定量分析化學(xué)基礎(chǔ)概要課件

1、第五章定量分析化學(xué)基礎(chǔ)本章教學(xué)要求1、掌握定量分析方法的分類、定量分析的一 般步驟和分析結(jié)果的表示法。2、掌握有效數(shù)字的表示方法及運(yùn)算規(guī)則；熟 悉有效數(shù)字在定量分析中的應(yīng)用。3、熟悉定量分析誤差的來(lái)源、表示法及減免 方法。熟悉提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法。本章教學(xué)要求4、熟悉滴定分析法的特點(diǎn)、滴定分析法的主 要分析方法，掌握常用滴定方式。5、掌握基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)具備的條件。掌握標(biāo)準(zhǔn)溶 液濃度的表示法，學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方 法及標(biāo)定。6、掌握滴定分析法的有關(guān)計(jì)算。 1. 分析化學(xué): 是化學(xué)學(xué)科的一門重要分支，是研究物質(zhì)的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的分析方法及有關(guān)理論的一門學(xué)科。2. 分析化學(xué)的任務(wù)： 鑒定物質(zhì)的化學(xué)組

2、成 測(cè)定各組分的相對(duì)含量 確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)定性分析定量分析結(jié)構(gòu)分析第一節(jié) 定量分析概述1. 根據(jù)取樣量或組分含量多少，分為： 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析試樣的質(zhì)量 試樣的體積 0.1g 10ml0.10.01g 101ml100.1mg 10.01ml1%0.011% 0.2g RE 20ml RE Q計(jì) 20.60應(yīng)保留（二）G檢驗(yàn)法（格魯布斯法）步驟：1、計(jì)算G值：2、查G值表，若G計(jì)G表，則舍棄。 否則保留。SolutionExample 某學(xué)生測(cè)得HCl的濃度（mol/L)：0.1008；0.1010；0.1012；0.1018； 問(wèn)：用G檢驗(yàn)法判斷0.1018是否保

3、留？（置信度為95%）查G表：當(dāng)n=4，置信度為95%時(shí)，G = 1.46 G計(jì) 0.1018應(yīng)保留一、滴定分析法的基本概念和主要方法：1.滴定分析：將滴定液用滴定管加到待測(cè)溶液 中，直至滴定劑的溶質(zhì)與待測(cè)組 分按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)完全 為止，根據(jù)滴定液的濃度和用量 計(jì)算待測(cè)組分含量的分析方法。2.滴定液：已知準(zhǔn)確濃度的溶液。第三節(jié) 滴定分析法概論（一）基本概念：4.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：當(dāng)?shù)味▌┖痛郎y(cè)組分的物質(zhì)的 量正好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的化學(xué)計(jì)量 關(guān)系時(shí)，即達(dá)到定量反應(yīng)的理論平衡點(diǎn)5.指示劑：借助顏色變化作為判斷化學(xué)計(jì)量點(diǎn) 的輔助試劑。6.滴定終點(diǎn): 滴定過(guò)程中，指示劑發(fā)生顏色變化 的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，即

4、停止滴定的點(diǎn).7.終點(diǎn)誤差：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致造成 的誤差。 3.滴定：將滴定液由滴定管加到待測(cè)物質(zhì)溶 液中的操作過(guò)程。滴定反應(yīng)的特點(diǎn)：1、儀器簡(jiǎn)單、價(jià)廉：滴定管、錐形瓶2、操作簡(jiǎn)便、快速：有利于進(jìn)行多次 平行測(cè)定。 3、適用范圍廣： 4、結(jié)果準(zhǔn)確度高：相對(duì)誤差不大于0.2%5、用于常量組分分析的測(cè)定；（二）滴定分析法的主要方法1、酸堿滴定法： 以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。2、沉淀滴定法： 以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法 。 3、配位滴定法： 以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。4、氧化還原滴定法： 以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。（一）對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求：1、反應(yīng)必須定量完成，反應(yīng)完全

5、度達(dá)99.9% 以上。2、反應(yīng)必須迅速完成；可加熱或加入催化 劑提高反應(yīng)速率。3、有適當(dāng)簡(jiǎn)便的方法確定滴定終點(diǎn)。二、對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求和滴定方式： （ 適用于滴定分析的反應(yīng)應(yīng)具備的條件）（二）滴定分析法的主要滴定方式1.直接滴定法：凡能滿足滴定分析要求的化學(xué)反應(yīng)，可用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測(cè)物質(zhì)。（最常用） 特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、快捷、引入誤差的因素少2.返滴定法：在待測(cè)溶液中準(zhǔn)確加入一定體積的過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待反應(yīng)完全后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定剩余的第一種標(biāo)準(zhǔn)溶液。 特點(diǎn)：需要兩種滴定液，引入誤差的因素較多。 適用于滴定反應(yīng)速率較慢或反應(yīng)物是固體或沒(méi)有合適的指示劑的反應(yīng)。3、置換滴定法：先加入適當(dāng)試劑與被

6、測(cè)物質(zhì)起作用，置換出一定量的另一能被直接滴定的物質(zhì)，再用適當(dāng)?shù)牡味ㄒ旱味ù松晌锏姆椒ā?適用于待測(cè)組分與滴定液的反應(yīng)不按一定的方式進(jìn)行或有副反應(yīng)存在的滴定。4、間接滴定法：將試樣通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)后，再用適當(dāng)?shù)牡味ㄒ旱味ǚ磻?yīng)產(chǎn)物的方法。 適用于待測(cè)組分不能與滴定液直接反應(yīng)的滴定。三、基準(zhǔn)物質(zhì)與滴定液2. 基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)該符合下列條件：1）試劑組成和化學(xué)式完全相符。2）試劑的純度高：應(yīng)在99.9%以上；分析純3）試劑性質(zhì)穩(wěn)定：不分解、不風(fēng)化、不潮解、 不吸收空氣的二氧化碳、不被空氣氧化等4）具有較大的摩爾質(zhì)量，稱量誤差較小。 （一）基準(zhǔn)物質(zhì)1.定義：能用于直接配制或標(biāo)定滴定液的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室常用試劑

7、分類級(jí)別 1級(jí) 2級(jí) 3級(jí) 4級(jí)中文名 優(yōu)級(jí)純 分析純 化學(xué)純 化學(xué)用英文標(biāo)志 GR AR CP BR標(biāo)簽顏色 綠 紅 藍(lán) 咖啡色 用途 精密分析 定量分析 教學(xué)實(shí)驗(yàn) 輔助試劑（二）滴定液的配制：1.直接配制法：準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后定量轉(zhuǎn)移到容量瓶中，稀釋至一定體積，根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確濃度。步驟：基準(zhǔn)物分析天平容量瓶例如配0.02000mol/LK2Cr2 O7 250.0mL，用分析天平稱1.4709g溶解后轉(zhuǎn)入250.0mL容量瓶。2、間接配制法： 先配制成接近所需濃度的溶液，再用另一標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)標(biāo)定。達(dá)不到基準(zhǔn)物質(zhì)的要求。間接配制（步驟）：

8、（1）配制溶液：配制成近似所需濃度的溶液。（2）標(biāo)定：用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo)準(zhǔn) 溶液來(lái)滴定。（3）確定濃度：由基準(zhǔn)物質(zhì)量（或體積、 濃度）計(jì)算確定之。滴定液的標(biāo)定：標(biāo)定：利用基準(zhǔn)物質(zhì)或已知準(zhǔn)確濃度的溶液 來(lái)確定滴定液濃度的操作過(guò)程。1、基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定法：（1）多次稱量法：用遞減稱量法精密稱取基準(zhǔn)物質(zhì)23份，分別溶于適量的純化水中，然后用待測(cè)溶液滴定。（2）移液管法：精密稱取一份基準(zhǔn)物質(zhì)，配制成一定體積的溶液。用移液管取出23份溶液，用待測(cè)溶液滴定。2、滴定液比較法：用滴定液來(lái)測(cè)定待標(biāo)定溶液的準(zhǔn)確濃度。如：用標(biāo)準(zhǔn)HCl標(biāo)定NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。 或用NaOH標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定 HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。 顯然，這種

9、方法不及直接標(biāo)定的方法好，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)溶液的濃度不準(zhǔn)確就會(huì)直按影響待標(biāo)定溶液濃度的準(zhǔn)確性。因此，標(biāo)定時(shí)應(yīng)盡量采用直接標(biāo)定法。（三）滴定液濃度的表示方法：1、物質(zhì)的量濃度：CB2、滴定度：（1）TB：每毫升滴定液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量。 單位：g/ml（2）TT/A：每毫升滴定液相當(dāng)于待測(cè)物質(zhì) 的質(zhì)量。單位：g/mlExampleSolution 欲配制0.1000mol/L的鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）溶液100.0mL，應(yīng)取該物質(zhì)多少克？應(yīng)取鄰苯二甲酸氫鉀2.044克。ExampleSolution 欲配制50.00ml 0.1000mol.L-1的硼砂溶液，需取Na2B4O7.10H2O多少克

10、？ExampleSolution 用 的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Na2CO3溶液，消耗HCl溶液24.12ml，求Na2CO3的質(zhì)量。（ 1ml HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液能與0.003254g的Na2CO3完全作用。）（四）常用滴定分析儀器：容量瓶吸量管錐形瓶移液管 酸式滴定管燒杯量筒滴定分析中的體積測(cè)量：常用容量分析儀器: 容量瓶(量入式) 移液管(量出式) 滴定管(量出式)四、滴定分析計(jì)算（一）滴定反應(yīng)物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系：tT + aA P滴定劑 待測(cè)物 生成物1、完全反應(yīng)時(shí)，物質(zhì)的量比為：或者2、滴定液與被測(cè)物質(zhì)皆用濃度表示時(shí)：3、被測(cè)物質(zhì)用質(zhì)量表示時(shí)：或者4、C與TB、TT/A的換算：或者Exam

11、ple 1Solution 用濃度為0.1032mol/L NaOH的滴定液標(biāo)定25.00ml HCl溶液。終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH滴定液24.15ml，求CHCl。NaOH + HCl = NaCl + H2OExample 2Solution 用無(wú)水碳酸鈉為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定鹽酸滴定液，3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：無(wú)水碳酸鈉的質(zhì)量：0.1204 0.1209 0.1225消耗鹽酸的體積： 21.87 21.97 22.28求鹽酸濃度的平均值和相對(duì)平均偏差。Na2CO3+ 2HCl = NaCl + H2O + CO2Example 3Solution 已知CHCl=0.1000mol/L，計(jì)算THCl及THCl/CaOExample 4Solution 為了分析食醋中HAc的含量，移取試樣10.00ml 用0.3024 mol /LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去20.17 ml。已知食醋的密度為1.055 gcm-3，計(jì)算試樣中HAc的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Example 5Solution 稱取維生素C原料試樣0.2027g，按中國(guó)藥典方法，用0.1012mol/L I2滴定液滴定至終點(diǎn)，用去20.89mL，計(jì)算維生素C的含量。每1mL0.1mol/L I2滴定液相當(dāng)于0.008806g維生素C。Example 6Solution 要在標(biāo)定時(shí)用去0.20mol/LNaO