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定量分析概论

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分析化学：第七章 定量分析概论

分析化学：第七章 定量分析概论

➢ 固体——质量分数
wB
mB mS
例：Fe = 0.5643 或 Fe = 56.43 %
低含量：g / g , ng / g
➢ 气体——体积百分数
空气中的成分 氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占
0.94%，二氧化碳占0.03%，其他占0.03%
13
➢ 液体
物质的量浓度 (cB) mol / dm3
➢ Quatitative or quantitative? ➢ How much object (sample) ? ➢ Matrix of composition? ➢ Single or multi-component? ➢ Time available? ➢ Sample supply repeatedly? ➢ Destruction or non-destruction? ➢ Look for a continuous system? ➢
0.01～ 1ml
超微量分析 ＜0.1mg ＜0.01ml
7.1.4 定量分析的基本步骤 1.问题提出
2.样品的采集
5.计算分 析结果
3.试样的分解
4.样品的测定
一、分析问题的确定
➢ Nature of sample ? Analyte? Ion? Molecules? Function group?
(1)定性分析 鉴定物质有哪些粒子组成；即“有什么？”
(2)定量分析 测定物质中有关组份的相对含量；“有多少”
(3)结构分析 研究物质组成中各成份元素的价态、官能团和结构。 主要测定物质的分子结构和晶体结构。
7.1.3 分析方法的分类
2. 根据对象不同：
有机分析；无机分析。
3. 根据分析原理的不同：

定量分析概论

定量分析概论

第六章定量分析概论§6-1 定量分析概述本节教学目的及要求：1.了解定量分析的任务和方法。

2.掌握定量分析的一般程序。

3.掌握滴定分析的方法和滴定方式。

4. 掌握滴定分析的标准溶液和基准物质。

掌握滴定分析的计算。

教学重点：滴定分析的计算。

教学难点：滴定分析的计算。

一、定量分析的任务和方法1.定量分析的任务、作用2.定量分析方法的分类二、定量分析的一般程序1.采样2.前处理3.测定4.数据处理三、滴定分析的方法和滴定方式1.几个基本概念滴定分析：滴定剂：滴定：滴定终点：滴定误差或终点误差：2.滴定分析的方法(1)酸碱滴定法：(2)沉淀滴定法：(3)氧化还原滴定法：(4)配位滴定法：3.滴定分析对滴定反应的要求(1)反应要按化学计量关系定量地进行(2)反应要迅速进行(3)有简便可靠的确定终点的方法。

如有适当的指示剂。

4.滴定方式(1)直接滴定。

(2)返滴定(3)置换滴定(4)间接滴定四、滴定分析的标准溶液和基准物质1.标准溶液的浓度表示方法(1)物质的量浓度。

符号c B 或c (B)，(2)滴定度以每毫升标准溶液相当的被测物质的质量来表示，符号为T s /x ，x 为被测物质的化学式。

ab 10001.00B A B A ⨯⨯⨯=Mc T例计算0.1000mol·L－1HCl标准溶液对Na2CO3的滴定度。

2.标准溶液的配制与标定(1) 直接配制法基准物质必须符合下列要求。

a.纯度要高b.组成恒定c.稳定性好d.最好具有较大的相对分子质量或式量。

(2) 间接配制法五、滴定分析的计算计算的主要依据是“等物质的量规则”例用0.1058mol·L－1HCl溶液滴定0.2035g不纯的K2CO3，完全中和时，消耗HCl26.84mL，求样品中K2CO3的质量分数。

例标定0.1mol·L－1NaOH溶液的准确浓度，如选用邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)作基准物质,今欲把所用NaOH溶液的体积控制在25mL左右,问应称取该基准物质多少克？§6－2 误差及数据处理教学目的及要求：1.掌握定量分析的误差、偏差计算。

第4章 定量分析概论第一节

第4章 定量分析概论第一节
1. 组成均匀程度高的试样（如:液体，气体，粉状物 料）
采集方法：不用制备，直接采用测定。 2. 组成不均匀的固体试样 （如：矿石，煤炭）
采集方法：应根据试样堆放情况，颗粒大小，从 不同的部位和深处选取多个取样点。
原始样品取好后，再经破碎、过筛、混合和缩分，
最后制成分析试样。
缩分一般采取四分法，按经验式确定缩分的次 数。
方法 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
试样质量 ＞0.1g 0.01～0.1g 0.1～10mg ＜0.1mg
试液体积 ＞10ml 1~10ml 0.01～1ml ＜0.01ml
试样的采集 和制备
提出问题
Problem definition
4.1 定量分析过程
结果评价
Reports
预处理
2019年10月25日
Q 值检验法: 当测定次数为3-10时，根据所要求的 置信度，用Q值检验法检验可疑数据是否可以舍去。
步骤：
（1）将测定结果按从小到大顺序排列 x1 x2 …… xn， 则最大值xn或最小值x1 为可疑值。 （2）计算Q值：
Q 计算
=
x n - x n -1 xn -x1
3. 可用下列哪种方法减免分析测试中的偶然误差：
A.加样回收试验
B.增加平行测定次数
C.对照试验
D.空白试验
4. 下列各项定义中不正确的是：
A.绝对误差是测定值与真值之差
B.相对误差是绝对误差在真值中所占的百分率
C.总体平均值就是真值
D.偏差是指测定值与平均值之差
三、分析数据的处理
有效数字及位数 有效数字的修约与运算规则 分析数据的评价
C.精密度是保证准确度的前提

第四章定量分析概论

第四章定量分析概论

4-2 定量分析程序及数据处理
1 置信度与平均值置信区间: 偶然误差是按正态曲线分布的。
置信度：
分析结果在某一范围内出现概率 Q检测法
2 可疑值取舍
将各数据按递增排序，求最大值、最小值差 Xn - X1
求可疑值与最邻近数差
求舍弃商Q
查 Q 表 Q>Q表 舍去，否则保留（P58）
4-3滴定分析
一 滴定分析法
（二）、标准溶液配制
直接配制法
称取基准物质、溶解、转移于容量瓶，加蒸馏水至刻度，充分摇匀。
间接配制法：
先配制成近似于所需浓度溶液，然后用基准物质或另一标准 溶液标定它的浓度。
四 滴定分析的计算
1.滴定分析计算依据： 当反应达到化学计量点时，反应物的物质的量之 比等于化学计量比。 若滴定反应为：aA + bB = cC + dD
适用：不能与滴定剂起化学反应的物质
例5：CaHale Waihona Puke +CaC2O4沉淀
H2SO4
KMnO4标液 C2O42间接测定
三 标准溶液
（一）、基准物质：
能用于直接配制或标 定标准溶液的物质。 基准物质必备条件： （1）物质必须具有足够的纯度，其纯度一般99.99%以上。 （2）物质的组成与化学式相符。 （3）性质稳定、易溶解。 （4）基准物质的摩尔质量尽可能大。
则达到化学计量点时：n(A) : n(B) = a:b
2.滴定分析计算实例
（二）精密度与偏差
精密度是指在确定条件下，几次测量结果相一致的 1 绝对偏差： 程度，即反应几次测量结果的重现性。往往用偏差 和相对偏差来衡量精密度的高低。
2 相对偏差：
3 绝对平均偏差： 4 相对平均偏差： 5 标准偏差： 6 相对标准偏差：

定量分析概论

定量分析概论

§2.1 滴定分析法的特点和方法
* 加入标准溶液物质的量与被测物质的量恰好是化学 计量关系。 * 适用于组分含量在1%以上（常量组分）各种物质的 测定。 * 快速、准确（ 0.2%-0.3% ）、仪器设备简单、操作 简便。 * 用途广泛。
§2.1 滴定分析法对化学反应要 求和滴定方式
根据标准溶液与待测物质间反应类 型的不同，滴定分析法分为： 1 酸碱滴定 H+ + OH- → H2O 2 络合滴定 Zn2+ + H2Y2- →ZnY2- + 2H+ 3 氧化还原滴定
§2.3 标准溶液和基准物质
1 标准溶液(Standard solution)：已知准 确浓度的溶液。配制法：直接法和标 定法。
2 基准物质(Primary standard)：能用于 直接配制或 标定标准溶液的物质。
基准物质满足条件：
→ 试剂的组成应与它的化学式完全相符 → 试剂纯度应足够高。一般大于99.9%以上， 杂质含量不影响分析的准确度。 → 试剂稳定。 → 试剂有较大摩尔质量，以减少称量误差。 → 试剂按反应式定量进行，无副反应。
定量分析概论
§1 无机定量分析方法
一、化学分析法（以物质的化学反应为基础） 重量分析法—测量化学反应产物（沉淀）的 质量的方法。 滴定分析法—测量化学反应所消耗的试剂溶 液体积的方法。 气体分析法—测量化学反应的主要产物（气 体）体积或质量的方法。
二、仪器分析法（以物质的物理或物理化学性 质为基础） 光学分析法—发射光谱法、吸光光度法、原 子吸收光谱、荧光光谱等。
§2.4 滴定分析法的计算
2
的分子式, B－被测物质的分子式）。 1 毫升滴定剂相当于被测物质的质量 （ 克 或 毫 克 ） ， THAc/NaOH =0.005346 g· mL-1 1 毫升滴定剂相当于被测物质的百分 含量（%），T Fe /K2Cr2O7=1.00%· mL-1

定量分析概论

定量分析概论
▪ 五、例行分析和仲裁分析
▪ 一般化验室进行旳分析为例行分析；不同单位对 分析成果有争论时，请权威旳单位进行仲裁旳分 析工作为仲裁分析。
▪ 定量分析过程：
定量分析旳任务：测定物质中有关组 分旳含量
1.试样旳采集和制备
试样旳采集和制备必须确保所取试样具有代表性，即 分析试样旳构成能代表整批物料旳平均构成。
❖
0.02023 L
20.00 mL
✓ 科学记数法表达有效数字
❖ 数字后旳0含义不清楚时, 最佳用指数形式表达 : 1000 ( 1.0×103 ，1.00×103 ,1.000 ×103 )
✓ pH, pM, lgKӨ －－－有效数字旳位数取决于小数部分（尾数）数字旳位 数，整数部分只代表该数旳方次 例：pH = 11.02, 两位有效数字，则 [H+] = 9.5×10-12
为了得到精确旳分析成果，不但要精确测量，而且 还要正确旳统计和计算，即统计旳数字不但表达数量 旳大小，而且要正确地反应测量旳精确度。
概念： －－－实际能测到旳分析数据
构成： －－－全部拟定旳数字再加一位可疑旳数字，即
最终一位是不拟定旳。
有效数字旳位数应与测量仪器旳精确程度相相应：
m ◆分析天平 (称至0.1mg):12.8218 g (6) , 0.2338 g (4) , ◇千分之一天平 (称至0.001 g): 0.234 g (3) ◇1%天平 (称至0.01 g): 4.03 g (3), 0.23 g (2) ◇台秤 (称至0.1 g): 4.0 g (2), 0.2 g (1)
② 误差只需保存1－2位 ③ 计算过程中可临时多保存一位，留到下一步计算用
7.4 滴定分析概述
基本概念
1.滴定分析法：将一种已知精确浓度旳试剂溶液 （原则溶液），经过滴定管滴加到被测物质旳溶液 中至两者发生等量反应，从而计算被测物质含量旳 措施，又称容量分析法。

第一章定量分析概论


的速率方程为υ ＝kcAmcDn cD/mol· dm-3 1.0×10-2 2.0×10-2 4.0×10-2 6.25×10-2 6.25×10-2 6.25×10-2 v/mol· dm-3· min-1 3.75×10-4 7.5×10-4 1.5×10-3 6.0×10-5 2.4×10-4 9.6×10-4

A B C
正反应的活化能（Ea）：由反应物 变成活化配合物所吸收的能量。 逆反应的活化能（Ea`）：活化配合 物变成产物分子要放出能量。
Ea Ea`
ΔH


化学反应热效应等于正、逆反应的
活化能之差： ΔH＝Ea－Ea`
反应进程 反应速率的过渡态理论示意图
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2019年1月9日8时13分
V = 斜率 = - ———
c B 1 dcB lim t 0 t B dt B 1
Δt
Δc Δt
4.1.2 平均速率与瞬时速率的测定(略)
2019年1月9日8时13分
tห้องสมุดไป่ตู้
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4.1.3 反应机理（reaction mechanism）

反应机理：化学反应所经历的具体途也叫反应历程。 基元反应与简单反应 复合反应
无效碰撞
υ∝PZ0c(NO)c(O3)
2019年1月9日8时13分
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3．具有一定能量的分子间碰撞才能发生反应
能发生有效碰撞的分子称为活 化分子（activated molecular）。 活化分子具有的最低能量称作 活化能(activation energy , Ea)。 按统计理论，活化能为Ea的反应系统 中，活化分子的分数 f 为

第五章 定量分析概论第3节 标准溶液


相对偏差 相对平均偏差 相对标准偏差
复习回顾
如何提高分析结果的准确度：
（1）对照试验

减免系统误差
（2）校准仪器
（3）空白试验

减免偶然误差
增加平行测定次数
5.3
标准溶液
在滴定分析中，不论采用何种滴定方法，都必须使用标 准溶液，并通过标准溶液的浓度和用量来计算待测组 分的含量。 一、标准溶液的配制 1.直接配制法 直接准确称取，溶解，稀释至一定体积，计算准确浓 度。 n m


3.浓度误差
标准溶液的浓度不能太浓或太稀。 太浓→过量一滴造成误差较大 太稀→终点不灵敏 一般分析中常用的浓度以0.1～0.2mol/L为宜。 标准溶液的浓度随温度的变化而变化。

总结一下
标准溶液配制；基准物质；滴定度
练习： 1.标定HCl溶液的浓度时，可用Na2CO3或硼砂 (Na2B4O7· 10H2O)为基准物质，若Na2CO3吸水，
偏高 ；若硼砂结晶水部分失去， 则标定结果 偏低 ；（以上两项填无影响，偏 则标定结果
高或偏低)，若两者均保存妥当，不存在上述问
硼砂 作为基准物质好，原因是 题，则选
其摩尔质量较大，称量误差小。
2．标准溶液有几种配制方法？如何配制，各举一例说 明。 答：标准溶液有两种配制方法：直接法和间接法。 直接法的配制方法是：准确称取一定量的物质，溶解 后，在容量瓶内稀释到一定体积，然后计算出该溶 液的准确浓度。例如K2Cr2O7标准溶液的配制。 间接法（又称标定法）的配制方法是：粗略地称取一 定量物质或量取一定量体积溶液配制成接近于所需 要浓度的溶液，然后用基准物或另一种物质的标准 溶液来标定它们的准确浓度 。例如 KCl 或 NaOH 标准 溶液的配制。

定量分析概论


相对误差
Ea
Er = xT ×100%
❖绝对误差和相对误差都有正值和负值
18
例: 滴定的体积误差
V
Ea
Er
20.00 mL 0.02 mL 0.1%
2.00 mL 0.02 mL 1.0%
19
例：测定含铁样品中wFe， 试比较测 定结果的准确度。
A.铁矿中, XT =62.38%, x = 62.32%
11
2. 定量分析过程
取样 → 均匀 有代表性 符合实际 妥善输送、 保存
处理 溶解 熔融 消解 灰化
→ 消除干扰 掩蔽 分离
→ 测定 → 数据处理 常量组分 (>1%,化学法) 微量组分 (仪器分析法)
12
四、定量分析结果表示方法
1.以待测组分的化学形式表示
(1)待测组分的实际存在形式表示（一般情况下） (2)以待测组分的氧化物或元素形式表示（不清
di xi x
di 100 % x
22
偏差表示方法（续）
（2）对平行测定中一组数据的偏差用
d 平均偏差 表示，
d | d1 | | d2 | | dn | | x1 x | | x2 x | | xn x |
n
n
标准偏差
n
(xi )2
i1 n
n为无限次
n
(xi x)2
0.05% 0.06% 0.04% 0.00% 0.03%
2.5×10-7 3.6×10-7 1.6×10-7
定量化学分析
1
第一章 定量化学分析概论 第一节 定量分析概述
问题 分析化学是怎样一门科学？它的任务 和作用是什么？其中定量分析的任务是什 么？对物质进行定量分析可用哪些方法？ 一般要经历哪些过程？最后分析结果该如 何表达？

定量分析概论PPT演示文稿


Example
第 七 章
试计算0.1000mol/L （1/6K2Cr2O7）溶液 对Fe的滴定度。（0.005585g/ml）
定 一含铁试样0.2420g，经处理后以TFe/K2Cr2O7
量 分 析 概
＝0.002500g/ml的K2Cr2O7的标准溶液滴定
之，需用30.20ml，试计算试样中Fe的百分 含量。（31.20％）
定
量
表面张力等；
分
析
二、与溶质的本性无关，仅仅决定于溶质的数
概 论
量。如难挥发非电解质稀溶液的蒸汽压下降、
沸点升高、凝固点下降和溶液的渗透压。
26.10.2020
17
依数性（Colligative properties）：
第
定义：
七
章
只决定于溶质的颗粒和数目，而不决定于溶
质颗粒种类的溶液的性质。
定
计算分析结果
26.10.2020
6
7.1.3 定量分析结果的表示
第
待测组份的化学表示形式
七 章
通常以待测组分实际存在形式的含量表示。
或者是各种元素的氧化物、元素的含量表示。
待测组份含量的表示方法
定 量
（1）固体试样－－质量分数表示。
分
（2）液体试样
析
① 质量百分数（m/m）
概
②体积百分数（V/V）
微量分析
0.1～10mg
0.01～ 1ml
超微量分析 ＜0.1mg
＜0.01ml
5
7.1.2定量分析过程
第 七 章
完成一项定量分析工作，通常需进行的步骤： 取样－－一定要有代表性！
试样的制备
（1）干燥
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定量分析概论
化学分析法：根据物质的化学反应（定量进行） 为基础的一种分析方 法。
特点：适用于常量分析、准确、仪器简单。
仪器分析法：根据被测物的物理性质或化学性质 及其组成和浓度之间的关系，利用特殊仪器进行 分析的方法。
特点：灵敏、快速、准确度较差、适用半微 量、微量、痕量分析。
定量分析概论
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绝对误差 (E) ＝ 测定值（x)－ 真实值（T）
误差 相对E 误 r 绝 差 真对 实误 T 值 E ） ） 差 （ 10（ 0%
定量分析概论
（二）精密度与偏差
绝对偏差 (d) ＝ 测定值（x)－ 平均值（ x ）
相对d偏 r 绝 差 平对 均偏 x值 ） d） 差 1 （ 0（ 0%
偏差
n
di
定量分析概论
（四）分析过程对相对误差的要求
1.选择合适的分析方法； 2.减小相对误差 （1）称取样品质量的要求； （2）消耗溶液体积的要求。 3.增加平行测定次数，减小随机误差； 4.检验和消除系统误差。
定量分析概论
(1)对照实验：以标准试样代替被测试样进行分析。 可以判断分析方法是否存在误差。
✓ 出现在第一位有效数字之前，不算有效数字 0.02000 L (4位) , 0.0280 g (3位)
✓ 出现在两个非零数字之间或所有非零数字之后，记入有效数字
❖
10.0400 (6位)
✓ 记录数据的时候不能将尾数的“0” 任意增减
❖
0.10 mL
0.1 mL
✓ 改变单位，有效数字不变
❖
0.02000 L
第6章 定量分析概论
1. 了解定量分析法基本步骤； 2. 了解误差产生的原因及减免方法； 3.掌握误差、偏差的概念及精确度、精密度的表示方 法； 4. 了解提高分析结果精确度的方法即可移值的取舍； 5. 掌握基准物质概念，标准溶液的配置方法及滴定分 析法的计算。
定量分析概论
6.1 分析化学的任务与内容
20.00 mL
✓ 科学记数法表示有效数字
❖ 数字后的0含义不清楚时, 最好用指数形式表示 : 1000 ( 1.0×103 ，1.00×103 ,1.00定0量×分1析0概3论)
✓ pH, pM, lgKӨ －－－有效数字的位数取决于小数部分（尾数）数字的位 数，整数部分只代表该数的方次
例：pH = 11.02, 两位有效数字，则 [H+] = 9.5×10-12
V ★滴定管 (量至0.01 mL): 26.32 mL (4), 3.97 mL (3) ★容量瓶: 100.0 mL (4), 250.0 mL (4) ★移液管: 25.00 mL (4); ☆ 量筒 (量至1 mL或0.1定量m分L析)概: 论25 mL (2), 4.0 mL (2)
零的有效数字计算
一、分析化学的任务 什么是分析化学 研究 测定 组成（成分、
含量、结构等） 定性分析 测定成分 定量分析 测定含量
定量分析概论
二、定量分析方法的分类 重量分析法
化学分析法 滴定分析法（容量滴定法 ） ： 酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定
仪器分析法 — 光学分析法、电化学分析法、色谱 分析法、放射分析等。 由取样量可分为 —常量分析、半微量分析、 微 量分析、 超微量分析。
组成： －－－所有确定的数字再加一位可疑的数字
m ◆分析天平 (称至0.1mg):12.8218 g (6) , 0.2338 g (4) , ◇千分之一天平 (称至0.001 g): 0.234 g (3) ◇1%天平 (称至0.01 g): 4.03 g (3), 0.23 g (2) ◇台秤 (称至0.1 g): 4.0 g (2), 0.2 g (1)
若5后面还有不是0的定任量何分析数概论皆入: 18.0850001----18.09
有效数字修约规则： －－－四舍五入五留双
要修约为四位有效数字时: 尾数 ≤ 4时舍, 0.52664 ------- 0.5266
例： 尾数 ≥ 6时入, 0.36266 ------- 0.3627
尾数 ＝ 5时, 若后面数为0, 舍5成双: 10.2350----10.24, 250.650----250.6
平均偏差d） （ i1
n
相对平均d偏 r） 差 dx（ 10% 0
定量分析概论
例1： 求下列一组数据的相对平均偏差
12.34 12.36 12.32 12.33 12.36
定量分析概论
(三) 准确度与精密度的关系
1
均值
2
均值
3
均值
4
真值 均值
精密度是保证准确度的先决条件，精密度差，准确度 不高。但精密度高时，准确度不一定高；准确度高时， 精密度一定高。
(2)空白实验：不加待测试样进行分析。可以判断 试剂、蒸馏水、器皿是否存在杂质。
(3)校准仪器；
(4)校正方法；
定量分析概论
相对误差 试 绝样 对质 误量 差
试样质量 相 绝对 对误 误差 差
分析天平每次称量误差为 ±0.0001克。一份样品需称量 两次，最大绝对误差为 ±0.0002克，若要求相对误差 <0.1%。计算试样的最小质量。
定量分析概论
相对误差 溶 绝液 对体 误积 差
溶液体积 相 绝对 对误 误差 差
滴定管每次读数误差为 ±0.01mL。一次滴定中，需 读数两次，最大绝对误差为 ±0.02mL，若要求相对误差 <0.1%。计算消耗溶液的最小 体积。
定量分析概论
6.3 分析结果的数据处理
一、有效数字
概念： －－－实际能测到的分析数据
6.2 定量分析的误差与数据
一、误差的来源与减免
(一)系统误差（固定误差） 1.特点
（1）由分析过程中某些经常发生的原因造成。 （2）对分析结果的影响较固定，在同一条件下
会重复出现。 （3）误差的大小可以估计，可设法减小、校正。
定量分析概论
2.来源： （1） 方法误差； （2）试剂误差； （3）仪器误差； （4）操作误差。
3.减免方法： 对照试验、空白试验、校准 仪器、操作培训。
定量分析概论
（二）偶然误差（随机误差） 1.特点：偶然因素引起，不可估计; 2.减免方法：可采用多次平行测定取 算术平均值的方法减免。
定量分析概论
二、误差的表示方法与分析结果的准确程度
准确度— 用Байду номын сангаас差表示 分析结果准确程度的表示
精密度— 用偏差表示 (一）准确度与误差