistry 定义为：Analytical chemistry is

5、a scientific discipline that develops and applies theroies、methods、instruments and strategies to obtain information on the composition and nature of matter in space and time.说明分析化学这门学科既是古老又是年轻的一门学科，它吸收当今其他学科的成果来充实和发展自己，是一门发展较快的学科。分析化学（分析学）是一门自然科学。分析化学（分析学）是一门自然科学。它致力于建立和应用各种方法、仪器和它致力于建立和应用各种方法、仪器和战略

6、以获得有关物质在相对时间或空间战略以获得有关物质在相对时间或空间内的组成和性质信息的科学。内的组成和性质信息的科学。这是一个高度概括的定义。它包括了任这是一个高度概括的定义。它包括了任务、手段、目标和适用面；但不涉及分析化务、手段、目标和适用面；但不涉及分析化学的具体内涵。概括起来：学的具体内涵。概括起来：分析化学是研究分析化学是研究 物质的化学组成的分析方法及其相关理论的物质的化学组成的分析方法及其相关理论的科学科学以前我认为化学的核心是合成以前我认为化学的核心是合成化学，现在看来化学的核心任务化学，现在看来化学的核心任务应该有二个：合成化学与广义的应该有二个：合成化学与广义的分析化学。分析

7、化学。徐光宪徐光宪 院士院士中国科学院院士徐光宪获得中国科学院院士徐光宪获得2008年年度国家最高科学技术奖度国家最高科学技术奖 但是但是,国内也有著名学者看好分析化学国内也有著名学者看好分析化学:举例一举例一“布料怎样？布料怎样？”(是全棉吗？是真丝吗？还是其是全棉吗？是真丝吗？还是其他他)布料布料 感官感官 检验检验棉棉 柔软，吸湿柔软，吸湿 易燃，烧纸味，灰散碎易燃，烧纸味，灰散碎丝丝 柔软，光泽柔软，光泽 卷缩，臭味，灰颗粒卷缩，臭味，灰颗粒合成纤维合成纤维 弹性，耐热弹性，耐热 卷缩，冒黑烟，灰小球卷缩，冒黑烟，灰小球举例二举例二“碘盐如何？碘盐如何？”(含不含？含多少？含不含？含多

8、少？)O3-+5I-+6H+32+3H2O用食醋，用食醋，KI淀粉试纸检验淀粉试纸检验(含不含碘含不含碘)2050mgkg-1用仪器分析测定碘的含量用仪器分析测定碘的含量I I2 2=0.005%（属于痕量分析）（属于痕量分析）根据碘酸钾、碘化钾在酸性介质中与结晶紫形成稳定的根据碘酸钾、碘化钾在酸性介质中与结晶紫形成稳定的离子缔合物，用四氯化碳萃取后。以分光光度法测定出离子缔合物，用四氯化碳萃取后。以分光光度法测定出食盐中碘酸钾的含量，再换算出碘的含量。食盐中碘酸钾的含量，再换算出碘的含量。可参考可参考 泰州职业技术学院学报泰州职业技术学院学报 06年第六卷第三期年第六卷第三期预防医学情报杂志

9、预防医学情报杂志 2002年年18卷第五期卷第五期举例三举例三乳制品中三聚氰胺定量分析新方法研究取得新进展乳制品中三聚氰胺定量分析新方法研究取得新进展双(三甲基硅烷基)氟乙酰胺(BSTFA）近日，依托近日，依托中国科学院兰州化学物理研究所中国科学院兰州化学物理研究所建设的建设的甘肃省天然药物重点实验室甘肃省天然药物重点实验室师彦平研究员师彦平研究员带领的课题组带领的课题组在氧化锆中空纤维萃取棒联用在氧化锆中空纤维萃取棒联用GCMS(GCMS(气相色谱气相色谱质谱质谱联用联用)法快速测定乳制品中法快速测定乳制品中三聚氰胺含量三聚氰胺含量方面取得新进方面取得新进展。该课题组研究人员以展。该课题组研

10、究人员以聚丙烯中空纤维为模板聚丙烯中空纤维为模板，通过，通过溶胶凝胶与浸渍法溶胶凝胶与浸渍法将氧化物纳米微粒沉积在聚丙烯中空将氧化物纳米微粒沉积在聚丙烯中空纤维载体上，煅烧后得到氧化物纤维载体上，煅烧后得到氧化物中空纤维萃取棒中空纤维萃取棒(如氧如氧化锆、氧化钛和氧化硅等化锆、氧化钛和氧化硅等)。该方法能够满足。该方法能够满足复杂介质、复杂介质、痕量成分、特殊性质成分分析痕量成分、特殊性质成分分析的要求，制备工艺简单安的要求，制备工艺简单安全，成本低，可工业化生产，因此在食品、药物、环境、全，成本低，可工业化生产，因此在食品、药物、环境、检验检疫等领域具有广阔的应用前景。最低检出限达到检验检疫

11、等领域具有广阔的应用前景。最低检出限达到0.00lgml。结果表明该方法。结果表明该方法灵敏度高，避免了繁琐灵敏度高，避免了繁琐的前处理步骤和有机溶剂的消耗，可作为常见样品中三的前处理步骤和有机溶剂的消耗，可作为常见样品中三聚氰胺含量测定的确证方法聚氰胺含量测定的确证方法。该研究发表在近期的。该研究发表在近期的Journal of Chromatography AJournal of Chromatography A色谱色谱A A上，并得到了上，并得到了该杂志审稿编辑的高度评价，他们认为该项研究为乳制该杂志审稿编辑的高度评价，他们认为该项研究为乳制品中三聚氰胺的分析测定提供了快速、精确、定量的

12、简品中三聚氰胺的分析测定提供了快速、精确、定量的简便方法，避免了以往样品制备技术中的蛋白质沉淀和样便方法，避免了以往样品制备技术中的蛋白质沉淀和样品净化。品净化。顺丁烯二酸顺丁烯二酸HCOOHHOOCHHCOOHHHOOC反丁烯二酸反丁烯二酸如何用红外光谱法区分和鉴别如何用红外光谱法区分和鉴别1-2-1分析方法的分类与选择分析方法的分类与选择 根据分析任务、分析对象、测定原理、试样用量与待测成分含量的不同及工作性质等，分析方法可分为许多种类 定性分析（哪些元素、原子团或化合物等）分析任务（要求）定量分析（测定各组分的相对含量）结构分析（研究物质分子结构或晶体结构、综合形态）无机分析（无机晶体结

13、构和含量）分析对象 有机分析（有机物官能团分析和结构分析）1-2-2化学分析和仪器分析化学分析和仪器分析根据测定原理来分：化学分析和仪器分析根据测定原理来分：化学分析和仪器分析 化学分析（根据化学反应所建立起来方法）分析化学 仪器分析（根据物质的物理或物理化学性质；一般需要特殊仪器完成）容量分析（滴定分析，测量体积来计算含量）化学分析 重量分析 （测量物质重量计算被测组分含量）光学分析法（依据物质的光学性质）电化学分析 （依据物质的电化学性质）热分析 （依据物质的热学性质）仪器分析 色谱分析 （依据物质在两相中的分配系数不同而进行的分离富集方法）质谱分析 X 衍射晶相分析 电镜分析 毛细管电泳

14、分析等 分分析析化化学学化化学学分分析析仪仪器器分分析析酸碱滴定酸碱滴定络合滴定络合滴定氧化还原滴定氧化还原滴定沉淀滴定沉淀滴定电化学分析电化学分析光化学分析光化学分析色谱分析色谱分析波谱分析波谱分析重量分析重量分析滴定分析滴定分析电导、电位、电解、库仑电导、电位、电解、库仑极谱、伏安极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度发射、吸收，荧光、光度气相、液相、离子、超临气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱红外、核磁、质谱按测定原理或分析方法分类按测定原理或分析方法分类化学分析化学分析仪器分析仪器分析测定测定原理原理-以物质的化学反应为基础；以物质的化学反应为基础

15、；滴定分析法和重量分析法滴定分析法和重量分析法-以物质的物理和物理化学性质以物质的物理和物理化学性质为基础；物理和物理化学分析方为基础；物理和物理化学分析方法；法；光学分析法、电化学分析法、光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法、放射色谱分析法、质谱分析法、放射化学分析法化学分析法 化学分析化学分析 以物质的化学反应为基础的分析方法，以物质的化学反应为基础的分析方法，又称经典分析法。包又称经典分析法。包 括重量分析和容量分析（滴定括重量分析和容量分析（滴定分析）。分析）。特点：特点：仪器简单、结果准确、灵敏度低、分析速度仪器简单、结果准确、灵敏度低、分析速度慢慢,适合组分含量大于适合

16、组分含量大于1%的定量分析。的定量分析。仪器分析仪器分析 以物质的物理和物理化学性质为基础以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。包括电化学分析、色谱分析、光谱分的分析方法。包括电化学分析、色谱分析、光谱分析、波谱分析、质谱分析析、波谱分析、质谱分析、热分析、放射化学分析、热分析、放射化学分析等。等。特点：特点：灵敏、快速、准确，信息量大；一般适合组灵敏、快速、准确，信息量大；一般适合组分含量小于分含量小于1%的微量或痕量组分的快速定量分析。的微量或痕量组分的快速定量分析。但是这种方法需要特殊的仪器设备才能完成，因而但是这种方法需要特殊的仪器设备才能完成，因而成本较高，有时候在一定程度上受

17、到限制。成本较高，有时候在一定程度上受到限制。化学分析和仪器分析之间的区别和联系？化学分析和仪器分析之间的区别和联系？与化学分析法相比，仪器分析法操作简便、与化学分析法相比，仪器分析法操作简便、快速，灵敏度和准确度高，更适于微量、快速，灵敏度和准确度高，更适于微量、超微量（试样质量小于超微量（试样质量小于0.1mg，体积小于，体积小于0.01mL）及生产过程中的控制分析等。但）及生产过程中的控制分析等。但通常仪器分析的设备较复杂，价格昂贵，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，如恒且有些仪器对环境条件要求较苛刻，如恒温、恒湿、防震等。温、恒湿、防震等。化学分析法和

18、仪器分析法两者之间的化学分析法和仪器分析法两者之间的关系如何关系如何?化学分析法和仪器分析法是分析化学两大重化学分析法和仪器分析法是分析化学两大重要的分支。要的分支。化学分析法（又称为经典分析法）是仪器分化学分析法（又称为经典分析法）是仪器分析法的基础和前提；而仪器分析法（又称析法的基础和前提；而仪器分析法（又称为近代分析法）是化学分析法发展的必然为近代分析法）是化学分析法发展的必然结果和趋势。结果和趋势。二者并存、互为补充，不是谁取代谁，共同二者并存、互为补充，不是谁取代谁，共同完成分析化学的任务。完成分析化学的任务。化学分析法化学分析法例可溶性钡盐中钡含量的测定例可溶性钡盐中钡含量的测定(

19、重量法）：重量法）：铁矿中铁含量的测定（滴定或容量分析法）：铁矿中铁含量的测定（滴定或容量分析法）：仪器分析的分类仪器分析的分类仪器分析仪器分析电化学分析法电化学分析法光分析法光分析法色谱分析法色谱分析法热分析法热分析法分析仪器联用技术分析仪器联用技术质谱分析法质谱分析法1.光分析方法光分析方法光分析法光分析法原子吸收法红外法原子发射法核磁法荧光法紫外可见法分子光谱分子光谱原子光谱原子光谱2.2.电分析化学方法电分析化学方法电化学分析法电化学分析法电位分析法电解分析法电泳分析法库仑分析法极谱与伏安分析法电导分析法3.3.色谱分析法色谱分析法色谱分析法气相色谱法薄层色谱法液相色谱法激光色谱法电色

20、谱法超临界色谱法4.4.其它仪器分析方法其它仪器分析方法 质谱，质谱，热分析，热分析，放射分析放射分析其他分析法其他分析法质谱分析法联用技术热分析法仪器分析应用领域仪器分析应用领域社会：社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量）、环境质量（污染实时检品添加剂、农药残留量）、环境质量（污染实时检测）、法庭化学（测）、法庭化学（DNA技术，物证）技术，物证）化学：化学：新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法；新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法；生命科学：生命科学：DNA测序；活体检测；测序；活体检测；环境科学：环境科学：

21、环境监测；污染物分析；环境监测；污染物分析；材料科学：材料科学：新材料，结构与性能；新材料，结构与性能；药物：药物：天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；天然药物的有效成分与结构，构效关系研究；外层空间探索：外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制。微型、高效、自动、智能化仪器研制。1-2-3根据分析对象（无机、有机）、分析过程根据分析对象（无机、有机）、分析过程中试样用量可分为常量分析、半、微、超、在中试样用量可分为常量分析、半、微、超、在产品生产过程中的质量控制检测又称例行分析产品生产过程中的质量控制检测又称例行分析和对产品质量分析结果有争议时，聘请权威分和对产品质量分析结果有争议

22、时，聘请权威分析检测部门进行裁判分析又称为仲裁分析。析检测部门进行裁判分析又称为仲裁分析。按照被测组分在试样中的含量，又可分为：常按照被测组分在试样中的含量，又可分为：常量组分分析、微量组分分析、痕量组分分析和量组分分析、微量组分分析、痕量组分分析和超痕量组分分析。超痕量组分分析。微量组分分析不一定是微量微量组分分析不一定是微量分析，有时为了测定微量成分，取样甚至达到分析，有时为了测定微量成分，取样甚至达到千克以上，进行分离富集后再进行测定。千克以上，进行分离富集后再进行测定。1.2.4试样用量试样用量 方法方法试样质量试样质量试液体积试液体积常量分析常量分析半微量分析半微量分析微量分析微量分

23、析超微量分析超微量分析0.1g0.010.1g0.110mg10mL110mL0.011mL 1%）、微量组分）、微量组分（0.01%1%）、痕量组分（）、痕量组分（99.9%）；）；3.反应速度要快。有时可通过加热或加入催化反应速度要快。有时可通过加热或加入催化剂方法来加快反应速度；剂方法来加快反应速度；4.必须有适当的方法确定滴定终点。简便可靠必须有适当的方法确定滴定终点。简便可靠的方法：合适的指示剂。的方法：合适的指示剂。3+3+3+3+2+2+-3+二二 滴定方式滴定方式 1.直接滴定法：直接滴定法：一种标准溶液 完全符合滴定反应要求的滴定反应：如 HCl 标液 NaOH溶液 （最常用

24、、最基本的方式）2.返滴定法：返滴定法：二种标准溶液一种过量加入，一种用于返滴定过量的标液应用于滴定反应速度慢 或 无合适的指示剂的滴定反如 Al3+测定：EDTA 与 Al3+反应慢，先加入过量的EDTA 与Al3+反应，再用Zn2+标准溶液滴定。如:在酸性条件下,以AgNO3标准溶液滴定Cl-没有合适的指示剂,这时可加入定量且过量的AgNO3标准溶液,然后以NH4SCN标准溶液滴定剩余未反应的Ag+,以Fe3+为指示剂当出现淡红色的Fe(SCN)2+时即为滴定终点.又如铵盐中氮含量的测定：将质量为又如铵盐中氮含量的测定：将质量为ms的铵盐溶的铵盐溶解，在溶液中加入过量的氢氧化钠溶液加热煮沸

25、，解，在溶液中加入过量的氢氧化钠溶液加热煮沸，蒸馏出的氨被被过量的浓度为蒸馏出的氨被被过量的浓度为Ca、体积为、体积为Va的的HCl标准溶液所吸收，再用浓度为标准溶液所吸收，再用浓度为Cb、体积为、体积为Vb的的NaOH标准溶液滴定剩余的标准溶液滴定剩余的HCl，由计算得，由计算得出含氮量。出含氮量。aabbs(C VC V)14.00N%100%m 3.置换滴定法：置换滴定法：一种标准溶液，一种反应试剂一种标准溶液，一种反应试剂 当待测当待测组份与滴定剂不按一定反应式进行或伴有副反应时组份与滴定剂不按一定反应式进行或伴有副反应时,不能采用直接滴定法不能采用直接滴定法,可先加入过量反应试剂与待

26、测可先加入过量反应试剂与待测组份反应定量地置换出另一种物质组份反应定量地置换出另一种物质,再用标准溶液滴再用标准溶液滴定这种物质定这种物质.如如:用用K2Cr2O7来标定来标定Na2S2O3的浓度的浓度.适用于不能定量进行适用于不能定量进行（伴有副反应发生）的滴定反（伴有副反应发生）的滴定反应应 如：如：S2O32-+Cr2O72-S4O62-/SO42-（有副反应）（有副反应）先定量完全置换：先定量完全置换：Cr2O72-+6 I-+14H+2Cr3+3I2+7 H2O再滴定：再滴定：2S2O32-+I2 S4O62-+2I-4.间接滴定法：一种试剂，一种标准溶液间接滴定法：一种试剂，一种标

27、准溶液 当待测成分不能直接与滴定剂作用时当待测成分不能直接与滴定剂作用时例：例：NH4Cl、(NH4)2SO4 等铵盐，等铵盐，K NH4+=5.5 10-10，解离常数较小，不能与碱定量反应解离常数较小，不能与碱定量反应 4NH4+6HCHO(CH2)6N4H+3H+6H2O （定量进行）（定量进行）Ka=7.1106 现将现将NH4+与甲醛反应生成可被准确滴定的与甲醛反应生成可被准确滴定的H+，再以酚，再以酚酞作指示剂，用酞作指示剂，用NaOH标液滴定此混合液至呈微红色即标液滴定此混合液至呈微红色即为终点。为终点。(根据滴定的质子的量与铵盐中的氮的含量相根据滴定的质子的量与铵盐中的氮的含量

28、相等来计算出等来计算出(NH4)2SO4 中的氮的含量中的氮的含量.)适用情况：被测物与标准溶液不能直接起反应适用情况：被测物与标准溶液不能直接起反应 物质物质.tT+bB=cC+dD 定义：通过另外的反应间接测定的方法定义：通过另外的反应间接测定的方法。例：用高锰酸钾测定钙例：用高锰酸钾测定钙 Ca 2+与与KMnO4不反应。不反应。如果进行如下处理：如果进行如下处理：加入加入Na2C2O4：C2O42-+Ca2+=CaC2O4 用用H2SO4溶解：溶解：2H+CaC2O2=Ca2+H2C2O4 用用KMnO4滴定：滴定：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2+2Mn2+8H2O

29、这样：这样：1 Ca2+1 CaC2O41 H2C2O4 2/5MnO4-即：即：1 Ca2+2/5MnO4-17基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液 一一.基准物质：基准物质：能直接配成标准溶液的物质或直接用来标定溶液的准确能直接配成标准溶液的物质或直接用来标定溶液的准确浓度的物质浓度的物质 二二.标准溶液：标准溶液：已知准确浓度的溶液已知准确浓度的溶液 一基准物质须具备的条件一基准物质须具备的条件（1）组成恒定：实际组成与化学式符合；）组成恒定：实际组成与化学式符合；（2）纯度高：一般纯度应在）纯度高：一般纯度应在99.5%以上；以上；（3）性质稳定：保存或称量过程中不分解、不吸湿、不风）

30、性质稳定：保存或称量过程中不分解、不吸湿、不风化、不易被氧化等；化、不易被氧化等；（4）具有较大的摩尔质量：称取量大，称量误差小；）具有较大的摩尔质量：称取量大，称量误差小；（5）使用条件下易溶于水（或稀酸、稀碱）。）使用条件下易溶于水（或稀酸、稀碱）。化学试剂等级对照表化学试剂等级对照表 p22:18题题1.7.2 标准溶液的配制标准溶液的配制 1.标准溶液浓度大小选择的依据标准溶液浓度大小选择的依据（1）滴定终点的敏锐程度；）滴定终点的敏锐程度；（2）测量标准溶液体积的相对误差；）测量标准溶液体积的相对误差；（3）分析试样的成分和性质；）分析试样的成分和性质；（4）对分析结果准确度的要求。

31、）对分析结果准确度的要求。2.配置标准溶液的方法配置标准溶液的方法（1）直接配制：准确称量一定量的用基准物质）直接配制：准确称量一定量的用基准物质，溶解于适量溶，溶解于适量溶剂后定量转入容量评中，定容，然后根据称取基准物质的质量剂后定量转入容量评中，定容，然后根据称取基准物质的质量和容量瓶的体积即可算出该标准溶液的准确浓度。和容量瓶的体积即可算出该标准溶液的准确浓度。（2）间接配制（标定法）：先配制成近似浓度，然后再用基准）间接配制（标定法）：先配制成近似浓度，然后再用基准物或标准溶液标定物或标准溶液标定 如配制如配制0.1 molL1 500mlNaOH或或HCl如何计如何计算用量，和如何标

32、定？算用量，和如何标定？（标定一般要求至少进行（标定一般要求至少进行 3 4 次平行测定，相对偏差在次平行测定，相对偏差在 0.1 0.2%之间）之间）在实际工作中，有时选用与被分析的试样组成相似的“标准试样”来标定标准溶液，以消除共存元素的影响。181标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法标准溶液的浓度常用物质的量浓度来进行表示标准溶液的浓度常用物质的量浓度来进行表示物质的量浓度是由其基本单元的选择：物质的量浓度是由其基本单元的选择：等物质的量规则计算等物质的量规则计算:可表述为可表述为:在滴定反应中在滴定反应中,待测物质待测物质B和滴定剂和滴定剂T反应完全时反应完全时,所消耗的两种反

33、应物的基本单元所消耗的两种反应物的基本单元的量是相等的的量是相等的.1.酸碱滴定反应中的基本单元的确立酸碱滴定反应中的基本单元的确立 反应实质上是质子的反应实质上是质子的转移转移,因此以给出一个或接受一个质子的特定组合作为一因此以给出一个或接受一个质子的特定组合作为一个基本单元个基本单元.2.氧化还原滴定中的基本单元的确定氧化还原滴定中的基本单元的确定 是以接受或给出一是以接受或给出一个电子的特定组合作为一个基本单元的特定组合个电子的特定组合作为一个基本单元的特定组合.配位配位滴定和沉淀滴定中的化学计量关系一般比较简单滴定和沉淀滴定中的化学计量关系一般比较简单,这里就这里就不加以讨论了不加以讨

34、论了.bbC(B)C(B)aa由由此此可可知知 tTbBcCdD1TnBbn Ttn Btn Bbtn T 对对于于滴滴定定反反应应：按按照照等等摩摩尔尔量量规规则则：可可知知：消消耗耗的的基基本本单单元元的的量量是是相相等等的的，首首先先是是：基基本本单单元元的的选选择择：在在已已配配平平的的定定量量化化学学反反应应中中，反反应应物物系系数数同同时时除除以以两两反反应应物物的的最最小小实实际际上上上上述述的的方方程程式式公公倍倍数数作作为为每每种种反反应应物物的的基基本本就就是是按按化化学学计计量量关关系系定定量量完完全全单单元元。1 1反反应应的的即即：n nb b关关系系式式。bbC(B

35、)C(B)aa bbC(B)C(B)aa 例如：例如：C(1/5KMnO4)=0.1000 molL1,求求C(KMnO4)=？C(1/5KMnO4)=0.1000 molL1 5C(KMnO4)C(KMnO4)=0.1000/5=0.02000 molL1 如如H2SO4溶液溶液:C(H2SO4)=0.1 molL1 那么那么 C(1/2H2SO4)=0.2 molL1 C(2H2SO4)=0.05 molL1 对于酸碱反应：以质子转移数对于酸碱反应：以质子转移数n的的 为基本单为基本单元。例如：元。例如：NaOH标定标定H2C2O42H2O,H2C2O42H2O 需消耗需消耗2个质子，所以

36、草酸的基本单元为个质子，所以草酸的基本单元为 H2C2O42H2O1n112n 对于化学反应中的基本单元的选择一般有以下规律：对于化学反应中的基本单元的选择一般有以下规律：氧化反应氧化反应:以电子得失数以电子得失数n的的 为基本单元。为基本单元。例如：例如：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2+2Mn2+8H2O BrO3-+6 I-+6 H+=Br-+3H2O +3 I2 反应中反应中KMnO4的的Mn得得5个电子，所以个电子，所以 KMnO4 的基本单元为的基本单元为 1/5KMnO4 C2O42-的基本单元为的基本单元为 1/2C2O42-重铬酸钾重铬酸钾 选选1/6K2C

37、r2O7为基本单元为基本单元 硫代硫酸钠硫代硫酸钠 选选Na2S2O3为基本单元为基本单元 溴酸钾溴酸钾 选选1/6KBrO3为基本单元为基本单元1n等物质的量规则举例等物质的量规则举例 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2OH2SO4 的基本单元的基本单元:NaOH 的基本单元的基本单元:NaOH等物质的量规则等物质的量规则:241(H SO)(NaOH)2nn MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2OMnO4-的基本单元的基本单元:Fe2+的基本单元的基本单元:Fe2+等物质的量规则等物质的量规则:241(M nO)(Fe)5nn 241H SO241MnO5 例：

38、例：以以K2Cr2O7为基准物质为基准物质,采用析出采用析出I2的方法的方法标定标定0.02000molL-1Na2S2O3溶液的浓度溶液的浓度,需称多需称多少克少克K2Cr2O7?如何做才能使称量误差不大于如何做才能使称量误差不大于0.1%?解:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62-16+6e-2e16Cr2O72-2Cr3+2S2O32-S4O62-n(K2Cr2O7)=n(Na2S2O3)m(K2Cr2O7)=n(K2Cr2O7)M(K2Cr2O7)=c(Na2S2O3)V(Na2S2O3)M(K2Cr2O7)=0.020

39、0.025294.18/6=0.025(g)要使称量误差不大于0.1%，对于50毫升滴定管来说：使用到体积为25毫升时为宜称大样称大样-减少称量误差减少称量误差 准确称取准确称取0.25g左右左右K2Cr2O7,于小烧杯中溶解后于小烧杯中溶解后定量转移到定量转移到250mL容量瓶中定容容量瓶中定容,用用25mL移液移液管移取管移取3份于锥形瓶中份于锥形瓶中,分别用分别用Na2S2O3滴定滴定.r0.00020.08%0.1%0.25E 标定标定0.10molL-1NaOH:若用H2C2O42H2O,约0.15g,应称大样应称大样;若用KHC8H4O4,约0.5g,称小样称小样为好(?)硼砂硼砂

40、 NaNa2 2B B4 4O O7 710H10H2 2O M=381.4gmolO M=381.4gmol-1-1 无水碳酸钠无水碳酸钠NaNa2 2COCO3 3 M=106.0gmol M=106.0gmol-1-1 酸碱滴定中酸碱滴定中，标准溶液浓度通常为标准溶液浓度通常为0.1 molL0.1 molL-1-1，根据滴定，根据滴定剂消耗体积在剂消耗体积在 202030mL 30mL 之间之间，可计算出称取试样量的范围可计算出称取试样量的范围。=(1/2)=(1/2)0.10.1(20(2030)30)1010-3-3106.0106.0 =0.11=0.110.16g0.16g32

41、CONamO10HOBNa2742m=(1/2)=(1/2)0.10.1(20(2030)30)1010-3-3381.4=0.38=0.380.57g0.57g 所以所以，选用硼砂选用硼砂 NaNa2 2B B4 4O O7 710H10H2 2O O作基准物更合适作基准物更合适，可减小可减小称量的相对误差称量的相对误差。滴定度滴定度T 指每亳升标准溶液相当于被测物质的质量指每亳升标准溶液相当于被测物质的质量(gml-1）或质量分数，用）或质量分数，用TM1/M2表示表示 如：若每毫升如：若每毫升K2Cr2O7溶液恰好能与溶液恰好能与0.005000g Fe3+反应，则可表示为反应，则可表示

42、为之所以引入滴定度的概念是因为便于计算之所以引入滴定度的概念是因为便于计算)mlg(005000.0T1OCrK/Fe722 BT1BTT=()71000TBbB tTcCdDTBmlTBgTbC Mtg ml 对对于于滴滴定定分分析析反反应应：+当当用用滴滴定定剂剂 滴滴定定待待测测物物质质 时时，1 1滴滴定定剂剂 相相当当于于被被测测物物质质 的的 数数为为滴滴定定度度用用见见教教材材p p1 18 8例例182滴定剂与被滴定物质之间的化学计量关系滴定剂与被滴定物质之间的化学计量关系 基本公式：基本公式：设设B为待测组分，为待测组分，T为标准溶液为标准溶液(滴定剂滴定剂)，滴定反应为：，

43、滴定反应为：tT+bB cC+dD 当当T与与B按化学计量关系完全反应时，则：按化学计量关系完全反应时，则：nT:nB=t:b (1)（1）求待测溶液浓度求待测溶液浓度CB 若已知待测溶液的体积若已知待测溶液的体积VB 和标准溶液的浓度和标准溶液的浓度CT和体积和体积VT，则则 (2)（2）求待测组分的质量求待测组分的质量mB (3)（体积（体积V以以mL为单位时）为单位时）（3）求试样中待测组分的质量分数求试样中待测组分的质量分数 B (4)btnnBTTBBVctbVcTBTBcVVtbcTBntbn10001TTTBBVctbntbMm3(10SBTTSBBmMVctbmm试样）1.8.

44、3标准溶液浓度的计算标准溶液浓度的计算 1 直接配制法直接配制法 2 标定法标定法1.8.4待测组分含量的计算待测组分含量的计算3(10SBTTSBBmMVctbmm试样）tT+bB cC+dDBBBTBBBBBBBTTTTBTTBBS:11()BcCdDmbbMmC V MC VttC VbbmCmttMVMbbC VC VCC VttVbC VMtm 当当滴滴定定分分析析反反应应 tT+bB tT+bB 标标定定溶溶液液需需称称取取基基准准物物质质的的量量为为用用基基准准物物质质标标定定待待测测溶溶液液的的浓浓度度计计算算用用标标准准溶溶液液来来测测定定待待测测溶溶液液的的浓浓度度计计算算

45、待待测测组组分分含含量量测测定定的的表表达达式式 以以质质量量分分数数来来表表1.1.2.2.3.3.4.4.示示结结果果1.8.5 滴定分析计算示例滴定分析计算示例例例1、称取铁矿石、称取铁矿石0.3143克，溶于酸，并还原为克，溶于酸，并还原为Fe2+,用用0.02000 molL1 K2Cr2O7溶液滴定，溶液滴定，消耗消耗21.30ml,求试样中求试样中Fe2O3的百分含量？的百分含量？1OFemolg69.159M322323232323227232273222327Fe OFe OFe OFe OSSFe OK Cr OFe OK Cr OSS1b1Fe O 2Fe 2FeCr O

46、:33tmnMwmm3nM3(CV)M0.6494mm，所所以以例例2、用、用KMnO4法测定石灰石中法测定石灰石中CaO的含的含量，若试样中量，若试样中CaO的含量约为的含量约为40%，为，为使滴定时消耗使滴定时消耗0.020molL1 KMnO4约约30ml，问应称取试样多少克？，问应称取试样多少克？解：解：MCaO=56.08gmol-1 有关反应为：有关反应为：Ca2+C2O42-=CaC2O4 CaC2O4+2H+=Ca2+H2C2O4 5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O25tbMnO52OCH1OCaC1CaO1442242 所所以以sCaOMnO

47、MnOsCaOCaOsCaOCaOm M VC(b/t)mMnmmw:-4-4 据据CaOCaOKMnOKMnOs M VC(b/t)m:44w得gLLmolmS21.0%40 mol56.08g1030020.0 251-31称取铁矿石试样称取铁矿石试样0.5000g，将其溶解，使全部铁还原，将其溶解，使全部铁还原成亚铁离子，用成亚铁离子，用0.01500 molL-1K2Cr2O7标准溶液滴标准溶液滴定至化学计量点时，用去标准溶液定至化学计量点时，用去标准溶液33.45ml。求试样。求试样中中Fe和和Fe2O3的质量分数各为多少？的质量分数各为多少？Fe和和K2Cr2O7：反应式未知：反应

48、式未知 反应物质的基本单元相等规则反应物质的基本单元相等规则 K2Cr2O7的基本单元为：的基本单元为：1/6 K2Cr2O7 Fe的基本单元为：的基本单元为：Fe 那么那么:3363.05000.085.551045.3309000.0)(66616613722722722722722sFeOCrkFesFesFesFeFeFemMCVWmMOCrKnmMOCrKnmMnWFenOCrKnFenOCrKn第二章分析试样的采集与制备第二章分析试样的采集与制备 2.1试样的采集试样的采集 试样的采集和制备是定量分析工作中的重要环节试样的采集和制备是定量分析工作中的重要环节,直接直接影响试样的代表

49、性和分析结果的可靠性影响试样的代表性和分析结果的可靠性,分析结果应能分析结果应能反映出待测物料的真实情况反映出待测物料的真实情况,因此因此,除了根据试样的性质除了根据试样的性质和分析要求选择合适的分析方法和认真仔细操作以外和分析要求选择合适的分析方法和认真仔细操作以外,还要注意测定前的试样采集和处理工作还要注意测定前的试样采集和处理工作.根据待测组分根据待测组分的形态和性质不同而采取适当的试样的采集与处理的方的形态和性质不同而采取适当的试样的采集与处理的方法法.取样：根据分析对象是气体、液体、或固体，采用不同取样：根据分析对象是气体、液体、或固体，采用不同的取样方法。在取样过程中，最重要的一点

50、是要使分析的取样方法。在取样过程中，最重要的一点是要使分析试样具有试样具有代表性代表性,这样测定的结果才能真实地反映出被这样测定的结果才能真实地反映出被分析的组分平均含量分析的组分平均含量。为了保证取样的准确性，又不至。为了保证取样的准确性，又不至于花费过多的人力和物力，取样应按照一定的原则和方于花费过多的人力和物力，取样应按照一定的原则和方法进行，不同的物料取样的具体操作方法相差较大，一法进行，不同的物料取样的具体操作方法相差较大，一般可参照相关的国家标准和各行业标准来执行。般可参照相关的国家标准和各行业标准来执行。2.1 分析试样的采集与制备分析试样的采集与制备试样的制备试样的制备:试样的