武汉大学分析化学分析化学概论ppt课件

1、分 析 化 学 什么是分析化学什么是分析化学n分析化学是研讨分析方法的科学或学科，分析化学是研讨分析方法的科学或学科，一个完好详细的分析方法包括测定方法和一个完好详细的分析方法包括测定方法和测定对象两部分测定对象两部分n分析化学是一门人们赖以获得物质组成、分析化学是一门人们赖以获得物质组成、含量、构造和形状信息的科学含量、构造和形状信息的科学分析方法的分类n按原理分：按原理分：n 化学分析：以物质的化学反响为根底的分析方法化学分析：以物质的化学反响为根底的分析方法n 仪器分析：以物质的物理和物理化学性质为根底的分析方法仪器分析：以物质的物理和物理化学性质为根底的分析方法 n 光学分析方法：光谱

2、法，非光谱法光学分析方法：光谱法，非光谱法 n 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n 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n 其他仪器方法：热分析其他仪器方法：热分析n按分析义务：定性分析，定量分析，构造分析按分析义务：定性分析，定量分析，构造分析 n按分析对象：无机分析，有机分析，生物分析，环境分析等按分析对象：无机分析，有机分析，生物分析，环境分析等 分析方法的分类按试样用量及操作规模分：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0.1g10 mL半微量分析0.01-0.1g1

3、-10 mL微量分析0.1-10mg0.01-1 mL超微量分析0.1mg1%), 微量分析(0.01-1%), 痕量分析(0.01)分析化学开展趋向n高灵敏度单分子(原子)检测n高选择性复杂体系n自动化，智能化n原位、活体、实时分析n图像化分析化学开展趋向 生物分析分 析 化 学 主要开展趋向新技术新仪器微型化新原理化学计量学环境分析过程分析原位分析外表分析活体分析实时分析大分子表征化学图象无损分析在线分析单细胞分析单分子单聚体分析接口定性传感器分别技术联用技术n分量法：分别分量法：分别-称重称重n 沉淀法、气化法和电解法等沉淀法、气化法和电解法等n滴定分析法：又称容量分析法滴定分析法：又称

4、容量分析法n 酸碱滴定法、络合滴定法酸碱滴定法、络合滴定法n 氧化复原滴定法、沉淀滴定法氧化复原滴定法、沉淀滴定法滴定方式：滴定方式：直接滴定法直接滴定法间接滴定法间接滴定法返滴定法返滴定法置换滴定法置换滴定法 第一章第一章 化学分析概论化学分析概论 滴定分析法对化学反响的要求：滴定分析法对化学反响的要求： a. 有确定的化学计量关系有确定的化学计量关系 b. 反响速度较快反响速度较快 c. 容易确定滴定终点容易确定滴定终点 基准物质和规范溶液基准物质和规范溶液n基准物质基准物质:能用于直接配制和标定规范溶液的物质。要能用于直接配制和标定规范溶液的物质。要求试剂化学组成一致；纯度高；稳定；摩尔

5、质量大；求试剂化学组成一致；纯度高；稳定；摩尔质量大；滴定反响时无副反响。滴定反响时无副反响。n规范溶液：知准确浓度的试剂溶液。配制方法有直接规范溶液：知准确浓度的试剂溶液。配制方法有直接配制和标定两种方法配制和标定两种方法准确度和精细度准确度和精细度 准确度：准确度： 测定结果与测定结果与“真值接近的程度。真值接近的程度。 误差：衡量准确度的规范误差：衡量准确度的规范相对误差相对误差 Er = / 100 绝对误差绝对误差 = x 1.1误差相关概念误差相关概念精细度精细度: :平行测定的结果相互接近的程度平行测定的结果相互接近的程度, ,用偏向表示。用偏向表示。偏向偏向: : 即各次测定值

6、与平均值之差。即各次测定值与平均值之差。xd = xi -平均偏向：平均偏向：nxxdnii1相对平均偏向：相对平均偏向：%100%100%1xnxxxdnii相对平均偏差规范偏向：规范偏向：S S 112nxxSnii相对规范偏向：相对规范偏向：RSDRSD%100 xSRSD精细度与准确度的关系精细度与准确度的关系1.精细度好是准确度好的前提精细度好是准确度好的前提;2.精细度好不一定准确度高精细度好不一定准确度高系统误差系统误差!准确度及精细度都高结果可靠准确度及精细度都高结果可靠误差种类及减免方法误差种类及减免方法1.1.系统误差系统误差方法方法: 溶解损失、终点误差用其他方法校溶解损

7、失、终点误差用其他方法校正正 仪器仪器: 刻度不准、砝码磨损校准刻度不准、砝码磨损校准(绝对、相绝对、相对对)操作操作: 颜色察看颜色察看试剂试剂: 不纯空白实验不纯空白实验具单向性、重现性、可校正特点具单向性、重现性、可校正特点2.2.偶尔误差偶尔误差 不可校正，服从统计规律，不可校正，服从统计规律， 不存在系统误差的情况下，测定次数越多其平均值不存在系统误差的情况下，测定次数越多其平均值越接近真值。普通平行测定越接近真值。普通平行测定4-64-6次次3. 3. 过失误差过失误差 由大意大意引起，可以防止的由大意大意引起，可以防止的提高分析结果准确度方法提高分析结果准确度方法选择恰当分析方法

8、选择恰当分析方法 灵敏度与准确度灵敏度与准确度减小丈量误差误差要求与取样量减小丈量误差误差要求与取样量减小偶尔误差多次丈量，至少减小偶尔误差多次丈量，至少3次以上次以上消除系统误差消除系统误差对照实验：规范方法、规范样品、规范参与对照实验：规范方法、规范样品、规范参与空白实验空白实验校准仪器校准仪器校正分析结果校正分析结果1.2 1.2 有效数字及运算规那么有效数字及运算规那么有效数字：分析任务中实践能测得的数字有效数字：分析任务中实践能测得的数字 包括全部可靠数字及一位不确定数字在内包括全部可靠数字及一位不确定数字在内n数字前数字前0不计不计,数字后计入数字后计入 : 0.02340n数字后

9、的数字后的0含义不清楚时含义不清楚时, 最好用指数方式表示最好用指数方式表示 : 1000 ( 1.0103 ，1.00103 ，1.000 103 )n自然数自然数(如倍数关系、分数关系如倍数关系、分数关系)和常数和常数(如如)可看成有无限多位数可看成有无限多位数n数据的第一位数大于等于数据的第一位数大于等于8的的,可多计一位有效数字，如可多计一位有效数字，如 9.45104, 95.2%, 8.65n对数与指数的有效数字位数按尾数计，对数与指数的有效数字位数按尾数计，n 如如 10-2.34 ; pH=11.02, 那么那么H+=9.510-12n误差只需保管误差只需保管12位位m 分析天

10、平分析天平(称至称至0.1mg):12.8228g(6) , 0.2348g(4) , 0.0600g(3) 千分之一天平千分之一天平(称至称至0.001g): 0.235g(3) 1%天平天平(称至称至0.01g): 4.03g(3), 0.23g(2) 台秤台秤(称至称至0.1g): 4.0g(2), 0.2g(1)V 滴定管滴定管(量至量至0.01mL):26.32mL(4), 3.97mL(3) 容量瓶容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 移液管移液管:25.00mL(4); 量筒量筒(量至量至1mL或或0.1mL):25mL(2), 4.0mL(2)有效数字运算中的修

11、约规那么有效数字运算中的修约规那么例如例如, 要修约为四位有效数字时要修约为四位有效数字时: 尾数尾数4时舍时舍, 0.52664 - 0.5266 尾数尾数6时入时入, 0.36266 - 0.3627 尾数尾数5时时, 假设后面数为假设后面数为0, 舍舍5成双成双: 10.2350-10.24, 250.650-250.6 假设假设5后面还有不是后面还有不是0的任何数皆入的任何数皆入: 18.0850001-18.09四舍六入五成双四舍六入五成双制止分次修约制止分次修约加减法加减法: :结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数。结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数。 ( (与小

12、数点后位数最少的数一致与小数点后位数最少的数一致) ) 0.112+12.1+0.3214=12.5 0.112+12.1+0.3214=12.5乘除法乘除法: :结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相顺应结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相顺应 ( (即与有效数字位数最少的一致即与有效数字位数最少的一致) ) 0.0121 0.012125.6625.661.05781.05780.328432 0.328432 运算规那么运算规那么1.3 1.3 有限数据的统计处置有限数据的统计处置1 1 高斯分布和高斯分布和t t分布分布n： 偶尔误差符合正态分布偶尔误差符合正态分布 ，

13、n 有限：有限： t分布曲线分布曲线 和和S 替代替代， xnstX2 2 置信度与置信区间置信度与置信区间nstX置信度不变时：置信度不变时：n f 添加，添加， t 变小，置信区间变小；变小，置信区间变小； n不变时：置信度添加，不变时：置信度添加，t 变大，置信区间变大；变大，置信区间变大； 3. 3.定量分析数据的评价定量分析数据的评价 处理两类问题处理两类问题:(1) 可疑数据的取舍可疑数据的取舍 过失误差的判别过失误差的判别 方法：方法：4d 法、法、Q检验法、格鲁布斯检验法、格鲁布斯Grubbs检验法。检验法。 确定某个数据能否可用。确定某个数据能否可用。(2) 分析方法的准确性分析方法的准确性 系统误差及偶尔误差的判别系统误差及偶尔误差的判别 显著性检验：利用统计学的方