定量分析基础课件

第一章定量分析基础1.1分析化学概论1.2定量分析的误差1.3有效数字和运算规则1.4滴定分析法2000.9.8.1无机及分析第三章了解分析化学的任务和作用；了解定量分析方法的分类和定量分析的程序；了解定量分析中误差产生的原因、表示方法以及提高准确度的方法；理解分析结果的数据处理方法；掌握有效数字的意义，并掌握其运算规则；了解滴定分析法的基本知识。

学习目标2000.9.8.2无机及分析第三章1.1分析化学概论化学是研究物质的组成、结构、性质及其相互变化的一门基础学科。分析化学是人们获得物质化学组成、结构和信息的科学。2000.9.8.3无机及分析第三章分析化学的研究对象：从单质到复杂的混合物及大分子化合物；从无机物到有机物，乃至DNA、多肽、蛋白质等；从低分子量的到高分子量的；从气态、液态到固态；从取样几吨到几十微克2000.9.8.5无机及分析第三章分析化学的发展趋势：分析化学是人们认识自然、改造自然的工具，是现代科技发展的眼睛。不是“化学正在走出分析化学”，而是“新仪器和基于物理新成果的测量方法正在走进分析化学”。2000.9.8.6无机及分析第三章

定量分析方法的分类1.按目的分：结构分析——确定分子结构、晶体结构成分分析——

定性分析：确定物质的元素、原子团、官能团

定量分析：

确定组分的含量2.按对象分：无机分析—确定元素的种类、各成分含量、存在形式等有机分析—确定组成元素、官能团种类、基本结构等2000.9.8.7无机及分析第三章定量分析的方法1.化学分析法

化学分析法是以物质的化学反应为基础的分析方法。可分为重量分析法和容量分析法待测物+试剂产物

化学分析法所用仪器简单，结果准确，应用范围广泛，主要适用于常量组分的测定。2000.9.8.9无机及分析第三章重量分析法：通过化学反应使试样中的待测组分转化为一种纯净的、化学组成固定的难溶化合物，再通过称量该化合物的质量来确定待测组分的含量的分析方法。滴定分析法：根据化学反应中，消耗试剂的体积和浓度来确定被测组分含量的分析方法，又称容量分析法。2000.9.8.10无机及分析第三章例1：可溶性钡盐中钡含量的测定：重量分析法溶解稀H2SO4BaSO4过滤洗涤干燥计算Ba%试样HClmx称重mp例2：铁矿中铁含量的测定：滴定分析法Fe3+还原剂Fe2+K2Cr2O7VC试样硫-磷混酸溶解mx2000.9.8.11无机及分析第三章2.仪器分析法仪器分析法是以物质的物理性质或物理化学性质为基础的分析方法。

仪器分析法灵敏、快速、准确，应用范围广泛，主要适用于微量组分的测定。2000.9.8.13无机及分析第三章根据被测物质的某种物理性质与组分的关系，不经化学反应直接进行定性或定量分析的方法，叫做物理分析法，如旋光分析、光谱分析等。根据被测物质在化学变化中的某种物理性质与组分的关系，进行定性或定量分析的方法，叫做物理化学分析法，如电化学分析、比色分析等。由于进行物理和物理化学分析时，大都需要精密仪器，故这类分析方法总称为仪器分析法。

2000.9.8.14无机及分析第三章定量分析方法的分类2000.9.8.15无机及分析第三章定量分析的一般程序

取样处理消除干扰测定计算均匀性溶解掩蔽常量组分代表性熔融分离(>1%,化学法)消解微量组分灰化(仪器分析法)2000.9.8.17无机及分析第三章1.2定量分析中的误差误差是客观存在，不可避免的.了解分析过程中误差产生的原因及其出现的规律，以便采取相应的措施减小误差，以提高分析结果的准确度。2000.9.8.18无机及分析第三章一、误差的产生及表示方法（一）误差的产生分析结果与真实值之间的数值差即为误差。（二）误差的分类1.系统误差

2.随机误差3.过失误差2000.9.8.19无机及分析第三章系统误差的分类方法误差由所选择的方法本身（分析系统的化学或物理化学性质）决定的，是无法避免的。操作误差操作者本人所引起的，可通过提高操作者技能来消除或减少（所选试样缺乏代表性、溶样不完全、观察终点有误、观察先入为主等）仪器及试剂误差由仪器性能及所用试剂的性质（仪器准确度不够、器皿间不配套、试剂不纯等）所决定个人误差

又称主观误差，是由于分析人员的主观原因。(如个人对颜色的敏感程度不同，在辨别滴定终点的颜色或偏深或偏浅）2000.9.8.21无机及分析第三章(2)随机误差

由测量过程中一系列有关因素的微小的随机波动（偶然因素）而引起的误差，具有统计规律性，可用统计的方法进行处理。多次测量时正负误差可能相互抵消。无法严格控制，仅可尽量减少。2000.9.8.22无机及分析第三章随机误差的正态分布：由图可得：x=(即误差为零)时Y值最大。说明大多数测量值集中在算术平均值附近。X值趋于＋或—(即x与差很大)时，曲线以Ｘ轴为渐近线，说明大误差出现的概率小。曲线以x=的直线呈轴对称分布，即正、负误差出现概率相等。2000.9.8.23无机及分析第三章（三）误差的表示方法1.准确度与误差准确度表示测量值（x）与真实值（T）之间相互符合的程度。准确度的高低用误差的大小来衡量。误差越小，表示测定结果与真实值越接近，准确度越高；反之亦然。误差可分为绝对误差和相对误差。误差的正负：“+”表示测量值大于真实值，分析结果偏高；“-”表示测量值小于真实值，分析结果偏低。2000.9.8.25无机及分析第三章绝对误差=测得值-真实值个别测定值的误差为：测定结果的绝对误差为：相对误差=绝对误差/真实值×100%

测定结果的相对误差为：2000.9.8.26无机及分析第三章标准偏差(S)相对标准偏差RSD(变异系数CV)2000.9.8.29无机及分析第三章3.准确度与精密度的关系准确度表示测定结果的准确性，以真值为标准，由偶然误差和系统误差所决定。精密度表示测定结果的重现性，以平均值为标准，由偶然误差所决定，与真实值无关。精密度是保证准确度的先决条件，只有在消除系统误差的前提下，精密度高，分析结果的准确度才高。

2000.9.8.30无机及分析第三章以打靶为例也能说明精密度与准确度的关系。（2）的精密度很高，但准确度不高，而（3）的精密度不高，准确度就更不用说了。2000.9.8.31无机及分析第三章二、提高分析结果准确度的方法1、选择合适的分析方法2、检验和消除系统误差3、增加平行测定次数，减小随机误差4、减小相对误差称取样品质量的要求消耗溶液体积的要求2000.9.8.32无机及分析第三章称取样品质量的要求

分析天平每次称量误差为±0.0001克。一份样品需称量两次，最大绝对误差为±0.0002克，若要求相对误差<0.1%。计算试样的最小质量。常量分析Er<0.1%

2000.9.8.33无机及分析第三章消耗溶液体积的要求滴定管每次读数误差为±0.01mL。一次滴定中，需读数两次，最大绝对误差为±0.02mL，若要求相对误差<0.1%。计算消耗溶液的最小体积。常量分析Er<0.1%2000.9.8.34无机及分析第三章4.消除系统误差1）对照试验——以标准样品代替试样进行的测定，以校正测定过程中的系统误差。

2）空白试验——不加试样但完全照测定方法进行操作的试验，消除由干扰杂质或溶剂对器皿腐蚀等所产生的系统误差。

所得结果为空白值，需扣除。若空白值过大，则需提纯试剂或换容器。2000.9.8.35无机及分析第三章3）仪器校准——消除因仪器不准引起的系统误差。主要校准砝码、容量瓶、移液管，以及容量瓶与移液管的配套校准。4）分析结果校正——主要校正在分析过程中产生的系统误差。如：重量法测水泥熟料中SiO2含量，可用分光光度法测定滤液中的硅，将结果加到重量法数据中，可消除由于沉淀的溶解损失而造成的系统误差。2000.9.8.36无机及分析第三章（一）减小系统误差的方法：可用对照试验、空白试验、校正仪器和严格操作等办法加以校正。对照试验：在同样的条件下用已知准确含量的标准样品代替未知样品进行实验，以校正测定过程中的系统误差。空白试验：不加试样但完全照测定方法进行操作的试验，所得结果为空白值，需扣除。若空白值过大，则需提纯试剂或换容器。空白试验可以检验和减免由试剂、蒸馏水不纯或仪器带入的杂质所引起的误差。校正仪器：消除因仪器不准引起的系统误差。主要校准砝码、容量瓶、移液管，以及容量瓶与移液管的配套校准。

严格操作：分析者个人引起的主观或习惯性误差需经过严格的操作训练，以提高操作技术水平来减少误差。

2000.9.8.37无机及分析第三章（二）减小随机误差的方法

随机误差可采用多次重复测定取平均值的方法来减小。

例：下列情况各引起什么误差？若是系统误差，应如何消除？（1）蒸馏水中含有被测离子（2）滴定管未校正（3）滴定时溅出溶液（4）天平的零点突然有变动（5）试样未充分混匀（6）滴定管读数记录有误

2000.9.8.38无机及分析第三章系统误差与随机误差的区别项目系统误差随机误差产生原因固定因素不定因素分类方法误差、仪器误差、试剂误差、主观误差性质重现性、单向性、固定性、可测性服从统计规律、不可测性影响准确度精密度减免方法对照试验、校正仪器、空白试验、严格操作增加测定的次数2000.9.8.39无机及分析第三章三、可疑数据的取舍在定量分析中，实验数据往往会有一些偏差较大的，称为可疑值或离群值。除非确定为过失误差数据，任一数据均不能随意地保留或舍去。可疑值的取舍问题实质上是区分随机误差与过失误差的问题。可借统计检验来判断。Q检验法比较严格而且又比较方便。2000.9.8.40无机及分析第三章1.3有效数字及运算规则

（一）有效数字

1、有效数字的意义：

有效数字是指在分析测定中实际可以测得的数字。它包括所有的准确数字和最后一位可疑数字。例：滴定管读数24.02mL

分析天平读数0.3505g最后一位为估计值2000.9.8.41无机及分析第三章有关有效数字，应注意以下几点：①记录数据时，只保留一位可疑数字；②记录数据时，决不能因为最后一位数字是“0”而舍弃；③有效数字与小数点的位置及量的单位无关；④数字“0”在数据中有双重意义：A.有效数字：表示于测量精度相关的数字时，一般在数字之间和（小）数字末尾；B.定位作用：与精度无关，一般在数字之前。2000.9.8.42无机及分析第三章2、有效数字的位数:指在分析测定中实际可以测得的数字的位数。例：1.340520.346五位有效数字0.503451.07%四位有效数字0.04401.08×10-10

三位有效数字0.00930.40%两位有效数字0.80.003%一位有效数字数字前0不计,数字后计入：0.02450数字后的0含义不清楚时,用指数形式表示：1000(1.0×103，1.00×103，1.000×103)化学中的pH，pK等值，有效数字的位数取决于小数部分。2000.9.8.43无机及分析第三章m◆分析天平(称至0.1mg):12.8218g(6),0.2338g(4),0.0500g(3)

千分之一天平(称至0.001g):0.234g(3)

1%天平(称至0.01g):4.03g(3),0.23g(2)

台秤(称至0.1g):4.0g(2),0.2g(1)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):25mL(2),4.0mL(2)2000.9.8.44无机及分析第三章（二）有效数字的运算规则1.数字修约规则：四舍六入五成双四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零视奇偶，五前为奇则进一，五前为偶则舍弃，不许连续修约。

例如：要修约为四位有效数字时:

尾数≤4时舍,0.52664-------0.5266尾数≥6时入,0.36266-------0.3627

尾数＝5时,若后面数为0,舍5成双:

1.2350----1.24,25.650----25.6

若5后有不是0的任何数皆入:

18.085001----18.092000.9.8.45无机及分析第三章5.注意:对数：对数的有效数字只计小数点后的数字，即有效数字位数与真数位数一致；自然数(倍数、分数)、常数(π)：可取无限多位；第一位有效数字等于或大于8时，其有效数字位数可多算一位；在计算过程中，可暂时多保留一位有效数字；误差或偏差取1~2位有效数字即可。对于高组分含量（>10%）的测定，一般要求分析结果有四位有效数字；对于中组分含量（1%至10%），一般要求有三位有效数字；对于低组分含量（<1%），一般要求有二位有效数字。2000.9.8.46无机及分析第三章1.4滴定分析法滴定分析法——将一种已知准确浓度的试剂溶液（即标准溶液）滴加到被测物质的溶液中（或反向滴加），根据所消耗的试剂量按化学计量关系来确定被测物质的量。注意：１.用标准溶液来滴定２.有一定的准确性（精确计量）３.有合适的指示剂（确定化学计量点或终点）几个概念：滴定、化学计量点、终点、指示剂、滴定误差（TE）2000.9.8.47无机及分析第三章一、滴定分析的分类1.酸碱滴定法——以酸碱反应为基础的滴定方法(以所用酸碱强弱分类)2.配位滴定法——以络合反应为基础的滴定方法（以胺羧络合剂为主）3.沉淀滴定法——以沉淀反应为基础的滴定方法（以所用指示剂分类）4.氧化还原滴定法——以氧化还原反应为基础的滴定方法

(以所用滴定剂分类)2000.9.8.48无机及分析第三章二、滴定反应的条件1.反应能按化学反应式定量完成（没有副反应、反应完全程度达99.9%以上）2.反应能迅速完成3.有合适的指示化学计量点（或终点）的方法（合适的指示剂）4.无干扰主反应的杂质存在（无干扰杂质）2000.9.8.49无机及分析第三章

三、滴定方式1.直接滴定法——适用于满足四个要求的滴定反应（强酸强碱滴定及一般的配位滴定）2.返滴定法——适用于反应速度慢或无合适指示剂的反应（如络合滴定测铝）3.置换滴定法——适用于不按一定反应式进行或伴有副反应的物质的测定（K2Cr2O7碘量法标定Na2S2O3)4.间接滴定法——适用于不与滴定剂直接起反应的物质的测定。（KMnO4法测钙）2000.9.8.50无机及分析第三章四、标准溶液和基准物质1.基准物质——能用于直接配制或标定标准溶液的物质2.标准溶液——已知准确浓度的溶液2000.9.8.51无机及分析第三章1.基准物质所必须具备的条件纯度高＞99.9%性质稳定在空气中不吸湿、不氧化、不分解组成确定与化学式相符，含结晶水数量也相符有较