分析化学定量分析的一般步骤
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色谱定量分析
色谱分析的重要作用之一是对样品定量。色谱法定量的依据是:组分的重量或在载气中的浓度与检测器的响应信号成正比。在此,响应信号指峰面积或峰高,表示为:iiiAfw,其中:wi为欲测组分i的量,Ai为组分i的峰面积,fi为比例系数,在此称为校正因子。由此可见,要准确定量,首先要准确测出峰面积与定量校正因子。
一、峰面积的测量
1. 对称峰面积的测量
对称色谱峰近似地看作一个等腰三角形,按照三角形求面积的方法,峰面积为iwhAhii2,经验证明该方法计算的面积只有实际面积的0.94倍,故再乘一系数1.065,iwhAhii2065.1,这是目前应用较广的计算法。
2. 不对称峰面积的测量
在色谱分析中,经常会遇到不对称峰,多数不对称峰为拖尾峰,峰面积的计算方法为:取峰高0.15倍处和0.85倍处峰宽的平均值,乘峰高:hWWAhh)(2185.015.0
3. 大色谱峰尾部的小峰面积的测量
分析某主成分中痕量组分时,常会遇到主峰未到基线,杂质峰开始馏出的情况。此时,杂质峰面积计算法如下:
沿主峰尾部划出杂质峰的基线,由峰顶作主峰基线的垂线。峰顶为A,垂线与主峰尾部交点为B,峰高一半处峰宽为b,则A=AB·b。
4. 基线漂移时峰面积的测量
基线漂移时的峰面积,形状与大峰后面拖尾的小峰的峰缝相似,计算方法相同。
5. 重合峰面积的测量
在色谱分析中,常会遇到分离不完全的重合峰,峰面积可如下计算:
两峰重合,如果交点位于小峰半高以下,可由峰高乘半高峰宽法计算两峰面积。
如果两峰交点位于小峰半高以上,通常是由交点作基线的垂线,再用剪纸称重法计算。
6. 峰高乘保留时间法
同系物间,半高峰宽与保留时间呈线形关系:abtWRh2,对于填充柱0a。
当色谱峰很尖、很窄、半高峰宽不易测准时,可用保留时间代替半高峰宽RbthA065.1。 7. 自动积分仪法
使用自动积分仪测量峰面积,速度快,比其他方法测量的精密度高,可大大节省人力,提高分析自动化程度。
定量分析概述
第一节 定量分析概论
一 .定量分析过程
定量分析的主要任务是测定物质中某种或某些组分的含量。要完成一项定量分析工作,通常抱括以下几个步骤:
取样→试样分解和分析试液的制备→分离和测定→分析结果的计算及评价
各步骤将在以后章节中详细讨论。
二、定量分析结果的表示
1. 被测组分的化学表示形式
(1) 以被测组分实际存在形式表示
如:测得食盐试样中Cl含量后,以 NaCl%表示分析结果。
(2) 以氧化物或元素形式表示 (实际存在形式不清楚)
如:硅酸盐水泥中的 Fe、Al、Ca、Mg 含量常以 Fe2O3 、Al2O3 、CaO 、MgO 的含量表示。
分析铁矿石,以 Fe%或 Fe2O3%表示。
(3) 金属材料和有机分析中,常以元素形式(如 Fe 、Zn 、N 、P 等) 的含量表示。
(4) 电解质溶液的分析,以所存在的离子形式表示含量。
2. 被测组分含量的表示方法
(1) 固体试样:
常量组分:常以质量分数表示 :
(2) 液体试样:
第二节 滴定分析对化学反应的要求和滴定方式
一.滴定分析对化学反应的要求:
化学反应很多,但是适用于滴定分析的反应必须具备:
1.反应定量地完成,这是定量计算的基础。即:反应按反应方程进行,反应完全,无副反应。
2.反应速度快。对于慢反应能采用适当措施提高其速度。如:△、加催化剂。
3.能用简便的方法确定终点。
若反应不能完全符合上述要求:可以采用间接滴定法。
二.滴定方式:
1.直接滴定
凡是被测物与滴定物间的反应符合上述条件的,即可采用直接滴定法
2.返滴定法
先准确地加入过量标准溶液,使与试液中的待测物质或固体试样进行反应,待反应完成后,再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液。 3.置换滴定法
先用适当试剂与待测组分反应,使其定量地置换为另一种物质,再用标准溶液滴定这种物质。
4.间接滴定法
第二章 定量分析的一般步骤
一、分析试样的采集与制备
1. 试样的采集与制备:是指从大批物料中采取少量的样本作为原始试样,然后再制备成供分析用的最终式样。
采样的基本原则:均匀、合理、具有代表性
试样的形态:气体、液体、固体
2. 取样方法:
气体样品:集气法(eg.工厂废气中有毒气体的分析)、富集法(eg.大气污染物的测定、室内甲醛的含量测定)
固体样品:抽样样品法(“四角+中央”)、圆锥四分法
液体样品:混合均匀后按照上中下分层取样
二、试样的分解(预处理)
1. 分解试样的原则:
① 式样分解必须完全,处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末
② 式样分解过程中待测组分不应挥发
③ 不应引入待测组分和干扰物质
2. 分解方法:溶解法、熔融法、消解法
(1) 溶解法:
水:例(NH4)2SO4中含氮量的测定
酸:HCl、H2SO4、HNO3、HF等及混合酸分解金属、合金、矿石等
碱:例:NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、Ni含量 有机溶剂:相似相溶原理
(2) 熔融法:
酸溶:K2S2O7、KHSO4溶解氧化物矿石
碱溶:Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质
(3) 消解法——测定有机物中的无机元素
湿法消解:通常用硝酸和硫酸混合物与试样一起置于克氏烧瓶中,一定温度下分解,属于氧化分解法 常用试剂:HNO3、H2SO4、HClO4、H2O2和KMnO4等。
干法灰化:待测物质加热或燃烧后灰化、分解,余留残渣用适当的溶剂溶解。
适用范围:有机物和生物试样中金属元素、硫、卤素等无机元素。
常用方法:坩埚灰化法、氧瓶燃烧法和低温灰化法。
三、常用的分离、富集方法
1. 分离:让试样中的各组分互相分开的过程(纯化)
分离的作用:提高方法的选择性、提高方法的灵敏度、准确度
分离方法:沉淀分离、萃取分离、挥发分离、色谱分离
2. 富集:待测组分含量低于测定方法的检测限时,在分离时将其浓缩使其能被测定
一、简答题:
1、定量分析的任务是什么?
答:定量分析的任务——是测定物质中有关组分的相对含量;
2、进行定量分析有哪些方法?
答:分析化学的内容十分丰富,除按任务分为定性分析和定量分析外,关于定量分析的方法,可以按照样品用量、被测组分含量、测定原理和操作方法及测定对象的不同,分为许多种类。
3、简述进行定量分析有哪些步骤?
答:完成一项分析任务,一般要经过以下步骤:
1、取样:样品或试样是指在分析工作中被采用来进行分析的物质体系,它可以是固体、液体或气体。分析化学对试样的基本要求是在组成和含量上具有一定的代表性,能代表被分析的总体。合理的取样是分析结果是否准确可靠的基础。取有代表性的样品必须采取特定的方法或顺序。一般来说要多点取样(指不同部位、深度),然后将各点取得的样品粉碎之后混合均匀,再从混合均匀的样品中取少量物质作为试样进行分析。
2、试样的分解:定量分析一般采用湿法分析,即将试样分解后转入溶液中,然后进行测定。分解试样的方法很多,主要有酸溶法、碱溶法和熔融法。操作时可根据试样的性质和分析的要求选用适当的分解方法。在分解试样时,应注意以下几点。
(1)组分不应该有任何损失;(2)不应引人待测组分和干扰物质;
(3)分解试样最好与分离干扰物质相结合;(4)试样的溶解必须完全。
3、测定:根据分析要求以及样品的性质选择合适的方法进行测定。
4、计算并报告分析结果:根据测定的有关数据计算出组分的含量,并写出分析实验报告。