定量分析簡(jiǎn)介

1、第五章定量分析化學(xué)概論第五章定量分析化學(xué)概論第一節(jié)定量分析概述第一節(jié)定量分析概述第二節(jié)第二節(jié) 誤差與分析數(shù)據(jù)的處理誤差與分析數(shù)據(jù)的處理第三節(jié)第三節(jié) 滴定分析法滴定分析法第一節(jié)第一節(jié) 定量分析概述定量分析概述一、定量分析的任務(wù)和作用定量分析的任務(wù)和作用 定量分析: 是通過(guò)一系列分析步驟去獲得待測(cè)組分的準(zhǔn)確含量。工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)n開(kāi)發(fā)礦山和開(kāi)采石油時(shí)，礦石和原油的品位開(kāi)發(fā)礦山和開(kāi)采石油時(shí)，礦石和原油的品位高低、品質(zhì)優(yōu)劣，都要靠分析化驗(yàn)工作做出高低、品質(zhì)優(yōu)劣，都要靠分析化驗(yàn)工作做出判斷，從而確定為富礦、貧礦，有無(wú)開(kāi)采價(jià)判斷，從而確定為富礦、貧礦，有無(wú)開(kāi)采價(jià)值。分析數(shù)據(jù)非常重要。值。分析數(shù)據(jù)非常重要。

2、n對(duì)于原料的選擇、工藝流程的控制、成品的對(duì)于原料的選擇、工藝流程的控制、成品的檢驗(yàn)、新品的試制以及環(huán)境的監(jiān)測(cè)與三廢的檢驗(yàn)、新品的試制以及環(huán)境的監(jiān)測(cè)與三廢的處理和利用等，都必須以分析結(jié)果為重要依處理和利用等，都必須以分析結(jié)果為重要依據(jù)。據(jù)。 醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)1) 肉毒桿菌毒素：迄今最毒的致死毒素，據(jù)推算，成人致死量?jī)H需一億分之七克(70ng)，有7種不同免疫型體。2) 硒與白內(nèi)障：營(yíng)養(yǎng)需要范圍為110-7 210-6；達(dá)到310-6 110-5將引起慢性中毒；超過(guò)110-5會(huì)引起急性中毒，以致突然死亡。 人視網(wǎng)膜含硒量7g正常。 動(dòng)物肝臟、海味、大蒜、蘑菇等含硒豐富。3) 碘鹽：黑龍江省集賢村，1000

3、多人，約200個(gè)傻子，飲用水、土壤嚴(yán)重缺碘所致。4)拿破侖死因：頭發(fā)分析(中子活化、熒光)，As、Pb含量特高，中毒而死。侍者所為。 19911991年年IUPACIUPAC國(guó)際分析科學(xué)會(huì)議主國(guó)際分析科學(xué)會(huì)議主席席E.NIKIE.NIKI教授說(shuō)：教授說(shuō)：2121世紀(jì)是光明還是世紀(jì)是光明還是黑暗取決于人類在黑暗取決于人類在能源與資源科學(xué)、能源與資源科學(xué)、信息科學(xué)、生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)四大信息科學(xué)、生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)四大領(lǐng)域領(lǐng)域的進(jìn)步，而的進(jìn)步，而取得這些領(lǐng)域進(jìn)步的取得這些領(lǐng)域進(jìn)步的關(guān)鍵問(wèn)題的解決主要依賴于分析科學(xué)。關(guān)鍵問(wèn)題的解決主要依賴于分析科學(xué)。二、定量分析方法的分類二、定量分析方法的分類 （一

4、）定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)分析任務(wù)的不同（二）無(wú)機(jī)分析與有機(jī)分析 n根據(jù)分析對(duì)象的不同（三）化學(xué)分析法與儀器分析法根據(jù)測(cè)定原理及操作方法不同，1. 化學(xué)分析法(經(jīng)典分析法) 重量分析法 滴定分析法。(1) 重量分析法：根據(jù)被測(cè)物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后的重量差來(lái)測(cè)定組分含量的方法。(2) 滴定分析法：滴定分析法是根據(jù)一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液（稱為標(biāo)準(zhǔn)溶液）與被測(cè)物質(zhì)完全反應(yīng)時(shí)所消耗的體積及其濃度來(lái)計(jì)算被測(cè)組分含量的方法。 依據(jù)反應(yīng)類型不同，滴定分析法又可分為酸堿滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化還原滴定法。n2. 儀器分析法 以被測(cè)物質(zhì)的物理性質(zhì)（如密度、折光率、旋光度等）為基礎(chǔ)進(jìn)行分析

5、的方法，稱為物理分析法； 根據(jù)被測(cè)物質(zhì)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后，其產(chǎn)物的物理性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法，稱為物理化學(xué)分析法。儀器分析法:光學(xué)：紫外光學(xué)：紫外- -可見(jiàn)、紅外、熒光、磷光、可見(jiàn)、紅外、熒光、磷光、 激光拉曼、核磁共振、原子發(fā)射、原子吸收激光拉曼、核磁共振、原子發(fā)射、原子吸收電化學(xué)：電位、電導(dǎo)、庫(kù)侖、伏安、極譜電化學(xué)：電位、電導(dǎo)、庫(kù)侖、伏安、極譜色譜法：柱、紙、薄層、色譜法：柱、紙、薄層、GCGC、HPLCHPLC其他：其他：MSMS、電子能譜、活化分析、免疫分析、電子能譜、活化分析、免疫分析 （四）常量分析、半微量分析、微量及（四）常量分析、半微量分析、微量及超微量分析超微量分析 n根據(jù)取樣量多少

6、及操作規(guī)模不同根據(jù)取樣量多少及操作規(guī)模不同第二節(jié)第二節(jié) 誤差與分析數(shù)據(jù)的處理誤差與分析數(shù)據(jù)的處理 在實(shí)際分析過(guò)程中，由于受到分析方法、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量時(shí)主客觀條件等方面的限制，使得測(cè)量結(jié)果偏離真實(shí)值。 為了獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果，必須分析產(chǎn)生誤差的原因，并采取適當(dāng)?shù)姆椒p少各種誤差，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。 一、誤差的分類一、誤差的分類n指測(cè)定值與真實(shí)值之差。指測(cè)定值與真實(shí)值之差。n按其來(lái)源和性質(zhì)主要分為按其來(lái)源和性質(zhì)主要分為:n系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差n偶然誤差偶然誤差n過(guò)失誤差。過(guò)失誤差。 誤差產(chǎn)生的原因及消除方法誤差產(chǎn)生的原因及消除方法1. .系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(systematic error) 某些固

7、定的原因造成的誤差某些固定的原因造成的誤差 具單向性、重現(xiàn)性，可校正，為可測(cè)誤差具單向性、重現(xiàn)性，可校正，為可測(cè)誤差方法誤差方法誤差: 溶解損失、終點(diǎn)誤差溶解損失、終點(diǎn)誤差對(duì)照試驗(yàn)對(duì)照試驗(yàn)儀器誤差儀器誤差: 刻度不準(zhǔn)、砝碼磨損刻度不準(zhǔn)、砝碼磨損校準(zhǔn)儀器校準(zhǔn)儀器操作誤差操作誤差: 顏色觀察顏色觀察（個(gè)人誤差）（個(gè)人誤差）試劑誤差試劑誤差: 試劑不純?cè)噭┎患兛瞻自囼?yàn)空白試驗(yàn)q空白實(shí)驗(yàn)：指不加試樣，按分析規(guī)程在同樣空白實(shí)驗(yàn)：指不加試樣，按分析規(guī)程在同樣的操作條件進(jìn)行的分析，得到的空白值。然的操作條件進(jìn)行的分析，得到的空白值。然后從試樣中扣除此空白值就得到比較可靠的后從試樣中扣除此空白值就得到比較可靠

8、的分析結(jié)果。分析結(jié)果。q對(duì)照實(shí)驗(yàn)：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)方法、標(biāo)準(zhǔn)樣品、標(biāo)準(zhǔn)加入標(biāo)準(zhǔn)方法、標(biāo)準(zhǔn)樣品、標(biāo)準(zhǔn)加入 平行測(cè)定。平行測(cè)定。q校正儀器校正儀器：分析天平、砝碼、容量器皿要進(jìn)分析天平、砝碼、容量器皿要進(jìn)行校正。行校正。2. 偶然誤差偶然誤差(random error) 隨機(jī)誤差，不定誤差隨機(jī)誤差，不定誤差 符合正態(tài)分布規(guī)符合正態(tài)分布規(guī)律，即高斯分布。律，即高斯分布。不存在系統(tǒng)誤差的不存在系統(tǒng)誤差的情況下，測(cè)定次數(shù)情況下，測(cè)定次數(shù)越多其平均值越接越多其平均值越接近真值。一般平行近真值。一般平行測(cè)定測(cè)定4-6次次 3.3.過(guò)失誤差過(guò)失誤差(mistake error) 由粗心大意引起，可以避免的由粗心

9、大意引起，可以避免的重重 做做 !例：指示劑的選擇例：指示劑的選擇請(qǐng)判斷下列情況屬于哪種誤差？請(qǐng)判斷下列情況屬于哪種誤差？q天平砝碼生銹致使樣品稱量不準(zhǔn)。天平砝碼生銹致使樣品稱量不準(zhǔn)。q滴定分析中不慎將藥品滴到錐形瓶外。滴定分析中不慎將藥品滴到錐形瓶外。q由于空氣溫度和濕度的不穩(wěn)定導(dǎo)致稱量由于空氣溫度和濕度的不穩(wěn)定導(dǎo)致稱量結(jié)果有差異。結(jié)果有差異。q化學(xué)試劑不純?cè)斐煞治鼋Y(jié)果不準(zhǔn)?；瘜W(xué)試劑不純?cè)斐煞治鼋Y(jié)果不準(zhǔn)。q重量分析中由于沉淀不完全使分析結(jié)果重量分析中由于沉淀不完全使分析結(jié)果偏低。偏低。影響準(zhǔn)確影響準(zhǔn)確度的因素度的因素二、準(zhǔn)確度與精密度二、準(zhǔn)確度與精密度（一）準(zhǔn)確度與誤差（一）準(zhǔn)確度與誤差n測(cè)

10、定值與真實(shí)值相接近的程度。測(cè)定值與真實(shí)值相接近的程度。n誤差和準(zhǔn)確度成反比關(guān)系。誤差和準(zhǔn)確度成反比關(guān)系。n誤差的大小是衡量準(zhǔn)確度高低的尺度。誤差的大小是衡量準(zhǔn)確度高低的尺度。n絕對(duì)誤差（E）： 測(cè)定值（x）與真實(shí)值（）的差值。 E = x 式（5-1）n相對(duì)誤差（RE）： 指絕對(duì)誤差（E）在真實(shí)值（）中占有的百分比。 式（5-2）例例 甲、乙兩名實(shí)驗(yàn)員分別稱取樣品甲、乙兩名實(shí)驗(yàn)員分別稱取樣品1.8364g1.8364g和和0.1836g0.1836g，已知這兩份樣品的真實(shí)值分別為，已知這兩份樣品的真實(shí)值分別為1.8363g1.8363g和和0.1835g0.1835g，試求其絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差

11、，并比較，試求其絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，并比較準(zhǔn)確度的高低。準(zhǔn)確度的高低。解：甲的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差分別為：解：甲的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差分別為： E = 1.83641.8363 = 0.0001g RE = 乙的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差分別為：乙的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差分別為： E = 0.18360.1835 = 0.0001g RE = %005. 0%1008363. 10001. 0%05. 0%1001835. 00001. 0（二）精密度和偏差（二）精密度和偏差n平行測(cè)定的結(jié)果互相靠近的程度平行測(cè)定的結(jié)果互相靠近的程度, 用用偏差偏差表示。表示。n偏差偏差即各次測(cè)定值與平均值之差。即各次測(cè)定值與

12、平均值之差。n偏差的大小是衡量精密度高低的尺度。 1. 1. 絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差絕對(duì)偏差（絕對(duì)偏差（d d）是測(cè)定值（xi）-測(cè)量平均值 相對(duì)偏差相對(duì)偏差( )( ) 如果對(duì)同一種試樣，只作了兩次測(cè)定，則 x Rd例例 測(cè)量鐵礦石中鐵的百分含量時(shí)，兩次測(cè)得的結(jié)測(cè)量鐵礦石中鐵的百分含量時(shí)，兩次測(cè)得的結(jié)果為：果為：50.20%50.20%和和50.22%50.22%，求其平均值和相對(duì)偏差。，求其平均值和相對(duì)偏差。解: 2. 平均偏差和相對(duì)平均偏差 n平均偏差平均偏差（ ）是各次測(cè)定絕對(duì)偏差絕是各次測(cè)定絕對(duì)偏差絕對(duì)值的平均值。對(duì)值的平均值。 dn相對(duì)平均偏差（ ）是平均偏差在平均值

13、中的占有的百分比。 dR3. 標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 對(duì)于少量的測(cè)定結(jié)果而言（對(duì)于少量的測(cè)定結(jié)果而言（n20），），標(biāo)準(zhǔn)偏差為標(biāo)準(zhǔn)偏差為： 1)(12nxxSnii相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSDRSD） 又稱變異系數(shù)，是標(biāo)準(zhǔn)偏差在平均值又稱變異系數(shù)，是標(biāo)準(zhǔn)偏差在平均值中的占有的百分比中的占有的百分比。 %100 xSRSD例例5-4 5-4 用氧化還原滴定法測(cè)得用氧化還原滴定法測(cè)得FeSO4FeSO47H2O7H2O樣品中樣品中鐵的百分含量為：鐵的百分含量為：20.01%20.01%、20.03%20.03%、20.04%20.04%、20.05%20.05%，計(jì)算分析結(jié)果的平均值、平均偏差和標(biāo)，計(jì)算分析結(jié)果的平均值、平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差。準(zhǔn)偏差。解：計(jì)算過(guò)程如下表所示：解：計(jì)算過(guò)程如下表所示： 用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示精密度能更好的說(shuō)明用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示精密度能更好的說(shuō)明數(shù)據(jù)的分散程度。數(shù)據(jù)的分散程度。（三）準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系n準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度： 表示測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值符合的程度表示測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值符合的程度;n精密度：精密度： 測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性。測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性。n結(jié)論：結(jié)論：n1.1.精密度好是準(zhǔn)確度好的前提精密度好是準(zhǔn)確度好的前提; ;n2.2.精密度好不一定準(zhǔn)確度高精密度好不一定準(zhǔn)確度高( (系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差) )。 誤差