哈工大水分析化学课件
水分析化学ppt课件完整版
•水分析化学概述•水样的采集与处理目录•水质指标与测定方法•水体中常见离子的分析方法•有机污染物的分析方法•水质综合评价与监测01水分析化学概述水分析化学的定义与任务定义水分析化学是研究水及其所含组分的化学组成、结构、性质及其变化规律的科学。
任务通过对水样的采集、处理和分析,了解水体的化学性质、污染状况及其变化趋势,为水资源保护、水环境治理和水质监控提供科学依据。
包括地表水(河流、湖泊、水库等)和地下水,研究其化学组成、性质及变化规律。
天然水废水饮用水工业废水、生活污水等,研究其污染物的种类、浓度及迁移转化规律。
研究其水质标准、处理工艺及对人体健康的影响。
030201化学分析法仪器分析法生物分析法物理分析法利用化学反应原理进行定性或定量分析,如沉淀法、络合滴定法等。
利用生物体或生物组织对水样中的某些物质进行识别或测定,如生物传感器法、酶分析法等。
借助各种仪器设备对水样进行分析,如光谱法、色谱法、电化学法等。
通过测量水样的物理性质来推断其化学组成和性质,如电导率法、折射法等。
02水样的采集与处理水样的采集采样点的选择根据水体类型、污染状况和研究目的,选择合适的采样点,确保水样具有代表性。
采样时间和频率根据水体变化规律和污染物排放情况,确定采样时间和频率,以反映水体的真实状况。
采样器具的选择与清洗选用合适的采样器具,如玻璃瓶、聚乙烯瓶等,并确保器具干净、无污染。
根据水样性质和分析项目要求,选择合适的保存方法,如冷藏、冷冻、加入保存剂等。
保存方法确保水样在运输过程中不受污染、不发生变化,选择合适的运输方式和包装材料。
运输要求在保存和运输过程中,需记录水样信息、保存条件等,以便后续分析。
注意事项水样的保存与运去除水样中的悬浮物、颗粒物等杂质,提高分析的准确性。
过滤与离心调节pH 值消解与蒸馏富集与分离根据分析项目要求,调节水样的pH 值,以确保分析的准确性。
对于某些难以直接分析的项目,需进行消解或蒸馏处理,以消除干扰物质或提高检测灵敏度。
《水质分析化学》PPT课件
酸碱反应
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25
溶剂的质子自递反应
质子溶剂
质子自递常数
平衡常数:
(1)酸碱的离解常数越大酸碱性越强 (2)酸强度>H3O+ (3)碱强度>OH-
Kw = Ka × Kb
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26
一元酸分布分数的计算
HAC为例 δHAc+ δAc-= 1
pH值为X轴,δi为Y轴的分布图 对称分布
lgαY(H)≤ lgKMY – 8
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50
EDTA酸效应曲线的使用
1. 络合滴定的最小pH值 2. 查出干扰离子
例如对Ca2+的滴定过程中,干扰离子?
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1
2). 滴定分析法
容量分析法,将一已知准确浓度的试剂溶液和 被分析物质的组分定量反应完全,根据反应完成时 所消耗的试剂溶液的浓度和用量(体积),计算出 被分析物质的含量的方法。
几个概念:标准溶液(纯度、化学式、稳定) 滴定 化学计量点 滴定终点
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2
四大滴定法:
酸碱滴定法:利用质子传递反应进行滴定的方法 沉淀滴定法:利用生成反应进行滴定的方法
pKi 4
滴总量的判断
强度最弱的酸碱进行判断
C sp n K a ( n C s或 p n K b) n 1 1 00
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38
以NaOH滴定H3PO4为例
是否满足分级滴定的条件?
(1)第一计量点 (2)第二计量点 (3)第三计量点:CaCl2强化
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39
3.7 水中的碱度和酸度
• 真色:除去悬浮杂质后的水,由胶体及溶 解杂质所造成的颜色。
水分析化学第一二章ppt课件
2021/6/2
(三〕化学指标
➢ 有机污染物综合指标(宏观地描述水中有机污染 物,是总量指标,不针对哪类有机物)
➢ 高锰酸盐指数(Pi):用KMnO4作氧化剂氧化水中有 机物所消耗的 量,用mgO2/L表示
➢ 化学需氧量(COD):在一定条件下水中能被得重铬 酸钾氧化的水中有机物的量,用mgO2/L表示
2021/6/2
二、水质标准
水质标准 (Water Quality Standard) 定义:按不同用水目的制定的污染物的量阈值。 除余氯为下界,其他指标均为上界限值,不可超 越。 意义:水质标准是水的物理、化学和生物学的质 量标准。
2021/6/2
§1-4 国内外水质指标体系
水质标准主要分为:地表水质量标准、地下水质量标准、 城市供水质量标准、生活饮用水质量标准、农田灌溉水 质标准和污水排放标准。
水质分析化学
讲解人:吴亚坤 15555519345
课程定位
❖ 给水排水工程专业的专业技术基础课,是专业指 导委员会指定十门骨干课程之一。
❖ 教学时数64学时,其中课堂教学40学时,实验 教学24学时。
❖ 先修课程:普通化学、有机化学和物理化学
2
2021/6/2
授课内容及安排
❖ 第1章 绪论〔2h) ❖ 第2章 水分析测量的质量保证(4h) ❖ 第3章 酸碱滴定法〔5h) ❖ 第4章 络合滴定法〔5h) ❖ 第5章 沉淀滴定法(2h) ❖ 第6章 氧化还原滴定法〔6h) ❖ 阶段复习 (2h) ❖ 第7章 电化学分析 (2h) ❖ 第8章 吸收光谱法〔4h) ❖ 第9章 色谱法 (4h) ❖ 第10章 原子吸收光谱法〔2h) ❖ 总复习〔2h)
铬钴比色法 以重铬酸钾和硫酸钴配制标准比色系列
水分析化学chapter1全解54页PPT
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里,没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多,公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿;只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢!
哈尔滨工业大学《水分析化学》课件..
[4] EDTA的络合平衡
稳定常数
( 1 :1 ) (逆反应)
稳定常数用途:判断一个络合物的稳定性
EDTA的酸效应 条件稳定常数
[5]金属指示剂
影响金属指示 络合滴定曲线突跃范围 剂的主要因素 金属离子M的初始浓度 金属指示剂(有机络合剂)
金属指示剂的作用原理 解决办法:加掩蔽剂 种类 封闭现象:加入过量的EDTA也不能将MIn中的In置换 出来 的现象 僵化现象:由于生成的显色络合物为胶体或沉淀,使 终点延长或拖后的现象 解决办法 :加 有机溶剂或加热 慢滴,振摇
精确度高,则精密度一定高
准确度低,则精密度一定低
精密度高,而准确度不一定高
[6]标准溶液
基准物质:以直接准确称量,用于配制标准溶 液的一类物质
标准溶液:已知准确浓度的溶液
量浓度 :
滴定度: 1ml标准溶液相当于被测物质的质量( 用Ts/x表示,S-标准溶液,X-待测溶液)
例题与习题:
记住一些常用的摩尔质量 17g/mol 30g/mol 61g/mol
28g/mol
50g/mol
写出碱度计算的正确表达式
例题与习题:
例1:当P>0,M=0时
OH-碱度(mol/L)= ?
OH-碱度(mmol/L)= ?
OH-碱度 例2:已知某酸 =? ,求其共轭碱的PKb
第4章 络合滴定法
[4]碱度的测定
天然水中碱度的种类 :
可构成5种组合形式(假设水中
和
不
共存 ):
碱度和pH的关系:
连续滴定法测水中碱度
水环境化学3【哈尔滨工业大学】
[S2-]=1.16×10-23/[H+]2 溶液中促成硫化物沉淀的是[S2-],若溶液中存在二价金属离子 Me2+,则有: [Me2+][S2-]= Ksp 因此在硫化氢和硫化物均达到饱和的溶液中,可算出溶液中金 属离子的饱和浓度为: [Me2+]=Ksp/[S2-]= Ksp[H+]2/ Ksp,=Ksp[H+]2/(0.1K1·K2 )
总的综合位能为: VT=VR+VA 式中:VA——由范德 华力所产生的位能
VR——由静电排 斥力所产生的位能
不同溶液离子强度 有不同VR曲线,VR 随颗粒间的距离按 指数规律下降
VA则只随颗粒间的 距离发生变化,与 溶液中离子强度无 关 不同溶液离子强度 有不同的VT曲线
在溶液离子强度较小时,综合位能曲线上出现较大位能峰 (Vmax),此时,排斥作用占较大优势,颗粒借助于热 运动能量不能超越此位能峰,彼此无法接近,体系保持分 散稳定状态。当离子强度增大到一定程度时,Vmax由于 双电层被压缩而降低,则一部分 颗粒有可能超越该位能 峰。当离子强度相当高时,Vmax可以完全消失。
以lgG对lgc作图可得一直线。Lgk为截距,因此,k值是c=1时的吸 附量,它可以大致表示吸附能力的强弱。1/n为斜率,它表示吸附 量随浓度增长的强度。该等温线不能给出饱和吸附量。
G=G0c/(A+c) G0——单位表面上达到饱和时间的最大吸附量; A——常数。 A对c作图得到一条双曲线,其渐近线为G=G0,即当c→∞时, G→G0,在等温式中当A=C,则G= G0/2,由此可知,A为吸附量达
水分析化学 chapter2-1ppt课件
m
绝对误差
0.2000 g 0.0200 g
0.2 mg 0.2 mg
相对误差
0.1% 1%
(3)精密性(precision)
表示同一样品n次测定值之间的接近程度, 或测定值有无良好的重复性和再现性。
准确度反映了系统误差和随机误差的大小
精密度反映了分析方法或测量系统存在 的随机误差的大小。
英文名称
符号 适用范围
标签标志
一级品
优级纯 (保证试剂)
Guarantee Reagent
二级品
分析纯 (分析试剂)
Analytical Reagent
三级品 化学纯
四级品
实验试剂 医用
Chemical Pure
Laboratorial Reagent
G.R. A.R. C.P. L.R.
纯度很高,适用于精密分析工 作和科学研究工作,有的 还可做基准物质
水采样样类方型法与采样器
(1)瞬时水样 (2)混合水样(同一采样点,不同时间混合水样) (3)综合水样(同一时间不同采样位置混合水样) (4)流量比例混合水样
7
2.保存
目的:采用一些措施 终止或减缓各种物理、 化学、生物反应速度, 包括:分解、沉淀、 络合、水解、挥发、 溶解、吸附、氧化、 生物降解
分离
12管固相萃取装置
沉淀分离
萃取分离(L-L、SPE)
色谱分离
等
10
冷凝器
电动机及可变速转动装置 蒸发瓶
溶剂接收瓶
温度与转速控制
Heidolph 旋转蒸发浓缩器
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干式消解
样品消解
应用目的—测定含有机物的样品中的无机
元素
水分析化学课件ppt可修改全文
培养独立分析和解决分析化学 中实际问题的能力
注重培养严谨的科学态度
树立1个“量”概念 强化并树立准确“量”的观念
4
教学方式
➢ 课程讲授:核心的、最具价值的知识点,深讲;把握学 科的思维方式和研究方法。
➢ 内容总结、讨论、习题课、参观:围绕课程知识点归类 总结、大型仪器应用演示与认识参观等
➢ 课程作业:多做多练(强化科学训练);综合开放的题目 ➢ 课程材料:教材、多媒体教学课件
– 温度体积效应异常:冻结时膨胀、0~4℃时体积随 温度升高而降低、4 ℃是体积最小,密度最大
– 热容量最大:除液氨外,所有液体和固体物质中, 水的热容量最大—调节气温
– 具有强溶解性、强反应能力的溶剂:介电常数很 大(使溶质电离能力强),许多物质在水中溶解 度大,电离度大,可发生各种化学反应
– 强流动能力 – 较大的表面张力:液体中除汞以外,水的表面张
的依据
17
水分析化学与传统分析化学的关系
• 建立在传统分析化学基 础之上,
• 突出水质指标的工程应 用地位,
• 由水质分析技术引出相 关的分析化学理论内容
18
1.2 水分析方法分类
样品
➢按分析方法的原理和手段分:
➢1、★化学分析法 (常量组分):以化学反
应为基础的分析方法
➢定义:将水中被分析物质与已知成分、性质和含量
常量 半微量 微量
>100 10~100
<10
>10 1~10 <1
➢ ★按待测组分含量分
常量组分 (>1%) 微量组分 (0.01-1%)
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痕量组分 (<0.01%)
分析化学组分含量单位
PPM ——parts per million (10-6) ( mg / kg )或( mg / L )
《水分析化学》课件
这份《水分析化学》PPT课件将带你深入了解水分析的原理与方法、水样的 采集与处理、水质指标与污染评价、水分析仪器与设备,以及实验注意事项 与安全操作。
课程介绍
课程目标
掌握水分析的基本原理与 方法,了解水质指标与污 染评价方法,掌握常见水 分析仪器的操作与维护。
课程内容
包括水分析的原理与方法、 水样的采集与处理技术、 水质指标与污染评价方法、 使用常见水分析仪器与设 备的操作与维护。
学习重点
水分析的基本原理与方法、 常用分析方法、水样采集 与处理技术、水质指标与 污染评价方法、常见水分 析仪器的操作与维护。
水分析的原理与方法
1
基本原理
介绍水分析的基本原理,包括化学反应原理和仪器分析原理。
2
常用分析方化学分析等。
3
实验示范
演示一些水分析实验的步骤和操作要点,以及实验数据的处理和结果分析。
实验操作演示
演示一些常见水分析仪器的操作步骤 和注意事项。
实验注意事项与安全操作
1 实验室安全注意
提醒学生注意实验室的安全事项,如佩戴防护用具、注意实验室危险品的存储和使用。
水样的采集与处理
水样采集技术
介绍水样采集的方法和技 术,如自动采样器、手动 取样等。
水样处理方法
介绍水样处理的常用方法, 如过滤、浓缩、前处理等。
实验案例
分享一些水样采集与处理 的实验案例,包括环境水 样、饮用水样、工业废水 等。
水质指标与污染评价
常见水质指标
水质污染评价方法
介绍常见的水质指标,如pH值、 溶解氧、高锰酸盐指数等。
介绍水质污染的评价方法,如 水质类别划分、污染指数计算 等。
应用案例
大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)
大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)引言概述:大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)是一门涉及水样分析方法和技术的重要课程。
水分析化学在环境、食品、药品等领域起着至关重要的作用。
本课件旨在介绍水分析化学的基本概念、分析方法和实验操作技术,并提供了相关案例分析和实践指导。
一、水样采集与前处理1.1 水样采集的方法和技巧1.2 不同类型水样的前处理方法1.3 水样中常见污染物的特性与预处理方案1.4 常用的水处理装置和设备1.5 前处理实验操作的注意事项和技巧二、水样分析方法2.1 水质指标分析方法的原理和应用2.2 溶解氧和氨氮测定方法2.3 pH值和电导率测定方法2.4 大气沉降物和地下水中常见离子测定方法2.5 高浓度有机物和重金属离子的测定方法三、仪器分析技术3.1 分光光度法和原子吸收光谱法的原理和应用3.2 气相色谱和液相色谱的原理和应用3.3 质谱分析技术在水分析中的应用3.4 离子色谱和电化学分析技术的原理和应用3.5 超声波和微波辅助分析技术的原理和应用四、质量控制与实验室管理4.1 误差分析和不确定度评定方法4.2 校准和验证方法的选择和实施4.3 质量管理体系的建立和维护4.4 实验室安全操作规范和控制措施4.5 实验室数据处理和记录的技巧和要求五、案例分析与实践指导5.1 典型水样的分析案例5.2 实验室中常见问题的解决方案5.3 实验室实践操作技巧和实验设备的维护5.4 水质监测和评价的实践指导5.5 实验室实训和科研项目的设计与实施总结:大学课件《水分析化学》(第四版)x(一)通过系统地介绍水分析化学的基本概念、分析方法和实验技术,帮助学生全面了解和掌握水质分析技术的原理、应用和实验操作。
同时,通过案例分析和实践指导,培养学生解决实际问题和开展科学研究的能力,为他们未来在环境保护、食品安全等领域的工作提供有力支持。
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OH HCO 天然水中碱度的种类 :
➢ 可构成5种组合形式(假设水中 和
不共存 ):
3
CO
2 3
➢ 碱度和pH的关系: 连续滴定法测水中碱度
OH HCO3
➢ 测定步骤
➢ 概念:酚酞碱度、甲基橙碱度、总碱度
➢ 发生的反应:
➢ 5种组合的判据 :
[5]碱度计算
首先由P和M的数值判断碱度的组成 确定碱度的表示方法
哈工大水分析化学课件
知识点 ❖ 水分析化学的地位及作用 ❖ 水分析化学分析方法的分类 ❖ 水质指标与水质标准 ❖ 取水样、保存、预处理 ❖ 分析方法的评价体系 ❖ 标准溶液
第一章 绪论
[2] 水分析化学分析方法的分类
水中污染物包括 ➢ 无机:金属离子Ca2+、Mg2+ + 重金属离子:Pb2+、Fe3+、Mn2+、Cd2+、Hg2+等 ➢ 有机:酚、农药、洗涤剂等
K不稳
[M][Y] [MY]
[5]金属指示剂
影响金属指示
络合滴定曲线突跃范围
剂的主要因素
金属离子M的初始浓度
金属指示剂(有机络合剂)
金属指示剂的作用原理
种类
封闭现象:加入过量的EDTA也不能将MIn中的In置换 出来 的现象
僵化现象:由于生成的显色络合物为胶体或沉淀,使解终决点办延法长:或加拖掩后蔽的剂现象
以上污染物都需要水分析方法去定量 分析方法包括
➢ 重量分析——称重的办法 ➢ 化学分析——借助化学反应 ➢ 仪器分析
用途:残渣分析
[3]水质指标与水质标准
水质指标 ➢ 物理指标:不涉及化学反应,参数测定后水样不发生变化 ➢ 化学指标 ➢ 微生物学指标
水质标准:按不同用水目的制定的污染物的量阈值。除余氯为下界,其他指标均为上界限值, 不可超越
[3]酸碱指示剂
酸碱指示剂的作用原理 :
HI( n,解酸 离平衡常数式 表 达式 色 H) I( n 碱式色)
K可酸用1 碱滴指定示突[H 剂跃讨的范[论H 选围]择来[I选:In择n] 指 示] 剂
[H酸碱 ]指示剂K的1[分H类I:n] [In ]
PHPK1 lg[[H InI]]n
[4]碱度的测定
[2]酸碱滴定曲线
强碱滴定强酸与强酸滴定强碱曲线形状相同,位置相反 滴定剂初始浓度增加(减少)一个数量级,滴定突跃范围增加(减少)2个pH单位 强碱滴定强酸的突跃范围大于强碱滴定弱酸的突跃范围 用酸碱指示剂进行强碱滴定弱酸的条件:Csp×Ka≥10-8,(计量点时酸浓度) 通过化学反应改善弱酸或弱碱性,可采用4种强化措施,络合、金属离子强化、沉淀、氧化还原。
[4]取水样、保存、预处理
取水样 保存 预处理——水样的分离技术
➢ 过滤 ➢ 蒸馏 ➢ 萃取L-L液萃取:分离水中的有机物 ➢ 浓缩 富集
[5]分析方法的评价体系
用水和废水水质分析首选GB(国标)方法 准确度:测定值和真空值的接近程度 精密度:测定值之间的接近程度 准确度和精密度之间关系
Al3
Fe2
Ca2 Mg 2
Ca2
F3 e N 2 O H H H CF L2 e
其它应用
[7]络合滴定的方式
直接滴定法
➢ 要求:络合反应快,生成络合物稳定
[1]络合反应及特征
A g 2 N 3 H A (N g 3 )2 H ( 1 :2 )
前提A :②配①体中:心 提g 离供子2 孤(N 金对属C 电离子3 子的 )化,H 合一[ l 物定A 能提( 供N 空的g 轨3 道)2 H ] C l
配位键 配位原子 配位数
[2]氨羧络合剂 特征:同时存在氨基和羧基 最常见:EDTA 乙二胺四乙酸(盐),一般定义EDTA用Y表示 EDTA呈现六元酸的特点 ,七种型体存在量的相对多少取决于溶液的pH值 。 常用乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y)来配制EDTA水溶液,因为H4Y的溶解度小于Na2H2Y
OH-碱度(mol/L)= ?
OH-碱度(mmol/L)= ?
OH-碱度
=?
例2:已知某酸
,求其共轭碱的PKb
(1 CaO计) 2
Ka105
知识点: ❖ 络合反应及特征 ❖ 氨羧络合剂 ❖ EDTA络合物的特征 ❖ EDTA的络合平衡
第三章 络合滴定法
❖ 金属指示剂 ❖ 提高络合滴定的选择性 ❖ 络合滴定的方式
[3]EDTA络合物的特征
MYMY
络合比1:1 ,为什么
EDTA与无色金属离子生成无色络合物,与有色金属离子形成络合物颜色会加深
[4] EDTA的络合平衡
稳定常数 (1:1) (逆反应)
MYMY 稳定常数用途:判断一个络合物的稳定性
EDTA的酸效应
M 条件稳 定常Y M 数 Y
K稳
[MY] [M][Y]
例题与习题: 1.测水样某一指标的步骤: 2.如何设计加标回收率实验? 3.如何设计精密度实验?
知识点 ❖ 酸碱平衡 ❖ 酸碱滴定曲线 ❖ 酸碱指示剂 ❖ 碱度的测定 ❖ 碱度计算
第二章酸碱滴定法
Байду номын сангаас1]酸碱平衡
酸、碱 、共轭酸碱对、酸碱反应 酸度和碱度 酸碱强度 酸碱平衡中的组分浓度 共轭酸碱对HB/B-的Ka和Kb关系 拉平效应和区分效应
解决办法 :加有机溶剂或加 热
慢滴,振摇
[6]提高络合滴定的选择性
pH值来控制
例1:Ca2+、Mg2+、Fe3+共存,测Fe3+,
掩蔽技术
➢ 络合掩蔽
例2:测 、 时, 、 干扰,用 掩蔽
➢ 沉淀掩敝
例3: 、 共存时,测 , 其它应用
➢ 氧化还原掩蔽 :变更干扰离子的价态
例4:
Ca2 Mg 2
以mg/L计,以mol/L或mmol/L计,以mgCaO/L或mgCaCO3/L计 记住一些常用的摩尔质量
17g/mol
30g/mol
61g/mol
28g/mol
50g/mol
写出碱度计算的正确表达式
OH
1 CaO 2
1 2
CO
2 3
1
2 CaCO3
HCO3
例题与习题:
例1:当P>0,M=0时
➢ 精确度高,则精密度一定高 ➢ 准确度低,则精密度一定低 ➢ 精密度高,而准确度不一定高
Xi XT
Xi X
[6]标准溶液
基准物质:以直接准确称量,用于配制标准溶液的一类物质 标准溶液:已知准确浓度的溶液 量浓度 : 滴定度: 1ml标准溶液相当于被测物质的质量(用Ts/x表示,S-标准溶液,X-待测溶液)