第一章基礎(chǔ)化學概論13節(jié)

1、第一章第一章 基礎(chǔ)化學概論基礎(chǔ)化學概論u 基礎(chǔ)化學的任務、方法、及發(fā)展趨勢u 定量分析的誤差u 有效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理u 溶液的濃度 u 滴定分析1.1 分析化學的任務、方法及其發(fā)展趨勢分析化學的任務、方法及其發(fā)展趨勢一 分析化學的任務定義： 分析化學是研究物質(zhì)的化學組成結(jié)構(gòu)和測定方法及相關(guān)理論的科學。主要任務：a 鑒定物質(zhì)的化學組成；b 推測物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)；c測定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量。社會科學、考古學社會科學、考古學人類學和法醫(yī)學人類學和法醫(yī)學分析化學分析化學化學學科的化學學科的所有分支所有分支物理、天體物理、物理、天體物理、天文和生物物理天文和生物物理工程學、民事、化學工程學、民事、化學、電以

2、及機械、電以及機械醫(yī)學、臨床化學醫(yī)學、臨床化學藥物化學、藥學藥物化學、藥學毒物學毒物學生物學、植物學、生物學、植物學、遺傳學、微生物學、遺傳學、微生物學、分子生物學和動物學分子生物學和動物學地質(zhì)學、地球物理學、地質(zhì)學、地球物理學、地球化學和古生物學地球化學和古生物學環(huán)境科學、環(huán)境科學、生態(tài)學和海洋科學生態(tài)學和海洋科學農(nóng)業(yè)、動物科學農(nóng)業(yè)、動物科學農(nóng)作物科學、食品科學、農(nóng)作物科學、食品科學、園藝學和土壤科學園藝學和土壤科學材料科學、材料科學、 冶金學冶金學和高分子科學等學科和高分子科學等學科四大理論：天體、地球、生命、人類起源和演化五大危機：資源、人口、能源、糧食、環(huán)境問題分析化學是人們認識自然、

3、改造自然的工具，是現(xiàn)化科技發(fā)展的眼睛。總結(jié)：二二 分析方法分類分析方法分類 定量分析、定性分析和結(jié)構(gòu)分析 無機分析和有機分析常量分析、半微量分析和微量分析化學分析和儀器分析 常規(guī)分析(例行分析)和仲裁分析(裁判分析)表1-1 各種分析方法的試樣用量方法試樣質(zhì)量試樣體積常量分析0.1g10ml半微量分析0.010.1g110ml微量分析0.110mg0.011ml超微量分析0.1mg1%)、微量(0.011%)和痕量成分(30，就認為 =xt。n1iinxn1lim 標準偏差(standard deviation)2) 總體平均偏差總體平均偏差()( population mean deviat

4、ion)測量次數(shù)為無限多次時，各測量值對總體平均值的偏離，可用總體平均偏差總體平均偏差表示：表示：)n(nxi3) 總體標準偏差總體標準偏差( population standard deviation) 數(shù)理統(tǒng)計中用標準偏差(標準差，均方差)而不是用平均偏差來衡量數(shù)據(jù)的精密度。n)x(2i 計算總體標準偏差時，對單次測定的偏差平方作用： (1) 避免單次測定偏差相加時正負抵銷正負抵銷 (2) (2) 大偏差大偏差, ,會得到放大會得到放大，能更顯著的反映出來，能更好地說明數(shù)據(jù)的分散程度。 在實際分析測定中，測定次數(shù)一般不多，n20，而總體平均值又不知道。一般是用抽樣的方法對樣品進行測定。只能

5、用樣本樣本標準偏差標準偏差反映該組數(shù)據(jù)的分散程度?？傮w標準偏差總體標準偏差3) 樣本標準偏差樣本標準偏差(standard deviation)1n)x(xsn1i2i f = n-1， 自由度自由度：n個測定數(shù)據(jù)能相個測定數(shù)據(jù)能相互獨立比較的是互獨立比較的是n-1個個。 引入n-1是為了校正以樣本平均值代替總體平均值引起的誤差。4) 相對標準偏差相對標準偏差 (relative standard deviation-sr) 又稱又稱變異系數(shù)(coefficient of variation-cv) 100%xscv 相差 極差r 準確度準確度(accuracy)：測量值與真實值相接近的程度。

6、用誤差來評估。 精密度精密度(precision)：各個測量值之間相互接近的程度。用偏差來評估。 系統(tǒng)誤差是分析誤差的主要來源系統(tǒng)誤差是分析誤差的主要來源，影響結(jié)果的準確度 偶然誤差影響結(jié)果的精密度偶然誤差影響結(jié)果的精密度（三） 準確度和精密度的關(guān)系 甲甲 乙乙 丙丙 丁丁 x分析結(jié)果準確度高，要求精密度一定要高。分析結(jié)果準確度高，要求精密度一定要高。分析結(jié)果精密度高，準確度不一定高。分析結(jié)果精密度高，準確度不一定高。精密度好，準精密度好，準確度不好，系統(tǒng)確度不好，系統(tǒng)誤差大誤差大準確度、精密度都好，準確度、精密度都好，系統(tǒng)誤差、偶然誤差小系統(tǒng)誤差、偶然誤差小精密度較差，接近精密度較差，接近真

7、值是因為正負誤差真值是因為正負誤差彼此抵銷彼此抵銷精密度、準確度差。系統(tǒng)精密度、準確度差。系統(tǒng)誤差、偶然誤差大誤差、偶然誤差大真值真值例如，甲、乙、丙、丁四人同時測定銅合中cu的百分含量，各分析6次。設真值=10.00%，結(jié)果如下：準確度與精密度的關(guān)系準確度與精密度的關(guān)系二 誤差的來源和減免方法 誤差誤差是分析結(jié)果與真實值分析結(jié)果與真實值之差之差。根據(jù)性質(zhì)和產(chǎn)生的原因可分為三類： 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 偶然誤差偶然誤差 過失誤差過失誤差 由一些固定的原因所產(chǎn)生，其大小、正負有重現(xiàn)性，也叫可測誤差。 1.方法誤差方法誤差 分析方法本身所造成的誤差。 2.儀器誤差儀器誤差 3.試劑誤差試劑誤差 4.操

8、作誤差操作誤差 操作不當（一）系統(tǒng)誤差（一）系統(tǒng)誤差(systematic error)系統(tǒng)誤差的性質(zhì)可歸納為如下三點：系統(tǒng)誤差的性質(zhì)可歸納為如下三點： 1）重現(xiàn)性重現(xiàn)性 2）單向性單向性 3）數(shù)值基本恒定數(shù)值基本恒定 系統(tǒng)誤差可以校正校正。 隨機誤差隨機誤差由偶然因素引起的誤差,所以又稱偶偶然誤差然誤差 如，同一坩堝稱重(同一天平，砝碼)，得到以下克數(shù)： 29.3465，29.3463，29.3464，29.3466（二）（二） 隨機誤差隨機誤差(random error)對于天秤稱量，原因可能有以下幾種：對于天秤稱量，原因可能有以下幾種： 1)天平本身有一點變動性 2)天平箱內(nèi)溫度有微小變

9、化 3) 坩堝和砝碼上吸附著微量水分的變化 4)空氣中塵埃降落速度的不恒定偶然誤差的性質(zhì)：偶然誤差的性質(zhì)： 誤差的大小、正負都是不固定的誤差的大小、正負都是不固定的。 偶然誤差不可測誤差不可測誤差。 在消除系統(tǒng)誤差后，在同樣條件下多次測定，可發(fā)現(xiàn)偶然誤差服從統(tǒng)計規(guī)律統(tǒng)計規(guī)律。隨機誤差隨機誤差統(tǒng)計規(guī)律統(tǒng)計規(guī)律 1)大小相等的正負誤差出現(xiàn)的機會相等。 2)小誤差出現(xiàn)的機會多，大誤差出現(xiàn)的機會少。 隨測定次數(shù)的增加，偶然誤差的算術(shù)平均值算術(shù)平均值將逐漸接近于零零(正、負抵銷)。（三）（三） 過失誤差過失誤差 由于操作人員粗心大意、過度疲勞、精神不集中等引起的。其表現(xiàn)是出現(xiàn)離群值，極端值。綜上所述: 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 可校正 偶然誤差偶然誤差 可控制 過失誤差過失誤差 可避免（四） 提高分析結(jié)果準確度的方法 系統(tǒng)誤差消除系統(tǒng)誤差消除 1. 對照試驗對照試驗 檢驗系統(tǒng)誤差的有效方法 2. 空白試驗空白試驗 消除由于試劑、