室内环境化学基本知识-精

主讲人：汪世龙

同济大学生命科学与技术学院

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2009年5月6日化学分析基础知识第一节仪器与设备一、玻璃量器（一）、玻璃量器的使用：见P2901.滴定管：酸式滴定管：玻璃活塞b.碱式滴定管：橡皮管、玻璃珠、玻璃嘴（不能装氧化性物质）c.滴定管的洗涤：洗液、自来水、纯水、不挂水珠d.读数：垂直弧形面的最低点（如图9-2）e.滴定时注意事项:滴定前应检查是否漏水，涂凡士林。2.容量瓶：

用途、

洗涤方式、

溶液的配置、

注意事项3.吸管：用途、分类（无分度吸管和有分度吸管）、洗涤方式、操作过程、注意事项（吹）(二)玻璃量器的校正

温度影响：水的密度和玻璃容积随温度的变化，标准见P2911.滴定管的校正：见P292

2.吸管的校正：见P2933.容量瓶的校正：见P293

4.校正中的注意事项：见P294二、常规仪器种类

（一）常用玻璃仪器

1、试剂瓶：

颜色、

规格，见P2942.烧杯3.三角烧瓶4.碘量瓶5.试管6.比色管7.量筒和量杯见P2951.冷凝管：

直形、

球形、

蛇形、

空气冷凝管(二）特定用途的玻璃仪器及装置（见P295）2.干燥器：

用途、

注意事项，

见P2963.漏斗4.分液漏斗(三）天平，见P296天平的用途和维护天平性能检查与校准三、常用洗涤液配制：(见P297)铬酸洗液:

配制过程、注意加硫酸的步骤2.肥皂液、碱液及合成洗涤剂3.氢氧化钾酒精溶液四、常用仪器分析法（一）、分光光度法（1）.测定原理：朗伯比耳（Lambert-Beer）定律A=abcA:吸光度，有的用E表示；a：吸光系数；b：比色皿厚度，单位厘米；c：被测物质浓度，克／升。光谱法仪器——分光光度计主要特点：五个单元组成光源单色器样品池检测器记录装置分光光度法的分析步骤样品（气体、液体、固体）样品溶液显色反应测定吸光度计算结果紫外-可见吸收光谱的产生1．分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起能级：电子能级、振动能级、转动能级跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱2．分子吸收光谱的分类：分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序

3．紫外-可见吸收光谱的产生由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生（吸收能量=两个跃迁能级之差）相关的基本概念1．吸收光谱（吸收曲线）：不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同以λ-A作图2．吸收光谱特征：定性依据

吸收峰→λmax吸收谷→λmin肩峰→λsh末端吸收→饱和σ-σ跃迁产生3．生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团具n电子和π电子的基团,产生n→π*跃迁和π→π*跃迁例：C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强。4．助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收峰加强同时使吸收峰长移的基团有机物：连有杂原子的饱和基团例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X5．红移和蓝移：

由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）6．增色效应和减色效应增色效应：吸收强度增强的效应减色效应：吸收强度减小的效应7．强带和弱带：εmax>105→强带εmin<103→弱带（２）.仪器分类72型分光光度计构造：单色光器、微电计、磁饱和稳压器测量范围：可测波长420～700nm721型分光光度计构造：

测量范围：可测波长360～800nm

操作步骤：

722型光栅分光光度计

751型分光光度计，与72型的主要差别是采用littrow石英棱镜代替玻璃棱镜为色散光源，并以光电管代替硒光电池为检测器。

测量范围：可测波长200～1000nm

光源：钨灯光源320～1000nm，氢弧灯光源200～320nm。

其它型号还有730、7650、930等等E值法（详见298）对照品法（详见298）比色法（详见298）(二)气相色谱法

(专题讲)一、实验室的实验用水（详见302）至少应满足国家标准《分析实验用水规格和试验方法》GB/T6682-1992的三级用水的要求。具体要求：pH值、电导率、可氧化物质、吸光度、蒸发残渣、可溶性硅等第二节试剂的制备四级品实验试剂

LRLabreagent瓶签颜色棕色三级品化学纯

CPChemicallypure瓶签颜色蓝色二级品分析纯

ARanalyticalreagentgrade瓶签颜色红色一级品优级纯保证试剂

GRguaranteereagent瓶签颜色绿色其它一些特殊需要的化学试剂：光谱纯、色谱纯、基准试剂、生物试剂

二、试剂的规格三、试剂及浓度表示（详见303）第三节基本操作（详见303）

一、术语恒重：量取：吸取：定容：二、加热(303)1.加热目的：2.加热方法：直接加热、间接加热三、干燥及干燥方法加热干燥化学结合法的干燥吸附法干燥四、过滤与分离(304)第四节本规范中常用的物理量和单位一、质量单位：（详见P304）二、时间单位：三、温度单位：四、体积单位：五、放射活度单位（专题讲座）第五节

分析化学基础知识分析化学的定义：

研究获得物质化学组成，结构信息，分析方法及相关理论的科学。分析化学是化学中的信息科学，以降低系统的不确定度为目的。一、分析化学概述（一）、分析化学的分类1.按分析任务分类

(1)定性分析含何种元素，何种官能团(2)定量分析含量

(3)结构分析形态分析,立体结构,结构与活性2.按分析对象分类

(1)无机分析(2)有机分析(3)生物分析(4)药物分析3.按数量级分类方法试样质量/mg试样体积/mL常量分析>100>10半微量分析10~1001~10微量分析0.1~100.01~1超微量分析<0.10.014.按分析方法分类

化学分析：1、重量分析2、容量分析（各种滴定分析）仪器分析：1、电化学分析2、光化学分析3、色谱分析4、波谱分析1酸碱滴定配位滴定氧化还原滴定沉淀滴定电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析滴定分析电导、电位、电解、库仑极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱化学分析分析化学仪器分析二、分析化学的作用在化学学科发展中的作用：分子科学、遗传密码在化学研究工作中的作用：新物质鉴定结构与性能在现代化学工业中的作用：质量控制与自动检测分析化学与社会：环境、体育、破案三、定量分析数据处理(306)（一）、误差的种类、性质、产生的原因及减免1.系统误差

(1)特点

a.对分析结果的影响比较恒定；b.在同一条件下，重复测定，重复出现；c.影响准确度，不影响精密度；d.可以消除。

产生的原因?

(2)产生的原因

a.方法误差——选择的方法不够完善例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当b.仪器误差——仪器本身的缺陷。例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。c.试剂误差——所用试剂有杂质例：蒸馏水不合格；试剂纯度不够(含待测组份或干扰离子)。d.主观误差——操作人员主观因素造成例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。

2.偶然误差

(

1)特点

a.不恒定b.难以校正c.服从正态分布(统计规律)

(

2)产生的原因a.偶然因素b.滴定管读数

3.过失误差（二）、误差的减免

1.系统误差的减免

(1)方法误差——采用标准方法,对比实验(2)仪器误差——校正仪器(3)试剂误差——作空白实验

2.偶然误差的减免

——增加平行测定的次数（三）、准确度和精密度1.准确度和精密度——分析结果的衡量指标。

(1)准确度──分析结果与真实值的接近程度准确度的高低用误差的大小来衡量；误差一般用绝对误差和相对误差来表示。绝对误差=测定值–真实值绝对误差相对误差=×100真实值

(2)精密度──几次平衡测定结果相互接近程度精密度的高低用偏差来衡量，偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。

2、平均偏差

平均偏差又称算术平均偏差，用来表示一组数据的精密度。

平均偏差：

平均偏差相对平均偏差=×100平均值

特点：简单；

缺点：大偏差得不到应有反映。3、标准偏差

相对标准偏差：（变异系数）=S/X

标准偏差又称均方根偏差；有限测定次数标准偏差：

例题用标准偏差比用平均偏差更科学更准确。例:两组数据(1)X-X：0.11,-0.73,0.24,0.51,-0.14,0.00,0.30,-0.21,

n=8d1=0.28s1=0.38(2)X-X：0.18，0.26，-0.25，-0.37，0.32，-0.28，0.31，-0.27

n=8d2=0.28s2=0.29

d1=d2,s1>s2

4、准确度和精密度的关系

精密度是保证准确度的先决条件；精密度高不一定准确度高；两者的差别主要是由于系统误差的存在。

（四）、有效数字

1．实验过程中常遇到的两类数字（1）数目：如测定次数；倍数；系数；分数（2）测量值或计算值。数据的位数与测定准确度有关。记录的数字不仅表示数量的大小，而且要正确地反映测量的精确程度。结果绝对偏差相对偏差有效数字位数0.51800±0.00001±0.002%50.5180±0.0001±0.02%40.518±0.001±0.2%32．数据中零的作用数字零在数据中具有双重作用：（1）作普通数字用，如0.51804位有效数字5.18010－1（2）作定位用：如0.05183位有效数字5.1810－23．改变单位，不改变有效数字的位数如：24.01mL24.0110－3L4．注意点（1）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4位有效数字（2）分析天平（万分之一）取4位有效数字（3）标准溶液的浓度，用4位有效数字表示:0.1000mol/L（4）pH4.34,小数点后的数字位数为有效数字位数对数值，lgX=2.38；lg(2.4102)（五）、运算规则1.加减运算

结果的位数取决于绝对误差最大的数据的位数

例：0.0121绝对误差：0.000125.640.011.0570.001

26.70912.乘除运算时

有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数。

例：(0.03255.10360.0)/139.8=0.0711791840.0325±0.0001/0.0325100%=±0.3%5.103±0.001/5.103100%=±0.02%60.06±0.01/60.06100%=±0.02%139.8±0.1/139.8100%=±0.07%3.注意点（1）分数；比例系数；实验次数等不记位数；（2）第一位数字大于8时，多取一位，如：8.48，按4位算；（3）四舍六入五留双；（4）注意pH计算,[H+]=5.0210-3；pH=2.299；有效数字按小数点后的位数计算。有效数字及计算规则１.记录测量数据只应保留一位不定数字2.“四舍六入五单双”法则所拟舍去的数字中，其最左面的第一位数字小于5时，则舍去。所拟舍去的数字中，其最左面的第一位数字大于5时，则进1。所拟舍去的数字中，其最左面的第一位数字等于5而其后面的数字并非全部为“0”时，则进1。所拟舍去的数字中，其最左边的第一位数字等于5而其后面的数字全部为“0”时，保留的数字末位如为奇数则进1，如为偶数则不进。（“0”以偶数论）所拟舍去的数字并非单独的一个数字时，不得对该数字进行修约。3.几个数据相加或相减时，它们的和或差的有效数字的保留，应以小数点后位数最小的数字为根据