电力用油化学分析基础

3.1
8.0
0.10mol· L-1 NaOH ↓ 0.10mol· L-1 HCl PP 9.0 MR 6.2 MO 4.4
100
200%
滴定百分数,T%
强酸滴定弱碱（一元弱酸）
NaOH mL T% 组成 pH HAc pH HA
分析化学基本原理
[H+] 计算式
(Ka(HAc)=10-4.76, Ka(HA)=10-7.00)
分析化学基本原理
溶液的浓度及表示方法
比例表示法
体积比例，V1：V2 质量比例，m1：m2 容量对容量百分浓度，%(V1/V2) 质量对容量百分浓度，%(m/V) 质量百分浓度，%(m1/m2) kg/m3，g/L，mg/L，mg/mL
百分浓度表示法
质量浓度
物质的量浓度
Q M W F n
仪器分析基础
卡尔‧费休(Karl Fisher)法测定微量水
基本原理：利用I2 氧化SO2 时，水定量参与反应。 I2+SO2+2H2O = 2HI+H2SO4 以上反应为平衡反应，需要破坏平衡. 卡尔‧费休试剂 ：由碘、吡啶、甲醇、 二氧化硫、水按一定比例组成。 （1）吡啶：中和生成的HI （2）甲醇：防止副反应发生
+
(CH3)2 SO 3OHN H+ pKa = 3.4 N N SO 3-
N
N
pH≤ 3.1,酸式色，红色 pH ：3.1~4.4，混合色，橙色
pH≥4.4碱式色，黄色
常用的酸碱指示剂：
指示剂 MO MR PP 变色范围 3.1~4.4 4.4~6.2 8.0~9.6 酸式色 红 红 无 碱式色 黄 黄 红 pKHIn 3.4 5.0 9.1
mol/L，mmol/L
分析化学基本原理
标准溶液和基准物
标准溶液的浓度通过基准物来确定 基准物应具备的条件
必须具有足够的纯度 组成与化学式完全相同 稳定 具有较大的摩尔质量
常用的基准物
K2Cr2O7；Na2C2O4；CaCO3；NaCl；Na2CO3
分析化学基本原理
标准溶液的配置——直接配制法
分析化学基本原理
酸碱滴定曲线
溶液pH 随中和百分数（T%）变化的曲线。
强酸滴定强碱
0.1000mol·L-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000mol·L-1 HCl 1. 滴定前: [H+]=c(HCl)=0.1000mol· L-1 pH=1.00 2. 滴定开始到sp前: [H+]=c(HCl)(未中和) 3. sp时: [H+]=[OH-] pH=7.00
分析化学的分类
按分析任务分类：定性、定量、结构 按分析对象分类：有机、无机、生物、药物 按数量级分类：常量、微量、痕量、超痕量
克 毫克 微克 纳克 皮克 飞克 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 ppm ppb ppt
按分析方法分类：化学分析、仪器分析
分析化学基本原理
分析化学基本操作
称量方法
固定重量法
1.又称增量法，此法用于称量某一固定质量的试剂或试 样。这种称量操作的速度很慢，使于称量不易吸潮，在 空气中能稳定存在的粉末或小颗粒（最小颗粒应小于 0.1mg）样品，以便精确调节其质量。
2.本操作可以在天平中进行，用左手手指轻击右手腕部，
将牛角匙中样品慢慢震落于容器内。
10.70 sp后:[OH ]=
[H+]计算 滴定前:[H+]=c(HCl) sp前:[H+]=
c(H+ )V (H+ ) - c(OH- )V (OH- ) V (H+ ) + V (OH- )
突 sp: [H+]=[OH-] 跃 =10-7.00
c(OH- )V (OH- ) - c(H+ )V (H+ ) + V (H ) + V (OH ) 12.52
分析化学基本操作
称量方法
直接称量法
1.此法用于称量一物体的质量。如称量某小烧杯的质量 2.此法适用称量洁净干燥的不易潮解或升华的固体试样 3.在天平上直接称出物体的质量。（物左码右）
分析化学基本操作
称量方法
递减称量法
又称减量法。此法用于称量一定范围内的样品和试剂。 主要针对易挥发、易吸水、易氧化和易与二氧化碳反应 的物质。
4. sp后:[OH-]=c(NaOH)(过量)
分析化学基本原理
0.1000mol· L-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000mol· L-1 HCl
NaOH mL 0.00 18.00 19.80 19.98 20.00 20.02 20.20 22.00 40.00 T% 0 90.0 99.0 99.9 100.0 100.1 101.0 110.0 200.0 剩余HCl mL 20.0 2.00 0.20 0.02 0.00 0.00 0.02 0.20 2.00 20.00 过量 NaOH pH 1.00 2.28 3.00 4.30 7.00 9.70
电力用油化学分析基础
云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院
主要内容
分析化学基本原理 分析化学基本操作 仪器分析基础
误差分析与数据处理
分析化学基本原理
分析化学的定义
研究获得物质化学组成，结构信息，分析方法 及相关理论的科学 化学中的信息科学，以降低系统的不确定度为
目的。
分析化学基本原理
2.光的吸收定律——朗伯－比尔定律
布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和 1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A∝b
1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物 浓度之间也具有类似的关系。A∝c 二者的结合称为朗伯—比耳定律，其数学表达式为：
仪器分析基础
0
1ห้องสมุดไป่ตู้.00 18.00 19.80 19.96 19.98 20.00
0
50.0 90.0 99.0 99.8 99.9 100.0
HA
HA+AHA+AHA+AHA+AHA+AA-
2.88
4.76 5.71 6.67 7.46 7.76 8.73
4.00
7.00 7.95 9.00 9.56 9.70 9.85
[H+ ] = Kaca
[H+ ] = [HA] Ka [A ]
-0.1%:pH=pKa+3
[OH- ] = Kbc(A- )
20.02
20.04 20.20
100.1
100.2 101.0
A-+OHA-+OHA-+OH-
9.70
10.00 10.70
10.00
10.13 10.70
[OH- ] = c(NaOH) +[HA]
酸色
碱色
Ka [In ] [HIn] [H ]
变色范围
可由颜色的变化判断[H+]的变化,确定滴定的终点。
[In ] 作用于人眼的颜色由 确定，而 [HIn]
[In ] 又由 [HIn]
Ka 确定，因此 [H + ]
分析化学基本原理
甲基橙指示剂 (MO)—双色
H N (CH3)2
表示法：T待测物/滴定剂
单位：g / mL
分析化学基本原理
酸碱滴定法
酸碱滴定法是利用酸或碱作标准溶液，根据质子传 递反应并通过滴定操作来测定物质含量的一种分析方法。
酸碱质子理论
酸：给出质子（H+）的物质。
碱：接受质子（H+）的物质。 两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质。 共轭酸碱对：彼此只相差一个质子的物质。
11.68
分析化学基本原理
强酸碱滴定曲线 0.10mol· L-1
pH 12 10 8 6
HCl ↓ 0.10mol· L-1 NaOH
9.8
PP
9.0
9.7
sp+0.1%
PP 8.0
MR 5.0
4 2 0 0
sp 7.0突 *6.2 跃 MR 5.0 *4.4 MO 4.0 4.3 sp-0.1%
与滴定强酸的pH相同
22.00
110.0
A-+OH-
11.68
11.68
分析化学基本原理
pH
强碱滴定弱酸滴定曲线 HAc AcAc-+OH0.10mol· L-1 NaOH
12
10
8
突 跃
9.7 8.7 7.7
4.3
PP
↓
HAc
6
4
6.2
HAc HCl
5.0 4.4 4.0 3.1
MR
MO
0.10mol· L-1 突跃处于弱碱性, 只能选酚酞作指 示剂.
情况选用合适的称量方法操作。 称量时，要根据不同的 称量对象，选择合适的天平和称量方法。一般称量使用 普通托盘天平即可，对于质量精度要求高的样品和基准 物质应使用电子天平来称量。
分析化学基本操作
天平的使用
称量前的检查
1.取下天平罩，叠好，放于天平后。
2.检查天平盘内是否干净，必要的话予以清扫。 3.检查天平是否水平，若不水平，调节底座螺丝，使气 泡位于水平仪中心。 4.检查硅胶是否变色失效，若是，应及时更换。
分析化学基本操作
沉淀的过滤
滤纸的选择
定量滤纸（无灰滤纸）
过滤
倾注法
滤纸的洗涤
分析化学基本操作
玻璃仪器的使用
滴定管 移液管 容量瓶
锥形瓶 烧 杯 量 筒
分析化学基本操作
酸 碱 滴 定 管
分析化学基本操作
酸式滴定管的操作
分析化学基本操作
碱式滴定管的操作
分析化学基本操作
碱式滴定管的操作
分析化学基本操作
操作姿势及读数
分析化学基本操作
移 液 管
分析化学基本操作
容 量 瓶
分析化学基本操作
量 筒
分析化学基本操作
锥 形 瓶
分析化学基本操作
烧 杯
仪器分析基础
比色分析及分光光度分析
原理
1.物质对光的选择吸收：溶液之所以呈现不同的颜色是 由于该溶液中的溶质对光具有选择吸收
仪器分析基础
比色分析及分光光度分析
分析方法
1.目视比色法 2.光电比色法 3.分光光度计法
仪器分析基础
库仑分析法
原理
库仑分析法：电极反应-电量-物质量相互关系； 库仑分析法的理论基础：法拉第电解定律； 基本要求：电极反应单纯，电流效率100% 1.法拉第第一定律:
物质在电极上析出产物的质量W 与通过电解池的电量 Q 成正比。 2.法拉第第二定律: 式中：M为物质的摩尔质量（g），Q为电量（1库仑 =1安培×1秒），F为法拉第常数（1F=96487库仑），n 为电极反应中转移的电子数。
直接用容量瓶配制，定容 可直接配制标准溶液的物质应具备的条件
必须具有足够的纯度
一般使用基准试剂或优级纯
组成与化学式完全相同
应避免：（1）结晶水丢失；（2）吸湿性物质潮解；
稳定
见光不分解，不氧化
分析化学基本原理
标准溶液的配置——间接配制法
配制溶液
配制成近似所需浓度的溶液
标定
酸碱反应的实质：在两对共轭酸碱对之间的质 子转移反应。
分析化学基本原理
酸碱滴定法
H3PO4 H+ + H2PO4 NH4+ H+ + NH3 H2PO4 H+ + HPO42+ + R-NH +CH COO R-NH2+CH2COOH H 2 2 酸碱可以是阳离子，阴离子，中性分子。
用基准物或另一种已知浓度的标准
溶液来滴定。
确定浓度
由基准物质量（或体积、浓度）， 计算确定之。
分析化学基本原理
标准溶液浓度表示法
物质的量浓度
单位体积溶液中所含溶质的物质的量 c = n / V ，单位 mol / L 应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。
滴定度
与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。
200 T%
2
0 0
100
分析化学基本操作
分析天平
分析天平是定量分析操作中最主要最常用的仪器， 常规的分析操作都要使用天平，天平的称量误差直接影 响分析结果。
常见的天平
1.普通的托盘天平 2.半自动电光天平 3.电子天平
分析化学基本操作
天平的使用
称量
根据不同的称量对象和不同的天平，应当根据实际
水的质子自递反应 H2O + H2O H3O+ + OH-
分析化学基本原理
酸碱指示剂
作用原理
酸碱指示剂自身是弱的有机酸或有机碱，其共扼酸碱对 具有不同的结构，且颜色不同。当溶液的pH值改变时， 共轭酸碱对相互发生转变、从而引起溶液的颜色发生变 化。
[H ][In ] Ka [HIn]
朗伯—比耳定律数学表达式
A＝lg（I0/It)= ε b c 式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度； b：液层厚度(光程长度)，通常以cm为单位； c：溶液的摩尔浓度，单位mol· L-1； ε：摩尔吸光系数，单位L· mol-1· cm-1；
或: A＝lg（I0/It)= a b c c：溶液的浓度，单位g· L-1 a：吸光系数，单位L· g-1· cm-1 a与ε的关系为： a =ε/M （M为摩尔质量）