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1、第二章 定量分析概论2.1 定量分析概述2.1.1 定量分析的一般过程定量分析的任务：测定物质中有关组分的含量试样的采取和制备试样分解消除干扰测定数据结果处理结果评价1 采样 Sampling固体、液体、气体；均匀、不均匀 保证分析试样具有代表性 2. 分析试样的制备 Preparation （1）破碎 （2）缩分（四分法 ）3.分解试样 Decomposing & Dissolving 将固体试样中的被测组分定量地转入溶液 的过程 条件：a. 分解完全；b. 避免引入干扰组分 和被测组分 (1) 溶解法：HCl，HNO3，H2SO4， H3PO4，HClO4，HF，NaOH(2) 熔融法：一
2、般分解难溶试样 K2S2O7或KHSO4：硅酸盐(SiO2)， 钨矿石 Na2CO3，K2CO3，Na2O2，NaOH ：硅酸盐，硫酸盐，磷酸盐，氧化物 (3) 烧结法(半熔融法)：Na2CO3-ZnO，Na2CO3-MgO：煤炭或 矿石中的全硫量CaCO3-NH4Cl：硅酸盐中的K+、Na+4. 消除干扰 Eliminating Interferences (1)掩蔽法： Masking采用化学处理消除干扰的方法，简单有 效。 络合掩蔽法，沉淀掩蔽法，氧化还原掩蔽 法 (2)分离：Separation无合适的掩蔽方法时采用 沉淀分离，萃取分离，离子交换分离，色 谱分离5. 测定：Determ
3、ination 被分析物的物理性质X，cA = k X；较正曲 线，测得k值 特例：重量法和库仑法，根据物理常数计 算出k值 6. 计算结果：Calculating Results 根据试样质量，测量数据和分析过程中有 关反应的计量关系，计算试样中有关组分 的含量。7. 评价结果：Evaluating Results 用统计方法对分析结果进行评价，判 断结果的可靠程度2.1.2 定量分析结果的表示1. 固体试样：通常以相对含量表示 质量分数：wB = mB / mS (1) 质量分数可以为纯小数：分子分 母质量单位一样例：10 g含铜试样中铜的质量为1 g时，则Cu = 0.1 也可用百分数或
4、千分数表示(2) 质量分数可以有单位：分子分母单 位不同 mg/g，g/g，g/t2. 液体试样 (1) 质量分数(2) 体积百分数：100 ml试液中待测组分所 占体积(ml)例：60%乙醇溶液表示100 ml溶液中含乙 醇60 ml (3) 质量体积百分数：100 ml 试样中含有待 测组分的克数例：50%的氯化钠溶液表示100 ml 溶液中含 NaCl 50 g3. 微量和痕量组分 ppm：10-6； ppb：10-9； ppt：10-12；例：纯锌中含铁0.0005%，为5 ppm2.2 滴定分析概述2.2.1滴定分析的一般过程和特点滴定滴定 TitrationTitration 滴定
5、剂滴定剂 TitrantTitrant 指示剂指示剂 IndicatorIndicator 计量点计量点 StoichiometricStoichiometricpoint (sp) point (sp) 终点终点 Ending point (Ending point (epep) ) 终点误差终点误差 Titration error (Et)Titration error (Et)Volumetric Volumetric titrimetrytitrimetry: : volumevolume Gravimetric Gravimetric titrimetrytitrimetry: :m
6、assmass CoulometricCoulometric titrimetrytitrimetry: :timetime Spectrometric Spectrometric titrimetrytitrimetry: :absorbencyabsorbency突 跃特点： 适于常量组分(1%)准确度较高（相对误差为0.2%）仪器简单，操作简便快速用途广泛常量：1% 微量：0.011% 痕量：99.9%） (2) 反应速度快，或有简便方法（加热、 催化剂等）使之加快。 (3) 有合适的确定终点的方法，如指示剂。 (4) 试液中的共存物质不干扰测定，或虽有干扰但有办法消除。2. 滴定方式
7、(1) 直接滴定法：符合上述要求的反应。 HCl NaOH (2) 返滴定法Back-titration： 适于反应速度慢或无合适指示剂的反应X + A (过量、定量) = AX + Aexcess例：Al3+ + EDTA (定量、过量) Al-EDTA + EDTA(剩余)S S标准标准ZnZn2+2+溶液溶液D D(3) 置换滴定法Displacement-titration： 无确定的反应式或伴有副反应 AB + X(过量、不计量) = AX + B, SB例：Na2S2O3 + K2Cr2O7 Na2S4O6 + Na2SO4 混合物 无定量关系Cr2O72- + 6I-(过量、不计
8、量) +14H+ = 2Cr3+ +3I2 +7H2O2S2O32- + I2 = 2I- + S4O62-(4) 间接滴定法：不能与滴定剂直接反应 A + X = XA XA AS A例：Ca2+ + C2O42- = CaC2O4 过滤、洗涤 CaC2O4 + 2H+ = Ca2+ + H2C2O4 2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O2.2.3 基准物质和标准溶液1. 基准物质Primary standards(自学，P16) 可以用来直接配制标准溶液或标定标准 溶液的物质叫基准物质 (1) 纯度高 Impurities 0.02%
9、(2) 组成与化学式相符 (3) 稳定 (4) 较大的摩尔质量 (5) 较大的溶解度中文名优级纯优级纯分析纯纯化学纯纯生物试剂试剂英文标标志GRARCPBR标签颜标签颜 色绿绿红红蓝蓝咖啡色实验室常用试剂实验室常用试剂2. 标准溶液Standard solutions (1) 直接法: 用基准物质配制，计算出 准确浓度(2) 间接法：先粗配成一个近似浓度的 溶液，然后用另一种标准溶液标定 HCl，NaOH，EDTA3. 标准溶液浓度的表示方法 (1) 物质的量浓度：CB = nB /V mol/L (2) 滴定度：每1 ml该标准溶液所相当的被 测组分的质量(g)或其在试样中的含量。例：采用K
10、2Cr2O7标准溶液滴定铁，T = 0.006000 g/ml。如果在滴定过程中消耗 K2Cr2O7标准溶液20.00 ml，则试样中铁含 量为： m (Fe) = TV = 0.006000x20.00 = 0.1200 g滴定度与浓度之间关系为：其中 k = n(x)/n(s) 2.2.4 2.2.4 滴定分析结果的计算滴定分析结果的计算 标准溶液配制与标定标准溶液配制与标定 滴定剂与被测物质之间的计量关系滴定剂与被测物质之间的计量关系 分析结果分析结果1. 滴定剂与被测物质之间的计量关系 (1) 直接滴定法: 设滴定剂T与被测物质B之间的反应为： tT + bB = cC + dD 计量
11、点时：C(tT)VT = C(bB)VB (2) 置换滴定法及间接滴定法 涉及到多个反应，应从中找出实际参加反 应的物质的量之间的关系例：以Na2S2O3滴定K2Cr2O7 反应分两 步Cr2O72- + 6I- +14H+ = 2Cr3+ +3I2 +7H2O2S2O32- + I2 = 2I- + S4O62-Cr2O72- 3I2 6 S2O32-n(K2Cr2O7) =(1/6) n(Na2S2O3) = (1/6) C(Na2S2O3)V(Na2S2O3) 例：用KMnO4间接法测定Ca2+Ca2+ + C2O42- = CaC2O4CaC2O4 + 2H+ = Ca2+ + H2C
12、2O42MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O5Ca2+ 5CaC2O4 5 H2C2O4 2MnO4-n(Ca2+) = (5/2) n(MnO4-)2. 被测物含量的计算 百分含量：tTtT + + bBbB = = cCcC + + dDdD例：称取0.5000g CaCO3试样，准确加入 50.00 ml 0.2000 mol/L的HCl标准溶液 ，加热使CaCO3与HCl反应完全后， 再以0.2100 mol/L NaOH标准溶液滴 定剩余HCl标准溶液，消耗NaOH标 准溶液15.40 ml，求样品中CaCO3的百 分含量。 解:Ca
13、CO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2 + H2OH+ + OH- = H2On(CaCO3) = (1/2) n(HCl) 实际消耗的HCl m(CaCO3) = n(CaCO3)M (CaCO3) = (1/2) (CHClVHCl - CNaOHVNaOH)M(CaCO3) CaCO3% = (CHClVHCl - CNaOHVNaOH) M(CaCO3)/(2mS x1000) x100 = (0.2000x50.00-0.2100x15.40)x100.0 /(2x0.5000x1000)x100 = 67.66%第二章小结n基本概念: 滴定分析对反应的要求、滴 定方式、基准物质、标准溶液n滴定结果计算:标准溶液的配制与标定: 直接法、标定 法滴定剂与被测物的关系:
