分析化学基础知识

干燥条件℃
270─300 105─110 140─150
130 105-110 775-825 500─600
标定对象举 例
盐酸、硫酸 氢氧化钠 氢氧化钾
硫代硫酸钠
还原剂
KMnO4 EDTA
AgNO3
标准溶液的配制与标定
为了提高标定的准确度，标定时应注意以下几点： ⑴ 标定单人应平行测定，至少重复4次，并要求测定结果的相对偏差 不大于0.2% ，双人8平行测定。 ⑵ 为了减少测量误差 ，称取基准物质的量不应太少，最少应称取0.15 ｇ以上；同样滴定到终点时消耗标准溶液的体积也不能太小，最好在 30-40ｍL之间。 ⑶ 配制和标定溶液时使用的量器，如滴定管，容量瓶和移液管等，在 必要时应校正其体积，并考虑温度的影响。
计算分析结果
四、计算分析结果 根据试样重量，测量所得数据和分析结果中有关反应的计量关系，计 算试样中被测组分的含量。
定量分析中的误差
准确度与误差 准确度指测定值与真实值相符合的程度。用误差来表示。
绝对误差=测定值-真实值 E = x - xT
相对误差=绝对误差/真实值
Er =E/xT =（ x - xT ）/xT×100％
图1.4(a) 塑料洗瓶
图1.4(b) 锥形瓶
图1.4(c) 碘量瓶
图1.4(d) 高形称量瓶
实验室常用器皿
图1.4(e) 扁形称量瓶
图1.4(f) 普通干燥器
图1.6(g) 真空干燥器
实验室常用器皿
图1.4(h) 坩埚钳
图1.4(i) 图 1.4( j) 酸式滴定管 碱式滴定管
图1.4(k) 图1.4(l)
一.标准溶液及基准物质定义
标准溶液是指已知准确浓度的溶 液，它是滴定分析中进行定量计算的 依据之一。
能用于直接配制标准溶液的物质， 称为基准物质或基准试剂，它是用来 确定某一溶液准确浓度的标准物质。
标准溶液的配制与标定
作为基准物质必须符合下列要求： （1）试剂必须具有足够高的纯度，一般要求其纯度在99.9%以上，所含 的杂质应不影响滴定反应的准确度。
分析化学基础知识
序言
PREFACE
分析化学是化学学科的一个重要分支，是研 究物质化学组成的表征和测量的科学。它所 要解决的主要问题是物质中含有哪些组分， 这些组分在物质中是如何存在的，以及各个 组分的含量是多少，是人们认识物质、了解 自然不可缺少的一种科学技术
学习重点、难点
课程重点：分析化学的分类及应用，定量分析、滴定 及标准溶液的配置 课程难点：定量分析、滴定及标准溶液
移液管
吸量管
实验室常用器皿
图1.4(m) 图1.4(n)
图1.4(o)
图1.4(p) 图1.4(q)
玻璃砂芯坩埚 瓷坩埚 玛瑙研体 离子交换柱
图1.4(r)容量瓶 长颈漏斗
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PART 03
滴定及标准溶液
滴定方法相关概念
将已知准确浓度的试剂溶液称为滴定剂，加入的标准溶液与被测物 质定量反应完全时，叫化学计量点。依据指示剂的变色来确定化学 计量点，在滴定中指示剂改变颜色的那一点称为滴定终点。滴定终 点与化学计量点不一定完全吻合，之间的误差叫终点误差。
定量分析中的误差
相对标准偏差：RSD，也叫变异系 数
RSD s 100% x
准确度与精密度的关系
定量分析中的误差
准确度是指分析和来 测量结果与“真值” 之间的接近程度。
精密度是指多次测 定结果互相接近的 程度
精密度高，准确度不一定高； 准确度高，一定要求精密度高，精密度是保证准确度的前提。
实验室常用器皿
配制0.1mol/LHCl标准溶液，先用一定量的浓HCl加水稀释，配制 成浓度约为0.1mol/L的稀溶液，然后用该溶液滴定经准确称量的无 水Na2CO3 基准物质，直至两者定量反应完全，再根据滴定中消耗 HCl溶液的体积和无水Na2CO3 的质量，计算出HCl溶液的准确浓度。 大多数无法通过直接配制的标准溶液的准确浓度是通过标定的方法 确定的。
标准溶液的配制与标定 间接法配制的标准溶液标定过程
标准溶液的配制与标定
基准物质
名称
化学式
碳酸钠
Na2CO3
邻苯二甲 酸氢钾
KHC8H4O4
重铬酸钾
K2Cr2O7
溴酸钾
KBrO3
草酸钠 氧化锌
Na2C2O4 ZnO
氯化钠
NaCl
干燥后的组 成
Na2CO3
KHC8H4O4
K2Cr2O7 KBrO3 Na2C2O4 ZnO NaCl
在K2Cr2O7中加入过量的KI，使还原并产生一定量的I2，即可用 Na2S2O3进行滴定。
滴定分析方法的分类
间接滴定法 不能与滴定剂 直接起反应的物质，先变成新的物质，再进行滴定。 如： Ca2+沉淀为CaC2O4，用酸溶解，再用KMnO4标准溶液滴定C2O42-，间 接滴定Ca2+
标准溶液的配制与标定
因此，这类试剂不能用直接法配制标准溶液，只能用间接法配制， 即先配制成接近于所需浓度的溶液，然后用基准物质（或另一种物 质的标准溶液）来测定其准确浓度。这种确定其准确浓度的操作称 为标定。
标准溶液的配制与标定
在常量组分的测定中，标准溶液的浓度大致范围为0.01 mol/L至 1 mol/L，通常根据待测组分含量的高低来选择标准溶液浓度的大小。 例如：
（2）物质的实际组成与它的化学式完全相符，若含有结晶水（如硼砂 Na2B4O7.10H2O），其结晶水的数目也应与化学式完全相符。
（3）试剂应该稳定。例如，不易吸收空气中的水分和二氧化碳，不易被 空气氧化，加热干燥时不易分解等。
（4）试剂最好有较大的摩尔质量，这样可以减少称量误差。常用的基准 物质有纯金属和某些纯化合物，如Cu, Zn, Al, Fe和K2Cr2O7 ，Na2CO3 , MgO , KBrO3 等，它们的含量一般在99.9%以上，甚至可达99.99% 。
标准溶液的配制与标定
注意： 有些高纯试剂和光谱纯试剂虽然纯度很高，但只能说 明其中杂质含量很低。由于可能含有组成不定的水分和气 体杂质，使其组成与化学式不一定准确相符，致使主要成 分的含量可能达不到99.9%，这时就不能用作基准物质。
标准溶液的配制与标定
标准溶液的配制与标定的一般规定： 1．配制及分析中所用的水及稀释液，在没有注明其它要求时，系指其 纯度能满足分析要求的蒸馏水或离子交换水。 2．工作中使用的分析天平、滴定管、容量瓶及移液管等均需较正。 3．标准溶液规定为20℃时，标定的浓度为准（否则应进行换算）。 4．在标准溶液的配制中规定用“标定”和“比较”两种方法测定时， 不要略去其中任何一种，而且两种方法测得的浓度值之相对误差不得大 于0.2％，以标定所得数字为准。
➢ (一)、农业：
土壤 农药 化肥
(二)、工业： 质检（产品、
原材料）
(三)、生命科学：
分析化学的应用
(四)、环境保护：
➢ 环境监测 ➢ 测定空气中污染物
(五)、军事
➢ 生化武器
(六)、天体科学
(七)、医药卫生
➢ 血的化验 ➢ 兴奋剂检测
分析方法的分类
➢ 一、按分析任务分类： 定性分析（qualitative）的任务是鉴定物质是由哪些元素、 原子团、官能团或化合物而组成的。 定量分析(quantitative是测定物质中有关组分的含量。 结构分析(constructional)是研究物质的分子结构或晶体结构。
不一样的。
•如研究某一物质在地球上的
分布情况，
•粮库中测量粮食中蛋白的平
均含量；
•病人饭前饭后的血液检查等。
式样的分解
二、试样的分解 ➢ 通常的定量分析化学是湿法，需将试样转入到溶液中，进行测定，
不同的物质需用不同的试剂溶解， ➢ 如软锰矿(MnO2)用HCl，硅酸盐用HF，铝合金用20～30％NaOH
标准溶液的配制与标定
二、配制标准溶液的方法 1.直接配制法
用分析天平准确地称取一定量的物质，溶于适量水后定量转入容量 瓶中，稀释至标线，定容并摇匀。根据溶质的质量和容量瓶的体积计 算该溶液的准确浓度。 例如：氯化钠、葡萄糖、K2Cr2O7（重铬酸钾）、KBrO3（溴酸钾）等。
很多仪器分析中用到的标准物质配制的标准溶液，如三聚氰胺、苯 甲酸、维生素类，这些都是通过直接配制法进行制备相应的标准溶液。
的适用范围，选择性、灵敏度、精密度和准确度，应该熟悉每种 方法。 ➢ 测定时应注意干扰的排除，几乎没有无干扰的测定方法，可以说研 究分析测定方法，就是研究排除干扰法。
• 方法有二：一是分离，二是掩蔽。 • 分离法有：沉淀分离，萃取分离，色谱分离等 ， • 掩蔽法有：沉淀掩蔽，络合掩蔽，氧化还原掩蔽等。
法，主要是重量分析法和滴定分析法（容量分析法） ➢ 仪器分析法——以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法称为
物理和物理化学分析法。
光谱分析法
色谱分析法
电化学分析法
2
PART 02
定量分析概述
取样
➢ 定量分析的任务是测定物质中某种或某些组分的含量，一般包括以下
几个步骤:
一、取样
➢分析试样应具有代表性， ➢固、液、气体的取样方法是
分析方法的分类
二、按分析对象分类： 无机分析（inorganic） 有机分析（organic）、 冶金分析（metallurgical） 药物分析(pharmaceutical)、 食品分析(food)、 环境分析(environmental)、 土壤分析等。
分析方法的分类
三、按测定原理分类 ➢ 化学分析法 ➢ 仪器分析法 ➢ 化学分析法——以物质的化学反应为基础的分析方法，又称经典分析
滴定分析方法的分类
按反应原理分类 酸碱滴定法 氧化还原滴定法
按滴定顺序分类 直接滴定法 置换滴定法
络合滴定法 沉淀滴定法
返滴定法 间接滴定法
滴定分析方法的分类
直接滴定法 满足了滴定的条件，用标准溶液直接滴定待测物质。
返滴定法 先准确加入过量的标准溶液，使与试液中的待测物质或固体试样
进行反应，待反应完成后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液。
溶液，重晶石(BaSO4)用Na2CO3， ➢ 不能分解的试样(如文物)，可用仪器方法测定 ➢ 测定酸碱用酸碱滴定法，测定H2O2用KMnO4法，测定Cl- 用沉
淀滴定法等。
测定
三、测定 ➢ 根据被测组分的性质、含量和对分析结果的要求，采用不同的分析
方法，分析方法很多，可分为化学分析和仪器分析，
• 不同的对象，采用不同的方法，同一对象，每种测定法都有一定
对于多次测量的数值：
x
定量分析中的误差
精密度与偏差 指在相同条件下n次重复测定结果彼此相符合的程度。用偏差来表示。
绝对偏差: 测量值与平均值的差值，用 d表示
d=x - 平均偏差： 各单个偏差绝对值的平均值
n
xi x
d i1 n
定量分析中的误差
在平行次数不多时，常用平均偏差表示分析结果的精密度。 相对平均偏差：平均偏差与测量平均值的比值
标准溶液的配制与标定
配制步骤：溶解--转移--洗涤--定容--摇 匀
标准溶液的配制与标定
2.间接配制法（标定法） 需要用来配制标准溶液的许多试剂不能完全符合上述基准物质必
备的条件。 例如：NaOH极易吸收空气中的二氧化碳和水分，纯度不高；市
售盐酸中HCl的准确含量难以确ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，且易挥发；KMnO4和Na2S2O3 等均不易提纯，且见光分解，在空气中不稳定等。
标准溶液的配制与标定
5．标定时所用基准试剂应符合要求，含量为99.95-100.05%，换批 号时，应做对照后再使用。基准试剂需定期的进行期间核查。 6．配制标准溶液所用药品应符合化学试剂分析纯级。 7．配制0.02（M）或更稀的标准溶液时，应于临用前将浓度较高的 标准溶液，用煮沸并冷却水稀释。 8．碘量法的反应温度在15－20℃之间。
目录
CONTENTS
PART 01 绪论 PART 02 定量分析概述
PART 03 滴定及标准溶液 PART 04 习题
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PART 01
绪论
分析化学的任务
➢ 分析化学——(Analytical Chemistry) ➢ 地位：化学学科的重要分支，四大基础化学之一。 ➢ 内容：分析化学是研究物质的化学组成的分析方法及有关理论的一门
滴定分析方法的分类
置换滴定法 当待测组分所参与的反应不按一定反应式进行或有副反应，不能
直接滴定。可先用适当试剂与待测组分反应，使其定量地置换为另 一种物质，再用标准溶液滴定这种物质。
滴定分析方法的分类
如Al3+的滴定，先加入过量的EDTA标准溶液后，剩余的EDTA可用标 准Zn2+溶液返滴定。 如K2Cr2O7标定Na2S2O3标准溶液的浓度。
学科 ➢ 任务：物质的化学组成，a:是什么？（定性分析）、b:是多少？（定
量分析） ➢ 范围：分析化学包括的范围很广泛。 ➢从分析对象来说，包括各种气态、固态或液态的无机物和有机物； ➢ 从分析要求说，包括各种元素、化合物，原子团和有机官能团等的定
性和定量分析以及它们存在形式和化学结构等方面的分析。 ➢ 从分析方法来说：化学法、物理法、物理化学（仪器分析） ➢ 研究的范围越来越大：