武汉大学分析化学教案第1章15-18

• 由于试样中的其他组分可能对测定有 干扰，故应设法消除其干扰。消除干扰的 方法主要有两种，一种是分离法，一种是 掩蔽法。常用的分离法有沉淀分离法、萃 取分离法和色谱分离法等。常用的掩蔽方 法有沉淀掩蔽法、络合掩蔽法和氧化还原 掩蔽法等。
4 分析结果的计算及评价 了解针对分析方法的正确的计量关系；
• mFe=0.00500g/ml×21.50ml=0.1075g
• 滴定度与物质的量浓度可以换算，根据反应式 6 F 2 C e 2 O 7 2 r 1 H 4 6 F 3 2 e C 3 7 H r 2 O n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7) 此时， K2Cr2O7的物质的量浓度为： CK 2C2O r7T M 1F30 e m 6l /0 L .01m 49/oL 2l
C(H2S4 O ) 0.1m/oLl
时，必须指明基本 单元。如某硫酸溶
C1 0.2mo/Ll (2H2SO 4)
液的浓度，由于选
择不同的基本单元， C(2H2S4O )0.0m 5 /oLl
其摩尔质量就不同，
浓度亦不同：
•
• 由此得出 C(B)1C(1B)2C(2B) 22
•其通式为：
• 例1 用原子吸收分光光度法测定人发中的 微量钴，准确称取试样0.500g，试样经处 理后，测得其中钴的质量为0.024μ g。求 试样中钴的含量。
• 解：
% C o 0.02 14 0 6(g)10 % 04.81 0 6 0.50 g0
• （2）液体试样 • a、物质的量浓度：表示待测组分的物质的
b、根据等物质的量反应规则计算
• 由化学反应首先确定各物质的基本单元， 然后根据“反应中，反应物消耗的物质的 量与产物的物质的量是相等的”。这一原 则来进行计算。如在酸性溶液中，用 H2C2O4作为基准物质标定KMnO4溶液的浓 度时，滴定反应为：
C(bB)aC(B) ab
（1-9）
• 基本单元的选择，一般是以化学反应的计 量关系为依据的。如反应
5 C 2 O 4 2 2 M 4 1 H n 6 1 C O 2 0 2 M O 2 8 H 2 O n
由于 5C2O42 2Mn4O
因此KMnO4基本单元选择为
程
样品测定
Sample
Data Analysis
5
Analysis
4
• 1、取样 • 2、将待测物质转变为适合于测定的形式 • ——试样的分解和分析试液的制备 • 3、分离及测定 • 4、分析结果的计算及评价
• 1 、取样：在实际工作中，要分析的对象往 往是很大量的，很不均匀的，（如矿物质原 料以吨计），而分析时所取的试样量是很少 的（一般不到1g）。这样少的试样的分析结 果应能代表全部物料的平均组成。否则无论 分析结果如何准确，也是毫无意义的。有时 由于提供了无代表性的试样，对实际工作带 来难以估计的后果。因此，所取试样是否具 有代表性，是取样的关键问题。
标准溶液 待测溶液
• 当加入的标准溶液与被测物质定量反应完 全时，反应即达到了“化学计量点”
• （stoichiometric point，以sp表示）。一 般依据指示剂的变色来确定化学计量点。 在滴定中，指示剂（indicate）正好发生颜 色变化的转折点叫做“滴定终点”（end point，以ep表示）。滴定终点与化学计量 点不一定恰好吻合，由此造成的分析误差 称为“滴定误差”（titration error）也叫 “终点误差”（以Et表示）。终点误差的 大小决定于指示剂的性能。因此应该选择 合适的指示剂，才能获得准确的分析结果。
1.7.1基准物质 在滴定分析中，不论采用何种滴定方式， 都离不开标准溶液，否则，无法计算分析 结果。
标准溶液——一种已知准确浓度的溶液。
1、直接法，是不是任何试剂都可用来直接 配制标准溶液呢？不是的，只有基准物质 才能直接配制。
4 基准物质和标准溶液
基准物质: 能用于直接配制和标定标准溶液的物质。 要求：试剂与化学组成一致；纯度高；稳定；摩尔 质量大；滴定反应时无副反应。
要使样品具有代表性 要注意： 1.避免损失 2.避免不均匀； 3.保存完好； 4.足够的量以保证分析的进行。
• 2、试样的分解： • （1）试样分解必须完全； • （2）试样分解过程中，待测组分不应
损失； • （3）不应引入待测组分和干扰物质。 • 在这三条原则下，根据试样性质不同，
可采用不同的分解方法。
• 溶液标定得是否准确，直接关系到分析结果 的准确度。为此，标定时应注意以下几点：
• （1）标定最少应重复三次，其符合程度应 达到0.1%~0.2%。
• （2）称取基准物质的量不应太少。因为每 份基准物质，都要经过两次称量，如果每次 有0.1mg的误差，则称量一份基准物质就可 能有0.2mg误差，因此最少应称取200mg， 才能使相对误差小于0.1%，
1 5 KMnO4
H2C2O4基本单元则选择为
1 2 H 2C2O4
。
(2)滴定度 1ml标准溶液相当于被测物质的量（g或mg）
• 例如，若每ml K2Cr2O7溶液恰好能与 0.005000g Fe2+反应，则可表示为 TFe/K2Cr2O7=0.005000g/ml。
• 如果在滴定中消耗该K2Cr2O7标准溶液 21.50ml，则被滴定溶液中铁的质量为：
• f、质量浓度：表示单位体积中某种物质 的质量，以mg/L、μ g/L或μ g/ml、ng/ml、 pg/ml等表示。
• （3）气体试样
• 气体试样的常量或微量组分的含量，通常 以体积分数表示。
1.6 滴定分析法概述
1 滴定分析法：又称容量分析法。
标准溶液
化学计量关系
指示剂
被测物质
酸碱滴定法、 络合滴定法 氧化还原滴定法、沉淀滴定法
2.0 00
4.0 00
• 1．8滴定分析中的计算 1.8.1标准溶液浓度的表示方法
• (1)标准溶液的浓度常用物质的量浓度表
示： CBn V B (m/oL)l
(1 -8)
V是溶液的体积，一般用L（升）表示，nB 是溶质的物质的量 ,单位是(mol)
• 由于物质的量nB的 数值取决于基本单 元的 选择，因此， 表示物质的量浓度
• 1.8.2 滴定剂与被滴物质之间的计量关系 • 设滴定剂T与被测物质B有下列反应：
• tT+bB=cC+dD • 则被滴物质的物质的量nB与滴定剂的物质
的量nT之间的关系，可通过下例两种方式 求得:
• a、根据滴定反应中T与B的化学计量数之比 求出
• 由反应式可知，被测物质的物质量nB与滴 定剂的物质量nT有下列关系：
• 1.5.1定量分析的过程 • 定量分析的任务是测定物质中某种或
某些组分的含量。要完成一项分析任务， 一般要经过下列几个骤：
问题提出
Formulation
样品采集
1 Question
ampling
2
结果报告
Writing Reports
6
样品制备
Sample eparation
3
1.5.1定量分数析据过分析
• 滴定分析的特点： （1）滴定分析主要用于常量组分的测定， 即含量在1%以上的物质；
• （2）方法简便、快速、仪器简单，测量 的准确度也较高，一般情况下，相对误差 ≤0.2%。
• （3）适应性广，可用来测定多种物质。
•1.6.2滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式
有确定的化学计量关系，反应按一定的反 应方程式进行
• 2、 待测组分含量的表示方法
• （1）固体试样
• 固体试样中待测组分的含量，通常以相对 含量表示。试样中含待测物质B的质量mB 与试样的质量ms之比，称为质量分数WB
• •
WB

mB (g) ms (g)
(1-1)
乘以100%即为物质B的百分含量
• 当待测组分含量非常低时，可采用
μ g/g、ng/g和pg/g来表示，若在溶液中， 则分别以μ g/ml、ng/ml和pg/ml表示。
结果的正确计算：
1.有效数字的读取； 2.数据的正确取舍； 3.正确的数据处理； 合理的结果分析（误差的来源及方法 的可行性分析）：系统误差、方法误 差、偶然误差、操作误差
• 1.5.2分析结果的表示 • 1、待测组分的化学表示形式
• 分析结果通常以被测组分实际存在形式的含 量表示。例如，测得试样中氮的含量以后， 根据实际情况，以NH3、NO3-1、N2O5等不同形 式的含量表示分析结果。
• 用直接法配制标准溶液比较简便，产生误 差的机会少；用间接法配制标准溶液时所 用的基准物质少，符合节约原则，此法适 于配制大量的标准溶液。当测定和标定在 完全相同的情况下进行时，能使滴定误差 和其它系统误差相互抵消。这些都是间接 法的优点。
• 常用的几种基准物质有：
• 标定酸：Na2CO3 Na2B4O7·10H2O • 标定碱：KHC8H4O6 H2C2O4·2H2O • 标定氧化剂：As2O3 Na2O2 • 标定还原剂：K2Cr2O7 KIO3 Cu2+ • 标定EDTA：CaCO3 Zn Cu MgSO4 • 标定AgNO3：NaCl KCl等
• 3、测定
•
根据待测组分的性质、含量和对分
析结果准确度的要求,再根据实验室不同
的具体情况,选择最合适的化学法或仪器
分析方法进行测定。
•
• 每种分析方法都有其特点和不足之处，各种 方法在灵敏度、选择性和适用范围等方面有 较大的差别，我们应该熟悉各种方法的特点， 作到胸中有数，以便在需要时能正确选择分 析方法。一个好的分析工作者应能根据分析 任务最恰当地使用仪器，而不是利用最新的 仪器来解决简单的分析问题。
标准溶液: 已知准确浓度的试剂溶液。 配制方法有直接配制和标定两种。
• 2、间接法（也叫标定法） • 有许多试剂，由于不易提纯和保存，（如
NaOH）或组成不固定（如HCL、H2SO4 等），或在放置时溶液不稳定等，都不能用 直接法配制标准溶液。在这种情况下，只能 采用间接法。
• 所谓间接法就是先将试剂配制成近似浓度的 溶液，然后再用一种基准物质对它进行标定。
0.2 10% 00.1% 20.00
• （3）滴定到化学计量点所使用标准溶液的 体积也不可太少，否则滴定的相对误差太 大。若滴定管每次读数有0.02ml误差，则 每份溶液的滴定就可能有0.04ml误差，因 此，使用的体积必须在20~40ml间，才能 使读数误差小到0.1%-0.2%。
0 .0 4 1% 0 0 .2 % 0 .0 , 4 10 0 .1 0 %
量除以试液的体积，常用单位mol/L。 • b、质量摩尔浓度：表示待测组分的物质的
量除以溶剂的质量，常用单位mol/kg。 • c、质量分数：表示待测组分的质量除以试
液的质量，量纲为1。
• d、体积分数：表示待测组分的体积除以 试液的体积，量纲为1 。
• e、摩尔分数：表示待测组分的物质的量 除以试液的物质的量，量纲为1。
nB

b t
nT
或
nT

t b
n
B
,
b , t 为计量数比 tb
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 例如在酸性溶液中，用H2C2O4标定KMnO4 的滴定反应为：
2 M 4 5 C 2 O n 4 2 1 O H 6 2 M 2 1 C n 2 0 8 H O 2 O
nKMn4O52nH2C2O4
1.5分析化学过程及分析结 果的表示 1.6滴定分析概述 1.7基准物质和标准溶液 1.8滴定分析中的计算
学 习 要 求：
• 1、通过学习，了解定量分析的全过程； • 2、掌握定量分析结果的表示方法； • 3、了解滴定分析的特点及基本方法； • 4、按照“国际单位制（SI）及中华人民共
和国法定计量单位”的规定，进行滴定分析 的计算；
目的是利用有效的手段将样品处理成便于分析的 待测样品；
与待测样品有关的因素： 分析方法（常量、微量）；
物态与相（多相、均相、固态、液态、气态）； 待测成分在样品中的含量（针对不同的分析方法）。
试样处理方法的原则： 利用样品化学、物理性质的不同； 适应测定方法和要求的不同。 *必要时要进行样品的分离与富集。
反应要定量进行 反应速度较快 容易确定滴定终点
滴定方式
a.直接滴定法 b.间接滴定法
如Ca2+沉淀为CaC2O4，再用硫酸溶解，用 KMnO4滴定C2O42-,间接测定Ca2+ c.返滴定法 如测定CaCO3,加入过量盐酸，多余盐酸用 标准氢氧化钠溶液返滴
d.置换滴定法 络合滴定多用
1.7基准物质和标准溶液