第1章 定量分析化学概论

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1、第一章 定量分析化学概论11 概述 12 分析化学中的误差 13 有效数字及其运算规则 14 滴定分析概论 思考题Outline of Quantitative Analysis1.1 概述分析过程的基本步骤1.取样 具有代表性: 必须代表整批物料的平均化学组成2.试样的预处理 分解、消除干扰3.测定 方法的选择4.分析结果的计算与评价 计算结果、获得数据的可信程度,分析报告（1）不均匀的原始试样的采集和制备 采样经验样经验 公式： mQ kd2 式中：k-缩缩分常数（kgmm-2）； d-试样试样 最大粒 度（mm)； mQ -试样试样 最小质质量（kg）。筛筛号（网目 ）361020608

2、0100200筛筛孔直径/mm6.723.362.000.830.250.1770.1490.074标标准筛筛的筛筛号孔径大小的关 系采集到的原始平均试样经试样经 多次破碎、过筛过筛 匀 和缩缩分（通常为为四分法）后，分析试样试样 一 般通过过100200的筛筛号，最后保留的分析试样为试样为100300g. 现有某矿样10kg,经破碎后全部通过10号筛孔 （d=2mm),已知k=0.3,问缩分后应保留的试样 应为多少？可连续缩分几次？ 解： mQkd2 = 0.3 22 = 1.2kg设应缩分n次, 缩分n次后的试样质量 m=10(1/2)n1.2kg 当n=3时，m=1.25kg 故应缩分3

3、 次例题液体 ：试样试样 在容器上、中、下不同高度处处各取 试试料混匀,即得分析试样试样 。 气体: 应应根据被测组测组 分在试样试样 中存在状态态（气 态态、蒸气 和气溶胶）、浓浓度及所用方法 的灵敏度进进行采样样。 A、直接采气法 适于高浓浓度组组分 B、富集法 适于低浓浓度组组分（2）组成比较均匀的试样的采取和制备试样的分解(1)分解要求：完全，避免被测组测组 分损损失和引入干扰测扰测 定组组分。 (2) 分解方法： 溶剂剂（熔剂剂） 溶解法：水溶 水 酸溶 HCl HNO3 H2SO4 HClO4 HF 碱溶 NaOH KOH 熔融法：酸熔法 K2S2O7 KHSO4 碱熔法 Na2C

4、O3 K2CO3 NaOH KOH Na2O2 半熔法（烧结烧结 法）：Na2CO3-ZnO(或MgO ) CaCO3-NH4Cl 干法灰化： 不加溶（熔）剂剂 1. 以被测组测组 分的化学表示形式 (1) 以被测组测组 分实际实际 存在形式表示 (2) 以氧化物或元素形式表示 （存在 形式不清楚） (3) 金属材料和有机分析中，常以元素形式 含量表示。 (4) 电电解质质溶液的分析，以所存在离子形式表示含量。三.定量分析结果的表示(1)固体试样试样 ： 常量组组分 质质量分数 : 微量组组分 以gg-1 (或10-6), ngg-1(或10-9) 和 pg g-1 （或10-12 )来表示。

5、 (2) 液体试样试样 ： a.物质质的量浓浓度： molL-1 b.质质量摩尔浓浓度： molkg 1 (kg-溶剂剂的质质量) c. 质质量分数: mB/m试试液 d. 体积积分数: (VB/V试试液) 表示e.摩尔分数 nB/n试试液 e. 质质量浓浓度 mgL-1、gL-1、或gmL-1、 ngmL-1、2. 被测组测组 分含量的表示方法 对对于极稀的水溶液，视视其密度为为1，此时时mgL-1 （或gmL-)，与mg kg -1 (gg-)在数值值上相 等，但概念不同。 (3) 气体常以体积积百分数（V/V）表示 1.2 分析化学中的误差n定量分析的任务是准确测定试样中各有关组分的含量

6、 ，不准确的分析结果会导致产品报废、资源浪费、甚 至科学上得出错误的结论。n分析过程中的误差是客观存在的。n本节的目的：分析判断、评价结果、查找原因、采取措施、减小误差。 名词术语n真值n平均值n中位数n误差n偏差n极差n公差准确度和精密度分析结果的衡量指标一一 、误差和误差和准确度准确度准确度分析结果与真实值的接近程度准确度的高低用误差的大小来衡量；误差一般用绝对误差和相对误差来表示。 二二 、偏差偏差和精密度和精密度精密度几次平衡测定结果相互接近程度 精密度的高低用偏差来衡量；偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。准确度和精密度的关系准确度和精密度的关系精密度高不一定准确度高；精密度高是保

7、证准确度的先决条件； 精密度和准确度都高的分析结果才是可靠的。误差的表示n绝对误差n相对误差偏差的表示n绝对偏差n相对偏差n平均偏差n相对平均偏差n标准偏差n相对标准偏差相对平均偏差：平均偏差：特点：简单 缺点：大偏差得不到应有反映标准偏标准偏差标准偏差又称均方根偏差,标准偏差的计算分两种情况 ： 1 1总体标准偏差: 当消除系统误差时，即为真值 为无限多次测定的平均值(总体平均值)； 即2 2样本标准偏差 ：误差产生的原因及其减免方法误差产生的原因及其减免方法n系统误差定义：由某种固定原因造成的结果误差特点：影响准确度，不影响精密度（1）对分析结果的影响比较恒定，可以测定和校正（2）在同一条

8、件下，重复测定，重复出现（3）影响准确度，不影响精密度（4）可以消除 根据产生原因分：方法误差，仪器误差，试剂误差和操作误 差系统误差减免的措施根据产生的原因采取措施，如：根据产生的原因采取措施，如：1.1.方法误差方法误差采用标准方法作对照试验2.2.仪器误差仪器误差校准仪器3.3.试剂误差试剂误差作空白试验偶然误差（随机误差，不定误差）定义：由随机的偶然因素造成的结果误差。特点：影响精密度（1）时大，时小，时正，时负（不恒定,无法校正）（2）数据的分布符合统计学规律（正态分布）（3）影响精密度（4）大小相近的正误差和 负误差出现的几率机等;小误差出现的频率较 高，而大误差出现的频率较低，很

9、大误差出现的几率近于零。产生的原因产生的原因:（1）偶然因素(室温，气压的微小变化)；（2）个人辩别能力(滴定管读数）减免措施：增加平行 定的次数，取其平均值, 可以减少随机误差。1.3 有效数字及运算规则n有效数字定义：指实际上能测量到的有意义的数字。 有效数字有效数字 = = 各位确定数字各位确定数字 + + 最后一位可疑数字。最后一位可疑数字。实验过程中常遇到两类数字：实验过程中常遇到两类数字：（1）表示数目(非测量值):如测定次数；倍数；系数；分数（2）测量值或计算值。数据的位数与测定的准确度有关。 记录的数字不仅表示数量的大小，还要正确地反映测量的精确程度。结果 绝对误差 相对误差

10、有效数字位数0.32400 0.00001 0.002% 50.3240 0.0001 0.002% 40.324 0.001 0.2% 3有效数字位数 数字零在数据中具有双重作用数字零在数据中具有双重作用（1）若作为普通数定使用，是有效数字如如 0.3180 4位有效数字 3.18010 -1 （2）若只起定位作用，不是有效数字。如如 0.0318 3位有效数字 3.1810 -2 改变单位不改变有效数字的位数改变单位不改变有效数字的位数如如 19.02mL为19.0210 -3 L pH, pH, pM,lgCpM,lgC, , lgKlgK等，有效数字位数只取决于小数部分等，有效数字位数

11、只取决于小数部分如如 pHpH 11.20 2位有效数字，换算成H+浓度时为:H+6.31012 mol/L举例 n1.0008，43.181 0.10250 5位n0.1000，10.98% 0.1025 4位n0.0382，1.9810-10 0.224 3位n54， 0.0040 0.22 2位n0.05， 210-5 0.1 1位n3600， 100 位数含糊不确定，可科学计数，可写为3.6103，3.60103，3.600103，有效数字分别为2，3，4 位n注（1）分析化学中遇到的分数倍数可视为无限多位。n （2）对pH, pM, lgc, lgK等对数值，有效数字为小数部分n （

12、3）8、9以上的数可多算一位，如9.00，9.83，可当作4位有 效数字有效数字规则有效数字规则在分析化学中的应用1正确地记录测试数据（25mL,25.00mL)反映出测量仪器精度容量量器：滴定管、移液管、容量瓶，体积取4位有效数字。分析天平（万分之一）称取样品，质量取4位有效数字。标准溶液的浓度，用4位有效数字表示。有关化学平衡计算中的浓度，一般保留二位或三位有效数字。表示误差时，取一位有效数字已足够，最多取二位。2按有效数字的运算规则有效数字的运算规则正确地计算数据报出合理的测试结果 。数字修约规则n修约：各测量值的有效数字位数确定以后，将 它后面的多余数字舍弃，此过程为数字修约。n“四舍

13、六入五成双”规则 如：3.1483.1；7.3652 7.475.5 76； 0.245 0.241.0251 1.03运算规则加减法：有效数字保留取决于绝对误差最大的数，即以 小数点后位数最少的数为依据；如 0.012125.641.05782 =？0.0121 0.0001；25.64 0.01；1.05782 0.00001乘除法：有效数字的位数应与几个数中相对误差最大的相对应，通常根据有效数字位数最少的数来进行修约。0.012125.641.05782 = ？三个数的相对误差：1/121 100% = 0.8%1/2564 100% = 0.4%1/105782 100% = 0.00

14、9%可见以0.121的相对误差最大，以它为标准都修约为三位有效数 字再来进行相乘： 0.012125.61.06 = 0.328注意几点（1） 分数；比例系数；实验次数等不记位数； （2） 第一位数字大于8时，多取一位.如：8.48，按4位算； （3） 四舍六入五留双； （4） pH计算, pH = 2.299；H+=5.0210 -3 ；有效数字按小数点后的位数计算。1.41.4 滴定分析法概述滴定分析法概述定义：将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴加的试剂与待测物质按化学计量关系定 量反应为止，然后根据试液的浓度 和体积，通过定量关系计算待测物 质含量的方法。基本术语基本术语滴定：将滴定剂通过滴管滴入待测溶液中的操作过程滴定剂：用于滴定的溶液（装入滴定管）指示剂：滴定分析中能发生颜色改变而指示终点的试剂滴定终点：滴定分析中指示剂发生颜色改变而停止滴定的那一点（实际点）化学计量点：滴定剂与待测溶液按化学计量关系反应完全的那一点（理论点）滴定分析的特点及主要方法滴定分析的特点及主要方法特点：