《武汉大学分析化学(第五版)总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉大学分析化学(第五版)总结（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分析化学分析化学 （第五版）总结（第五版）总结 - 1 - 分析化学分析化学（第五版）总结（第五版）总结 第第 1 章章绪论绪论 分析化学的分析化学的 定义定义 分析化学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 分分 类类 标标 准准 任务定性分析鉴定物质化学组成（元素、原子团、化合物） 定量分析测定物质中有关成分的含量 结构分析确定物质化学结构（分子、晶体、综合形态） 原理化学分析定义以化学反应为为基础的分析方法 分类定性分析 定量分析重量分析用称量方法求得生成物 W 重量 滴定分析从与组分反应的试剂 R的浓 度和体积求得组分C的含量 特
2、点仪器简单，结果准确，灵敏度较低，操作繁琐，分析 速度较慢，适于常量组分分析（质量分数在 1%以上） 仪器分析定义以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的分析 方法 特点灵敏，快速，准确，易于自动化，仪器复杂昂贵，适 于微量、痕量组分分析 对象无机分析、有机分析、冶金分析、地质分析、环境分析、药物分析、生物分 析 用量用量及操 作规模 常量分析100mg10ml 半微量10100mg101ml 微量0.110mg0.011ml 超微量0.1mg1% 微量分析0.01%1% 痕量分析99.9%） 性质稳定，不易与空气中的 O2 及 CO2 反应，不吸收空气 中的水 试剂参加滴定反应时，若按反应
3、式定量进行，没有副反应 标准溶液配 制 直接法 标定法先配制近似浓度，再用基准物质来标定准确浓度 滴定分析中 的计算 基本单元 B B cc 2 1 2 1 滴定度每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量(g 或 mg) eg.TFe/K2Cr2O7=0.005000g/ml ： 每mlK2Cr2O7恰 能 与 0.005000gFe3+反应 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 2.1 试样的采集试样的采集 固 体 试 样 固 体 试 样 组 成 固体物料种类繁多，性质和均匀程度差别较大 组 成不 均匀 的 物料 矿石,煤炭,废渣和土壤等 组 成相 对均 匀 的物料 谷物、金属
4、材料、化肥、水泥等 采 样 点 取 样 方法 随机采样法随机性地选择采样点 判断采样法根据有关组分分布信息，有选择地选择采样点 系统采样法根据一定规则选择采样点 总 体 平 均 值 的区间n t x 其他公式 2 , E t nxE 采样量Q=kd2 液 体 试 样 采样原则对于体积较小的物料，可在搅拌下直接用瓶子或取样管取样 装在大容器里的物料，在贮槽的不同位置和深度取样后混合均匀即可作 为分析试样 对于分装在小容器里的液体物料，应从每个容器里取样，然后混匀作为 - 4 - 分析试样 对于水样，应根据具体情况，采取不同的方法采样。 (1)采取水管中或有泵水井中的水样时，取样前需将水龙头或泵打
5、开，先 放水 10-15 分钟，然后再用干净瓶子收集水样。 (2)采取池、江、河、湖中的水样时，首先根据分析目的及水系具体情况 选择好采样地点。用采样器在不同深度各取一份水样，混合均匀后作为 分析试样 采样器塑料测定试样中微量的金属元素是 玻璃器皿检测试样中有机物 保存措施控制 pH、加入化学稳定试剂、冷藏和冷冻、避光和密封 气 体 试 样 包括汽车尾气、工业废气、大气、压缩气体、气溶物 收集固体吸附剂： 挥发性气体 （蒸汽压0.1Pa） ， 半挥发性气体 p*:0.110-7Pa 过滤器 取样直接法 浓缩法 生 物 试 样 特点组成因部位和时季不同有较大差异 取样和处理注意事项有群体代表性
6、部位典型性 植物采集好后需用清洁水洗净并立即置于干燥通风处晾干， 或用 于干燥箱烘干。 鲜样分析应立即处理 干样分析将风干或烘干后的试样粉碎，过筛 动物尿液、血液、脑脊液、唾液、胃液、胆汁、乳液等 毛发指甲：采样后用中性洗涤剂处理，经蒸馏水冲洗，再用 丙酮、乙醚、酒精或 EDTA 洗涤 2.2 试样的制备试样的制备 对象不均匀的固体试样 处理过程以矿石为例 破碎和过筛粗碎顎式碎样机，46 号筛 中碎盘式碎样机，20 号筛 细碎盘式碎样机，100200 号筛 混合和缩分 2.3 试样的分解试样的分解 注意事项试样分解必须完全，处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末； 试样分解过程中待测组分不应
7、挥发，也不应引入被测组分和干扰物质。 溶解法定义采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液 特点比较简单、快速 常 用 的 溶 剂 有水、酸和碱等 试样特点溶于水的试 样 一般称为可溶性盐类，如硝酸盐、醋酸盐、铵盐、 绝大部分的碱金属化合物和大部分的氯化物、硫 酸盐等。 不溶于水的采用酸或碱作溶剂的酸溶法或碱溶法进行溶解， - 5 - 试样以制备分析试液。 盐酸活泼金属、氧化物、氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、多种硫化物 硫酸酸性+氧化性 铂族金属、金、某些稀有金属、几乎所有金属、合金、大多数氧 化物、氢氧化物、几乎所有硫化物 磷酸热浓硫酸：强氧化性； 除 Ba、Sr、Ca、Pd 外，其他金属硫化物都溶于水；
8、 硫酸可溶解铁、钴、镍、锌等金属及其合金和铝、铍、锰、钍、 钛、铀等矿石； 高氯酸热，接近沸点：强氧化剂+脱水剂 不锈钢和其他铁合金、铁矿石、钨铁矿 氢氟酸弱酸，强配位能力 As、B、Te、Fe(III)、Al(III)、Ti(IV)、W(V)、Nb(V) 混合酸硫酸+磷酸强酸性，磷酸有一定的配位能力，沸点高 高合金钢、铁矿、钒钛矿及含铌、钽钨、钼 的矿石 硫酸+硝酸强氧化性 钼、锆、锡金属及黄铁矿、方铅矿、锌矿石 等。在钢铁分析中常作混合溶剂 盐酸+过氧化氢氧化性 铜、铜合金 浓硫酸+高氯酸强氧化性 金属镓、铬矿石等 NaOH+KOH两性金属铝、锌及其合金，以及它们的氧化 物、氢氧化物 熔融
9、法原理将试样与酸性或碱性固体溶剂混合， 在高温下让其进行复分解反 应，使欲测组分转变为可溶于水或酸的化合物 分类酸熔法分解碱性试样 碱熔法分解酸性试样 K2S2O7+ KHSO4 2KHSO4=K2S2O7+H2O TiO2+2 K2S2O7Ti(SO4)2+2K2SO4 这种方法常用于分解 A12O3、 Cr2O3、Fe3O4、ZrO2、钛铁矿、铬矿、 中性耐火材料(如铝砂、高铝砖)及磁性耐火材料(如镁砂、镁砖) 等 铵 盐 混 合 熔剂 基于铵盐在加热是分解产生的无水酸在高温下具有很强的溶解 能力 KHF弱酸性溶剂，F-具有络合作用 组要用于分解硅酸盐、稀土和钍的矿石 Na2CO3或 K2
10、CO3 常用来分解硅酸盐和硫酸盐等 A12O3+2SiO2+3Na2CO3=2NaAlO2+2Na2SiO3+3CO2 BaSO4+Na2CO3= BaCO3+Na2SO4 Na2O2强氧化性强碱性溶剂 - 6 - 常用来分解难溶于酸的铁、铬、镍、钼、钨的合金和各种铂合金 以及难分解的矿石，如铬矿石、钛铁矿、绿柱石、铌-钽矿石、 锆英石和电气石等 NaOH+KOH 常用来分解硅酸盐、磷酸盐矿物、钼矿石和耐火材料等 半 熔 融 法 （烧结法） 特点在低熔点温度下，使试样与溶剂发生反应，与熔融法相比，半熔 法的温度低，加热时间较长，可在瓷坩埚中进行，不需要贵金属 器皿 常用 MgO 和 ZnO 和
11、一定比例的 NaCO3 混合物作为熔剂 分解铁矿及煤中的硫 MgO 和 ZnO 熔点高，可预防 Na2CO3 在灼烧时熔合，而保持松散 状态，使矿石氧化得更快，更完全，反应产生的气体容易溢出 干式灰化法适用于分解有机物和生物试样，以便测定其中的金属元素、硫及 卤素元素的含量 方法将试样置于马弗炉中加热（400-1200），以大气中的氧作为氧 化剂使之分解， 然后加入少量浓盐酸或浓硝酸浸取燃烧后的无机 残余物 湿式消化法方法用硝酸和硫酸的混合物与试样一起置于烧瓶内， 在一定温度下进 行煮解，其中硝酸能破坏大部分有机物。在煮解的过程中，硝酸 逐渐挥发，最后剩余硫酸。继续加热使产生浓厚的 SO3 白
12、烟， 并在烧瓶内回流，直到溶液变得透明为止 优点速度快 缺点加入试剂而引入杂质 微波辅助消 解法 适用对象法既可用于有机和生物样品的氧化分解， 也可难溶无机材料的分 解 微波消解法是利用试样和适当的溶（熔）剂吸收微波能产生热量 加热试样，同时微波产生的交变磁场使戒指分子极化，极化分子 在高频磁场交替排列， 导致分子高速振荡， 使分子获得高的能量。 这种方法溶（熔）解迅速，加热效率高 2.42.4 测定前的预处理测定前的预处理 试样的状态 被测组分的存在形式 被测组分的浓度或含量 共存物的干扰 辅助试剂的选择 - 7 - 第第 3 章章 误差和分析数据处理误差和分析数据处理 3.1 分析化学中的
13、误差分析化学中的误差 误差与偏差绝对误差测量值 x 与真实值之差 T xxE 基本公式相对误差绝对误差占真实值的百分比 %100%100 T T T r x xx x E E 真值 xT与标 准参考物质 真值：某一物理量本身具有的客观存在的真实数据 理论 真值 某化合物的理论组成 （如三角形的内角和为 180等） 约定 真值 国际计量大会确定的长度、质量、物质的量等单位 相对 真值 人们设法采用各种可靠的分析方法，适用最精密的仪 器，经过不同实验室、不同人员进行平行分析，用数 理统计方法对分析结果进行处理，确定处各组分相对 准确的含量，此值称为标准值，一般用标准值代表该 物质中各组分的真实含量
14、 算数平均值 n i i n x nn xxx x 1 21 1. 偏差 xxd nn ，0 1 n i i d 平均偏差 n i in d n ddd n d 1 21 | 1 |)|.| ( 1 相对平均偏 差%100 x d dr 标准偏差 1 )( 1 2 n xx s n i i 相对标准偏 差 （RSD，变 异系数） %100 x s sr 全距 R (极差） R=xmax-xmin - 8 - 准 确 度 与 精 密度 准确度指测量值与真值的接近程度，反映了测量的正确性，误差越 小，准确度越高， 系统误差影响分析结果的准确度 确度的高低可用误差来表示。误差有绝对误差和相对误差之
15、分 精密度平行测量值之间的相互接近程度，反映了测量的重现性，偏 差越小，精密度越高 偶然误差影响分析结果的精密度 偏差精密度的高低可用偏差来表示 准确度与精 密度的关 1.精密度高，准确度不一定 高，可能有系统误差存在 2.精密度低，说明测定结果 不可靠，此时在考虑准确度 就没有意义了 3. 准确度高一定要求精密 度高，即精密度是保证准确度的前提 误差定量分析中的误差就其来源和性质的不同，可分为系统误差、偶然误差和过 失误差。 系统 误差 定义由于某种确定的原因引起的误差，也称可测误差 特点重现性，单向性，可测性 （大小成比例或基本恒定） 消除校正 分类方法误差由于不适当的实验设计或所选方法不
16、恰当所 引起 仪器和试剂误 差 仪器误差：仪器本身不够精确 试剂误差：试剂不存或含有待测组分、干扰 组分 操作误差分析人员的操作不够正确 主观误差分析人员本身的主观因素造成的 随机 误差 由某些难以控制且无法避免的偶然因素造成偶然误差的出现服从统 计规律，呈正态分布 特点随机性（单次） 大小相等的正负误差出现的机会相等 消除增加测量次数 小误差出现的机会多，大误差出现的机会少 过失 误差 由于操作人员粗心大意、过度疲劳、精神不集中等引起的。其表现是 出现离群值或异常值。 判断离群值的舍弃 在重复多次测试时， 常会发现某一数据与平均值的偏差大于其 他所有数据，这在统计学上称为离群值或异常值 离群值的取舍问题， 实质上就是在不知情的情况下， 区别两种 性质不同的偶然误差和过失误差 应用数据如在万分之一分析天平上称得某物体重 0.2500g，只能记录为 - 9 - 记录0.2500g， 不能记成 0.250g 或 0.25g。 又如从滴定管上读取溶液 的体积为 24mL 时， 应该记为 24
