上海交通大学无机化学课件第七章

1、第七章定量分析概论 一、概述一、概述1.分析化学的内涵：分析化学的内涵： 表征和量测的科学；表征和量测的科学； 研究物质的化学组成的分析方法及相关研究物质的化学组成的分析方法及相关原理的科学；原理的科学； 物理化学原理和无机、有机化学在测定物理化学原理和无机、有机化学在测定无机物、有机物的组成、结构和性质方无机物、有机物的组成、结构和性质方面的应用。面的应用。科学的眼睛！科学的眼睛！2.分析方法的分类：分析方法的分类： * *要弄清楚适用范围要弄清楚适用范围目的目的样品样品方法方法样品量样品量适用性适用性定性定性分析分析无机无机分析分析化学化学分析分析常量常量分析分析例行例行 分析分析定量定量

2、分析分析有机有机分析分析滴定分析滴定分析半微量半微量分析分析仲裁仲裁 分析分析 重量分析重量分析结构结构分析分析生物、生物、环境等环境等仪器仪器分析分析微量微量分析分析实验室分析实验室分析工业分析工业分析化学分析化学分析以物质的化学反应为基础；以物质的化学反应为基础；仪器分析仪器分析以物质的物理和化学性质为以物质的物理和化学性质为基础：基础： 光学分析方法：光谱法，非光谱法；光学分析方法：光谱法，非光谱法； 电化学分析法电化学分析法 ：伏安法，电导分析法等；：伏安法，电导分析法等； 色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳；色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳； 其他仪器方法：热分析、其他仪器

3、方法：热分析、X X衍射、质谱等衍射、质谱等现代分析方法现代分析方法按试样用量及操作规模分：按试样用量及操作规模分： 常量、半微量、微量和超微量分析常量、半微量、微量和超微量分析 方法方法试样质量试样质量试液体积试液体积常量分析常量分析0.1g10ml半微量分析半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析超微量分析0.1mg1%), 微量分析微量分析(0.01-1%), 痕量分析痕量分析(QQ表表，此值舍，此值舍去去 XDLxxxxQk计 例例 某实验平行某实验平行4次，其结果为次，其结果为0.1014，0.1012，0.1019，0.10

4、16，试用，试用Q检验法确定检验法确定0.1019可否可否舍去。舍去。解：解：Q计计 Q计计 Q0.90 不能舍去。不能舍去。 有多个可疑值，可多次取舍。有多个可疑值，可多次取舍。问题：为什么问题：为什么n n越大，越大，Q Q值越小？值越小？测定测定次数次数 3 4 5 6 7 8 9 10Q0.900.94 0.74 0.64 0.56 0.51 0.47 0.44 0.4143010120101901016010190.五五. .活度与活度系数活度与活度系数 电解质溶液的组成：电解质溶液的组成：溶剂（一般为水）和溶溶剂（一般为水）和溶质（正、负离子）；质（正、负离子）； 溶液中粒子的相互

5、作用：溶液中粒子的相互作用：离子之间、溶剂离子之间、溶剂与离子之间；与离子之间； 离子氛的概念：离子氛的概念：溶液中的离子和溶剂水分子溶液中的离子和溶剂水分子互相作用，使表观浓度小于实际浓度互相作用，使表观浓度小于实际浓度。 cra强电解质的离子氛概念强电解质的离子氛概念溶解机理溶解机理离子氛离子氛活度、活度系数与离子强度活度、活度系数与离子强度 活度（活度（a a）：）： a a = rc = rc， 为有效浓度为有效浓度 活度系数（活度系数（r r）：反映电解质溶液中离子相互）：反映电解质溶液中离子相互作用。作用。 活度系数越小，离子间相互作用越大；活度系数越小，离子间相互作用越大； 离子

6、强度（离子强度（I I）：离子在溶液中产生的电场强）：离子在溶液中产生的电场强度的大小。度的大小。 离子强度越大，正负离子间作用力越大。离子强度越大，正负离子间作用力越大。2221ZcIi活度系数（活度系数（r r）与离子强度）与离子强度lg r = - 0.509 Zlg r = - 0.509 Z1 1Z Z2 2I I 1/21/2 离子强度越大，正负离子间相互作用越显著，活度离子强度越大，正负离子间相互作用越显著，活度系数越小；系数越小； 离子强度越小，活度系数约为离子强度越小，活度系数约为1 1，稀溶液接近理想，稀溶液接近理想溶液，活度近似等于相对浓度；溶液，活度近似等于相对浓度；

7、习惯的用法和实际意义。习惯的用法和实际意义。六、定量分析中的分离方法六、定量分析中的分离方法学习目的：学习目的： 了解主要分离方法的原理和适用性；了解主要分离方法的原理和适用性； 熟悉主要分离方法的基本步骤；熟悉主要分离方法的基本步骤； 掌握分离效果的影响因素及可采取的强化手段。掌握分离效果的影响因素及可采取的强化手段。关于分离方法关于分离方法1.分离的类型分离的类型： 制备分离：制备分离： 以提纯、制备单一组分为目的（以提纯、制备单一组分为目的（希望分离效果越希望分离效果越高、分离得越纯越好高、分离得越纯越好） ； 分析分离（又可称为干扰分离）：以准确检测复分析分离（又可称为干扰分离）：以准

8、确检测复杂样品中的待测组分为目的（杂样品中的待测组分为目的（只要能够准确检测只要能够准确检测出样品的含量即可出样品的含量即可）；）； 两者的区别：两者的区别：不同的分离目的，效率不同，对同不同的分离目的，效率不同，对同一待分样品有时分离体系（方法）也不同。一待分样品有时分离体系（方法）也不同。分离在定量分析中的作用分离在定量分析中的作用将被测组分从复杂体系中分离出来后测定；将被测组分从复杂体系中分离出来后测定；如果采取掩蔽、沉淀、氧化还原等手段达不到定量分析的要求，就只能采取如果采取掩蔽、沉淀、氧化还原等手段达不到定量分析的要求，就只能采取分分离的方法离的方法；(2) 把对测定有干扰的组分分离

9、除去；把对测定有干扰的组分分离除去；定性分析的特征反应以及检出限；定性分析的特征反应以及检出限；(3) 将性质相近的组分相互分开；将性质相近的组分相互分开；稀土的分离、分析；钨、钼；锆、铪的分离分析；稀土的分离、分析；钨、钼；锆、铪的分离分析；(4) 把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的。的目的。环境样品、生物样品等的富集与分析，富集是前提；另外由于分析方法的局环境样品、生物样品等的富集与分析，富集是前提；另外由于分析方法的局限，检出限要求的含量高或测试手段的限制，一定要分离。限，检出限要求的含量高或测试手段的限制，一定要分离。 分离分类的原则很多

10、，按照作用机制可将分离方法分离分类的原则很多，按照作用机制可将分离方法分成物理的和化学的两类：分成物理的和化学的两类： 物理方法：物理方法： 沉淀的离心或过滤；沉淀的离心或过滤； 液体各组分的分馏；液体各组分的分馏； 气体扩散等；气体扩散等； 化学方法：化学方法： 树脂的螯合作用；树脂的螯合作用； 离子交换；离子交换； 协同萃取；协同萃取； 挥发性化合物的形成等。挥发性化合物的形成等。分离的分类原则分离的分类原则常用分离方法常用分离方法 沉淀分离法：沉淀分离法： 传统分离方法，采用沉淀剂；液传统分离方法，采用沉淀剂；液-固分离。固分离。 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法被分离物质由一液相转入互不相

11、溶的另一液被分离物质由一液相转入互不相溶的另一液相的过程；液相的过程；液-液两相；互不相溶。液两相；互不相溶。超临界萃取。超临界萃取。 离子交换分离法离子交换分离法通过带电荷溶质与固体（或液体）离子交换剂中通过带电荷溶质与固体（或液体）离子交换剂中可交换的离子进行反复多次交换而达到分离。可交换的离子进行反复多次交换而达到分离。 膜分离技术膜分离技术发展较快的一种分离方法；发展较快的一种分离方法；模拟生物过程；模拟生物过程；利用半透膜（高选择性）淡化海水。利用半透膜（高选择性）淡化海水。 色谱分离方法色谱分离方法柱层析；气相色谱；液相色谱；柱层析；气相色谱；液相色谱；分离、富集程度或效率的表示：

12、分离、富集程度或效率的表示： （以回收率（以回收率RT表示）表示）其中其中QT：分离后的测量值；：分离后的测量值； Q To:原始含量。原始含量。*与与RT有关的因素：有关的因素： 样品组分的含量：样品组分的含量： 常量（常量（100%）；）； 痕量（痕量（90%）；）； 微量（微量（80%120%） 方法：方法不同则效率不同方法：方法不同则效率不同TTOTQR (%)=100%Q学学 习习 要要 求求 掌握滴定分析法的相关计算，了解滴定分析法的掌握滴定分析法的相关计算，了解滴定分析法的基本知识；基本知识；一般了解试样的分析的基本步骤；一般了解试样的分析的基本步骤；了解活度系数的含义；了解活度系数的含义； 理解有效数字的意义，掌握它的运算规则；理解有效数字的意义，掌握它的运算规则；了解定量分析误差的产生和它的各种表示方法；了解定量分析误差的产生和它的各种表示方法； 掌握分析结果有限实验数据的处理方法。掌握分析结果有限实验数据的处理方法。本章要求本章要求1. 定量分析、定性分析、常量分析、微量分析的定量分析、定性分析、常量分析、微量分析的范畴；范畴；2. 定量分析的几个步骤定量分析的几个步骤*