8分析化学第八章
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第八章吸光光度法基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法。
包括比色法、可见及紫外分光光度法等。
本章主要讨论可见光区的吸光光度法。
利用可见光进行吸光光度法分析时,通常将被测组分通过化学反应转变成有色化合物,然后进行吸光度的测量。
例如:测量钢样中Mn的含量,在酸性溶液中将Mn氧化为MnO4-,然后进行吸光度的测量。
与化学分析法比较它具有如下特点:(一)灵敏度高吸光光度法常用于测定试样中1-0.001%的微量组分。
对固体试样一般可测至10-4 %。
(二)分析微量组分的准确度高例如:含铁量为0.001%的试样,如果用滴定法测定,称量1g试样,仅含铁0.01mg,无法用滴定分析法测定。
如果用显色剂1,10-邻二氮菲与亚铁离子生成橙红色的1,10-邻二氮菲亚铁配合物,就可用吸光光度法来测定。
Fe2++ 3(1,10-phen) → [ Fe(1,10-phen)3] 2+(三)操作简便,测定快速(四)应用广泛几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可直接或间接地用分光光度法测定。
可用来研究化学反应的机理、溶液中配合物的组成、测定一些酸碱的离解常数等。
§8-1 吸光光度法基本原理一、物质对光的选择吸收当光束照射到物质上时,光与物质发生相互作用,产生了反射、散射、吸收或透射(p238, 图9-1)。
若被照射的是均匀的溶液,则光在溶液中的散射损失可以忽略。
当一束由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色的光复合而成的白光通过某一有色溶液时,一些波长的光被溶液吸收,另一些波长的光则透过。
当透射光波长在400-700nm范围时,人眼可觉察到颜色的存在,这部分光被称为可见光。
透射光和吸收光呈互补色,即物质呈现的颜色是与其吸收光呈互补色的透射光的颜色。
溶液由于吸收了580-600 nm的黄色光,呈例如:CuSO4现的是与黄色呈互补色的蓝色。
不同波长的光具有不同的颜色,见P238,表9-1。
物质吸收了光子的能量由基态跃迁到较高能态(激发态),这个过程叫做物质对光的吸收。
分析化学课后答案第8章第八章电位分析法思考题1. 参比电极和指示电极有哪些类型?它们的主要作用是什么?答:参比电极包括标准氢电极(SHE),标准氢电极是最精确的参比电极,是参比电极的一级标准。
实际工作中常用的参比电极是甘汞电极和银-氯化银电极。
参比电极电位恒定,其主要作用是测量电池电动势,计算电极电位的基准。
指示电极包括金属-金属离子电极,金属-金属难溶盐电极,汞电极,惰性金属电极,离子选择性电极。
指示电极能快速而灵敏的对溶液中参与半反应的离子活度或不同氧化态的离子的活度比,产生能斯特响应,主要作用是测定溶液中参与半反应的离子活度。
2. 直接电位法的依据是什么?为什么用此法测定溶液pH时,必须使用标准pH缓冲溶液?答:直接电位法是通过测量电池电动势来确定待测离子活度的方法,其主要依据是E=Φ参比—ΦMn+/M= Φ参比—ΦθMn+/M —lnαMn+式中Φ参比和ΦθMn+/M在温度一定时,都是常数。
由此式可知,待测离子的活度的对数与电池电动势成直线关系,只要测出电池电动势E,就可求得αMn+。
测定溶液的pH时是依据:E = ΦHg2Cl2/Hg —ΦAgCl/Ag— K + 0.059 pH试+ ΦL , 式中ΦHg2Cl2/Hg ,ΦAgCl/Ag ,K ,ΦL在一定的条件下都是常数,将其合并为Kˊ,而Kˊ中包括难以测量和计算的不对称电位和液接电位。
所以在实际测量中使用标准缓冲溶液作为基准,并比较包含待测溶液和包含标准缓冲溶液的两个工作电池的电动势来确定待测溶液的pH值,即:25℃时Es = Ksˊ+ 0.059pHs, Ex = Kxˊ+ 0.059pHx,若测量Es和Ex时的条件保持不变,则Ksˊ= Kxˊ,pHx =pHs+ (Ex -Es)/0.059 ,由此可知,其中标准缓冲溶液的作用是确定Kˊ。
3. 简述pH玻璃电极的作用原理。
答:玻璃电极的主要部分是一个玻璃泡,泡的下半部是对H+ 有选择性响应的玻璃薄膜,泡内装有pH一定的0.1mol·L-1的HCl内参比溶液,其中插入一支Ag-AgCl电极作为内参比电极,这样就构成了玻璃电极。
分析化学第⼋章重量分析法第⼋章重量分析法§ 8 – 1 重量分析法的特点和分类在重量分析法中,⼀般是采⽤适当⽅法,先使被测组分与试样中其它组分分离后,经过称量得到被测组分的质量,并计算其百分含量。
待测组分与试样中其它组分分离的⽅法,常⽤的⽅法有沉淀法和⽓化法等。
过滤,洗涤,灼烧1、沉淀法:利⽤沉淀反应使被测组分⽣成溶解度很⼩的沉淀,将沉淀过滤,洗涤后,烘⼲或灼烧成为组成⼀定的物质,然后称其质量,再计算被测组分的含量。
这是重量分析的主要⽅法。
例如:测定BaCl2·2H2O 中Ba%, 其主要步骤为:H2O,稀H2SO4Δ,搅拌BaCl2·2H2O BaSO4――——→纯BaSO4—→称量,计算Ba%2、⽓化法 : ⽤加热或其它⽅法使试样中被测组分⽓化逸出,然后根据⽓体逸出前后试样质量之差来计算被测组分的含量,例如:要测定氯化钡晶体中(BaCl2·2H2O)结晶⽔的含量,可准确称取⼀定质量的氯化钡试样,加热,使⽔分逸出,根据加热前后氯化钡质量的变化可得出试样中⽔分的含量:H2O%=[试样重(1)—试样重(2)] / 试样重(1) 100%重量分析法中全部数据都是由分析天平称量之后得来的,因⽽误差⼩于容量分析的误差。
对⾼含量组分的测定,⼀般测定的误差≤0.1%,其缺点是:操作较繁琐,费时较多,对低含量组分的测定误差较⼤。
重量分析法中以沉淀分析法应⽤最⼴。
沉淀法是根据沉淀的质量来计算试样中被测组分的含量的,因此要求被测组分必须沉淀完全,⽽且所得沉淀必须纯净。
这是重量沉淀法的关键问题。
为了达到沉淀完全和纯净的⽬的,必须掌握沉淀的性质和适宜的沉淀条件。
这是本章讨论的中⼼问题。
§ 8 – 2 沉淀重量分析法对沉淀的要求往试液中加⼊适当的沉淀剂,使被测组分沉淀出来,所得的沉淀称为沉淀形式。
沉淀经过滤、洗涤、烘⼲或灼烧之后,得到称量形式。
然后再由称量形式的化学组成和质量,便可算出被测组分的含量。
第八章 重量分析法§ 8 – 1 重量分析法的特点和分类在重量分析法中,一般是采用适当方法,先使被测组分与试样中其它组分分离后,经过称量得到被测组分的质量,并计算其百分含量。
待测组分与试样中其它组分分离的方法,常用的方法有沉淀法和气化法等。
1、沉淀法 :利用沉淀反应使被测组分生成溶解度很小的沉淀,将沉淀过滤,洗涤后,烘干或灼烧成为组成一定的物质,然后称其质量,再计算被测组分的含量。
这是重量分析的主要方法。
例如 :测定BaCl 2·BaCl 2·2H 2BaSO BaSO 4—→2、气化法 : 用加热或其它方法使试样中被测组分气化逸出,然后根据气体逸出前后试样质量之差来计算被测组分的含量,例如:要测定氯化钡晶体中(BaCl 2·2H 2O )结晶水的含量,可准确称取一定质量的氯化钡试样,加热,使水分逸出,根据加热前后氯化钡质量的变化可得出试样中水分的含量:H 2O%=[试样重(1)—试样重(2)] / 试样重(1) 100% 重量分析法中全部数据都是由分析天平称量之后得来的,因而误差小于容量分析的误差。
对高含量组分的测定,一般测定的误差≤0.1%,其缺点是:操作较繁琐,费时较多,对低含量组分的测定误差较大。
重量分析法中以沉淀分析法应用最广。
沉淀法是根据沉淀的质量来计算试样中被测组分的含量的,因此要求被测组分必须沉淀完全,而且所得沉淀必须纯净。
这是重量沉淀法的关键问题。
为了达到沉淀完全和纯净的目的,必须掌握沉淀的性质和适宜的沉淀条件。
这是本章讨论的中心问题。
§ 8 – 2 沉淀重量分析法对沉淀的要求往试液中加入适当的沉淀剂,使被测组分沉淀出来,所得的沉淀称为沉淀形式。
沉淀经过滤、洗涤、烘干或灼烧之后,得到称量形式。
然后再由称量形式的化学组成和质量,便可算出被测组分的含量。
沉淀形式与称量形式可以相同,也可以不相同。
例如测定Cl-时,加入沉淀剂AgNO3,得到AgCl沉淀,烘干后仍为AgCl。
第八章思考题与习题1.什么叫沉淀滴定法?沉淀滴定法所用的沉淀反应必须具备哪些条件?答:沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。
沉淀滴定法所应的沉淀反应,必须具备下列条件:(1)反应的完全程度高,达到平衡的速率快,不易形成过饱和溶液。
,即反应能定量进行。
(2)沉淀的组成恒定,沉淀的溶解度必须很小,在沉淀的过程中不易发生共沉淀现象。
(3)有确定终点的简便方法。
2.写出莫尔法、佛尔哈德法和法扬斯法测定Cl-的主要反应,并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。
答:(1)莫尔法主要反应:Cl-+Ag+=AgCl↓指示剂:铬酸钾酸度条件:pH=6.0∽10.5(2)佛尔哈德法主要反应:Cl-+Ag+(过量)=AgCl↓Ag+(剩余)+SCN-=AgSCN↓指示剂:铁铵矾。
酸度条件:0.1∽1 mol/L(3)法扬斯法主要反应:Cl-+Ag+=AgCl↓指示剂:荧光黄酸度条件:pH=7∽10.53.用银量法测定下列试样:(1)BaCl2,(2)KCl,(3)NH4Cl,(4)KSCN,(5)NaCO3+NaCl,(6)NaBr,各应选用何种方法确定终点?为什么?答:(1)BaCl2用佛尔哈德法或法扬斯法。
因为莫尔法能生成BaCrO4沉淀。
(2)Cl-用莫尔法。
此法最简便。
(3)NH4Cl用佛尔哈德法或法扬斯法。
因为当、[NH4+]大了不能用莫尔法测定,即使[NH4+]不大酸度也难以控制。
(4)SCN-用佛尔哈德法最简便。
(5)NaCO3+NaCl用佛尔哈德法。
如用莫尔法、法扬斯法时生成Ag2CO3沉淀造成误差。
(6)NaBr 用佛尔哈德法最好。
用莫尔法在终点时必须剧烈摇动,以减少AgBr吸附Br-而使终点过早出现。
用法扬斯法必须采用曙红作指示剂。
4.在下列情况下,测定结果是偏高、偏低,还是无影响?并说明其原因。
(1)在pH=4的条件下,用莫尔法测定Cl-;(2)用佛尔哈德法测定Cl-既没有将AgCl沉淀滤去或加热促其凝聚,有没有加有机溶剂;(3)同(2)的条件下测定Br-;(4)用法扬斯法测定Cl-,曙红作指示剂;(5)用法扬斯法测定I-,曙红作指示剂。