化学分析法基础全解课件

化学分析基础化学分析基础化学分析定义和任务1.定义：分析化学是研究物质的组成，含量，结构等化学信息的分析的一门学科。2.任务：确定物质的组成，含量及结构。主要包括定性分析，定量分析。定性分析：确定物质是由哪些元素，离子，官能团或化合物组成。定量分析：测定物质中有关组分的含量。化学分析定义和任务1.定义：分析化学是研究物质的组成，含量根据分析对象无机分析，有机分析根据试样用量常量分析，半微量分析，微量分析，超微量分析根据测定原理和使用的仪器不同化学分析，仪器分析⑴化学分析：重量分析，滴定分析，气体分析⑵仪器分析：光学分析，电化学分析，色谱分析，其他（质谱，核磁共振等）

分析方法分类根据分析对象无机分析，有机分析分析方法分类滴定分析法

用已知准确浓度的滴定剂加到待测物质溶液中，直到滴定剂和被测物质按化学计量关系定量反应完全为之，根据滴定剂的浓度和消耗的体积计算被测物质的含量。

滴定分析法

滴定分析中的名词术语⑴标准溶液⑵滴定⑶化学计量点⑷指示剂⑸滴定终点⑹终点误差滴定分析中的名词术语分类

⑴酸碱滴定⑵配位滴定⑶氧化还原滴定⑷沉淀滴定分类⑴酸碱滴定酸碱滴定法(1)酸碱质子理论

凡是能给出质子的物质叫做酸，凡是能接受质子的物质叫做碱。

(2)共轭酸碱对酸失去质子后变成共轭碱，而碱接受质子后变成共轭酸。共轭酸碱对：酸—共轭碱，碱—共轭酸。例如：HAc—Ac—酸碱滴定法(1)酸碱质子理论例如：HAc—Ac—酸碱的强度1.水溶液中的酸碱强度酸的强度取决于它将质子给予水分子的能力，可用酸的离解常数Ka表示，Ka越大，酸越强。碱的强度取决于它夺取水分子中质子的能力，可用碱的离解常数Kb表示，Kb越大，碱越强。一元弱酸碱的Ka与Kb的关系Ka·Kb=Kw二元酸碱的Ka与Kb的关系Ka1·Kb2=KwKa2·Kb1=Kw酸碱的强度酸的强度取决于它将质子给予水分子的能力，可用酸的离溶液中氢离子的计算分析浓度：指溶液中溶质的各种型体的总浓度。c,mol/L。平衡浓度：指溶液达到平衡时，溶液中各种形态的物质的浓度，[]。酸度：溶液中H+的平衡浓度，pH.碱度：溶液中OH-的平衡浓度，pOH.溶液中氢离子的计算分析浓度：指溶液中溶质的各种型体的总浓度。强酸（碱）溶液PH：当c≥10-6,[H-]=c（酸），[OH-]=c(碱）一元弱酸（碱）溶液PH：当Ka·c≥20Kw,c/Ka≥500.则[H-]=当Kb·c≥20Kw,c/Kb≥500.则[OH-]=

多元酸碱溶液PH:当Ka1

·c≥20Kw,c/Ka1≥500.则[H-]=当Kb1

·c≥20Kw,c/Kb1≥500.则[OH-]=强酸（碱）溶液PH：当Kb·c≥20Kw,c/Kb≥50滴定方法酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定方法，滴定剂通常是强的酸碱，被测物是酸碱及能与酸碱直接或间接反应的物质。

1.变色原理：溶液PH改变时，指示剂或给出质子由酸式变为其共轭碱式，或接受质子由碱式变为其共轭酸式，引起结构的改变，导致颜色改变。

2.变色范围：指示剂开始变色至变色终了时所对应的PH范围。

3.滴定指数：在变色范围内指示剂颜色变化最明显的那一点的PH值，也是实际滴定终点。滴定方法酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定方法，滴定剂通常酸碱滴定曲线和指示剂的选择1.滴定曲线以滴定剂加入量为横坐标，溶液PH值为纵坐标，描述滴定过程溶液PH变化的曲线。2.选择指示剂的依据指示剂的变色范围全部或大部分落在滴定突跃范围内。酸碱滴定曲线和指示剂的选择1.滴定曲线

配位滴定

利用形成配合物反应为基础的滴定分析方法配位滴定反应的条件:①生成的配合物要有确定的组成②生成的配合物具有足够的稳定性③配合反应速度要足够快④有适当的反应化学计量点到达的指示剂或其他方法配位滴定利用形成配合物反应为基础的滴定分配位平衡配合物的稳定常数配合反应M+Y=MY,稳定常数KWY=[MY]/[M][Y].KMY越大，配合物就越稳定。配位反应中的主反应和副反应主反应：金属离子M和EDTA离子Y之间的反应。副反应：金属离子M与氢离子之间的反应。配位平衡配合物的稳定常数酸效应和酸效应系数

酸效应：由于氢离子的存在，使金属离子M与EDTA离子Y主反应配合能力下降的现象。

酸效应系数：

αY(H)=[Y′]/[Y][Y′]代表未与M配位的EDTA的总浓度，[Y]为游离的Y离子。酸效应和酸效应系数酸效应：由于氢离子的存在，使金属离子M

金属指示剂：在配位滴定中，通常利用一种能与金属离子生成有色配合物的显色剂指示滴定过程中金属离子浓度的变化。变色原理：M+HIn=MIn（A色）+H

MIn+H2Y=MY+HIn(B色）+H金属指示剂：在配位滴定中，通常利用一种能与金属离子生成有金属指示剂具备的条件

1.金属指示剂本身颜色应与金属离子和金属指示剂形成配合物的颜色有明显区别。2.指示剂与金属离子形成配合物的稳定性适当的小于EDTA与金属离子形成的配合物的稳定性。3.指示剂不与被测金属离子产生封闭现象。4.金属指示剂应比较稳定。以便储存使用。金属指示剂具备的条件1.金属指示剂本身颜色应与金属离子和配位滴定曲线

以pM为纵坐标，加入EDTA的体积为横坐标，绘制成配位滴定曲线。提高配位滴定选择性的方法：1.lgcMk’MY-lgcNK’NY≥5。2.消除干扰的方法:①控制酸度②利用掩蔽和解蔽法配位滴定曲线以pM为纵坐标，加入EDTA的体积为横坐标，氧化还原滴定法

氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的。它是以氧化剂或还原剂为标准溶液来测定还原性或氧化性物质的含量。根据标准溶液的不同分类：高锰酸钾法-以KMnO4为标液重铬酸钾法-以K2Cr2O7为标液碘量法-以I2和Na2S2O3为标液溴酸钾法-以KBrO3-KBr为标液氧化还原滴定法氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的。它电位电极和能斯特方程ox+ne=Red

Φox/Red=Φo’ox/Red+(0.0592/n)lg(cox/cRed)氧化还原滴定曲线在氧化还原滴定中，随着溶液中氧化性物质或还原性物质的浓度的变化，电对的电位不断改变，因此，以电极电位为纵坐标，滴定剂的加入量为横坐标，绘制氧化还原滴定曲线电位电极和能斯特方程ox+ne=Red

影响滴定突跃大小的因素

两个电对的条件电位或标准电位之差。

能够准确滴定的条件两个电对的条件电位或标准电位之差△Φ＞0.4V影响滴定突跃大小的因素两个电对的条件电位或标准电位之差高锰酸钾法

电极半反应

高锰酸钾是一种较强的氧化剂，在强酸性溶液中与还原剂作用，MnO4-

被还原为Mn2+MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2Oφo=1.51V

高锰酸钾法电极半反应重铬酸钾法K2Cr2O7是一种强氧化剂，在酸性溶液中Cr2O72-被还原为Cr3+。

反应式：Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2Oφo=1.36V

由于K2Cr2O7在滴定反应中被还原成绿色的Cr3+，颜色变化不明显，因此需要使用氧化还原指示剂，常用二苯胺磺酸钠或邻苯氨基甲酸钠。重铬酸钾法K2Cr2O7是一种强氧化剂，在酸性溶液中Cr碘量法

碘量法是利用碘的氧化性和碘离子的还原性进行物质含量测定的方法。I2+2e=2I-1.直接碘量法

直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。又称为滴定碘法。在滴定过程中，I2被还原为I-：如能与较强的还原剂SO32-、S2-作用。I2+H2S=S+2HI碘量法碘量法是利用碘的氧化性和碘离子的还原性进行物质含

直接碘量法可用淀粉指示剂指示终点。淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。2.间接碘量法

间接碘量法是利用I-的还原作用（通常使用KI）与氧化性物质反应生成游离的碘，再用还原剂（Na2S2O3）的标准溶液滴定而测定出氧化性物质的含量。直接碘量法可用淀粉指示剂指示终点。淀粉遇碘显蓝色，反应极2Cu+4I-=2CuI+I2I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6碘量法终点判断（淀粉指示剂）：1.直接碘量法终点是从无色变蓝色2.间接碘量法终点是从蓝色变无色

2Cu+4I-=2CuI+I2溴酸钾法

溴酸钾法是以KBrO3为标准溶液的滴定分析法。在酸性溶液中KBrO3是较强的氧化剂，它的φoBrO3-/Br-=+1.44V,反应式：BrO3-+6e+6H+=Br-+3H2OKBrO3在酸性溶液中可以直接滴定一些还原性物质，如As3+、Sb3+、Sn2+等。以甲基橙为指示剂，化学剂量点后，过量的KBrO3氧化指示剂，使甲基橙褪色指示滴定终点。溴酸钾法溴酸钾法是以KBrO3为标准溶液的滴定分析法。在沉淀滴定法

沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的。适合作为滴定用的沉淀反应须满足：

①反应速度快，生成沉淀的溶解度小②反应按一定的化学式定量进行③有准确确定化学计量点的方法沉淀滴定法沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的。适合作为滴定用溶度积

在一定温度下，当溶解的速度和沉淀的速度到达相等时，未溶解的固体和溶液中的离子之间达到了动态平衡，AgCl（固）=

Ag++Cl-溶液中离子浓度不再改变，形成饱和溶液，此时溶液中的Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数，即[Ag+][Cl-]=

Ksp(AgCl)，Ksp称为溶度积。溶度积在一定温度下，当溶解的速度和沉淀的速度到达相等时，莫尔法

莫尔法是以K2CrO4为指示剂的银量法。用AgNO3作为标准溶液，在中性或弱碱性溶液中，可以直接测定Cl-或Br-。

滴定反应为：终点前：Ag++Cl-=AgCl↓（白色）Ksp(AgCl)=

1.8×10-10终点时：2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓（砖红色）Ksp（Ag2CrO4）=2.0×10-12莫尔法莫尔法是以K2CrO4为指示剂的银量法。用AgNO

分级沉淀原理，因为生成AgCl↓需要[Ag+]＜生成Ag2CrO4↓需要的[Ag+]，所以AgCl先生成沉淀。分级沉淀原理，因为生成AgCl↓需要[Ag+]＜生成A佛尔哈德法佛尔哈德法是以铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]作为指示剂的银量法。1.直接滴定法（标准溶液NH4SCN,测定Ag+）Ag++

SCN-=

AgSCN↓(白色）Fe3++SCN-=FeSCN2+(红色）2.返滴定法（标准溶液NH4SCN，

AgNO3，测定卤素离子）Ag+（过量）+X-=AgX↓Ag+（剩余）+

SCN-=

AgSCN↓(白色）终点反应：Fe3++SCN-=FeSCN2+(红色）佛尔哈德法佛尔哈德法是以铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·1法扬司法

法扬司法是以吸附指示剂指示终点的银量法。吸附指示剂是一种有机染料，在溶液中能被胶体沉淀表面吸附而发生结构的改变，从而引起颜色的变化。法扬司法法扬司法是以吸附指示剂指示终点的银量法。吸附指示重量分析法重量分析法一般是将被测组分从试样中分离出来，转化为一定的称量形式后进行称量，由称得的物质的质量计算被测组分含量。根据被测组分分离方法分为：1.沉淀称量法2.气化法3.电解法重量分析法重量分析法一般是将被测组分从试样中分离出来，转化学分析基础化学分析基础化学分析定义和任务1.定义：分析化学是研究物质的组成，含量，结构等化学信息的分析的一门学科。2.任务：确定物质的组成，含量及结构。主要包括定性分析，定量分析。定性分析：确定物质是由哪些元素，离子，官能团或化合物组成。定量分析：测定物质中有关组分的含量。化学分析定义和任务1.定义：分析化学是研究物质的组成，含量根据分析对象无机分析，有机分析根据试样用量常量分析，半微量分析，微量分析，超微量分析根据测定原理和使用的仪器不同化学分析，仪器分析⑴化学分析：重量分析，滴定分析，气体分析⑵仪器分析：光学分析，电化学分析，色谱分析，其他（质谱，核磁共振等）

分析方法分类根据分析对象无机分析，有机分析分析方法分类滴定分析法

用已知准确浓度的滴定剂加到待测物质溶液中，直到滴定剂和被测物质按化学计量关系定量反应完全为之，根据滴定剂的浓度和消耗的体积计算被测物质的含量。

滴定分析法

滴定分析中的名词术语⑴标准溶液⑵滴定⑶化学计量点⑷指示剂⑸滴定终点⑹终点误差滴定分析中的名词术语分类

⑴酸碱滴定⑵配位滴定⑶氧化还原滴定⑷沉淀滴定分类⑴酸碱滴定酸碱滴定法(1)酸碱质子理论

凡是能给出质子的物质叫做酸，凡是能接受质子的物质叫做碱。

(2)共轭酸碱对酸失去质子后变成共轭碱，而碱接受质子后变成共轭酸。共轭酸碱对：酸—共轭碱，碱—共轭酸。例如：HAc—Ac—酸碱滴定法(1)酸碱质子理论例如：HAc—Ac—酸碱的强度1.水溶液中的酸碱强度酸的强度取决于它将质子给予水分子的能力，可用酸的离解常数Ka表示，Ka越大，酸越强。碱的强度取决于它夺取水分子中质子的能力，可用碱的离解常数Kb表示，Kb越大，碱越强。一元弱酸碱的Ka与Kb的关系Ka·Kb=Kw二元酸碱的Ka与Kb的关系Ka1·Kb2=KwKa2·Kb1=Kw酸碱的强度酸的强度取决于它将质子给予水分子的能力，可用酸的离溶液中氢离子的计算分析浓度：指溶液中溶质的各种型体的总浓度。c,mol/L。平衡浓度：指溶液达到平衡时，溶液中各种形态的物质的浓度，[]。酸度：溶液中H+的平衡浓度，pH.碱度：溶液中OH-的平衡浓度，pOH.溶液中氢离子的计算分析浓度：指溶液中溶质的各种型体的总浓度。强酸（碱）溶液PH：当c≥10-6,[H-]=c（酸），[OH-]=c(碱）一元弱酸（碱）溶液PH：当Ka·c≥20Kw,c/Ka≥500.则[H-]=当Kb·c≥20Kw,c/Kb≥500.则[OH-]=

多元酸碱溶液PH:当Ka1

·c≥20Kw,c/Ka1≥500.则[H-]=当Kb1

·c≥20Kw,c/Kb1≥500.则[OH-]=强酸（碱）溶液PH：当Kb·c≥20Kw,c/Kb≥50滴定方法酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定方法，滴定剂通常是强的酸碱，被测物是酸碱及能与酸碱直接或间接反应的物质。

1.变色原理：溶液PH改变时，指示剂或给出质子由酸式变为其共轭碱式，或接受质子由碱式变为其共轭酸式，引起结构的改变，导致颜色改变。

2.变色范围：指示剂开始变色至变色终了时所对应的PH范围。

3.滴定指数：在变色范围内指示剂颜色变化最明显的那一点的PH值，也是实际滴定终点。滴定方法酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定方法，滴定剂通常酸碱滴定曲线和指示剂的选择1.滴定曲线以滴定剂加入量为横坐标，溶液PH值为纵坐标，描述滴定过程溶液PH变化的曲线。2.选择指示剂的依据指示剂的变色范围全部或大部分落在滴定突跃范围内。酸碱滴定曲线和指示剂的选择1.滴定曲线

配位滴定

利用形成配合物反应为基础的滴定分析方法配位滴定反应的条件:①生成的配合物要有确定的组成②生成的配合物具有足够的稳定性③配合反应速度要足够快④有适当的反应化学计量点到达的指示剂或其他方法配位滴定利用形成配合物反应为基础的滴定分配位平衡配合物的稳定常数配合反应M+Y=MY,稳定常数KWY=[MY]/[M][Y].KMY越大，配合物就越稳定。配位反应中的主反应和副反应主反应：金属离子M和EDTA离子Y之间的反应。副反应：金属离子M与氢离子之间的反应。配位平衡配合物的稳定常数酸效应和酸效应系数

酸效应：由于氢离子的存在，使金属离子M与EDTA离子Y主反应配合能力下降的现象。

酸效应系数：

αY(H)=[Y′]/[Y][Y′]代表未与M配位的EDTA的总浓度，[Y]为游离的Y离子。酸效应和酸效应系数酸效应：由于氢离子的存在，使金属离子M

金属指示剂：在配位滴定中，通常利用一种能与金属离子生成有色配合物的显色剂指示滴定过程中金属离子浓度的变化。变色原理：M+HIn=MIn（A色）+H

MIn+H2Y=MY+HIn(B色）+H金属指示剂：在配位滴定中，通常利用一种能与金属离子生成有金属指示剂具备的条件

1.金属指示剂本身颜色应与金属离子和金属指示剂形成配合物的颜色有明显区别。2.指示剂与金属离子形成配合物的稳定性适当的小于EDTA与金属离子形成的配合物的稳定性。3.指示剂不与被测金属离子产生封闭现象。4.金属指示剂应比较稳定。以便储存使用。金属指示剂具备的条件1.金属指示剂本身颜色应与金属离子和配位滴定曲线

以pM为纵坐标，加入EDTA的体积为横坐标，绘制成配位滴定曲线。提高配位滴定选择性的方法：1.lgcMk’MY-lgcNK’NY≥5。2.消除干扰的方法:①控制酸度②利用掩蔽和解蔽法配位滴定曲线以pM为纵坐标，加入EDTA的体积为横坐标，氧化还原滴定法

氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的。它是以氧化剂或还原剂为标准溶液来测定还原性或氧化性物质的含量。根据标准溶液的不同分类：高锰酸钾法-以KMnO4为标液重铬酸钾法-以K2Cr2O7为标液碘量法-以I2和Na2S2O3为标液溴酸钾法-以KBrO3-KBr为标液氧化还原滴定法氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的。它电位电极和能斯特方程ox+ne=Red

Φox/Red=Φo’ox/Red+(0.0592/n)lg(cox/cRed)氧化还原滴定曲线在氧化还原滴定中，随着溶液中氧化性物质或还原性物质的浓度的变化，电对的电位不断改变，因此，以电极电位为纵坐标，滴定剂的加入量为横坐标，绘制氧化还原滴定曲线电位电极和能斯特方程ox+ne=Red

影响滴定突跃大小的因素

两个电对的条件电位或标准电位之差。

能够准确滴定的条件两个电对的条件电位或标准电位之差△Φ＞0.4V影响滴定突跃大小的因素两个电对的条件电位或标准电位之差高锰酸钾法

电极半反应

高锰酸钾是一种较强的氧化剂，在强酸性溶液中与还原剂作用，MnO4-

被还原为Mn2+MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2Oφo=1.51V

高锰酸钾法电极半反应重铬酸钾法K2Cr2O7是一种强氧化剂，在酸性溶液中Cr2O72-被还原为Cr3+。

反应式：Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2Oφo=1.36V

由于K2Cr2O7在滴定反应中被还原成绿色的Cr3+，颜色变化不明显，因此需要使用氧化还原指示剂，常用二苯胺磺酸钠或邻苯氨基甲酸钠。重铬酸钾法K2Cr2O7是一种强氧化剂，在酸性溶液中Cr碘量法

碘量法是利用碘的氧化性和碘离子的还原性进行物质含量测定的方法。I2+2e=2I-1.直接碘量法

直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。又称为滴定碘法。在滴定过程中，I2被还原为I-：如能与较强的还原剂SO32-、S2-作用。I2+H2S=S+2HI碘量法碘量法是利用碘的氧化性和碘离子的还原性进行物质含

直接碘量法可用淀粉指示剂指示终点。淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。2.间接碘量法

间接碘量法是利用I-的还原作用（通常使用KI）与氧化性物质反应生成游离的碘，再用还原剂（Na2S2O3）的标准溶液滴定而测定出氧化性物质的含量。直接碘量法可用淀粉指示剂指示终点。淀粉遇碘显蓝色，反应极2Cu+4I-=2CuI+I2I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6碘量法终点判断（淀粉指示剂）：1.直接碘量法终点是从无色变蓝色2.间接碘量法终点是从蓝色变无色

2Cu+4I-=2CuI+I2溴酸钾法

溴酸钾法是以KBrO3为标准溶液的滴定分析法。在酸性溶液中KBrO3是较强的氧化剂，它的φoBrO3-/Br-=+1.44V,反应式：BrO3-+6e+6H+=Br-+3H2OKBrO3在酸性溶液中可以直接滴定一些还原性物质，如As3+、Sb3+、Sn2+等。以甲基橙为指示剂，化学剂量点后，过量的KBrO3氧化指示剂，使甲基橙褪色指示滴定终点。溴酸钾法溴酸钾法是以KBrO3为标准溶液的滴定分析法。在沉淀滴定法

沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的。适合作为滴定用的沉淀反应须满足：

①反应速度快，生成沉淀的溶解度小②反应按一定的化学式定量进行③有准确确定化学计量点的方法沉淀滴定法沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的。适合