最新武汉大学分析化学总结
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分析化学第一章绪论【基本内容】本章内容包括分析化学的任务和作用;分析化学的发展;分析化学的方法分类(定性分析、定量分析、结构分析和形态分析;无机分析和有机分析;化学分析和仪器分析;常量、半微量、微量和超微量分析;常量组分、微量组分和痕量组分分析);分析过程和步骤(明确任务、制订计划、取样、试样制备、分析测定、结果计算和表达);分析化学的学习方法。
【基本要求】了解分析化学及其性质和任务、发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用;分析方法的分类及分析过程和步骤。
第二章误差和分析数据处理【基本内容】本章内容包括与误差有关的基本概念:准确度与误差,精密度与偏差,系统误差与偶然误差;误差的传递和提高分析结果准确度的方法;有效数字及其运算法则;基本统计概念:偶然误差的正态分布和t分布,平均值的精密度和置信区间,显著性检验(t检验和F检验),可疑数据的取舍;相关与回归。
【基本要求】掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系,误差产生的原因及减免方法,有效数字的表示方法及运算法则;误差传递及其对分析结果的影响。
熟悉偶然误差的正态分布和t分布,置信区间的含义及表示方法,显著性检验的目的和方法,可疑数据的取舍方法,分析数据统计处理的基本步骤。
了解用相关与回归分析处理变量间的关系。
第三章滴定分析法概论【基本内容】本章内容包括滴定分析的基本概念和基本计算;滴定分析的特点,滴定曲线,指示剂,滴定误差和林邦误差计算公式,滴定分析中的化学计量关系,与标准溶液的浓度和滴定度有关的计算,待测物质的质量和质量分数的计算;各种滴定方式及其适用条件;标准溶液和基准物质;水溶液中弱酸(碱)各型体的分布和分布系数;配合物各型体的分布和分布系数;化学平衡的处理方法:质子平衡、质量平衡和电荷平衡。
【基本要求】掌握滴定反应必须具备的条件;选择指示剂的一般原则;标准溶液及其浓度表示方法;滴定分析法中的有关计算,包括标准溶液浓度的计算、物质的量浓度和滴定度的换算、试样或基准物质称取量的计算、待测物质质量和质量分数的计算;水溶液中弱酸(碱)和配合物各型体的分布和分布系数的含义及分布系数的计算;质子平衡的含义及其平衡式的表达。
最新武汉大学分析化学总结1. 绝对误差:测量值与真实值之间的差值,即,误差越小,表示测量值与真实值越接近,准确度越高;反之,误差越大,准确度越低.当测量值大于真实值时,误差为正值,表示测定结果偏高;反之,误差为负值,表示测定结果偏低.相对误差:指绝对误差相当于真实值的百分率,表示为:,相对误差有大小,正负之分.2. 偏差(d)表示测量值(x)与平均值()的差值:.平均偏差:单次测定偏差的绝对值的平均值:单次测定结果的相对平均偏差为:.3. 单次测定的标准偏差的表达式是:相对标准偏差亦称变异系数:.4. 精密度偏差偶然误差增加平行实验次数准确度误差系统误差针对产生的途径减免5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为相对误差为,标准偏差为,计算结果用R表示,R的绝对误差为,相对误差为,标准偏差为.⑴系统误差的传递公式①加减法:若分析结果的计算公式为,则. 如果有关项有系数,例如,则为.②乘除法:若分析结果的计算公式,则,如果计算公式带有系数,如,同样可得到. 即在乘除运算中,分析结果的相对系统误差等于各测量值相对系统误差的代数和.③指数关系:若分析结果R与测量值A有如下关系,其误差传递关系为,即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍.④对数关系:若分析结果R与测量值A有下列关系,其误差传递关系式为.⑵随机误差的传递,随机误差用标准偏差s来表示最好,因此均以标准偏差传递.①加减法:若分析结果的计算是为R=A+B-C,则.即在加减运算中,不论是相加还是相减,分析结果的标准偏差的平方(称方差)都等于各测量值的标准差平方和.对于一般情况,,应为.②乘除法:若分析结果的计算式为,则,即在乘除运算中,不论是相乘还是相除,分析结果的相对标准偏差的平方等于各测量值的相对标准偏差的平方之和.若有关项有系数,例如,其误差传递公式与上式相同.③指数关系:若关系式为,可得到或.④对数关系:若关系式为,可得到.6. 如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相加减的结果,例如,则极值误差为,即在加减法运算中,分析结果可能的极值误差是各测量值绝对误差的绝对值加和.如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相乘除的结果,例如,则极值误差为,即在乘除运算中,分析结果的极值相对误差等于各测量值相对误差的绝对值之和.7. 有效数字问题. 在分析化学中常遇到pH, pM,lgK等对数值,其有效数字位数取决于小数部分(尾数)数字的位数,因整数部分(首数)只代表该数的方次.例如,pH=10.28,换算为浓度时,应为,有效数字的位数是两位,不是四位.“四舍六入五成双”规则规定,当测量值中被修约的数字等于或小于4时,该数字舍去;等于或大于6时,则进位;等于5时,要看5前面的数字,若是奇数则进位,若是偶数则将5舍掉,即修约后末位数字都成为偶数;若5后面还有不是“0”的任何数,则此时无论5的前面是奇数还是偶数,均应进位.8. 有效数字运算规则:⑴加减法:几个数据相加或相减时,有效数字位数的保留,应以小数点后位数最少的数据为准,其他的数据均修约到这一位.其根据是小数点后位数最少的那个数的绝对误差最大.注意:先修约,在计算.⑵几个数字相乘除时,有效数字的位数应以几个数中有效数字位数最少的那个数据为准.其根据是有效数字位数最少的那个数的相对误差最大.同样,先修约,再计算.在乘除法的运算中,经常会遇到9以上的大数,如9.00,9.86它们的相对误差的绝对值约为0.1%,与10.06,12.08这些四位有效数字的数值的相对误差绝对值接近,所以通常将它们当作四位有效数字的数值处理。
第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法§2.1 概 述一、酸碱平衡的研究手段1、代数法2、图解法3、计算机方法二、浓度、活度与活度系数1、浓度:总浓度,包括自由移动的离子和受其它离子影响的不能自由移动的离子的浓度,用c 表示。
2、活度: 在化学反应中起作用的有效浓度称为离子的活度,用a 表示3、浓度与活度的关系为: c a i γ=i γ称为离子i 的活度系数,表示实际溶液与理想溶液之间偏差大小,在溶液很稀的情况下: c a i ==,1γ中性分子不带电荷,其活度系数等于1,溶剂的活度规定为1。
4、活度的计算(1)对于AB 型的电解质稀溶液11.0(-⋅<L mol I ),应用德拜-休克尔公式计算:溶液中的总的离子强度 ∑=ii i Z c I 221⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+=-Ia B IZ i i 021512.0lg γ (一般用于定性判断) iγ—i离子的活度系数,Z i —i离子的电荷, 25℃ B =0.00328, 0a —离子体积系数,约等于水化离子的有效半径(2)当离子强度较小(I<0.010mol/L )时,可以不考虑水化离子大小,按德拜一休克尔极限公式计算:I Z ii 25.0lg =-γ注意: I 受高价离子的影响大.例:离子强度I 增加,电对的 ++23Fe /Fe ' E ?三、酸碱反应1、酸碱的质子理论酸:给出质子的物质 +-+=H Ac HAc碱:接受质子的物质 酸 碱 2、共轭酸碱对因一个质子的得失而相互转变的每一对酸碱就称为共轭酸碱对)Fe(CN)/(Fe(CN)4636'--E如 HAc-Ac -3、酸碱反应的实质酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间质子的转移 4、溶剂的质子自递作用OH OH O H w a a a K OH O H O H O H 23322-+⋅=+=+-+称为水的质子自递常数w K 5、酸碱的离解常数 -++=A H HAHAA H a a a a K -+⋅=A - +H 2O = HA + OH ---⋅=A OH HA b a a a K6、酸及其共轭碱离解常数的关系 一元酸 00.14=+b a pK pK二元酸 00.1421=+b a pK pK ,00.1412=+b a pK pK 三元酸 00.1431=+b a pK pK ,00.1422=+b a pK pK00.1413=+b a pK pK利用共轭酸碱对中酸或碱的离解常数就能求得对应共轭碱或共轭酸的离解常数 四、活度常数、浓度常数、混合常数 -++=AHHA1、活度常数: HAA H a a a K a -+=a K 称为活度常数,是热力学常数,仅随温度变化,见附录表22、浓度常数:-+-+-+=⨯==-+A H a A H HA HA A H ca K a a a HA A H K γγγγγ][]][[不仅随温度而变,还随离子强度而变 3、混合常数: -+=⋅=-Aa H M aK HA A a Kγ][][在实际工作中,常用电位法测定溶液的pH ,即 ()+-H a lg ,因此使用混合常数4、使用注意(1)在分析化学中处理一般酸碱平衡时,如果准确度要求不是太高(酸碱离解常数常有百分之几的误差),忽略活度与浓度的区别,用活度常数代替浓度常数作近似计算。
第4章 氧化还原滴定法§4.1 氧化还原平衡一、概述1、电对的可逆性与不可逆性可逆电对:在氧化还原反应进行的一瞬间,电对的氧化态和还原态都迅速建立氧化还原平衡,其电势基本符合能斯特公式计算出的理论电势。
++23/Fe Fe , -I I /2不可逆电对:在氧化还原反应进行的一瞬间,不能迅速建立起真正的平衡。
实际电势与理论电势差别较大,一般有中间价态的含氧酸及电极反应中有气体参加的电对多为不可逆电对+-24/Mn MnO , +-3272/CrO Cr可逆氧化还原反应与不可逆氧化还原反应2、电对的对称性和不对称性对称电对:在氧化还原半反应中,氧化态与还原态系数相同++=+23Fe e Fe不对称电对:氧化态和还原态系数不同--=+I e I 222对称氧化还原反应与不对称氧化还原反应二、条件电极电势d ne Ox Re =+ (可逆电对) dOx a a n E E Re lg 059.0+=θ θE 是电对的标准电极电势(25℃),仅随温度而变。
由于实际上知道的是氧化态或还原态的浓度,要得到氧化态和还原态的活度,考虑到氧化态、还原态发生副反应以及离子强度的影响,必须引入相应的副反应系数.Re ,d O x αα和相应的活度系数d O x Re ,γγ进行校正。
Ox Ox Ox Ox Ox c Ox a αγγ/][⋅=⋅=d d d d d c d a Re Re Re Re Re /][Re αγγ⋅=⋅=dOxOx d d Ox c c n n E E Re Re Re lg 059.0lg 059.0+⋅⋅+=αγαγθ当1Re 0.1-⋅==L mol c c d O x 时, θθαγαγ'=⋅⋅+=E n E E Oxd dOx Re Re lg 059.0 所以 dOxc c n E E Re lg059.0+='θ θ'E 称为条件电势,它表示在一定介质条件下,氧化态和还原态的分析浓度都为1mol/L 时的实际电势,在一定条件下为常数。
分析化学笔记总结第一章.定量分析化学概论§1.1 概述一.定量分析过程任务:测定物质中某种或某些组分的含量。
步骤:①取样(选择具有代表性的试样)。
②试样分解和分析试液的制备。
③分离及测定。
④分析结果的计算及评价。
二.分析试样的制备及分解 1.分析试样的采集与制备:2d k m Q ⨯≥k :缩分常数的经验值,试样均匀度越差,k 越大,通常k 为1~05.02-⋅mm kg 。
kg m Q 2.7362.062.02=⨯=⨯≥2.试样的分解:①溶解法:溶剂为水、酸、碱、混合酸等 ②熔融法: 三.定量分析结果的表示 1.待测组分的化学表示形式 2.待测组分含量的表示方法①固体试样:SBm m =ω1-⋅g g μ(610-);1-⋅g ng (910-);1-⋅g pg (1210-)②液体试样:a .物质的量浓度:1-⋅L molb .质量摩尔浓度:待测组分的物质的量除以溶剂的质量,单位:1-⋅kg molc .质量分数:量纲为1d .体积分数:e 摩尔分数:f .质量浓度:单位体积中某种物质的质量,1-⋅L mg、1-⋅L g μ③气体试样: 体积分数表示。
§1.2 分析化学中的误差一.真值(T x ):某一物理量本身具有的客观存在的真实数值。
1.理论真值:2.计量学约定真值: 这些真值可认为是知道的3.相对真值:二.平均值(x ):n 次测量数据的算术平均值。
∑=++++=i n x nx x x x x 1321Λ三.中位数M x :一组测量数据按大小顺序排列,中间一个数据即为中位数。
四.准确度和精密度:1.精密度:表各次分析结果相互接近的程度。
①重复性; ②再现性。
五.误差和偏差1.误差E :测定结果与真值(T x )之间的差值。
E x x T =-(E 为正值,Tx x>;E 为负值,T x x<)①绝对误差a E :测定值与真实值之差。
例:x =81.18%,T x =80.13%则a E =x -T x =81.18%-80.13%=+1.05% ②相对误差:误差与真实值中所占的百分率()%100%100⨯-=⨯=TT T a r x x x x E E 2.偏差d :表测定结果与平均结果之间的差值。
第1章定量分析化学概论§ 1.1 概述一、定量分析过程1、取样。
要有代表性2、试样的分解和试液的制备。
一般采用湿法分析,根据试样性质选取不同分解方法将试样分解转入溶液,然后分离、测定3、分离及测定。
根据待测组分的性质、含量和对分析结果准确度的要求,选择合适的分析方法4、分析结果的计算和评价。
根据反应计量关系,计算待测组分含量,应用统计学方法评价测定结果及误差分布情况二、分析试样的制备及分解1、试样的采集和制备(1)首先选取合理的取样点和采样量。
(2)然后将采集到的试样经过多次粉碎、过筛(全部)、缩分(四分法)到200~300g。
缩分目的是使粉碎后试样量有代表性的逐步减少,缩分一次后试样量为原先的一半。
采集量和缩分时应保留的试样量由m Q2决定kdm Q试样量(kg)k 缩分常数,试样均匀度越差,k值越大d 试样的最大粒度(直径mm)2、试样的分解根据试样的性质及测定方法来选择适宜的分解方法(1)无机试样A. 溶解法,分解样品常用溶剂见P6HCl:电位序在H前的金属或合金、碱性氧化物、弱酸盐;软锰矿(MnO2);赤铁矿(Fe2O3).HNO3:不能溶解:铂、金及某些稀有金属;能被硝酸钝化的金属(铝铬铁);与硝酸作用生成不溶酸的金属(锑锡钨)H2SO4:多种合金、矿石;分解破坏有机物;(加热硫酸至冒白烟可除去溶液中的HCl、HNO3、HF.)H3PO4:合金钢、难溶矿HClO4:强氧化性、脱水性,分解含铬的合金及矿石HF:络合能力强,与硫酸或硝酸混合分解硅酸盐. (使用铂或聚四氟乙烯坩埚) 王水:浓HCl +浓HNO3=3:1,难溶的贵金属,合金,硫化物HNO3 +HClO4:分解有机物B. 熔融法 熔融法是将试样与固体熔剂混匀后置于特定材料制成的坩埚中,高温熔融,分解试样,再用水或酸浸取融块。
酸性熔剂:K 2S 2O 7,KHSO 4,用于分解铁、钛等氧化物矿石,用石英或铂坩埚 碱性熔剂:Na 2CO 3,Na 2O 2,用于分解酸性矿物,使用铁、镍、银或刚玉坩埚。
大学化学分析实验课后总结第一篇:大学化学分析实验课后总结酸式滴定管一定不能装碱溶液。
W:为什么量取HCl不需要用移液管,只需用量筒?A:精度不要求那么高,只需量筒即可。
电子天平精度:0.1mg 台秤精度:0.1g 酸碱指示剂酚酞:PH=8~10甲基橙PH=3.1~4.4 作为基准物的要求:相对分子质量大,可相对降低称量误差。
W:标定NaOH用的基准物?A:邻苯二甲酸氢钾、草酸、苯甲酸 W:标定HCl用的基准物? A:无水Na2CO3、硼砂硫酸铵中含氮量甲醛与NH4+作用(弱酸的强化):4NH4+6HCHO==(CH2)6N4H+ +3H+ +6H2OW:NH4+ 为NH3的共轭酸,为什么不能用NaOH直接滴定?A:NH4+酸性太弱W:NH4NO3、NH4Cl、NH4HCO3中的铵态氮含量能否用甲醛法测定? A:1、NH4CL可以。
2、NH4NO3产物HNO3有氧化性,将甲醛氧化成甲酸与NaOH 反应,造成误差。
3、NH4HCO3产生H2CO3酸性弱,易分解不稳定。
W:为什么中和甲醛中的游离酸使用酚酞作作指示剂,而中和试样中的游离酸却用甲基红?A:甲醛中的游离酸是甲酸等弱酸,中和产物呈弱碱性,故采用酚酞作指示剂,试样(NH4)2SO4中的游离酸是H2SO4,中合产物呈中性,故用甲基红。
混合碱W:测混合碱中的总碱度用哪种指示剂?A:甲基橙,盐酸滴定由黄变橙。
W:无水碳酸钠基准物如果保存不当,吸收了少量水分,用它标定盐酸浓度有何影响? A:偏高W:本实验中误差主要来源?A:1、空气中二氧化碳会溶解在碱液中,使碳酸钠含量偏高,其他组分含量偏低。
2、近终点时,如果没有充分摇动,会使二氧化碳形成过饱和溶液而使终点提前。
3、如果滴定速度太快,会使进入HCL局部浓度过高,使NaHCO3迅速转变为H2CO3,并分解为CO2,将会导致第一测量组分值过高。
W:分别称取基准物标定和称取较多基准物配成溶液后分几份标定,各有什么优缺点?A:1、称一份基准物,再分成几份标定。
分析化学实验报告(武汉大学第五版)分析化学实验报告陈峻(贵州大学矿业学院贵州花溪 550025 )摘要:熟悉电子天平的原理和使用规则,同时可以学习电子天平的基本操作和常用称量方法;学习利用HCl和NaOH相互滴定,便分别以甲基橙和酚酞为指示剂的滴定终点;通过KHC8H4O4标定NaOH溶液,以学习有机酸摩尔质量的测定方法、熟悉常量法滴定操作并了解基准物质KHC8H4O4的性质及应用;通过对食用醋总浓度的测定,以了解强碱滴定弱酸过程中溶液pH的变化以及指示剂的选择。
关键词:定量分析;电子天平;滴定分析;摩尔质量;滴定;酸度,配制与标定前言实验是联系理论与实际的桥梁,学好了各种实验,不仅能使学生掌握基本操作技能,提高动手能力,而且能培养学生实事求是的科学态度和良好的实验习惯,促其形成严格的量的观念。
天平是大多数实验都必须用到的器材,学好天平的使用是前提,滴定是分析的基础方法,学好配制与滴定是根本。
(一)、分析天平称量练习一、实验目的:1. 熟悉电子分析天平的使用原理和使用规则。
2 . 学习分析天平的基本操作和常用称量法。
二、主要试剂和仪器石英砂电子分析天平称量瓶烧杯小钥匙三、实验步骤1. 国定质量称量(称取0.5000 g 石英砂试样3份)打开电子天平,待其显示数字后将洁净、干燥的小烧杯放在秤盘上,关好天平门。
然后按自动清零键,等待天平显示0.0000 g。
若显示其他数字,可再次按清零键,使其显示0.0000 g。
打开天平门,用小钥匙将试样慢慢加到小烧杯中央,直到天平显示0.5000 g。
然后关好天平门,看读数是否仍然为0.5000g。
若所称量小于该值,可继续加试样;若显示的量超过该值,则需重新称量。
每次称量数据应及时记录。
2.递减称量(称取 0.30~0.32 g石英砂试样 3 份)按电子天平清零键,使其显示0.0000 g,然后打开天平门,将1个洁净、干燥的小烧杯放在秤盘上,关好天平门,读取并记录其质量。
分析化学(第五版)总结分析化学(第五版)总结第1章绪论分析化学的定义分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学分类标准任务定性分析鉴定物质化学组成(元素、原子团、化合物)定量分析测定物质中有关成分的含量结构分析确定物质化学结构(分子、晶体、综合形态)原理化学分析定义以化学反应为为基础的分析方法分类定性分析定量分析重量分析用称量方法求得生成物W重量滴定分析从与组分反应的试剂R的浓度和体积求得组分C的含量特点仪器简单,结果准确,灵敏度较低,操作繁琐,分析速度较慢,适于常量组分分析(质量分数在1%以上)仪器分析定义以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的分析方法特点灵敏,快速,准确,易于自动化,仪器复杂昂贵,适于微量、痕量组分分析对象无机分析、有机分析、冶金分析、地质分析、环境分析、药物分析、生物分析用量用量及操作规模常量分析>100mg>10ml半微量10~100mg10~1ml微量0.1~10mg0.01~1ml超微量<0.1mg<0.01ml待测组分含量常量分析>1%微量分析0.01%~1%痕量分析<0.01%超痕量分析约0.0001%分析的性质例行分析一般分析实验室对日常生产流程中的产品性质指标进行检查控制的分析仲裁分析不同企业部门间对产品质量和分析结果有争议时,请权威的分析测试部门进行裁判的分析分析方法的选择测定的具体要求,待测组分及其含量范围,欲侧组分的性质获取共存组分的信息并考虑共存组分对测定的影响,拟定合适的分离富集方法,以提高分析方法的选择性对测定准确度、灵敏度的要求与对策现有条件、测定成本及完成测定的时间要求等1.5.1分析化学的过程取样(采样、处理与分解)要使样品具有代表性,足够的量以保证分析的进行试样的制备(分离、富集)掩蔽加掩蔽剂富集沉淀分离、萃取分离、离子交换分离、色谱分离等分析测定要根据被测组分的性质、含量、结果的准确度的要求以及现有条件选择合适的测定方法。
分析化学(第七版)总结第一章绪论第一节分析化学及其任务和作用定义:研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的科学,是化学学科的一个重要分支,是一门实验性、应用性很强的学科第二节分析方法的分类一、按任务分类定性分析:鉴定物质化学组成(化合物、元素、离子、基团)定量分析:测定各组分相对含量或纯度结构分析:确定物质化学结构(价态、晶态、平面与立体结构)二、按对象分类:无机分析,有机分析三、按测定原理分类(一)化学分析定义:以化学反应为为基础的分析方法,称为化学分析法.分类:定性分析重量分析:用称量方法求得生成物W重量定量分析滴定分析:从与组分反应的试剂R的浓度和体积求得组分C的含量反应式:mC+nR→CmRnX V W特点:仪器简单,结果准确,灵敏度较低,分析速度较慢,适于常量组分分析(二)仪器分析:以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的分析方法。
仪器分析分类:电化学分析(电导分析、电位分析、库伦分析等)、光学分析(紫外分光光度法、红外分光光度法、原子吸收分光光度核磁共振波谱分析等)、色谱分析(液相色谱、气相色谱等)、质谱分析、放射化学分析、流动注射分析、热分析特点:灵敏,快速,准确,易于自动化,仪器复杂昂贵,适于微量、痕量组分分析四、按被测组分含量分类-常量组分分析:>1%;微量组分分析:0.01%~1%;痕量组分分析;< 0.01%五、按分析的取样量分类试样重试液体积常量分析〉0.1g 〉10ml半微量0.1~0。
01g 10~1ml微量10~0.1mg 1~0。
01ml超微量分析〈0。
1mg ﹤0。
01ml六、按分析的性质分类:例行分析(常规分析)、仲裁分析第三节试样分析的基本程序1、取样(采样):要使样品具有代表性,足够的量以保证分析的进行2、试样的制备:用有效的手段将样品处理成便于分析的待测样品,必要时要进行样品的分离与富集。
3、分析测定:要根据被测组分的性质、含量、结果的准确度的要求以及现有条件选择合适的测定方法。
1. 绝对误差:测量值与真实值之间的差值,即,误差越小,表示测量值与真实值越接近,准确度越高;反之,误差越大,准确度越低.当测量值大于真实值时,误差为正值,表示测定结果偏高;反之,误差为负值,表示测定结果偏低.相对误差:指绝对误差相当于真实值的百分率,表示为:,相对误差有大小,正负之分.2. 偏差(d)表示测量值(x)与平均值()的差值:.平均偏差:单次测定偏差的绝对值的平均值:单次测定结果的相对平均偏差为:.3. 单次测定的标准偏差的表达式是:相对标准偏差亦称变异系数:.4. 精密度偏差偶然误差增加平行实验次数准确度误差系统误差针对产生的途径减免5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为相对误差为,标准偏差为,计算结果用R表示,R的绝对误差为,相对误差为,标准偏差为.⑴系统误差的传递公式①加减法:若分析结果的计算公式为,则. 如果有关项有系数,例如,则为.②乘除法:若分析结果的计算公式,则,如果计算公式带有系数,如,同样可得到. 即在乘除运算中,分析结果的相对系统误差等于各测量值相对系统误差的代数和.③指数关系:若分析结果R与测量值A有如下关系,其误差传递关系为,即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍.④对数关系:若分析结果R与测量值A有下列关系,其误差传递关系式为.⑵随机误差的传递,随机误差用标准偏差s来表示最好,因此均以标准偏差传递.①加减法:若分析结果的计算是为R=A+B-C,则.即在加减运算中,不论是相加还是相减,分析结果的标准偏差的平方(称方差)都等于各测量值的标准差平方和.对于一般情况,,应为.②乘除法:若分析结果的计算式为,则,即在乘除运算中,不论是相乘还是相除,分析结果的相对标准偏差的平方等于各测量值的相对标准偏差的平方之和.若有关项有系数,例如,其误差传递公式与上式相同.③指数关系:若关系式为,可得到或.④对数关系:若关系式为,可得到.6. 如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相加减的结果,例如,则极值误差为,即在加减法运算中,分析结果可能的极值误差是各测量值绝对误差的绝对值加和.如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相乘除的结果,例如,则极值误差为,即在乘除运算中,分析结果的极值相对误差等于各测量值相对误差的绝对值之和.7. 有效数字问题. 在分析化学中常遇到pH, pM,lgK等对数值,其有效数字位数取决于小数部分(尾数)数字的位数,因整数部分(首数)只代表该数的方次.例如,pH=10.28,换算为浓度时,应为,有效数字的位数是两位,不是四位.“四舍六入五成双”规则规定,当测量值中被修约的数字等于或小于4时,该数字舍去;等于或大于6时,则进位;等于5时,要看5前面的数字,若是奇数则进位,若是偶数则将5舍掉,即修约后末位数字都成为偶数;若5后面还有不是“0”的任何数,则此时无论5的前面是奇数还是偶数,均应进位.8. 有效数字运算规则:⑴加减法:几个数据相加或相减时,有效数字位数的保留,应以小数点后位数最少的数据为准,其他的数据均修约到这一位.其根据是小数点后位数最少的那个数的绝对误差最大.注意:先修约,在计算.⑵几个数字相乘除时,有效数字的位数应以几个数中有效数字位数最少的那个数据为准.其根据是有效数字位数最少的那个数的相对误差最大.同样,先修约,再计算.在乘除法的运算中,经常会遇到9以上的大数,如9.00,9.86它们的相对误差的绝对值约为0.1%,与10.06,12.08这些四位有效数字的数值的相对误差绝对值接近,所以通常将它们当作四位有效数字的数值处理。
9. 频数分布:⑴离散特性,最好的表示方法是标准偏差s,它更能反映出大的偏差,也即离散程度.当测量次数为无限多次时,其标准偏差称为总体标准偏差,用符号来表示,计算公式为,式中的为总体平均值.⑵集中趋势:当数据无限多时将无限多次测定的平均值称为总体平均值,用符号表示,则再确认消除系统误差的前提下总体平均值就是真值,此时总体平均偏差为,用统计学方法可以证明,当测定次数非常多(大于20)时,总体标准偏差与总体平均偏差有下列关系.10. 正态分布,又称高斯曲线,其数学表达式为,式中,y表示概率密度;x表示测量值;是总体平均值;是总体标准偏差.是正态分布曲线最高点的横坐标值,是总体平均值到曲线拐点间的距离.表示随机误差,若以作横坐标,则曲线最高点对应的横坐标为零,这时曲线称为随机误差的正态分布曲线.可见:⑴时,y值最大,此即分布曲线的最高点.说明误差为零的测量值出现的概率最大.也就是说,大多数测量值集中在算术平均值附近.⑵曲线以通过这一点的垂直线为对称轴.这表明绝对值相等的正﹑负误差出现的概率相等.⑶当x趋向于或时,曲线以x轴为渐近线,说明小误差出现的概率大,大误差出现的概率小.正态分布曲线和横坐标之间所夹的总面积,就是概率密度在区间的积分值,代表了各种大小偏差的测量值出现的概率总和,其值为 1.积分计算同和有关,计算相当麻烦,为此,在数学上经过一个变量转换.令得,这样,曲线的横坐标就变为u,纵坐标为概率密度,用u和概率密度表示的正态分布曲线称为标准正态分布曲线.11. 平均值的标准偏差.用m个样本,每个样本作n次测量的平均值的标准偏差与单次测量结果的标准偏差s的关系为,.标准偏差与测定次数的平方根成反比,当测量次数增加时,平均值的标准偏差减小.这说明平均值的精密度会随着测定次数的增加而提高.在分析化学实际工作中,一般平行测定3~4次即可,要求较高时,可测定5~9次.与上式相似,平均值的平均偏差或与单次测量的平均偏差(或)之间,也有下列关系存在, ,不过平均值的平均偏差很少用.12. 少量实验数据的统计处理⑴t分布曲线:当测量数据不多时,无法求得总体平均值和总体标准偏差,只能用样本的标准偏差s来估计测量数据的分散情况.用s代替,用t代替u,t为置信因子,定义为.置信度用P表示,它表示在某一t值时,测定值落在(范围内的概率.显然,测定值落在此范围之外的概率为(1―P),称为显著性水准,用表示.由于t值与置信度及自由度有关,一般表示为.⑵平均值的置信区间:若以样本平均值来估计总体平均值可能存在的区间,可用下式表示,对于少量测量数据,必须根据t分步进行统计处理,按t的定义式可得出.对于置信区间的概念必须正确理解,如(置信度为95%),应当理解为在的区间内包括总体平均值的概率为95%. 13. t检验法.如果分析结果之间存在“显著性差异”就认为它们之间有明显的系统误差;否则就认为没有系统误差,纯属随机误差引起的.⑴平均值与标准值的比较.进行t检验时,首先按下式计算出t值:,即.再根据置信度和自由度由t值表查出相应的值.若算出,则认为与之间存在着显著性差异,说明分析方法存在系统误差;否则可认为x与之间的差异是由随机误差引起的正常差异.在分析化学中,通常以95%的置信度为检验标准,即显著性水准为5%.⑵两组平均值的比较:设两组分析数据的测定次数、标准偏差及平均值分别为和,因为这种情况下两个平均值都是实验值,这时需要先用下面介绍的F检验法检验两组精密度和之间有无显著性差异,如果证明它们之间无显著性差异,则可认为,于是再用t检验法检验两组平均值有无显著性差异.用t检验法检验两组平均值有无显著性差异时,首先要计算合并标准偏差偏差平方和总自由度,然后计算出t值.在一定置信或()度时,查出表值(总自由度),若,说明两组数据的平均值不存在显著性差异,可以认为两个平均值属于同一整体,即;若时,则存在显著性差异,说明两个平均值不属于同一总体,两组平均值之间存在着系统误差.14. F检验法:统计量F的定义为,两组数据的方差的比值,分子为大的方差,分母为小的.若F值大于表值,则认为这两组数据的精密度之间存在显著性差异(置信度方差,即大小为95%)15. 可疑值取舍⑴法:对于少量实验数据,可用代替,用代替,故可出略地认为,偏差大于的个别测量值可以舍去(为除可疑值外的其它数据的平均偏差).当与其他检验方法判断的结果发生矛盾时,应以其它法为准.⑵格鲁不斯(Grubbs)法:首先将测量值由小到大按顺序排列为:,并求出平均值和标准偏差s,再根据统计量T进行判断.若为可疑值,则,若为可疑值,则,将计算所得T值与表中查得的(对应于某一置信度)相比较.若,则应舍去可疑值,否则保留.⑶Q检验法:首先将一组数据由小到大按顺序排列为,若为可疑值,则统计量Q为,若为可疑值,则,当计算所得Q值大于表中的值时,表则可疑值应舍去,反之则保留.16. 回归分析法⑴回归直线可用如下方程表示:,式中,a为直线的截距,b为直线的斜率.其中,a 和b的计算式:.⑵相关系数的定义式为相关系数的物理意义如下:①当两个变量之间存在完全的线性关系,所有的值都在回归线上时,r=1.②当两个变量y与x之间完全不存在线性关系,r=0.③当r值在0至1之间时,表示两变量y与x之间存在相关关系.r值愈接近1,线性关系愈好.但是,以相关系数判断线性关系的好与不好时,还应考虑测量的次数及置信水平,若计算出的相关系数大于表上的相应的数值,则表示两变量间是显著相关的,所求的回归直线有意义;反之,则无意义.17. 离子的活度和活度系数.如果以表示第i种离子的平衡浓度,表示活度,则它们之间的关系可表示为.比例系数称为i离子的活度系数,它反映实际溶液与理想溶液之间偏差的大小.对于稀溶液中离子的活度系数,可以采用德拜—休克尔公式来计算,即,式中,为i离子的电荷数;B是常数,25℃时为0.00328;å为离子体积参数,约等于水化离子的有效半径,以pm()计,一些常见离子的å值列于附录表3中;I为溶液的离子强度.当离子强度较小时,可不考虑水化离子的大小,活度系数可按德拜—休克尔极限公式计算,即,离子强度与溶液中所有离子的浓度及所带电荷有关,稀溶液中的计算式为.特别的,中性分子的.同样的离子强度对高价离子的影响较大,高价离子的活度系数更小.18. 溶液中的平衡常数.假设溶液中的化学反应为当反应物及生成物均以活度表示时,其平衡常数为,式中的称为活度常数,又叫热力学常数,它的大小与温度有关,与溶液的介质条件无关.若各组分都用平衡浓度表示,则,此时的平衡常数称为浓度常数,它不是热力学常数.与之间的关系为.19. 溶液中的其它相关平衡.⑴物料平衡(MBE);⑵电荷平衡(CBE); ⑶质子平衡(PBE)对于质子平衡值得注意的是,对于同一物质,只能选择其中一种型体作为参考水准.另外,在涉及到多元酸碱时,有些组分的质子转移数目超过1,这时应在代表质子量的平衡浓度前乘一相应的系数.20. 酸碱组分的平衡浓度与分布分数⑴一元酸溶液:一元酸仅有一级解离,如醋酸,它在溶液中以HAc和两种形式存在.设c 为醋酸的总浓度,与分别为HAc和的分布分数,则,,.当pH等于p(即4.74)时,,HAc与各占一半;pH<p,主要存在形式是HAc;pH> p,主要存在形式是.这种情况可以推广到其他一元酸.⑵多元酸溶液:多元酸溶液中酸碱组分较多,其分布要复杂一些.例如草酸,它在溶液中以和三种形式存在.设草酸的总浓度为c,,,分别表示和的分布分数,则,,其中.当当.主要为主为主21. 弱酸或弱碱溶液中浓度的计算.⑴一元弱酸或弱碱:设一元弱酸HA的解离常数为,溶液的浓度为c.溶液中存在的酸碱组分有和以和为参考水准,其质子条件为根据解离平衡可知,将其代入质子条件式得,即为精确式①且时,②且时,③且时,.对于一元弱碱,只要将换成,换成,均可用于计算一元弱碱溶液中的浓度⑵多元弱酸碱溶液①当浓度为).②当且则.22. 混合溶液⑴弱酸或弱碱混合溶液设一元弱酸和的混合溶液,其浓度分别为和,解离常数为和,当两种弱酸都比较弱时,.⑵弱酸和弱碱混合溶液:设弱酸—弱碱混合液中弱酸的浓度为弱碱的浓度为则.23. 两性物质溶液.设二元弱酸的酸式盐为NaHA,其浓度为c,可得到精确式为().如果酸性和碱性均较弱,则().当时,可忽略,因此,若则式中的,这样,.24. 缓冲溶液pH计算.假设缓冲溶液是由弱酸HB及其共轭碱NaB组成,它们的浓度分别为和,则,该式为精确式.当溶液的pH小于6时,一般可忽略,那么.当溶液的pH大于8时,可忽略,故.若,,则即.说明:先用最简式计算,若计算出或,则需要选用其它计算公式;否则,计算结束.25. 缓冲容量,其定义为:使1L缓冲溶液的pH增加dpH单位所需强碱的量db,或是使1L 缓冲溶液的pH降低dpH单位所需强酸的量da.因此,缓冲容量的数学表达式为.值愈大,表明溶液的缓冲能力愈强.现以缓冲体系为例:其中.当和较小时,均可.缓冲容量的极大值, 此时,忽略,即(.对于强酸溶液:,强碱:.26. 缓冲溶液的性质:①c(和之和数值越大,缓冲能力越大;②当时,缓冲能力最大,;③的比值在1/10~10/1时,为缓冲范围,此时.一般认为,如果pH,即,看到的应是HIn的颜色;pH即看到是的颜色;当时,,称为指示剂的理论变色点选择缓冲溶液的原则:①缓冲溶液对分析过程应没有影响;②所需控制的pH应在缓冲溶液的缓冲范围之内,如果缓冲溶液是由弱酸及其共轭碱组成的,则应尽量与所需控制的pH一致;③缓冲溶液应有足够的缓冲容量,通常缓冲组分的浓度在0.01~1之间.27. 指示剂的用量,对于双色指示剂,变色点仅与比有关,与用量无关;对于单色指示剂,指示剂用量的多少对它的的变色点有一定影响.28. 离子强度的影响.若酸碱指示剂的酸式为HIn,则其在溶液中的解离平衡及平衡关系式为解离平衡及平衡关系式为解离平衡及平衡关系式为式中为指示剂的活度常数当,即达到指示剂理论变色点时,由于=1,所以,可见,改变离子强度,指示剂的理论变色点pH会相应的发生变化.29. 酸碱滴定原理.把pH急剧变化,叫做滴定突变,对应化学计量点前后的pH变化范围称为突变范围.突变范围是选择指示剂的基本依据.⑴强酸强碱的滴定.浓度越大,突变越长,当酸碱浓度增大10倍时,滴定突跃部分的pH变化范围增加约两个单位.⑵一元弱酸弱碱的滴定.不必选择,浓度c越大,突越越大,越大,突越越大.强碱滴定弱酸,滴定终点在碱性范围内,一般用酚酞;强酸滴定弱碱,滴定终点在酸性范围内,一般用甲基橙.若以作为借助指示剂判别终点的极限,要使滴定终点误差在以内,则突越范围应大于0.6pH,这要求.⑶多元酸和混合酸的滴定.当,,,,可分步滴定.混合酸滴定的情况与多元酸相似,设HA为强酸,HB为弱酸,当,则与可被分布滴定,若时, pH =.30. 终点误差⑴滴定强酸的终点误差.假设用浓度为c的NaOH溶液滴定体积为、浓度为的HCl溶液.滴定至终点时,消耗NaOH溶液的体积为V,则过量(或不足)的NaOH的量为(cV),滴定重点误差()为. 林邦误差公式:. 若HCl滴定NaOH,则.⑵滴定弱酸的终点误差.设用浓度为c的NaOH滴定浓度和体积为、的一元弱酸HA,滴定至终点时消耗NaOH的体积为V,则滴定终点误差为().。