《定量分析基础》ppt课件

1、定量分析根底定量分析根底 1 1 定量分析方法的分类定量分析方法的分类 2 2 定量分析中的误差定量分析中的误差 误差的度量、产生及减小误差的方误差的度量、产生及减小误差的方 法法 3 3 有效数字及运算规那么有效数字及运算规那么 4 4 滴定分析法概述滴定分析法概述 规范溶液、基准物质规范溶液、基准物质 3.1 分析方法的分类分析方法的分类 分析化学是研讨物质化学组成、构分析化学是研讨物质化学组成、构 造信息、分析方法及相关实际的科学。造信息、分析方法及相关实际的科学。 它所要处理的问题是确定物质中含它所要处理的问题是确定物质中含 有哪些组分；这些组分在物质中是如有哪些组分；这些组分在物质中

2、是如 何存在的，各个组分的相对含量是多何存在的，各个组分的相对含量是多 少；以及如何表征物质的化学构造。少；以及如何表征物质的化学构造。 3.1 分析方法的分类分析方法的分类 分析化学包括成分分析和构造分析。成分分析化学包括成分分析和构造分析。成分 分析又可分为定性分析和定量分析两部分。分析又可分为定性分析和定量分析两部分。 1 定性分析：定性分析： 定性分析的义务是鉴定物质由哪些元定性分析的义务是鉴定物质由哪些元 素或离子所组成，对于有机物质还需求确素或离子所组成，对于有机物质还需求确 定其官能团及分子构造。定其官能团及分子构造。 2 定量分析定量分析 ： 定量分析的义务是测定物质各组成部分

3、定量分析的义务是测定物质各组成部分 的含量。的含量。 3 构造分析：形状分析、立体构造、构造与构造分析：形状分析、立体构造、构造与 性能。性能。 按分析对象分类按分析对象分类 无机分析、有机分析无机分析、有机分析 按试样用量和被测组分含量分类按试样用量和被测组分含量分类 常量分析常量分析 微量分析微量分析 痕量分析痕量分析 试样质量试样质量m 0.1g 0.110mg 0.1mg 试样含量试样含量w 1% 0.011% 0.01% 按分析方法分类按分析方法分类 按其测定原理和操作方法的不同可分为化按其测定原理和操作方法的不同可分为化 学分析和仪器分析两大类。学分析和仪器分析两大类。 3.1 分

4、析方法的分类分析方法的分类 3.1 分析方法的分类分析方法的分类 以化学 反响为为根 底的分析方 法，称为化 学分析法， 包括滴定分 析法和分量 分析法. 3.1 分析方法的分类分析方法的分类 仪器分析方法仪器分析方法 以物质的物理或以物质的物理或 物理化学性质为根底建物理化学性质为根底建 立起来的分析方法。立起来的分析方法。 常用的仪器分析法常用的仪器分析法 可分为以下几类：可分为以下几类： 电化学分析法电化学分析法 光化学分析法光化学分析法 色谱分析法。色谱分析法。 3.2 定量分析中的误差定量分析中的误差 3.2.1 误差的表示方法误差的表示方法 准确度与精细度准确度与精细度 1 准确度

5、与误差准确度与误差 准确度：测定值准确度：测定值(xi)与真实值与真实值(xT)符合的程度。符合的程度。 反映测定的正确性，是系统误差大小的量度。反映测定的正确性，是系统误差大小的量度。 表示方法表示方法 误差误差 1) 绝对误差绝对误差(E) E = 测定值真实值测定值真实值xxT 1 1 准确度与误差准确度与误差 2) 2) 相对误差相对误差 表示误差在真实值中所占的百表示误差在真实值中所占的百 分率，分析结果的准确度常用相对误差表分率，分析结果的准确度常用相对误差表 示。示。 如：对于如：对于1000g1000g和和10g 10g 的两份样品，的两份样品， 当测定的绝对误差都为：当测定的

6、绝对误差都为：1g1g时，产生的相时，产生的相 对误差却不同。对误差却不同。 Er1 Er1( (1/1000)1/1000)100%100%0.1%0.1% Er2 Er2( (1/10)1/10)100%100%10%10% 绝对误差和相对误差都有正负之绝对误差和相对误差都有正负之 分。分。 3.2.1 误差的表示方法误差的表示方法 2 2 精细度与偏向精细度与偏向 精细度：多次丈量值精细度：多次丈量值 (xi) (xi) 之间相互接近的程度。之间相互接近的程度。 反映测定的再现性，是偶尔误差大小的量度反映测定的再现性，是偶尔误差大小的量度 表示方法表示方法 偏向偏向 1 1绝对偏向绝对偏

7、向 单次丈量值与平均值之差。单次丈量值与平均值之差。 xxd ii 2 2 精细度与偏向精细度与偏向 2 2平均偏向平均偏向 相对平均偏向相对平均偏向 留意：不计正负号，留意：不计正负号，didi那么有正负之分。那么有正负之分。 )42( nn in21 dddd d 100% x d r d 3 准确度与精细度的关系准确度与精细度的关系 例如，甲、乙、丙、丁四人同时测定铜合金中例如，甲、乙、丙、丁四人同时测定铜合金中Cu的的 百分含量，各分析百分含量，各分析6次。设真值次。设真值=10.00%，结果如，结果如 下：下： 甲甲 乙乙 丙丙 丁丁 精细度好，准确度不好精细度好，准确度不好 准确度

8、、精细度都好，准确度、精细度都好， 精细度较差，接近真值精细度较差，接近真值 是由于正负误差彼此抵是由于正负误差彼此抵 销销 精细度、准确度差。精细度、准确度差。 3 准确度与精细度的关系准确度与精细度的关系 分析结果精分析结果精 细度高，准确度细度高，准确度 不一定高。不一定高。 分析结果准分析结果准 确度高，要求精确度高，要求精 细度一定要高。细度一定要高。 3.2.2 误差的来源和减免方法误差的来源和减免方法 1 误差分类及其产生的缘由误差分类及其产生的缘由 根据性质和产生的缘由误差根据性质和产生的缘由误差 可分为三类：可分为三类： 系统误差系统误差 偶尔误差偶尔误差 过失误差过失误差

9、1 1系统误差系统误差 由一些固定的缘由所产生的误差，其大小、由一些固定的缘由所产生的误差，其大小、 正负有重现性，也叫可测误差。正负有重现性，也叫可测误差。 1 1方法误差方法误差 分析方法本身所呵斥的误差。分析方法本身所呵斥的误差。 2 2仪器误差和试剂误差仪器误差和试剂误差 3 3个人误差有别于操作不当个人误差有别于操作不当 4 4操作误差操作误差 系统误差的性质可归纳为如下三点：系统误差的性质可归纳为如下三点： 1 1重现性、重现性、 2 2单向性、单向性、 3 3数值根本数值根本 恒定恒定 系统误差可以校正。系统误差可以校正。 2 2 随机误差随机误差 偶尔误差的性质：偶尔误差的性质

10、： 误差的大小、正负都是不固定误差的大小、正负都是不固定 的。的。 偶尔误差偶尔误差不可测误差。不可测误差。 在消除系统误差后，在同样条在消除系统误差后，在同样条 件下多次测定，可发现随机误差件下多次测定，可发现随机误差 服从统计规律。服从统计规律。 随机误差：由偶尔要素引起的误差随机误差：由偶尔要素引起的误差,所以又所以又 称偶尔误差称偶尔误差 3 过失误差过失误差 由于操作人员大意大意、过度疲劳、精 神不集中等引起的误差。 其表现是出现离群值，极端值。 系统误差 可校正 偶尔误差 可控制 过失误差 可防止 2 提高分析结果准确度的方法提高分析结果准确度的方法 误差的减免方法误差的减免方法

11、1选择适宜的分析方法选择适宜的分析方法 2减小相对误差减小相对误差 减小丈量误差减小丈量误差 3检验和消除系统误差检验和消除系统误差 4添加平行测定次数，减少随机误添加平行测定次数，减少随机误 差差 多次测定，求平均值多次测定，求平均值 3检验和消除系统误差检验和消除系统误差系统误差的减免方法系统误差的减免方法 1对照实验：检验系统误差的有效方法对照实验：检验系统误差的有效方法 规范方法、规范样品、回收实验规范方法、规范样品、回收实验 2空白实验：消除由于试剂、蒸馏水、实验器空白实验：消除由于试剂、蒸馏水、实验器 皿和环境带入的杂质引起的系统误差。皿和环境带入的杂质引起的系统误差。 3校准仪器

12、：消除仪器误差校准仪器：消除仪器误差 4校正方法校正方法 3.3 有效数字及其运算规那么有效数字及其运算规那么 3.3.1 有效数字有效数字 1 有效数字的意义有效数字的意义 在科学实验中，对于任在科学实验中，对于任 一物理量的测定其准确度一物理量的测定其准确度 都是有一定限制的。都是有一定限制的。 例如，滴定管读数例如，滴定管读数 甲甲 21.09 ml 乙乙 21.10 ml 丙丙 21.08 ml 2 有效数字确实定有效数字确实定 前三位是准确的，最后一位是估前三位是准确的，最后一位是估 计的，不甚准确，但它不是臆造计的，不甚准确，但它不是臆造 的。记录时应保管这一位。这四的。记录时应保

13、管这一位。这四 位都是有效数字。位都是有效数字。 有效数字有效数字 实践上能测到的数实践上能测到的数 字字(只需一位不准确，称为可疑数只需一位不准确，称为可疑数 字字)。 有效数字确实定有效数字确实定 滴定管：滴定管： 0.01ml0.01ml 台秤：台秤： 0.1g0.1g 分析天平分析天平 0.0001g0.0001g 2 有效数字确实定 1.0008 431.81 五位有效数字 0.1000 10.98% 四位有效数字 0.0382 1.9810-10 三位有效数字 0.54 0.00040 二位有效数字 3600 有效数字位数模糊，应根据实践有效数字位数写成：3.6103 2 位；3.

14、60103 3位 pH, pOH, logc 等对数的有效数字取决于对数的尾数 pH = 11.20 两位有效数字 常数、倍乘或倍除，位数无限制，根据需求确定。 3 处置有效数字位数的规那么处置有效数字位数的规那么 记录时只保管一位可疑数字记录时只保管一位可疑数字 修约修约 舍弃多余的有效数字舍弃多余的有效数字 修约规那么修约规那么 “四舍六入，五后有数就进一，五后没数看四舍六入，五后有数就进一，五后没数看 单双单双 例：例： 将以下数字修约为两位有效数字将以下数字修约为两位有效数字 3.148 7.3976 2.451 83.500 修约后：修约后： 3.1 7.4 2.5 84 13.45

15、65 13.456 13.46 13.5 14(错错) 一次修约一次修约 到位到位 计算中数据首位数大于或等于计算中数据首位数大于或等于8时，那么有效数字可多算时，那么有效数字可多算 一位。一位。 3.3.2 有效数字的运算规那么 有效数字的运算规那么 1 加减法加减法 其和或差的有效数字保其和或差的有效数字保 管，以小数点后位数最少的数据为根管，以小数点后位数最少的数据为根 据据(绝对误差最大的绝对误差最大的) 例：例： 0.0121 + 25.64 + 1.05782 绝对误差：绝对误差： 0.0001 0.01 0.00001 Sum = 0.01+25.64+1.06 = 26.71

16、3.3.2 有效数字的运算规那么有效数字的运算规那么 2 乘除法其积或商的有效数字保 管，以有效数字最少为根据(相对误 差最大的) 0.012125.641.05782 相对误差：(0.0001/0.0121)100% 0.8% (0.01/25.64)100%0.04% (0.00001/1.05782)100% 0.0009% 按第一个数字，修约为三位有 效数字： 0.012125.61.06 0.328 3.4 滴定分析法概论滴定分析法概论 运用滴定管将一种知准确浓度 的试剂溶液规范溶液滴加到待 测物的溶液中，直到待测组分恰好 完全反响为止，然后根据规范溶液 的浓度和所耗费的体积，算出待

17、测 组分的含量。 3.4.1 滴定分析根本概念滴定分析根本概念 滴定：滴加规范溶液的操作过程。滴定：滴加规范溶液的操作过程。 化学计量点：滴加规范溶液与待测组分恰好完全反化学计量点：滴加规范溶液与待测组分恰好完全反 响之点。响之点。 指示剂：滴定分析中能发生颜色改动而指示终点的指示剂：滴定分析中能发生颜色改动而指示终点的 试剂试剂 终点：指示剂变色之点。终点：指示剂变色之点。 终点误差终点误差 ：实践分析操作中指示剂变色点与化学：实践分析操作中指示剂变色点与化学 计量点之间的差别。计量点之间的差别。 滴定分析特点滴定分析特点 简便、快速，适于简便、快速，适于 常量分析常量分析 准确度高准确度高

18、 运用广泛运用广泛 3.4.2 滴定分析对化学反响的要求滴定分析对化学反响的要求 1 反响必需具有确定的化学计量关系：反响必需具有确定的化学计量关系： 反响定量地完成，无副反响反响定量地完成，无副反响 2 反响速度要快而且反响要完全反响速度要快而且反响要完全 99.9% 3 能用比较简便的方法确定滴定终点能用比较简便的方法确定滴定终点 3.4.3 滴定分析的方式滴定分析的方式 1. 1. 直接滴定法涉及一个反响直接滴定法涉及一个反响 完全满足滴定分析反响的条件可用直接完全满足滴定分析反响的条件可用直接 滴定法滴定法 滴定剂与被测物之间的反响式为：滴定剂与被测物之间的反响式为： a A + b

19、B = c C + d D a A + b B = c C + d D 滴定到化学计量点时，滴定到化学计量点时，a a 摩尔摩尔 A A 与与 b b 摩尔摩尔 B B 作用完全作用完全 如如HClHCl规范溶液滴定规范溶液滴定NaOHNaOH溶液溶液 3.4.3 滴定分析的方式滴定分析的方式 2 返滴定法 先准确参与过量规范溶液，使与试液中 的待测物质或固体试样进展反响，待反响 完成以后，再用另一种规范溶液滴定剩余 的规范溶液的方法。适用于反响较慢或难 溶于水的固体试样。 如EDTA滴定 Al3+、NaOH规范溶液测定 CaCO3 3.4.3 滴定分析的方式滴定分析的方式 例： Al3+ +

20、 一定过量EDTA标液 剩余EDTA Zn2+标液，EBT 返滴定 n(EDTA)总 - n(EDTA )过量 = n(Al3) ( c V) (EDTA)总 - (cV )(Zn) = (cV )(Al3) 3.4.3 滴定分析的方式滴定分析的方式 3. 间接滴定法含置换滴定法间接滴定法含置换滴定法 经过另外的化学反响，以滴定法定量进展。经过另外的化学反响，以滴定法定量进展。 用于不能与滴定剂起化学反响的物质。用于不能与滴定剂起化学反响的物质。 例：Ca2+ CaC2O4沉淀 H2SO4 C2O42- KMnO4标液 间接 测定 3.4.4 规范溶液与基准物规范溶液与基准物 1 规范溶液配制规范溶液配制 1直接配制法直接配制法 直接用容量瓶配制，定容。普通运用基准试剂或直接用容量瓶配制，定容。普通运用基准试剂或 优级纯。优级纯。 2间接配制法标定法间接配制法标定法 规范溶液的浓度经过基准物来确定或用规范溶液的浓度经过基准物来确定或用 一种知浓度的标液来确定另一种溶液的浓一种知浓度的标液来确定另一种溶液的浓 度方法度方法 3.4.4 规范溶液与基准物规范溶液与基准物 2 基准