分析化学Chap1 定量分析概论

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。

Chap 1 定量分析化学概论1常量分析与半微量分析划分界限是:被测物质量分数高于__1__%为常量分析;称取试样质量高于__0.1__g为常量分析。

2试液体积在1mL~10mL的分析称为半微量 _分析。

3试样用量在0.1mg~10mg的分析称为_ 微量_分析。

4试样用量为0.1 ~ 10 mg的分析称为-------- ( C )(A) 常量分析 (B) 半微量分析(C) 微量分析 (D) 痕量分析5试液体积在1 ~ 10 mL的分析称为------------( B )(A) 常量分析 (B) 半微量分析(C) 微量分析 (D) 痕量分析6若每1000g水中含有50 mg Pb2+, 则可将Pb2+的质量浓度表示为__50_μg/g。

7已知某溶液含71 μg/g Cl-,其密度为1.0 g/mL,则该溶液中Cl-的浓度为__2.0×10-3__ mol/L。

[A r(Cl)=35.5] (71/35.5)×1.0×10-38某水样中含有0.0025 mol/L Ca2+, 其密度为1.002 g/mL, 则该水样中Ca 为__100__μg/g。

[A r(Ca)=40.08] 0.0025×40.08×1000/1.0029准确移取1.0 mg/mL铜的标准溶液2.50 mL,于容量瓶中稀释至500 mL, 则稀释后的溶液含铜(μg/mL)为 ( C )(A) 0.5 (B) 2.5 (C) 5.0 (D) 25注意：稀释至500 mL，计算时必乘２，答案只能是A C10海水平均含 1.08×103μg/g Na+和270 μg/g SO42-,海水平均密度为1.02g/mL, 则海水中Na+和SO42-浓度(mol/L)为-( D )已知A r(Na)=23.0, M r(SO42-)=96.1(A) 4.79×10-5, 2.87×10-6 (B) 1.10×10-3, 2.75×10-4(C) 4.60×10-2, 2.76×10-3 (D) 4.79×10-2, 2.87×10-3Na：1.08×103/1000/23.0/1.0211 海水平均含 1.08×103 μg/g Na+和 270 μg/g SO42-, 海水平均密度为1.02g/mL。

绪论1. 分析化学的任务和作用是研究物质的化学组成的分析方法及相关理论的科学任务: 确定组成物质的化学成分(元素.离子.化合物等)属于定性分析测定物质中各组分的相对含量属于定量分析确定物质分子内原子的空间排列(分子结构或晶体结构及其对性质的影响) 属于结构分析2. 分析方法的分类:根据分析任务,分析对象,测定原理,操作方法和具体的要求不同,又可分为定性分析, 定量分析, 结构分析,无机分析,化学分析,仪器分析,常量分析,半微量分析,微量分析,例行分析,仲裁分析,常量组分分析,微量成分分析和痕量成分分析.而化学分析法(包括滴定分析也称容量分析和重量分析)是根据物质的化学反应而建立起来的分析方法,仪器分析法(主要包括光学分析法,电化学分析法,热分析法,色谱分析法,质谱法,核磁共振,X衍射,电子显微镜分析法以及毛细管电泳分析法.则是通过物质的物理或者物理化学性质而建立起来的一种分析方法.3. 分析化学发展简史历史上曾经有三次重大的变革(1) 20世纪初,由于物理化学平衡理论的建立,为分析化学提供了理论依据,,建立了溶液四大平衡理论.形成了分析化学的学科.(2) 在第二次世界大仗时期,由于物理学和电子学的迅猛发展,促进了各种仪器分析方法的发展,形成了分析化学的另一个组成部分仪器分析法.(3) 20世纪70年代以来,以计算机应用为主的信息时代的到来,主要是生命科学,材料科学,环境科学,能源科学的发展需要,对分析化学提出了更高的要求,形成了现代分析化学法,不但要求尽可能提供更广,更全面组成,含量,结构的信息,而且要准确,快速,灵敏,用量少,对待测物质的无损分析.总之,分析化学吸取了当代科学技术的最新成果,已经成为最富有活力的学科之一.第一章定量分析化学概论1.1 概述一. 定量分析的过程定量分析的任务是测定物质组分的含量,完成一项定量分析的任务一般包括以下四个过程,(1) 取样最重要的是要使取样具有代表性(2) 试样的分解和分析试液的制备. 分解要完全,分解过程中绝不能引入其他的干扰杂质(3) 分离和测定应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.要选择合适的分离方法分离对待测组分干扰的共存组分(4) 分析结果的计算及评价按照化学反应的化学计量关系进行计算并对测定结果及其误差分布情况应用统计学的方法进行评价.1.2 分析结果的表示(1) 待测组分的化学表现形式: 通常以待测组分的实际存在形式的含量表示.(2) 待测组分的含量的表示方法.a.固体试样 W = SB m m b 液体试样 物质的量浓度 mol/l 质量摩尔浓度 mol/kg (溶剂)质量分数 体积分数 摩尔分数 质量浓度 mg/l1.2 分析化学中的误差一. 真值(X T )二. 平均值 (X )三. 中位数.四. 准确度与精密度五. 误差和偏差六. 极差七.系统误差和随机误差八. 公差1.3 有效数字及其运算规则一. 有效数字及其运算规则1. 有效数字的意义和位数（1）有效数字：所有准确数字和一位可疑数字（实际能测到的数字）（2）有效位数及数据中的― 0 ‖1.0005， 五位有效数字0.5000， 31.05% 四位有效数字0.0540， 1.86 三位有效数字0.0054， 0.40% 两位有效数字0.5， 0.002% 一位有效数字2. 有效数字的表达及运算规则（1）记录一个测定值时，只保留一位可疑数据，（2）整理数据和运算中弃取多余数字时，采用―数字修约规则‖：四舍六入五考虑五后非零则进一五后皆零视奇偶五前为奇则进一五前为偶则舍弃不许连续修约（3）加减法：以小数点后位数最少的数据的位数为准，即取决于绝对误差最大的数据位数；（4）乘除法：由有效数字位数最少者为准，即取决于相对误差最大的数据位数；（5）对数：对数的有效数字只计小数点后的数字，即有效数字位数与真数位数一致；（6）常数：常数的有效数字可取无限多位；（7）第一位有效数字等于或大于8 时，其有效数字位数可多算一位；（8）在计算过程中，可暂时多保留一位有效数字；（9）误差或偏差取1~2 位有效数字即可。

第一章定量分析概论内容提要分析化学是化学学科中一个重要分支，是研究物质的组成、含量、结构及其多种化学信息的科学。

定量分析的任务是测定物质中某种或某些组分的含量。

本章内容扼要地阐述重点、难点和需要掌握的知识点，并精选一些典型习题，结合理论，提供解题思路，使学者易于掌握，以达到事半功倍、提高学习效率和质量的目的。

1．定量分析过程定量分析过程通常包括以下步骤：取样—试样的分解—测定—计算分析结果。

关键是选择合适的分析方法，进行准确测定。

2．待测组分含量的表示方法（1）质量分数ωB：试样中含待测物质B的质量m B与试样的质量m s之比。

ωB = m B(g) / m s(g)或物质B的百分比含量：B% = m B(g) / m s(g) × 100（2）对于试样中微量组分含量，通常以μg·g-1，ng·g-1和pg·g-1表示。

而试液中的微量组分，则以mg·L-1，μg·L-1表示。

（3）气体试样：气体试样中的常量组分的含量常以体积百分数表示。

对于微量组分的含量常以mg·m-3[标]表示。

[标]—指在标准状况下的体积。

例如，中国空气污染物标准，氮氧化物，任何一次取样，浓度限值(mg·m-3[标])为0.10（一级标准）。

3．滴定分析法概述这是本章的重要内容。

滴定分析法包括酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。

滴定的方式有直接滴定法、返滴定法、置换滴定法、间接滴定法等。

在例题中予以详细阐述。

（1）滴定分析法的特点和对化学反应的要求。

滴定就是将一种已知准确浓度的标准溶液即滴定剂，从滴定管中滴加到被测物质溶液中的过程。

当加入的标准溶液与被测物质定量反应完全时，反应到达了“化学计量点”。

以sp表示。

计量点一般依据指示剂的变色来确定。

在滴定过程中，指示剂正好发生颜色变化的转变点称为“滴定终点”。

由于滴定终点与理论上的计量点不一定恰好相等，由此而造成的分析误差称为“终点误差”。

第一章定量分析概论第一节定量分析概述【学习要点】熟悉分析化学的任务与作用，掌握分析化学的分类方法，典型分析方法的特点；课程的任务与要求；了解分析化学发展。

一、分析化学的任务和作用分析化学是人们获取物质的化学组成与结构信息的科学，即表征和测量的科学。

分析化学的任务是对物质进行组成分析和结构鉴定，研究获取物质化学信息的理论和方法。

物质组成的分析，主要包括定性与定量两个部分。

定性分析的任务是确定物质由哪些组分（元素、离子、基团或化合物）组成；定量分析的任务是确定物质中有关组分的含量。

结构分析的任务是确定物质各组分的结合方式及其对物质化学性质的影响。

分析化学在工农业生产及国防建设中更有着重要的作用。

工业生产中作为质量管理手段的产品质量检验和工艺流程控制离不开分析化学。

所以分析化学被称为工业生产的“眼睛”；在农业生产中的水土成分调查，农药、化肥残留物的影响，农产品的品质检验等方面都需要分析化学；在国防建设中，分析化学对核武器、航天材料以及化学试剂等的研究和生产起着重要的作用；在实行依法治国的基本国策中，分析化学又是执法取证的重要手段。

分析化学是一门以实验为基础的科学，在学习过程中一定要理论联系实际，加强实验训练。

通过学习，掌握分析化学的基本原理和测定方法，树立准确的”量”的概念；培养严谨的科学态度；提高分析问题和解决问题的能力。

二、定量分析过程定量分析一般要经过以下几个步骤：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。

分析化学要求被分析试样在组成和含量上具有一定的代表性，能代表被分析的总体。

否则分析工作将毫无意义，甚至可能导致错误结论，给生产或科研带来很大的损失。

采样的通常方法是：从大批物料中的不同部分、深度选取多个取样点采样，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分析试样进行分析。

2.试样的分解定量分析中，除使用特殊的分析方法可以不需要破坏试样外，大多数分析方法需要将干燥好的试样分解后转入溶液中，然后进行测定。