分析化学绪论

1、分 析 化 学Analytical Chemistry1联系方式张胜寒内线：3072 办公室：一校区教四楼4192 第1章 绪论 1.1 分析化学的任务和作用 1.2分析方法的分类 1.3 分析化学的进展简况 1.4 本课程的特点与要求31.1 分析化学的任务与作用定义：分析化学是人们获得物质的化学组成和结构信息的科学。任务：物质中含有哪些成分（组成）-定性分析 各组分的含量是多少（含量）-定量分析 各组分的状态（结构）-结构分析内容：理论研究 实验技术研究 仪器设备开发 分析方法制订。原子量的准确测定、工农业生产的发展、生态环境的保护、生命过程的控制等都离不开分析化学.4社会科学、考古学人类

2、学和法医学分析化学化学学科的所有分支物理、天体物理、天文和生物物理工程学、民事、化学、电以及机械医学、临床化学药物化学、药学毒物学生物学、植物学、遗传学、微生物学、分子生物学和动物学地质学、地球物理学、地球化学和古生物学环境科学、生态学和海洋科学农业、动物科学农作物科学、食品科学、园艺学和土壤科学材料科学、 冶金学和高分子科学等学科5 基因组计划、蛋白组计划等的实现 纳米技术的发展和应用 人类在分子水平上认识世界 生态环境保护检测和发现污染源 早期诊断疾病保证人类健康 兴奋剂的检测 原子量的准确测定 生命过程的控制 工农业生产的发展分析化学已成为21世纪生命科学和纳米科技发展的关键 6化学在发

3、电厂中的应用-电厂化学：煤：煤质分析、水：水分析、油：油分析、汽：蒸汽质量监督7环境保护与分析化学1. 碘盐：黑龙江省集贤村,1000多人.约200个傻子,引用水、土壤严重缺碘所致。置人于死地的骨骼痛镉：1955年日本富山县，痛痛病，骨骼严重变形，发脆易折，镉中毒。村子上游是神岗铅锌矿区，废水中含镉，灌溉稻田，污染饮水。镉使骨骼脱钙，造成骨质疏松。痛苦终生。 环境监测81.2分析方法的分类 按分析原理分：化学分析法 (常量组分) 重量分析 滴定分析：酸碱、络合、氧化还原、沉淀 仪器分析法 (微量组分) 光化学：紫外-可见、红外、荧光、磷光、 激光拉曼、核磁共振、原子发射、原子吸收 电化学：电位

4、、电导、库仑、安培、极谱 色谱法：柱、纸、薄层、GC、HPLC、CE 其他： 质谱、电子能谱、活化分析、免疫分析9按分析任务分：定性分析定量分析结构分析10 按试样量大小分方法 固体试样质量(mg) 液体试样体积(mL)常量 100 10半微量 10100 110 微量 10 1%) 微量组分 (0.01-1%) 痕量组分 ( E0 正误差Xi E u , 否定假设, 即 与0 有显著差异, 测定存在系统误差.620接受域拒绝域拒绝域 -uu 拒绝域和接受域63例4 已知铁水中w(C) = 4.55%(0 ), = 0.08 %. 现又测5 炉铁水, w(C)分别为(%): 4.28, 4.4

5、0, 4.42, 4.35, 4.37. 试问均值有无变化?( = 0.05)解 假设 = 0 = 4.55%, = 4.36%查表知 u0.05 = 1.96, u计 = 3.91.96拒绝假设, 即平均含碳量比原来的降低了.64b.t 检验法( 未知) (1) 提出假设: = 0 (2) 给定显著水平 (3) 计算 (4) 查t 表, 若 拒绝假设.65例5 已知w(CaO)=30.43%, 测得结果为: n = 6, = 30.51%, s = 0.05%. 问此测定有无系统误差?( =0.05)解 假设 = 0 = 30.43% 查t 表, t0.05(5) = 2.57, t计 t表

6、 拒绝假设, 此测定存在系统误差.662. 两组测量结果比较第一步: F 检验比较两组的精密度(1) 假设:1 = 2 0.050.05F1F2拒绝域接受域拒绝域F67自由度分 子 f1 ( )234567f2 219.0019.1619.2519.3019.3319.3619.5039.559.289.129.018.948.888.5346.946.596.396.266.166.095.6355.795.415.195.054.954.884.3665.144.764.534.394.284.213.6774.744.354.123.973.873.793.2384.464.073.84

7、3.693.583.502.9394.263.863.633.483.373.292.713.002.602.372.212.102.011.00显著水平为0.05的F 分布值表较大 s分母68第二步: t 检验比较 与 检验表明1 = 2后,(1) 假设 1 = 269例6用两种方法测定w(Na2CO3)70F计 E0 正误差Xi E u , 否定假设, 即 与0 有显著差异, 测定存在系统误差.1230接受域拒绝域拒绝域 -uu 拒绝域和接受域124例4 已知铁水中w(C) = 4.55%(0 ), = 0.08 %. 现又测5 炉铁水, w(C)分别为(%): 4.28, 4.40, 4

8、.42, 4.35, 4.37. 试问均值有无变化?( = 0.05)解 假设 = 0 = 4.55%, = 4.36%查表知 u0.05 = 1.96, u计 = 3.91.96拒绝假设, 即平均含碳量比原来的降低了.125b.t 检验法( 未知) (1) 提出假设: = 0 (2) 给定显著水平 (3) 计算 (4) 查t 表, 若 拒绝假设.126例5 已知w(CaO)=30.43%, 测得结果为: n = 6, = 30.51%, s = 0.05%. 问此测定有无系统误差?( =0.05)解 假设 = 0 = 30.43% 查t 表, t0.05(5) = 2.57, t计 t表 拒

9、绝假设, 此测定存在系统误差.1272. 两组测量结果比较第一步: F 检验比较两组的精密度(1) 假设:1 = 2 0.050.05F1F2拒绝域接受域拒绝域F128自由度分 子 f1 ( )234567f2 219.0019.1619.2519.3019.3319.3619.5039.559.289.129.018.948.888.5346.946.596.396.266.166.095.6355.795.415.195.054.954.884.3665.144.764.534.394.284.213.6774.744.354.123.973.873.793.2384.464.073.84

10、3.693.583.502.9394.263.863.633.483.373.292.713.002.602.372.212.102.011.00显著水平为0.05的F 分布值表较大 s分母129第二步: t 检验比较 与 检验表明1 = 2后,(1) 假设 1 = 2130例6用两种方法测定w(Na2CO3)131F计F0.05(3,4)=6.59， 1 和2 无显著差异；2. t 检验 (给定 = 0.05)两种方法不存在系统误差。1. F 检验 (给定 = 0.10)解：1322.3.5 异常值的检验Q检验法 133Q值表测量次数n345678910Q0.900.940.760.640.

11、560.510.470.440.41Q0.950.970.840.730.640.590.540.510.49134例7 测定某溶液浓度(molL-1),得结果: 0.1014, 0.1012, 0.1016, 0.1025, 问: 0.1025是否应弃去? (置信度为90%)0.1025应该保留. x = 0.10151352.4 测定方法的选择与 测定准确度的提高1. 选择合适的分析方法：根据待测组分的含量、性质、试样的组成及对准确度的要求选方法；2. 减小测量误差：取样量、滴定剂体积等；3. 平行测定46次，使平均值更接近真值；4. 消除系统误差： (1) 显著性检验确定有无系统误差存在

12、. (2) 找出原因, 对症解决.136作 业2.1 2.3 2.5 2.6 2.71372.5 有效数字 包括全部可靠数字及一位不确定数字在内 m 台秤(称至0.1g):12.8g(3), 0.5g(1), 1.0g(2) 分析天平(称至0.1mg):12.8218g(6), 0.5024g(4), 0.0500g(3)V 滴定管(量至0.01mL):26.32mL(4), 3.97mL(3) 容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 移液管:25.00mL(4); 量筒(量至1mL或0.1mL):26mL(2), 4.0mL(2)1381. 数字前的0不计,数字后的计入 : 0

13、.02450(4位)2. 数字后的0含义不清楚时, 最好用指数形式表示 : 1000 (1.0103 ，1.00103, 1.000 103 )3. 自然数可看成具有无限多位数(如倍数关系、分数关系)；常数亦可看成具有无限多位数，如几项规定1394. 数据的第一位数大于等于8 的, 可按多一位有效数字对待，如 9.45104, 95.2%, 8.6 5. 对数与指数的有效数字位数按尾数计， 如 10-2.34 (2位); pH=11.02, 则H+=9.510-126. 误差只需保留12位；7. 化学平衡计算中, 结果一般为两位有效数字(由于K值一般为两位有效数字)； 8. 常量分析法一般为4

14、 位有效数字(Er0.1%），微量分析为23位. 140运算规则 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.(与小数点后位数最少的数一致) 50.1 50.1 1.46 1.5 + 0.5812 + 0.6 52.1412 52.2 52.1一般计算方法: 先计算，后修约.141结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应. (即与有效数字位数最少的一致)例 0.012125.661.05780.328432 0.328 乘除法:142例0.0192143复杂运算(对数、乘方、开方等） 例 pH=5.02, H+? pH5.01 H+9.772410-6 pH5.02 H+9.549910-6 pH5.03 H+9.332510-6 H+ 9.510-6 mol L-1144报告结果: 与方法精度一致, 由误差 最大的一步确定.如 称样0.0320g, 则w(NaCl) = 99%(3位); 称样0. 3200g, 则w(NaCl) = 99.2%(4位); 光度法测w(Fe), 测量误差约5%, 则 w(Fe) = 0.064% (2位) 要求称样准至3位有效数字即可.合理安排操作程序，实验既准又快！145第二章小结一、误差的分类和表示(准确度：x、T、Ea、Er；精密度);二