分析化学第一章课件

这门课程的目的和要求目的：学习分析化学的基本理论知识，建立起严格的量的概念，掌握分析化学实验的基本操作技能要求：预习、笔记、习题、实验报告考核形式：实验（30%）,作业（10%）,期末考试（60%）。第1页/共31页这门课程的目的和要求目的：学习分析化学的基本理论知识，第第一章绪论1.

分析化学的任务和作用

任务：确定物质的化学组成(定性分析)、化学结构(结构分析)、各组分的相对含量(定量分析)。作用：工农业生产、尖端科学和国防科技第2页/共31页第一章绪论1.分析化学的任务和作用第2页/共31页2.分析方法的分类按任务分按测定原理分按研究对象分按试样用量和操作规模分按具体要求分第3页/共31页2.分析方法的分类第3页/共31页按任务分定性分析定量分析结构分析：鉴定组成：测定含量：研究结构按测定原理分

化学分析：仪器分析：

重量分析，滴定分析光学分析，电分析，色谱分析

NMR，MS，电子显微镜，x-射线分析第4页/共31页按任务分：鉴定组成按测定原理分重量分析，滴定分析第4页/按试样用量和操作规模分常量分析：半微量分析：微量分析：超微量分析：S>0.1g,V>10mLS0.01~0.1g,V1~10ｍLS0.1~10mg,V0.01~1mLS<0.1mg,V<0.01mL第5页/共31页按试样用量和操作规模分S>0.1g,V>1按对象分

无机分析 有机分析：鉴定组成和测定含量：官能团的分析和结构鉴定按具体要求分例行分析：是指一般化验室日常生产中的分析仲裁分析：是指不同单位对分析结果有争议时请权威单位进行裁判的分析第6页/共31页按对象分：鉴定组成和测定含量按具体要求分第6页/共31页2.1定量和定性分析定性分析：是鉴定物质由哪些元素、原子团或者化合物所组成。定量分析：是准确测定物质中有关成分的含量。结构分析：是研究物质的分子结构或者晶体结构。(次要)第7页/共31页2.1定量和定性分析定性分析：是鉴定物质由哪些元素、原子团定义：以物质的化学反应为基础的分析方法，称为化学分析方法。如重量分析法和滴定分析法。（P3）

重量分析法：通过化学反应及一系列操作步骤使试样中的待测组分转化为另一种纯粹的、固定化学组成的化合物，再称量该化合物的重量，从而计算出待测组分的含量或者质量分数，这样的分析方法称为重量分析方法。例如：测定试液中的SO42-

含量。

2.2化学分析方法第8页/共31页定义：以物质的化学反应为基础的分析方法，称为化学分

滴定分析方法：将已知浓度的试剂溶液，滴加到待测物质溶液中，使其与待测组分发生反应，而加入的试剂量恰好为完成反应所必需的，根据试剂的浓度和加入的准确体积，计算出待测组分的含量，这样的分析方法称为滴定分析法。

滴定分析方法分类：酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化还原滴定法。第9页/共31页滴定分析方法：将已知浓度的试剂溶液，滴加定义：以物质的物理性质或物理化学性质为基础的分析方法。由于这一类方法都需要比较特殊的仪器，通常称为仪器分析法。

分类：光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法等。2.3仪器分析第10页/共31页定义：以物质的物理性质或物理化学性质2.3仪器分析第13.分析化学的发展概况第一次变革：20~30年代溶液四大平衡理论的建立分析化学由技术→科学第二次变革：40~60年代经典分析化学（化学分析）

→现代分析化学（仪器分析为主）第三次变革：由70年代末至今提供组成、结构、含量、分布、形态等全面信息,成为当代最富活力的学科之一第11页/共31页3.分析化学的发展概况第11页/共31页4.定量分析的误差及分析数据的处理4.1误差和准确度

误差：测量值与真实值之间的差,用来衡量分析结果的准确度。

绝对误差：（1－1）相对误差：

（1－2）第12页/共31页4.定量分析的误差及分析数据的处理误差：测量值与真实值之间关于误差注意以下几点：（1）绝对误差相等，相对误差并不一定相同。（2）用相对误差来表示测定结果的准确度比用绝对误差更确切。（3）误差为正值表示分析结果偏高，负值表示分析结果偏低。准确度：是指测量值ｘ与真实值μ相接近的程度。常用误差大小表示。第13页/共31页关于误差注意以下几点：第13页/共31页4.2精密度与偏差

偏差：个别测量值与平均值之间的差值。绝对偏差：单次测量值与平均值之差。（1－3）相对偏差：绝对偏差占平均值的百分比。（1－4）

第14页/共31页4.2精密度与偏差第14页/共31页平均偏差（算术平均偏差）：各偏差值的绝对值的平均值。（1－5）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比。（1－6）

第15页/共31页平均偏差（算术平均偏差）：各偏差值的绝对值的平均值。第15页总体标准偏差(又称均方根偏差)：当测定次数趋于无限多时称为总体标准偏差。

（1－7）样本标准偏差：当测定次数有限时。（1－8）第16页/共31页总体标准偏差(又称均方根偏差)：当测定次数趋于无限多时称为总相对标准偏差（又称变异系数CV：此时用百分率或者千分率表示）。(1－9)精密度：是指在确定条件下，各次分析结果相互接近的程度。其大小可以用偏差、重复性和再现性表示。第17页/共31页相对标准偏差（又称变异系数CV：此时用百分率或者千第1关于偏差注意以下几点：（1）标准偏差比平均偏差更合理，前者可以将较大的偏差显著的表现出来。（2）区分样本标准偏差S与总体标准偏差σ（3）误差与偏差的区别与联系第18页/共31页关于偏差注意以下几点：第18页/共31页准确度和精密度的关系（1）精密度是保证准确度的先决条件，但精密度好，准确度不一定高。在确定消除了系统误差的前提下，精密度可表达准确度。

（2）准确度高，要求精密度一定高。（3）准确度反映了测量结果的正确性精密度反映了测量结果的重现性。第19页/共31页准确度和精密度的关系第19页/共31页第20页/共31页第20页/共31页

误差按照性质分系统误差（可测误差）随机误差（偶然误差或者不可测误差）4.3.1系统误差（可测误差）（1）系统误差：由某种固定的原因造成的，使测定的结果系统偏高或者偏低，当重复测量时它会重复出现。

4.3误差的来源、分类及减免误差的方法第21页/共31页误差按照性质分4.3误差的来源、分类及减免误差①系统误差产生的原因a.方法误差b.仪器和试剂误差c.操作误差d.主观误差（即个人误差）②系统误差的性质：a.重复性b.单向性

c.误差大小基本不变并且可测。第22页/共31页①系统误差产生的原因第22页/共31页③校正系统误差的方法a.分析方法的选择；b.进行空白试验、对照实验、回收实验；c.校准仪器；d.采用校正值等等。4.3.2随机误差（偶然误差）定义：由某些无法控制的不确定因素造成的，又称不可测误差，服从正态分布。.第23页/共31页③校正系统误差的方法4.3.2随机误差（偶然误差）第235.有效数字及计算规则5.1有效数字的意义及位数有效数字：最高数字不为零的实际能测量的数字。可疑数字：有效数字保留的最后一位数字称为可疑数字。例如：0.0875三位有效数字0.1000四位有效数字6.3×10-12

两位有效数字0.90.05%一位有效数字第24页/共31页5.有效数字及计算规则5.1有效数字的意义及位数第24页关于有效数字要求掌握以下几点：①“0”起到定位和有效数字两种作用。②有效数字的位数和测量仪器的精度有关，数据的位数不能任意增加或减少。

第25页/共31页关于有效数字要求掌握以下几点：第25页/共31页③ｐH、ｐM、

logK等对数值的有效数字位数：取决于小数部分(即尾数)数字的位数。例如：pH＝11.20，两位有效数字。④首位数字≥8，有效数字可以多记一位。⑤改变单位不能改变有效数字。第26页/共31页③ｐH、ｐM、logK等对数值的有效数字位数：取决于5.2有效数字的修约规则

①“四舍六入五成双”

尾数是“5”：5后不为零，一律进位；5后无数或者为零，奇进偶舍。例如：15.025115.03②必须一次修约到位，不能连续多次修约。第27页/共31页5.2有效数字的修约规则第27页/共31页（1）加减法：运算结果的有效数字位数取决于绝对误差最大者，（即以小数点后位数最少的数据为准保留有效数字的数）。（2）乘除法：有效数字的保留，应与这些数据中相对误差最大的数值相对应，（一般以有效数字位数最少的数据为准）。5.3有效数字的运算规则第28页/共31页（1）加减法：运算结果的有效数字位数取决于绝对误差最大者5.4分析化学中数据记录及计算分析结果的基本规则（1）先将各数修约到暂时多保留一位有效数字（指和结果要求的位数相比），记录测定结果只保留一位可疑数字;（2）分析结果的表示：高含量(>10%)：四位有效数字54.63%第29页/共31页5.4分析化学中数据记录及计算分析结果的基本规则第29页中含量(1-10%)：三位有效数字1.34%低含量(<1%)：二位有效数字0.023%（3）分析中各类误差表示：一般取1～2位有效数字。例：1.67%,0.32%,0.09%（4）对各种化学平衡的有关计算,视具体情况一般保留2-3位有效数字。第30页/共31页中含量(1-10%)：三位有效数字1.34作业：P27：思考题：1.2.4.5.习题：1.2.第31页/共31页作业：第31页/共31页这门课程的目的和要求目的：学习分析化学的基本理论知识，建立起严格的量的概念，掌握分析化学实验的基本操作技能要求：预习、笔记、习题、实验报告考核形式：实验（30%）,作业（10%）,期末考试（60%）。第1页/共31页这门课程的目的和要求目的：学习分析化学的基本理论知识，第第一章绪论1.

分析化学的任务和作用

任务：确定物质的化学组成(定性分析)、化学结构(结构分析)、各组分的相对含量(定量分析)。作用：工农业生产、尖端科学和国防科技第2页/共31页第一章绪论1.分析化学的任务和作用第2页/共31页2.分析方法的分类按任务分按测定原理分按研究对象分按试样用量和操作规模分按具体要求分第3页/共31页2.分析方法的分类第3页/共31页按任务分定性分析定量分析结构分析：鉴定组成：测定含量：研究结构按测定原理分

化学分析：仪器分析：

重量分析，滴定分析光学分析，电分析，色谱分析

NMR，MS，电子显微镜，x-射线分析第4页/共31页按任务分：鉴定组成按测定原理分重量分析，滴定分析第4页/按试样用量和操作规模分常量分析：半微量分析：微量分析：超微量分析：S>0.1g,V>10mLS0.01~0.1g,V1~10ｍLS0.1~10mg,V0.01~1mLS<0.1mg,V<0.01mL第5页/共31页按试样用量和操作规模分S>0.1g,V>1按对象分

无机分析 有机分析：鉴定组成和测定含量：官能团的分析和结构鉴定按具体要求分例行分析：是指一般化验室日常生产中的分析仲裁分析：是指不同单位对分析结果有争议时请权威单位进行裁判的分析第6页/共31页按对象分：鉴定组成和测定含量按具体要求分第6页/共31页2.1定量和定性分析定性分析：是鉴定物质由哪些元素、原子团或者化合物所组成。定量分析：是准确测定物质中有关成分的含量。结构分析：是研究物质的分子结构或者晶体结构。(次要)第7页/共31页2.1定量和定性分析定性分析：是鉴定物质由哪些元素、原子团定义：以物质的化学反应为基础的分析方法，称为化学分析方法。如重量分析法和滴定分析法。（P3）

重量分析法：通过化学反应及一系列操作步骤使试样中的待测组分转化为另一种纯粹的、固定化学组成的化合物，再称量该化合物的重量，从而计算出待测组分的含量或者质量分数，这样的分析方法称为重量分析方法。例如：测定试液中的SO42-

含量。

2.2化学分析方法第8页/共31页定义：以物质的化学反应为基础的分析方法，称为化学分

滴定分析方法：将已知浓度的试剂溶液，滴加到待测物质溶液中，使其与待测组分发生反应，而加入的试剂量恰好为完成反应所必需的，根据试剂的浓度和加入的准确体积，计算出待测组分的含量，这样的分析方法称为滴定分析法。

滴定分析方法分类：酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化还原滴定法。第9页/共31页滴定分析方法：将已知浓度的试剂溶液，滴加定义：以物质的物理性质或物理化学性质为基础的分析方法。由于这一类方法都需要比较特殊的仪器，通常称为仪器分析法。

分类：光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法等。2.3仪器分析第10页/共31页定义：以物质的物理性质或物理化学性质2.3仪器分析第13.分析化学的发展概况第一次变革：20~30年代溶液四大平衡理论的建立分析化学由技术→科学第二次变革：40~60年代经典分析化学（化学分析）

→现代分析化学（仪器分析为主）第三次变革：由70年代末至今提供组成、结构、含量、分布、形态等全面信息,成为当代最富活力的学科之一第11页/共31页3.分析化学的发展概况第11页/共31页4.定量分析的误差及分析数据的处理4.1误差和准确度

误差：测量值与真实值之间的差,用来衡量分析结果的准确度。

绝对误差：（1－1）相对误差：

（1－2）第12页/共31页4.定量分析的误差及分析数据的处理误差：测量值与真实值之间关于误差注意以下几点：（1）绝对误差相等，相对误差并不一定相同。（2）用相对误差来表示测定结果的准确度比用绝对误差更确切。（3）误差为正值表示分析结果偏高，负值表示分析结果偏低。准确度：是指测量值ｘ与真实值μ相接近的程度。常用误差大小表示。第13页/共31页关于误差注意以下几点：第13页/共31页4.2精密度与偏差

偏差：个别测量值与平均值之间的差值。绝对偏差：单次测量值与平均值之差。（1－3）相对偏差：绝对偏差占平均值的百分比。（1－4）

第14页/共31页4.2精密度与偏差第14页/共31页平均偏差（算术平均偏差）：各偏差值的绝对值的平均值。（1－5）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比。（1－6）

第15页/共31页平均偏差（算术平均偏差）：各偏差值的绝对值的平均值。第15页总体标准偏差(又称均方根偏差)：当测定次数趋于无限多时称为总体标准偏差。

（1－7）样本标准偏差：当测定次数有限时。（1－8）第16页/共31页总体标准偏差(又称均方根偏差)：当测定次数趋于无限多时称为总相对标准偏差（又称变异系数CV：此时用百分率或者千分率表示）。(1－9)精密度：是指在确定条件下，各次分析结果相互接近的程度。其大小可以用偏差、重复性和再现性表示。第17页/共31页相对标准偏差（又称变异系数CV：此时用百分率或者千第1关于偏差注意以下几点：（1）标准偏差比平均偏差更合理，前者可以将较大的偏差显著的表现出来。（2）区分样本标准偏差S与总体标准偏差σ（3）误差与偏差的区别与联系第18页/共31页关于偏差注意以下几点：第18页/共31页准确度和精密度的关系（1）精密度是保证准确度的先决条件，但精密度好，准确度不一定高。在确定消除了系统误差的前提下，精密度可表达准确度。

（2）准确度高，要求精密度一定高。（3）准确度反映了测量结果的正确性精密度反映了测量结果的重现性。第19页/共31页准确度和精密度的关系第19页/共31页第20页/共31页第20页/共31页

误差按照性质分系统误差（可测误差）随机误差（偶然误差或者不可测误差）4.3.1系统误差（可测误差）（1）系统误差：由某种固定的原因造成的，使测定的结果系统偏高或者偏低，当重复测量时它会重复出现。

4.3误差的来源、分类及减免误差的方法第21页/共31页误差按照性质分4.3误差的来源、分类及减免误差①系统误差产生的原因a.方法误差b.仪器和试剂误差c.操作误差d.主观误差（即个人误差）②系统误差的性质：a.重复性b.单向性

c.误差大小基本不变并且可测。第22页/共31页①系统误差产生的原因第22页/共31页③校正系统误差的方法a.分析方法的选择；b.进行空白试验、对照实验、回收实验；c.校准仪器；d.采用校正值等等。4.3.2随机误差（偶然误差）定义：由某些无法控制的不确定因素造成的，又称不可测误差，服从正态分布。.第23页/共31页③校正系统误差的方法4.3.2随机误差（偶然误差）第235.有效数字及计算规则5.1有效数字的意义及位数有效数字：最高数字不为零的实际能测量的数字。可疑数字：有效数字保留的最后一位数字称为可疑数字。例如：0.0875三位有效数字0.1000四位有效数字6.3×10-12

两位有效数字0.90.05%