分析化学教学大纲以及电子教案(北大版)

1、分析化学（普通型）目的和要求分析化学课是化学类、生物类以及医学、地质、环境类等专业学生的主干基础课之一， 它的理论和方法不仅是分析化学专业的基础，也是其它一切与化学有关的专业的基础。定量 分析化学课在教给学生基本的分析化学原理和方法的同时，使学生建立起严格的“量”的概 念，培养学生从事理论研究和实际工作的能力以及严谨的科学作风。定量分析化学课的目的和要求可以归纳为以下几点：1. 掌握常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基本分析方法；2. 了解分析测定中误差的来源、减免办法，误差的表征及有效数字的意义与应用；3. 了解吸光光度法和荧光分析法、磷光分析法等的原理及应用。4. 了解定量分析在有机、

2、药物、生物等领域中的应用前景，以及其它学科的新成就、 新技术在分析化学中的应用。本课程教学过程中不仅要讲清定量分析化学的基本概念和基本理论，而且要让学生懂得 建立这些概念和理论的化学处理方法和思维方法，加强素质教育，注重能力培养，提倡创新 精神。对本大纲制定的说明本大纲适用于非化学类专业（包括生物系、医学部、城环地质等专业）学生，是在1998年教学大纲的基础上修订的。由于教学改革的需要，无机化学与分析化学的教学在一个学期 内完成，分析化学的授课学时由原来的 54学时减到30学时，内容也做了相应的调整。重 点放在阐明经典定量分析的理论和方法，仪器分析部分仅保留分子吸光光度法及荧光、磷光 分析法，

3、仍使学生有完整的“量”的概念，基本了解分析化学的全貌。同时注意向学生介绍 分析化学的新进展、新成果、前沿课题，以拓宽学生眼界、启发学生思路、提高学习兴趣。课程内容和学时分配由于无机化学与分析化学的内容打破了原来教材的界限，相关内容作了融合，相应于分析化学的内容总授课学时为 30学时，具体分配如下，学时容学时绪论2氧化还原滴定法4误差与数据处理2沉淀滴定法0.5酸碱平衡及酸碱滴定8重量分析法1.5络合滴定法6吸光光度法、荧光、磷光分析法等6基本内容、绪论（2学时）分析化学的定义、分类、任务和作用；分析化学的发展、现状和展望；定量分析过程和分析方法；滴定分析法概述：滴定分析对化学反应的要求和滴定方

4、式；基准物质和标准溶液；滴定分析结果计算。二、误差及分析数据的处理（ 2 学时 ）测量误差的表征准确度和精密度；误差的来源和分类系统误差和随机误差；测量精密度的表征：极差、平均偏差、标准差（s）和相对标准偏差（CV）;异常值的检验（Q 检验法）；减小分析误差的方法：减小测量误差，消除系统误差，增加平行测定次数；有效数字：有效数字的定义；有效数字的修约规则；数据运算规则。三、酸碱平衡及酸碱滴定（8 学时 ）1 酸碱平衡Br?sted 酸碱理论及酸碱共轭关系；酸碱反应平衡常数：Ka、Kb、Kw和Kt；活度与浓度；热力学常数、浓度常数和混合常数； 酸碱物质在水溶液中各种存在形式的分布：分析浓度和平衡

5、浓度；一元酸碱和多元酸碱各型体的摩尔分数及分布图；优势区域图；酸碱溶液pH 的计算：水溶液中酸碱平衡处理方法（物料平衡，电荷平衡，质子条件），一元弱酸（碱 ）溶液；两性物质及弱酸弱碱混合溶液；多元酸（碱 ）溶液；弱酸及其共轭碱混合溶液；强酸（碱 ）溶液；混合酸（碱 ）溶液；酸碱缓冲溶液：缓冲容量及缓冲范围；缓冲溶液的选择及配制；常用标准缓冲溶液。2 . 酸碱滴定法酸碱指示剂：指示剂的作用原理、变色区间及滴定指数；影响指示剂变色区间的因素；常用酸碱指示剂；混合酸碱指示剂。强酸碱和一元弱酸碱滴定曲线；一元弱酸（碱 ）滴定可能性的判据；一元强酸（碱 ）和弱酸（碱 ）混合溶液分别滴定可能性的判据；多元

6、酸（碱 ）逐级滴定的可能性的判据及各类滴定中指示剂的选择。终点误差：代数法计算强酸（碱 ）滴定的终点误差、弱酸（碱 ）滴定的终点误差；误差公式的应用。酸碱滴定法的应用：酸碱标准溶液的配制及标定；C02 在酸碱滴定中的影响；酸碱滴定法应用示例。* 非水溶剂中的酸碱滴定。四、络合滴定法（6 学时 ）概述：无机络合剂与有机络合剂；EDTA 的性质及在滴定分析中的应用；络合平衡：络合物的稳定常数；络合物各种型体的分布；主反应和副反应；络合反应的副反应系数（M、 Y和MY）；络合物的条件稳定常数；络合滴定原理：络合滴定的滴定曲线；金属指示剂作用原理；常用金属指示剂；终点误差公式及其应用；单一金属离子的络

7、合滴定：滴定的可能性；滴定的适宜pH 范围及缓冲剂的作用；混合金属离子的选择性滴定：分别滴定的可能性及酸度控制；使用掩蔽剂进行选择性滴定；其他滴定剂的应用；络合滴定的方式和应用；EDTA 标准溶液的配制与标定。五、氧化还原滴定法（4 学时 ）概述：氧化还原反应的特点；条件电位及决定条件电位的因素（盐效应，酸效应，络合效应，生成沉淀的影响）；影响氧化还原反应速率的因素（催化反应与诱导反应）；氧化还原滴定：氧化还原滴定曲线；氧化还原滴定中的指示剂；氧化还原滴定前的预处理；氧化还原滴定结果的计算；常用氧化还原滴定法的原理、特点及应用：高锰酸钾法；重铬酸钾法；碘量法；溴酸钾法；铈量法。六、沉淀滴定法（

8、0.5 学时）常用沉淀滴定法的原理、特点及应用：Mohr法；Volhard法，Fajans法。七、重量分析法（1.5 学时）重量分析法的分类及特点；沉淀重量分析法的步骤；重量分析法对沉淀形和称量形的要求；溶解度和固有溶解度；溶度积与条件溶度积；影响沉淀溶解度的因素；沉淀类型；沉淀的形成过程；Von Weimarn 公式及应用；影响沉淀纯度的主要因素：共沉淀；后沉淀；沉淀沾污对分析结果的影响；晶形沉淀、无定形沉淀沉淀条件的选择；沉淀的过滤、洗涤；称量形的获得。八、紫外、可见吸光光度法和荧光、磷光分析法（6 学时 ）概述：吸光光度法的特点；光的基本性质；分子吸收光谱和发射光谱的产生及特征。吸光光度

9、法的基本原理：Lambert-Beer 定律；吸光度的加和性；吸光系数和桑德尔灵敏度 ; 偏离比尔定律的原因；目视比色法；吸光光度法和分光光度计；显色反应及影响因素：吸光光度法对显色反应的要求；影响显色反应的主要因素；重要的显色剂；光度法测量误差及测量条件的选择；吸光光度法在定量分析中的应用：工作曲线法；多组分分析；光度滴定法；络合物组成的确定；有机试剂的酸碱离解常数的测定；其它方面应用简介*：双波长分光光度法；导数分光光度法；流动注射光度法。荧光和磷光分析法：光谱的产生及特征；分子光致发光与分子结构的关系；应用于定量分析的依据及影响荧光强度的因素；荧光分光光度计与磷光测定仪器；荧光和磷光分析

10、法的应用。主要参考书1 彭崇慧、冯建章、张锡瑜、李克安、赵凤林编著，定量化学分析简明教程，第二版，北京大学出版杜，19972 张锡瑜等编著，分析化学原理，科学出版杜，19913 北京大学化学学院仪器分析教学组编，仪器分析教程，北京大学出版社，19974 武汉大学等五校编，分析化学，第四版，高等教育出版社，20005 北京大学化学系分析化学教研室，基础分析化学实验，第二版，北京大学出版社，19986 R. Kellner, J.-M. Mermet, M. Otto, H.M. Widmer, Analytical Chemistry, WILEY-VCHVerlag GmbH, 19987 D

11、ouglasa A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler, Stanley R. Crouch, AnalyticalChemistry, an Introduction, 7 th Edition, Saunders College ,20008 A.Ringbom, “ Complexation in Analytical Chemistry ” , Interscience, 19639 李克安、金钦汉等译，分析化学，北京大学出版社，200110 彭祟慧， 酸碱平衡的处理，北京大学出版杜，198211 彭祟慧、张锡瑜，络合滴定原理，北京大学出版杜

12、，198112 常文保、李克安，简明分析化学手册，北京大学出版社，1981分析化学实验课程教学大纲Analytic Chemistry Experiments总学时数：54学分数： 2必做实验个数：11（验证性实验）+2（综合性实验）适用专业：化学执笔者：温欣荣编写日期：2005 年一、程的性质、目的与任务?分析化学实验教学大纲?是依据?高等学校化学专业培养规格和教学基本要求 ?，结合我系教学与教改的实际制定的。分析化学实验是高等学校化学专业专业的一门基础实验课程。其教学基本要求是：通过分析化学实验教学，使学生加深对分析化学基本概念和基本理论的理解；正确熟练地掌握化学分析的基本操作，较系统地学

13、习化学分析实验的基本知识，学习并掌握典型的化学分析方法；树立“量”的概念，运用误差理论和分析化学理论知识，找出实验中影响分析结果的关键环节，在实验中做到心中有数、统筹安排，学会正确合理地选择实验条件和实验仪器，正确处理实验数据，以保证实验结果准确可靠；培养学生良好的实验习惯，实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风和坚忍不拔的科学品质；通过综合实验，培养学生分析归纳的能力、创新精神和独立工作能力，提高分析问题、解决问题的能力。为学习后续课程和将来从事化学教学和科研工作打下良好的基础。分析化学实验主要内容为定量分析实验，包括基本操作实验、验证性实验，综合实验；其中基本操作实验、验证性实验安排11

14、个（从下列17 个实验内容中挑选 11 个实验， 33学时） ， 综合实验安排2 个 （ 18学时） ； 实验操作考试3学时。二、课程考核方式与办法、评分标准为了提高和保证教学质量，特制定实验课成绩考核方法：1. 考核内容包括：实验预习报告，实验报告，实验仪器的使用能力，实验的技能技巧，实验态度以及安全、卫生等。2. 考核方式可采用口试、笔试、实验操作考试。3. 实验成绩评定采用平时考核与期末考核想结合的办法，平时考核占60%，期末考核占40%（其中实验操作考试占20%，笔试占20%） 。每学期如果有三次（含三次）以上无故不上实验课，则该学生不能参加实验考核，该学生实验课总成绩记为不合格，必须

15、重修。三、实验教材或指导书选用教材：华中师范大学等四校编. 分析化学实验. 第三版 . 北京 : 高等教育出版社 ,2001 （面向 21 世纪课程教材）教学参考书：1 .华中师范大学等三校编.分析化学实验.第二版.北京：高等教育出版社,19872 .华中师范大学等四校编.分析化学.第三版.北京：高等教育出版社，20013 .华中师范大学等三校编.分析化学.第二版.北京：高等教育出版社，19864 .武汉大学主编.分析化学实验.第四版.北京:高等教育出版社，19945 .成都科学技术大学分析化学教研组，浙江大学分析化学教研组编.分析化 学实验.第二版.北京：高等教育出版社,19896 .天津大

16、学化学系分析化学教研室编.分析化学实验.天津：天津大学出版社,1995四、实验项目与内容提要序 号实验名称内容提要实验实 验 时 数实验 者类 别每 组 人 数主要仪 器及配 套数所在 实验 室备注1分析天平称直接称量法基本 操作 实验3本科 生18分析天分析化学量练习递减称量法1 718套实验 分室2NaOH标准溶液的配制 和标定配制NaOH溶液并验证3本科 生18分析天 平、滴分析化学标定其浓度实验定管等18套实验 分室3钱盐中氮含 量的测定 （甲醛法）测定(NH4) 2SO4验证3本科 生18分析天 平、滴分析化学中氮的含量实验定管等18套实验 分室4HCl标准溶液的配制和 标定配制HC

17、l溶液并标验证3本科18分析天 平、滴分析化学定其浓度实验生定管等18套实验 分室5混合碱的分 析（双指示 剂法）混合碱中各组分的 含量测定验证 实验3本科 生18分析天 平、滴 定管等18套分析 化学 实验 分室6EDTA标准溶液的配制 和标定配制EDTA溶液并 标定其浓度验证 实验3本科 生18分析天 平、滴 定管等分析 化学 实验 分室7水的总硬度 的测定测定水的总硬度验证 实验2本科 生18滴定管 等18套分析 化学 实验 分室铅、韧混合分析8液中铅、钠 含量的连续 滴定测定铅、州混合液 中铅、韧含量验证 实验3本科 生18/周7E已等18套化学 实验 分室9高镒酸钾标 准溶液的配 制

18、和标定配制高镒酸钾溶液验证3本科18分析天 平、滴分析化学并标定其浓度实验生定管等18套实验 室序 号实验名称内容提要实验实 验 时 数实验 者类 别每 组 人 数主要仪 器及配 套数所在 实验 室备注10高镒酸钾法测定H2O2 的含量测定H 2O2的含量验证 实验3本科 生18分析天 平、滴 定管等18套分析 化学 实验 室11软镒矿中MnO 2含量的测定测定软镒矿中MnO2的含量验证 实验3本科 生18分析天 平、滴 定管等分析 化学 实验18套室12SnCl 2-TiCl 3-K 2Cr2O7 法 测定铁矿石测定铁矿石中铁的 含量综合 实验5本科 生18分析天 平、滴 定管等分析 化学

19、实验中铁的含量18套室I2和分析天分析13Na2s2。3 标 准溶液的配配制Na2s2O3溶液并标定其浓度验证 实验3本科 生18平、滴 定管等化学 实验制和标定18套室14间接碘量法 测定铜盐中 的铜测定铜盐中铜的含 量验证 实验3本科 生18分析天 平、滴 定管等18套分析 化学 实验 室15碘量法测定 葡萄糖的含 量采用碘量法测定葡 萄糖的含量验证 实验3本科 生18分析天 平、滴 定管等18套分析 化学 实验 室16可溶性氯化 物中氯含量 的测定（莫 尔法）测定氯化物中氯含 量验证 实验3本科 生18分析天 平、滴 定管等18套分析 化学 实验 室17领盐中领含 量的测定测定领盐中钢含

20、量验证 实验4本科 生18分析天 平、滴 定管等18套分析 化学 实验 室18Zn-Ni合金共沉淀及镀 层分析镀Zn-Ni、镀层溶解、镀层分析综合 实验6本科 生18滴定管 等18套分析 化学 实验 分室19硅酸盐水泥 中 SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO 和MgO含 量的测定测定水泥中SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和MgO的含量综合 实验12本科 生18分析天 平、滴 定管等18套分析 化学 实验 室分析化学Analytic Chemistry第一章绪论第一节分析化学的任务和作用 分析化学是研究物质化学组成的表征和 测量的科学，主要任务是鉴定物质的化学组成、结构和测量有关组

21、分的含量。第二节 分析方法的分类一、 定性分析、定量分析和结构分析（按分析任务分）定性分析：其任务是鉴定物质所含的化学组成，即鉴定物质由哪些元素、原子团、官能团或化合物所组成；定量分析：测定各组分的相对含量；结构分析：研究所含组分的分子结构、晶体结构或形态。二、无机分析和有机分析（按分析对象分）三、化学分析和仪器分析（按测定原理分）以物质的化学反应为基础的分析方法称为化学分析法。以被测物质的物理性质和物理化学性质为基础的分析方法称为仪器分析法。四、常量分析、半微量分析和微量分析（按试样用量和被测组分的含量分）第三节 分析化学的发展趋势一、分析化学发展所经历的三次变革第一次变革：19 世纪末 2

22、0 世纪初，分析化学由一门技术发展为一门独立的学科。经典分析化学。第二次变革：20 世纪 40 年代以后，分析化学从经典分析化学发展成了现代分析化学。第三次变革：20 世纪 70 年代末开始至现在，分析化学发展到了分析科学阶段。二、分析化学的发展趋势分析仪器已成为分析化学研究的重要内容分析化学的主要应用领域正在向生命科学领域转移主要参考书：1. 武汉大学主编: 分析化学2. 彭崇慧等编:定量化学分析简明教程3. 何先莉等编:分析化学4. 林树昌等编:分析化学第三章 误差和分析数据的处理误差分析结果与真实值之间的差值。第一节 误差及其产生的原因（ 又称可测误差） 误差的主要来源系统误差一指由分析

23、过程中某些确定的、经 常性的因素而引起的误差。系统误差的特点：重现性、单向性、可测性 产生系统误差的主要原因：（一）方法误差（二）仪器和试剂误差（三）操作误差二、随机误差（又称偶然误差或不可测 误差）随机误差一指由于一些难于控制的随机因素 引起的误差。随机误差的特点：不确定性、不可测性第二节测定值的准确度与精密度一、准确度与误差准确度一测定值x与真值T相接近的程度多次平行测定X-TEr= lax 100%T=- x 100% T单次测定绝对误差 Ea=x-T Ea=相对误差Er=Eax 100%T= 人x 100%T二、精密度与偏差精密度一 一组平行测定结果相互接近的程（一）绝对偏差、平均偏差

24、和相对平均偏差绝对偏差di :各单次测定值Xi与平均值X之差。d i= Xi- x平均偏差d :单次测量偏差的绝对值的平均 di d2 ? dn _1did =一一nn相对平均偏差dr ：平均偏差在平均值中所占 的百分率。dr=d 100% x注意：平均偏差有时不能反映数据的分散程度例：测定铜合金中铜的质量分数（ 衿，数据 如下：1039.8,9.6,10.2,10.1,10.4,10.0,9710.2,9.710.0,10.1,9.3,10.2,9.9,9.8,10.5,9.8,10.3,9.9X1 = 10.0%d1 = 0.24%X2 = 9.98%d2 = 0.24%（二）标准偏差和相

25、对标准偏差总体一一定条件下无限多次测定数据 的全体。样本一从总体中抽出的一组测定值。样本大小（样本容量）一样本中所含测 定值的数目。若样本容量为n,平行测定数据为 X1,X2, 一，Xn,则此样本平均值为：一1 X=Xin当测定次数无限多时，所得的平均值即为总体平均值.lim x="n无限次测定时，总体的分散程度用总体 标准偏差来衡量：=(xi )= n有限次测定(n<20)时，采用样本标准 偏差S来衡量测定数据的分散程度，并将样 本标准偏差简称为标准偏差。S= (xi x)2=di2n 1 n 1式中n为测定次数，f=n-1称为自由度。lim S=n标准偏差比平均偏差能更正确

26、、更灵敏地 反映测定值的精密度，能更好地说明数据的 分散程度。上例：S=0.28%S 2=0.33%可见S< S2,表明第一组数据的精密度 比第二组的高。即第一组数据的分散程度较 小，因而较好。样本的相对标准偏差（变异系数），简称 相对标准偏差：S Sr=S 100%x三、准确度与精密度的关系准确度高一定要精密度高，精密度高不一 定准确度高。第五节有效数字及其运算规则一、有效数字的意义和位数有效数字一一实际上能测量得到的数字。 它由全部准确数字和最后一位不确定数字组 成。计算有效数字位数时，必须注意“0”的位置。3.0042,67.325五位0.3000,32.18%四位0.308,2.

27、37 X105三位0.030,pH=7.20二位0.03 , 2X 105一位3600,100不确定二、数字修约规则“四舍六入五留双”即：当尾数W 4时舍去；当尾数学6时进位；当尾数为 5而后 面的数为0时，则偶舍奇入；当尾数为 5而 后有不是零的数时进位。注意：进行数字修约时只能一次修约完成，不能分步修约。三、有效数字的运算规则一先修约，后计算 （一）加减法计算结果的 小数点后的位数 应以参加运 算各数据中小数点后位数最少（即绝对误差 最大）的那个数为依据。（二）乘除法计算结果的有效数字位数应以参加运算 各数据中有效数字位数最少（即相对误差最 大）的那个数为依据。*（ 1）运算中，若有效数字

28、位数最少的因数的首数为“8”或“9”，则积或商的有效数字位数可比这个因数多取一位。（ 2）采用计算器进行计算时，一般不对中间每一步骤的计算结果进行修约，仅对最后的结果进行修约。四、有效数字运算规则在分析化学中的应用正确记录测定值，只保留一位不确定数字；分析结果的表示：高含量组分（>10%） ，以四位有效数字表示；中等含量组分（ 1%-10%） ， 以三位有效数字表示；微量组分（ <1%） ，以两位有效数字表示。各种误差，一般取一至两位有效数字。第六节 提高分析结果准确度的方法一、选择适当的分析方法二、减少测量的相对误差三、检验和消除系统误差（一）对照试验检验和消除方法误差（二）空白

29、试验检验和消除由试剂、溶剂、分析器皿中某些杂质引起的系统误差（三）校准仪器和量器（四）改进分析方法或采用辅助方法校正测定结果四、适当增加平行测定次数，减少随机误差 一般定量分析中，平行测定 3-4次； 对测定结果的准确度要求较高时，测定次数为10次左右。正确表示分析结果分析结果的表示方法：样本平均值X，样本标准偏差s,测定次 数n。60第四章滴定分析法概论Titrimetric Analysis滴定分析法分为酸碱滴定法、络合滴定 法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法四类。第一节滴定分析法简介一、滴定分析法的过程和方法特点标准溶液（滴定剂）：已知准确浓度的试 剂溶液。滴定：把滴定剂从滴定管加到被测物质

30、 溶液中的操作。滴定分析法：用滴定剂滴定被测组分溶 液，直到滴定剂与被测组分定量反应完全为 止，然后根据滴定剂的浓度和所消耗的体积， 求得被测组分含量的分析方法。化学计量点（sp）:当滴加的滴定剂与被测组分定量反应完全时，称为滴定达到了化学计量点，简称计量点，以sp 表示。滴定终点（ep） ： 指示剂的变色点。用ep 表示。终点误差（Et） ： 滴定终点与化学计量点不同而引起的误差。又称滴定误差。二、滴定分析法对滴定反应的要求（ 1）定量完全（ 2）反应快速（ 3）有简便可行的确定终点的方法三、几种滴定方式（一）直接滴定法用滴定剂直接滴定被测组分的滴定方式。（二）返滴定法（剩余量滴定法）（三）

31、置换滴定法先用适当试剂与待测组分反应，使待测组分定量地置换为另一种能被直接滴定的物质，然后再用标准溶液滴定这种物质，这种滴定方法称为置换滴定法。（四）间接滴定法当有些被测物质不能与滴定剂直接起反应时，可通过另外的化学反应，以滴定法间 接进行滴定。第二节 标准溶液浓度的表示方法一、物质的量浓度二、滴定度（T）1. 当分析对象固定时：滴定度Tb/a一每毫升标准溶液B相当于被 测物质A的质量。单位g?mL1。2. 当分析对象、试样的质量固定时：滴定度Tb/a%每毫升标准溶液 B相当于被 测物质A的质量分数。单位 %?mL1。三、质量浓度（p ）质量浓度单位体积溶液中所含溶质的质量。单位g?L-1 ，

32、 g?mL-1， mg?mL-1。第三节标准溶液的配制和浓度的标定一、直接配制法准确称取一定量基准物质-溶解一定容一准确浓度的标准溶液基准物质(基准试剂)一能用于直接配制标准溶液的化学试剂。基准物质的条件：(1)物质的实际组成应与其化学式 完全 相符。纯度足够高。(3)稳定。(4)摩尔质量较大。二、间接配制法(标定法)先将试剂配制成近似于所需浓度的溶液, 然后用基准物质或另一种标准溶液通过滴定 来确定该溶液的准确浓度。这种通过滴定来确定溶液浓度的过程称 为标定。第四节 滴定分析中的计算 一、滴定分析计算的依据和常用公式滴定反应aA + bB = cC + dD被测组分滴定剂滴定反应达计量点时n

33、 B:n A=b:aA=(a/b)n B (1)AVA=(a/b)C BVB (2)A/MA=(a/b)C BVB (3)二、滴定分析法的有关计算、稀释与增浓基本公式：mB= CB VB MBCAVA= CA 5( 二 ) 标定溶液浓度的有关计算基本公式：mA/MA=(a/b)C B VB( 三)物质的量浓度与滴定度之间的换算3TB/A=(a/b)C b MAX 10( 四 ) 被测物质的质量和质量分数的计算基本公式m A=(a/b)C B VB MA若试样的质量为mS(g) ，则待测组分A在试样中的质量分数为：m（h/ACbVbMaA =mm'SS第五章酸碱滴定法Acid-base

34、Titration酸碱滴定法一以酸碱反应为基础的定量 分析方法第一节酸碱质子理论一、基本概念1 .酸碱的定义和共轲酸碱对酸是能给出质子的物质.碱是能 接受质 子的物质。HA （酸）=H+ （碱）+ A- 酸碱半反应HAA -（共轲碱）A - HA （共轲酸）因一个质子的得失而互相转变的每一对 酸和碱，称为共轲酸碱对。2 .酸碱反应HAc在水中的离解半反应 1 HAc = H + + Ac -酸1碱1半反应 2 H 2O + H + = H 3O+碱2酸2酸碱反应HAc + H 2O = H 3O+ + Ac简化为HAc = H + + Ac -HCl与NH的反应：HCl + NH 3 = NH

35、 4+ + Cl - 酸1 碱2 酸2 碱1 水的质子自递反应：H2O + H2O = H 3O+ + OH-酸1 碱2 酸2 碱1 二、酸碱反应的平衡常数1. 活度和活度系数离子在化学反应中起作用的有效浓度称为离子的活度，用a表示。稀溶液中a = y CY-离子的活度系数2. 活度常数与浓度常数弱酸HA在水溶液中的解离反应：HA + H 2O = H 3O+ + A -活度常数K =aHA浓度常数kc=H Aa HA弱碱A在水溶液中的解离反应：A - + H 2O = HA + OH活度常数Kb=HA OHA活度常数与浓度常数的关系:H A _ H A .一K =aHAHAH A对于水的质子

36、自递反应：H2O + H 2O = H3O+ + OH水的质子自递或水的活度积：(25 oC)C-14Kw= a h+ . a oh- - 1.0 X 10人酸碱的强度、共轲酸碱对 Ka与Kb 的关系共轲酸碱对HA-A的Ka、Kb的关系为：HAHA OHKa Kb = - = KwHOHHAApKa + pKb = pKw = 14.00即在共轲酸碱对中，酸、碱解离常数的 乘积等于溶剂的质子自递常数。如：（1） HPO能形成三个共轲酸碱对：每一共轲酸碱对的 Ka与Kb的关系为：Ka i . Kb3 = Ka 2 , Kb2 = Ka 3 . Kbi = K w（2）二元酸HGQ能形成二个共轲酸

37、碱对：例：试求HPO-的pKb第二节水溶液中弱酸（碱）各型体的分布一、处理水溶液中酸碱平衡的方法（一）分析浓度与平衡浓度分析浓度：溶液中溶质的总浓度。C,mol?L-1平衡浓度：平衡状态时，溶质或溶质各型体的浓度。 ， mol?L-1（二）物料平衡（质量平衡）在平衡状态时， 与某溶质有关的各种型体平衡浓度之和必等于它的分析浓度。物料平衡方程式MBE（三）电荷平衡（电中性规则）平衡状态时， 电解质溶液中各种阳离子所带正电荷的总浓度等于所有阴离子所带负电荷的总浓度。电荷平衡方程式CBE（四）质子平衡当酸碱反应达到平衡时， 酸给出质子的量应等于碱所接受的质子的量。质子平衡方程式（质子条件式）PBE1

38、 .由 MB丽 CBE求 PBE例：求c mol ?L-1的NaHPO溶液的PBEMBE: Na+=c（1）H3PO4+H 2PO4-+HPO42-+PO43-=c （1）CBE:Na+H +=H 2PO-+2HPO42-+3PO43-+OH- (2)(1)代入(2) : c+H+=c-H 3PO-HPO42-HPO43-+ 2HPO42-+3PO43-+OH-整理得 PBE H+H3PO = HPO42-+2PO43-+OH-2 .零水准法直接列 PBE(1)选择零水准(质子参考水准)：零水准 通常是溶液中大量存在且直接参与质子转移 的物质：如起始酸碱组分、溶剂分子。(2)以零水准为基准判别

39、质子得失，绘出得失质子示意图。(3)根据得失质子的量相等的原则写出PBE例：写出NaNHHPCO液的PBE二、酸度对弱酸(碱)各型体分布的影 响分布分数一溶质某种型体的平衡浓度在 其分析浓度中所占的分数。分布曲线一分布分数与溶液pH值的关系曲线，即6 i-pH曲线。（一）一元弱酸（碱）各型体的分布系数c mol ?L-1 HA （一元弱酸）c=HA+A-HA HA1A_C HA A 1 A/HA1H 1 Ka/H H KaAA1C HA A 1 HA/A 1Ka1 H /Ka H KaHAA例5-2 ,讨论：(1)两曲线交点处 pH=pKa,即H+=Ka, 此时 3 hac= 3 ac-=0.

40、5,HAc=Ac - 当 pH<pKa,即H+>Ka,6 ha>5 ac-,HAc >Ac- 当 pH>pKa,即H+<Ka,6 ha6 ac-,HAc <Ac-(4) pH pKa-2,即H+-100Ka,§ HAc2 1, Ac- 0(5) pHpKa+2,即 Ka 100H+,§ HAc2 0, § Ac-2 1(二)多元酸(碱)各型体的分布分数c mol?L-1 H2C204c=H2G2Q+HC2Q-+C 2Q2-H2C2QHCQH2C2O4CH2c2O4 HCQ C2Q2112HC2O4 C2O4 1 Ka Ka

41、ka22H2C2O4 H2C2O4H H _ 2H H 2 Ka/H KaKa?同理：H Ka1HC2O4H 2Ka/H KaKa2Kai Ka2C2O42一一 2一 一一一一H KaiH KaiKa2H2C2O4HC2C4C2C42图5-2讨论：(1)每一共物酸碱对分布曲线的交点相对应 的pH分别等于草酸的pKai和pKa2当 pH=pKa=1.23 时,H 2c2。4HC2O40.5,即H2c204= HC 2C4-;当 pH=pKa=4.19 时,HC2O4C2C4205即HC2Q-=C 2。2-;H2C2O4H C2C4)(2)当 pHvpKa时，即H+>Kai,则HGQ为主要型

42、体；(3)当 pKa<pH<pKa时，即 Ka2<H+卜Kai, HCQ-为主 要型体；pH=2.3-3.3时，三种型体共存；H C2O4C2C42，(4)当 pH>pKa时，即H+<Ka2,贝(GQ2-为主要型体。H3PC各型体的分布分数：HJTH3 PC4_ _ _ 3_ _ _ _ 2_ _ _ _ _ _ _ _HKa/H KaiKa2HH2 P。4HPO42PO432KaH H 3 Ka/H 2 KaKa2H KaKaIH 32H KaH KaKa2H 版版侬。侬侬_ _ _ 3_ _ _ _ 2_ _ _ _ _ _ _ _HKaH KaKa2H第三节

43、 酸碱溶液中氢离子浓度的计算 一、一元强酸（碱）溶液中 H+浓度的计算c mol ?L-1HCl 溶液PBE: H +=Cl -+OH-= C+ Kw/H + H+2 - CH + - Kw = 0精确式：H C4Kw(C<106 mol?L-1)若 010-6 mol?L，PBE简化为：最简式 H +七Cl -=C ( 010-6 mol?L-1)同理，c mol ?L-1NaOH容液精确式:最简式:C<106 mol ?L-1C3 10-6 mol?L-1OH C C2 4Kw2OH lc二、一元弱酸（碱）溶液 pH的计算（一）一元弱酸溶液c mol ?L-1HAKwH C=H

44、A+A -PBE: H +尸A -+OH-= KaHA H 精确式： H KaHA Kw( CKa 20Kw,C/Ka 400 )*一元弱酸(碱)溶液 pH计算的简化条件：(1) CKa 20Kw(或CKb 20Kw),则可忽略水 的解离；(2) C/Ka 400(或C/Kb 400),则可忽略酸 (碱)的解离，即C=HA+A-七HA讨论：1.若CKa 20Kw,C/Ka 400,即可忽略 水的解离，但不能忽略 HA的解离c(2)式变为：H+=A -= KaHA H H+= KaHA (4)由(1)式得：HA=C-A-=C-(H +-OH-)-C-H+代入(4),得：H ，Ka(C H )H

45、2 KaH CKa 0近似式1 ： H Ka Ka 4CKa(近似条件：CKa 20Kw,C/Ka 400)2 .若CKa 20Kw,C/Ka 400,则可忽略HA的解 离，但不能忽略水的解离此时 C=HA+A 七HA（6）（6）代入（3）,得近似式 2: H xCKaKw （7） （近似条件：CKa 20Kw,C/Ka 400）3 .若CKa 20Kw,C/Ka 400,则既可忽略水的 解离,又可忽略 HA的解离此时 C=HA+A -HA由（3）式得最简式：H x/CKa（8）（近似条件：CKa 20Kw,C/Ka 400） （二）一元弱碱（B）溶液精确式：OH KbB Kw（ CKb 20

46、Kw,C/Kb 400 ）Kb Kb2 4CKb近似式1 ： OH （近似条件： CKb20Kw, C / Kab400）近似式 2: OH "CKb Kw（近似条件：CKb 20Kw,C/Kb 400）最简式：OH CKb（近似条件：CKb 20Kw,C/Kb 400）三、多元弱酸（碱）溶液 pH的计算（一） 多元弱酸溶液*二元弱酸(碱)溶液 pH计算的简化条件：(1)若CKa, 20Kw,则可忽略水的解离；(2)若/CKO；40Ka2,则可忽略HbA的二级解离，按一元酸处理，此时：C=H2A+HA-+A 2-弋H2A+HA-(3)若C/Ka, 400,则可忽略 HA的第一级 解离

47、，此时：C=H2A+HA-+A 2-七H2Ac mol ?L-1HA 溶液PBE: H +=HA-+2A 2-+OH-(1)讨论：1.若CKa, 20Kw,则可忽略水的解离:H+=HA-+2A2-(2)KaHA - Ka. cKaJHzAH 2,H H H =Ka,H2A(1 + 2Kaz)- H H 故H KaiH2A(1+2Ka；)H (CKa1 20Kw, CKa1 40Ka2, C/Ka1 400)2.若 CKa1 20Kw, JCKsT 40Ka2, C/Ka1 400则：既可忽略水的解离，又可忽略HA的二级解离(1)变为H +尸HA-尸 KaiH2AH H+= H2A。(3)又 C

48、=H 2A+HA-+A 2-七H2A+HA-得H 2AC -HA-= C-H+代入(3) : H+= J(C H )。 -2一 -H +=。 4C。23.若 CKai 20Kw, CKa? 4032, C/Kai 400,贝U可忽略水的解离，又可忽略 H2A的一级、二级解离。此时，CH2A,代入（3）得:最简式 H += CKai（二）多元弱碱溶液1.CKb 20Kw, CKbi 40Kb2, C/Kb400OH + £)2.CKbi 20Kw, CKbi 40Kb2, C/Kbi4003.OH=KbiKb： 4CKbi2CKbi 20Kw, CKbi 40Kb2, C/Kbi400

49、OH -= CKbi四、两性物质溶液pH的计算（一）多元弱酸的酸式盐C mol?L-1 NaHAPBE H + + H 2A = A 2- + OH -H+HA H HAJK.2 KwKaiH H KaiHH 2 H 2HA KaiKa2HA KwKaiKai(Ka2HA Kw)Kai HA 精确式因H 2A、 所以C = HA2-均比较小，可忽略不计2A+HA-+A 2-HA-故 H Kai(CKa2KaiKw)C讨论：1.若CKa2 20Kw,C 20Kai最简式H Ka1Ka22 .若 CKa2a 220Kw,C 20Kai近似式1 H”ala23 .若CKa220Kw,C 20Kai近