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文档简介

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案教

案~2014年课程名称院(系)教研室验室)授课班级主讲教师

分析化学化学与环境科学学院化学系化学霍彩霞职

副教授使用教材华中师大等编《分析化学(上册兰州城学化学与境学学院二○一三年九月1

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案课名

程称

教案(首)分析化学(上册)

总计:学时课类任教

程别课师

专业基础课霍彩霞

学分职称

4副教授

讲课:实验:上机:

72

学时学时学时授对

课象

专业班:化学121

1个班基本教材:基

华中师范大学东北师范大学西南大学

合编《分析化学四版册)本教材和

参考资料

陕西师范大学华南师范大学北京师范大学主要参考书:武汉大学析化学五版)华东理工大学化学系,四川大学化工学院:《分析化学》主

林树昌,胡乃非析化学(化学分析部分北大出版析化学简明教程》教和学要目求的教及学难重点点

1掌握灵敏度的计算方法1~5组见阳离子的性质组试剂的作用,系统分析的方法以及各离子的主要检出反应;2.掌握有关误差的本概念及表示方法,有效数字的表示和运算规则;3握标准溶液的配制和浓度的标定准物质的意义及应具备的条件计算分析结果的方法;4.掌握酸碱平衡体中各型体分布分数的计算和用质子理论处理酸碱平衡缓冲溶液的值的计算及碱滴定分析有关计算;5解络合物平衡体系中的形成常数和离解常数级形成常数和逐级离解期数等概念的意义,络合物表观稳定常数的意义及副反应对络合平衡的影响;6.掌握高锰酸钾法重铬酸钾法、碘量法等分析方法及有关计算;7.掌握沉淀滴定法原理及其应用,影响沉淀溶解度的因素;8.掌握吸光光度法基本原理,朗伯比耳定律和偏离比耳定律的原因。教学重点:1.误差的基本概念表示方法;有效数字的表示和运算规则。2.酸碱平衡体系中型体分布分数的计算和用质子理论处理酸碱平衡;络合物平衡体系中的形成常数和离解常数,逐级形成常数和逐级离解期数,积累形成常数和积累离解常数,总形成常数和总离解常数的意义。3.高锰酸钾法、重酸钾法、碘量法等分析方法及有关计算。4.吸光光度法的基原理,朗伯比耳定律和偏离比耳定律的原因。教学重点:1.酸碱滴定、氧化原滴定、络合平衡的综合计算;2.误差的基本概念表示方法,有效数字的表示和运算规则。注:课程类别:公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课、集中实践环节、实验课、公共选修课2

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案授课内容

第一章

课时安排

学教学目的要求教学重点难点教学方法手段

.使生了解分析化学是怎样的一门学科,树立准确的量的概念。.使生对分析化学的任务、重要性、分类及发展趋势等,有一个概括的了解,激起进一步深入学习这门学科的主动性和积极性。.了解分析方法的分类和分类的依据。重点:分析化学的任务和作用。讲授;多媒体和传统教学相结合。时间分配及主要内容电化教

共时分分

内容,教学步骤见课件及讲稿分析化学的任务和作用分析方法的分类分析化学的进展简况材及教具应用教材及参考书课外学习要求

多媒体课件华中师范大学等四校编,分析化(册)(三版,高等教育出版社根据本章要求,查阅相关资料,并上网复查阅分析化学发展的趋势。教学后记3

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案第一章一分化的务作1.分化学的任务

绪论分析化学是研究关于物质的化学结构学组成及测定方法的一门学科是学科学的一个重要分支。定性分析的任务:就是鉴定物质的化学结构和化学组成。定量分析的任务:就是测定物质中各组分的相对含量。2.分化学的作用分析化学作为一门学科于化学本身的发展起过重大作用学的基本定律都是依靠大量的分析实验数据才得以创立和发展起来的它各门学科的发展又进一步推动了分析化学的发展。分析化学对工业、农业、国防和科学技术的发展都有重要的作用。分析化学在高等学校理、工、农、医、师范各有关专业中,是一门重要的化学基础课。三定分的法1.按象分2.按作方法分类3.按样用量分类4.根被测组分含量分类5.其专有名词四分化的展势(一)分析化学的发展简史(二)当前的发展趋势4

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案授课内容

第二章

定性分析

课时安排

学教学目的要求教学重点难点教学方法手段教学内容提纲时间分配及主要内容教材及参考书作业及思考题教学后记

了分析反应进行的条件,了解鉴定反应的灵敏性和选择性,掌握灵敏度的计算方法;了分别分析和系统分析的特点,掌握空白试验、对照试验的概念;掌常见阳离子的系统分组方、原理和步骤;2掌1组见阳离子的性质,组试剂的作用,系统分析的方法以及各离子的主要检出反应。掌常见种离的主要分析特性,阴离子初步试验的意义和内容,熟悉常见阴离子的鉴定反应及主要反应条件;了一般物质的定性分析步骤重点:常见阳离子的硫化氢系统分析方案、原理和步骤;常见阴离子的初步试验。难点:常见阳离子的分离条件。讲授为主,自学为辅;启发和互动相结合;多媒体教学与传统教学相结合。一、概述定分析的任务和方法;定分析反应进行的条件;鉴方法的灵敏度和选择性;4.空白试验和对照试验;分分析和系统分析。二、阳离子的分析常阳离子的分组;2.第组阳离子的分析;第2阳离子的分析;第阳离子的分析;5.第和第5组离子的分析;三、阴离子的分析阴子的分析特性;2.阴子的分析。四、定性分析的一般步骤(自学)试的外表观察和准备;2.初试验;阳子分析;阴子分析;5.分析结果的判断。共12学分概分第组阳离子分析分第组阳离子分析分第组阳离子分析分第组阳离子分析分阴子分析分定分析的一般步骤分小华中师范大学等四校编,分析化上册)第三,高等教育出版社林树昌,胡乃非析学(化学分析部分作业:1、、5、、12题39思考题:47、9、10、、20。加强各组阳离子分组条件的讲解。5

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案第二章教内:§2-1概一定分的务方任务:定物质中所含有的组分。方法

定性分⑪干法指分析反应在固之间进行。⑫湿法指分析反应在溶之间进行学习湿法分析)二定分反进的件共5点三鉴方的敏和择鉴定方的灵敏度鉴定反应的灵敏度常用“最低浓度”和“检出限量”来表示。⑪最低度⑫检出量⑬检出量和最低浓度之的关系鉴定反的选择性四空试和照验空白试验:用配制试液用的蒸馏水代替试液,用同样的方法和条件重做试验进行鉴定,就叫做空白试验。对照试验:用已知溶液代替试液,用同样方法进行鉴定,就叫做对照试验。五分分和统析分别分:利用特效反应,在其它离子共存的条件下,鉴定任一想要鉴定的离子。这种分析方法就叫做分别分析法。系统分:按一定的步骤和顺序将离子加以逐步分离的分析方法就叫做系统分析法。§阳子分一常阳子分自要:㈠H系2分组方系统分简表㈡酸系统(了解)二第组离的析第一组阳离子包括:、Hg、Pb+组试剂:稀HCl㈠主特性㈡本离子氯化物的沉淀与分离㈢第组阳离子的系统分析讨:6

2+2+2+2+2+

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案1.P.393题2.沉第1组离子为什么要在酸性溶液中进行?若在碱性条件下进行,将会发生什么后果?3.向知试液中加入第1组剂HCl时未生成沉淀,是否表示第1组离子都不存在?4.如以KI代HCl作为第1组试剂,将产生哪些后果?三第组离的析第二组阳离子包括:、、、、、、Sn组试剂:存在下的HS2㈠主特性㈡第组离硫物沉与离重讲)㈢第组阳离子的系统分析讨:

1.P.396题2.沉本组硫化物时,在调节酸度上发生了偏高或偏低现象,将会引起哪些后果?3.用TAA作组试剂沉淀第二组调节酸度时为什么要先调至0.6mol/LHCl酸度,然后再稀释1倍使最后的酸度为0.2mol/L?4.以TAA代替HS作为2组试剂时,为什么可以不加HO和NHI?5.已某未知试液不含第3组离子,在沉淀第硫化物时是否还要调节酸度?四第组离的析学要:第三组阳离子包括:Al、、Fe、、Mn、Zn、、Ni组试剂NH-NHCl存下的NH)S。342㈠主特性㈡第组子沉与离㈢第组阳离子的分析系统分氨法分析(详见课件)分别分注分第组淀的液若进四五离的析应立用HAc酸化加热去H。2讨:P.39题题在系统分析中,沉淀本组离子时可否用S(NH)2用(NH4)2S或TAA沉本组离子为什么要加足够的NH?4在系统分析中组硫化物沉淀生成后母放置过才离心沉降否以?已知NiSCoS在0.3mol/LHCl溶中不被HS沉,但为什么生成的NiS2又溶于HCl五第组离的析7

+--+--+2-2--兰州城市学院化学与环境科学学+--+--+2-2--自要:第四组阳离子包括:、、Mg、K、Na、(经典分组方案)4组试剂:无讨:.题、、20.在系统分析中,引起第中二价离子丢失的可能原因有哪些?.以试鉴定时,为什么要加HAc和?.以试剂鉴定Mg2+,在以NH4)2S消干扰离子的手续中,如果加得不足,将生什么后果?§2~3阴子析自要:一阴子分特㈠与反应(易挥发性)㈡氧还原性㈢形络合物的性质二阴子分㈠阴子分析试液的制备制备的阴离子分析试液必须满足个求:除去重金属离子;将阴离子全部转入溶液;保持阴离子原来的存在状态。制备方法把样与饱和CO溶一起煮沸重属离子生成不溶于H的酸22盐、碱式碳酸盐、氢氧化物或氧化物沉淀,阴离子留在溶液中。用NCO处后的溶液叫23做制备溶液或阴离子分析液。㈡阴子的初步试验分组试挥发性验(见前)氧化还性试验⑪氧化阴离子试验+2I+4H=I+2NO+O22⑫还原阴离子试验①使KMnO(酸性)中的MnO还褪44如:2MnO6H=5Cl+2Mn+8HO42②使I-淀粉(酸性)溶液还原褪色2如:SO+IH=SO+2H3

+

2-

+I+2H2

+

=S+2HI㈢阴子的鉴定讨:1.P.4017、题2.在离分组试验中,(1BaCl试得出否定结果,能否将第1组离子整组排除?2(2AgNO试得出肯定结果,能否认为第阴离子中至少有一种存在?38

2-2-3-2-3--2-2-3-2-3--

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案在化性、还原性试验中,(1以稀HNO代稀H酸试液是否可以?32(2)以稀HCl代稀HSO是可以?2(3)以浓H作化试液是否以?24下各组溶液,在各项初步试验中将有怎样的表现?说明之。

(1),,Ac3

-

(2)2-,,NO4(3),NO,2§2-4定性分的般骤自)无化物定分,叫试的分或样系分析试样的系统分析一般包括下列几个步骤:试的外表观察和准备;初步试验;阳离子分析;阴离子分析;分析结果的判断。一试的表察准1观①液样观察颜色,嗅气味,并用石蕊试纸试它的酸碱性。②体样非属:用放大镜观察它的均匀程度。如果是混合物,就尽可能观察各组分的颜色、晶形及物理性质,其中颜色特别重要。准备初步观察以后,就应进行样品的准备。准备的目的主要是使分析所用的试样的组成具有充分的代表性。①于体样很容易达到这种要求;②于体样必须设法把它捣碎(在钢钵中进行),再在瓷玛瑙研钵中研细,经《四分法》缩分,„„,如此反复进行到试样研磨成细粉,能通过一定筛孔(每平方厘米120~300孔筛),并且缩减速100g右。“分”是试混,成薄元形并成等,然取对两,这试就减了试的半称缩一。③果样金或金就取它们的刨片或钻屑即可进行分析。试样(如果不是金属或合金)准备好后,将其分成四份,一份用作初步试验,一份用作阳离子分析,一份用作阴离子分析,保留一份供必要时验证分析结果使用。二初试初步试验包括焰色试验,灼烧试验,溶剂作用试验。㈠焰试取相当小米粒大小的固体样品,用HCl润湿(氯化物较易挥发),在无色灯焰中进行焰色试验。9

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案㈡灼试取少许研细的试样放干净的试管中在底徐徐加热并观察试管中有何变化。如果有液凝在管上就试验体酸碱性酸性表示可能含有容易分解的强酸盐,碱性表示可能含有铵盐。如果有升物集在壁注升华物颜色色升物示可能有铵盐和gBr;紫升物示可能有碘灰经擦成球升物示可能Hg;黄色华表示可能有或,烧后得到黑色残渣表示可能C的硝酸盐或碳酸盐。„„㈢溶试溶剂作用试验一般是HO、稀Cl、浓Cl、HNO、HNO、王的顺序进行试验,23试验时每种溶剂都是先冷,加。三阳子析试样的系统分析,一般都从阳离子分析开始,因为通过阳离子分析,找到了某些阳离子后,就可以推断某些阴离子不可能存在,从而可以简化分析操作。.阳子析液制根据溶剂作用试验结果,(可以)选择适当的溶剂把试样溶解成试液,就得阳离子分析液。.阳子分通常是采用系统分析法。四阴子析.初观与断根据阳离子分析结果以及试样的初步试验,可以推知哪些阴离子不能存在,这样就可以简化分析操作。例如检出试液中没有As阳离子存在么样中必然就没A

、MnO

及rO(O2-)阴离子存在就没有必要去检验这几种阴离子。、阴子析液制前已讲,此略)、阴子初试(前已讲,此略)、阴子检(分别分析,自学)五分结的断将阳离子分析和阴离子分析的分离鉴定反应所得结果外表观察步验的现象综合考虑,得出结论。如有不合理之处,例如:样品溶HO但检出的离子中有Ba

和SO,就应分析原因,重新验证。作业:1、、、、、、1314、17182010

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案授课内容教学目的要求

第三章误差和分析数据的处理掌握有关误差的基本概念及表示方法;掌握有效数字的表示和运算规则;了解实验数据的分布特点和分析数据的处理;正确应用F检和t检对分析方法和结果作出评价。

课时安排

学教学重点难点教学方法手段教学内容提纲

重点:误差的正态分布;有效数字及运算规则检、检。讲授为主,启发式和互动式相结合;多媒体教学与传统教学相结合。一、误差及其产生的原因系误差;偶误差。二、测定值的准确度与精密度准度与误差;精度与偏差;3.精密度与准确度的关系。三、随机误差的正态分布数处理中常用名词的含义;2.测定值的频数分布;随误差的正态分布。四、有限测定数据的统计处理置度μ置信区间;2.可疑值的取舍;分方法准确度的检验。分析结果的表示方法。五、有效数字及其运算规则有数字的意义及位数;数字修约规则;有数字的运算规则;4.有效数字运算规则在分析化学中的应用。六、提高分析结果准确度的方法化分析中对准确度的要求;2.分准确度的检验;提分析结果准确度的方法。共时时间分配及主要内容

分分分分分分

误差及其产生的原因,测定值的准确度与精密度随机误差的正态分布有限测定数据的统计处理有效数字及其运算规则提高分析结果准确度的方法小结教材及参考书作业及思考题教学后记

华中师范大学等四校编,分析化上册)第三,高等教育出版社北大出版析化学简明教程作业:4、、、15、题72思考题:12、3、、11、12题11

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案第三章教内§3-1误及产的因一系误

误差和析据的处指由于某些固定原因所导致的误差。特点复性1.仪和剂引的差由于仪器本身的缺陷所造成的误差叫仪器误差。由于试剂不纯或蒸馏水中含有微量杂质而引起的误差叫试剂误差。2.个操上引的差由于操作不当而引起的误差称为操作误差。产生个人误差的原因是于人观察判断能力的缺陷或不良习惯引起的是源于个人的偏见或一种先入为主的成见。操作误差与个人误差,其数值可能因人而异,但对同一个操作者来说基本上是恒定的,因此,也可以统称为个人误差。3.方误方法误差是由所采用的分析方法本身的固有特性所引起的分析系统的化学或物理化学性质所决定的,无论分析者操作如何熟练和小心,这种误差总是难免的。方误的源:①反应不能定量地完成或者有副反应;②干扰成分的存在;③在重量分析中沉淀的溶解损失沉淀和后沉淀的现象烧沉淀时部分挥发损失或称量形式具有吸湿性等等。④在滴定分析中,滴定终点与化学计量点不相符。系误的质以纳三:①系统误差会在多次测定中重复出现;②系统误差具有单向性;③系统误差的数值基本是恒定不变的。二偶误指由于某些偶然的、微小的和不可知的因素所引起的误差。举一个最简单的使用天平称重的例子一个瓷坩埚同一天平上用同一砝码进行称重,得到下面的克数:29.346529.346329.346429.3466为什么四次称重数据会不同呢?①读取天平指针读数时总免左或偏右一点天平本身有一定的变动性这无法控制的;②天平箱内温度的微小变化,坩埚和砝码上吸附着微量水份的变化;③空气中尘埃降落速度的不恒定;④其它未确定因素。正分有种质①离散性;②集中趋势;③对称性。(见书图)12

i兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案i课抽:1题§3-2测值准度精度一准度误准确度是测定值与真实值的符合程度,用误差表示。⑪绝对差:指测得值与实值之差。即绝对误差()=测得值Xi-真值()⑫相对差:指误差在分结果中所占的百分率或千分率。例如,用分析天平称量两个试样,称得1号,号为。定二者的真实重量各为1.7543g和0.1755g,两者称量的绝对误差分别为:号:E1=1.7542-1.7543-0.0001(g)号:0.1754-0.1755=两者称量的相对误差分别为:::二精度偏在相同条件下多次测定结果相互吻合的程度就叫精密度,用偏差表示。绝偏差)相偏差13

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案算术平偏差()相对平偏差标准偏相对标偏差(变异系数)平均值标准偏差三准度精度关14

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案结论精度高是保证准确度高先决条件精密度高不一定准确度就高若精密度很低,说明测定结果不可靠,在这种情况下,自然失去了衡量准确度的前提。所以在评价分析结果时,必须将系统误差和偶然误差的影响结合起来考虑,以提高分析结果的准确度。四、公差“公差”是生产部门对分析结果允许误差的一种表示方法。例如:测定钢中含量公差范围为大P.13)含S量%≤0.02

公差±±0.004±0.006±0.01≥0.20

±如果试样含量,测得结果为0.035%,即合公差的要求(因含S0.032%是属于含这个范围,它的公差是±0.004)即测得值在±这范围内的,都符合要求。如果分析结果的误差超出公差的范围,就叫超差,就应重作。公差范围的确定,一般是根据生产的需要和具体情况来确定。•讨:•P.72、、题§3-3随误的态布一数处中用词含总体、本和个体在统计学中所研究对象的全体为总(叫母体的个基本单元称为个体。从总体中随机抽取出来的部分个体的集合体称为样本(又叫子样样本容样本中所含数据(如测定值)的个数称为样本容量,用n表。算术平值(前已讲)中位数M)中位数(M)是指将一组测定值按一定大顺序排列时的中间项的数值。差方和测定值对平均值偏差的平方的加和叫差方和。即15

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案方差(表征随机变量分布的离散程度)个别测定值与平均值的偏差的平方和除以测定次数)得方差。标准偏(前已介绍)相对标偏差(前已介绍)平均偏

和相对平均偏差极差(全距)在一组数据中最大值与最小值之差称为极差(又叫全距或范围误差R表。即R=X-X频将平行测定次数足够多的数据划分为若干组每个组内的数据个数叫该组数据的频数。相对频数频数与所测数据总个数(样本容量)之比值,叫相对频数(即频率或概率概率密度各组数据的相对频数(概率)除以组距就是概率密度。组距就是最大值与最小值之差除以组数。二测值频分16

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案㈠算极差R例如,测定镍合金试样中镍的量分数(%百分含量,在相同条件下共测定90次,其结果如四师P.49表所示。㈠算出极差R(即全距)R=X-X==㈡确定组数和组距组数的确定视样本容量而定,容量大时分成10~20组容量小n<50)分成组在该测定中分成9组确定组数之后,就要求组距。组距:最大值减最小值用组数除即得组距(即极差除以组数例的组距为:㈢统频数和计算相对频数如果90个定数据分成9组以先统计每一个组内数据的个称频算频数与样本总数(即样本容量总数)之比(称为相对频数;若以%表示,则称频率后将组值范围、频数和相对频数列入表中,即可得频数分布表(见四师P.49表㈣绘方图若以组界值为横坐标对频率纵坐标作图得相对频数分布直方(四师P.49对频数直方图上长方形的总面积为。在全部测定数据中于中间数值之的数据多一些其它范围的数据少一些,小至1.49,大至附的数据就更少。就是说,测定值具有明显的集中趋势。测定数据的这种既分散又集中的特性,就是其内在规律性的表现。三随误的态布1.正分(μ,)随机误差的正态分布性质,用高斯分布来描述,它的数学表达式为:f(x)

12

e

2

(1)从()式高斯分布的数学表达式和正态分布曲线可以看到平均μ和体标准偏差是正态分布的两个基本参数。给定μ和,态分布曲线就完全确定了。不管总体标准差为值曲和横坐标之间所夹的面积代表各种大小偏差的样17

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案本值出现概率的总和,这就是概率密度函数-∞∞区间的积分值,其值为,即标准态布线N(0,1)高斯正态分布的数学表达式(式中,、μ、都是变量,计算不便。为此常采用变量转换的办法,将平均值的偏差x-μ)以为单位,即令则以何值出现时,就可由其相当于u个而得出。例1:有一系列Fe的析数据,,,计算x=53.58%Fe时的u。解:这就是说,当一次测定值时偏总体平均值为一个标准差,即一个单。例:某化学课程最终考,平均成μ=75分,总体标准偏差=10分,计算分时的u值。解:即在此考试中,得满分的将以个准偏差出现。将上式(所令式)代入高斯数学表达式,得18

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案经过变量转换后平均值为μ总体标准偏差为的态分布曲线为平均μ总体标准偏差=1的态分布曲线,这种特殊的正态分布曲线称为标准正态分布曲线,用N(01)表示师图3-53.标正分布率度数分(用假定测定值出现在u=∞这样的无限范围内,则其出现的几率就等于。如果测定值出现在u=-∞或0到∞间,则在该范围内出现的几率分别为50%面积的关系列于四师表3-1。例3:某数值x在平均值(指总体平均值)的个准偏差)内概率是多少?落在平均值的3个标准偏差以内的概率是少?解:查四师表3-1,u=2时面积为,于是出现的概率为:当u=3时面积为,于是出现的概率为:讨:•假对Fe进行了多次测定O的均含量为11.04%为,233•

试计算FeO含落在标准偏差以内的几率。23•解:查表u=2时面积为0.4773于是出现的概率为:•••••••••

已某试样中含Co的准值为1.75%,标准偏σ=0.10%设测量时无系统误差,求分析结果落在±0.15%围内的概率。解:查正态分布概率积分表,u=1.5时概率为。分析结果落在±范内的概率应为³0.4554=86.6%。3.已某试样中含Co的准值为,标准偏差,设测量时无系统误差,求分析结果大于的率。解:此属单侧检验的问题。••

查积分表时率为整正态分布曲线右侧的概率为0.5000故落在大于的概率为:0.5000-0.4938=0.62%19

•••••••••

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案求均μ-0.6至+0.6σ区间内的概率。解:由题意知:u=±0.6查正态分布概率积分表u=0.6时积分面为0.2258此为双侧分布。故概率为:0.2258³对试样中铁含量量进行了130次析,分析结果符合正态分N(55.20%分析结果大于可能出现的次数。解:查概率积分表,时概率为整正态分布曲线右侧的概率为0.5000结果大于55.60%之概率应为••

130³≈()•

作业:14、16、18题§3-4有测数的计理一置度μ置区真值落在某一指定范围内的概率就叫置信概率(或置信度,置信水平)这范围就叫做置信区间。㈠置信度假设分析某钢样中的含磷量,四次平行测定的平均值为。知如果将分析结果报告为:或写成:单侧分布的概率为:查积分表(四师P.54表3-1;三师表;武大表7-2单面积(或说单侧概率)等于时u=1.0于是可报告成:20

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案置信度通常以表,显著性水平α表示,㈡置信区间已知总标准偏时置信区间已知样标准偏差时置信区间二可测值取(一)Q检验法(该法由迪安狄克逊在1951年出)步骤:⑪定数据按从小到大顺序排列XXX、„、X,中可疑数据可123n-1n能是X、X。1⑫列式计算舍弃商值若X为疑值时,n若X为疑值时,1⑬Q值得的界值⑭

PQ≥QPnQ<P

则该可疑数据为无效测量,应舍弃;则该可疑数据仍属偶然误差范畴内的,应保留。(二)四倍法步骤:⑪疑数据外,将其余数据相加求出算术均值及均偏差。⑫可数据与平均值之差大于。即则弃去此可疑数据,否则应予以保留。(三)格鲁布斯检验法⑪在一数据中,只有一可疑值时:将测得的数据,按从小到大顺序排列为X、X、„、X。中X或X1n-1可能是可疑值。若X是疑值,则1若X是疑值,则n21

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案G≥G时,则该可疑值舍去,否则应保留。P⑫一组据中有两个(或个以上)可疑值:①可疑值在同一侧②可疑值在两侧例:某一标准溶液的4次定值为0.1014、0.10250.1016mol/L用格鲁布斯法判断可疑值可否弃去?)解:选定,查(四师表)临界值,G=1.460.95,4因G<G0.95,4故0.1025mol/L这个数据属于偶然误差范畴内的不应舍去。例(四师略)(四)置信区间检验法凡是落在置信区间之外的数据应舍去,在区间内的数据应保留。例铁矿石中铁的含O%表示次定果40.16%,240.18%,40.18%试以t检法判断组数据中是否有可以舍去的数置度为)?解已知n=6查t值(四师表三师表5-4武P.250表7-3得tPf求得

=40.14%,S故测得值落在范内,应保留;否则应舍去。在所测数据中不此范围内,故应舍去。小结以介绍的四种处理可疑据的方法们都是从统计的概率来考虑的①四倍法简单,但不严密,目前用得很少。检法比较直观,计算方法简便,在测量次数较少(n<10时检法是一种较为合理的方法。③格鲁布斯法和t-检验法在判断可疑值是否22

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案舍去的过程中引进了正态分布中两个最重要的样本参和S方法的准确性较好合理而普遍适用的一种方法。但是因需要计σ和S,所以较麻烦。三分方准度检(著检)先假设组数据之间不存在显著性差异。确定一适当的置信度(或显著性水平)根据所择的置信度检验两个数据集的差异是否显著⑪检t值①样平均值与真值比较或若t<t,新法准确可靠(无显著差异)若t>t,新法不可靠(有显著性异)例1:为了鉴定一个分析方法,取基准物(含量)作了10次行测定。结果为:,,,,99.4,99.9,100.1,99.6(%)。试对此分析方法作出评价(置信度95%解:已知=100.0%,P=95%查t值t=2.260所,若置信度为,测定结果基准物的纯度0.95,90.95,9有显著性差异。例2,课件)②两样本平均值比较例3课)例4课)⑫检验值23

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案F值于F表,则认为两组数据的标准差之间有显著性差异,否则无显著性差异。四分结的示法报告分析结果时,须报告准确度、精密度(注意有效数字的位数定数、一定置信度下的置信区间。••

讨:、题作:P.73~27、题§3~5有效字其算则一有数的义位有效数字——是指分析工作中实际能够测量到的数字者说所有确定数字后加上一位不确定性的数字,就叫做有效数字。例如用通分析天平称量某物克数时于分析天平性能的限制小数点后第四位的数字是由估计得到的,因此数据只能取到小数点后第四位。设称出的重量1此数前面位字都是确定的,最后一位数字不确定,因此,一共6位效数字。如果改用普通台称,由于台称的性能比分析天平差,小数点后第二位数字开始已不确定,因此,只能取到小数点后第二位。得到的重量应为12.12g,为四位有效数字。又如:读取滴定管上的刻度甲得到23.43mL,乙得到23.42mL,丙到23.44mL,得到23.43mL定量分析中,在表示分析数据时,最重要的一点,就是只用有效数字。有效数字的位数直接与测定的相对误差有关。例如,用一般的分析天平称得某物体的重量为0.5180g,这个数不仅表明该物体具体重量,而且也表示最后一位数字0”是可疑的,即实际重量是.5180±0.0001g范内的某一数值。此时称量的绝对误差为0.0001g。若将上述结果写成则该物体际重量将0.518±0.001)g围内的某一数值,即绝对误差为±0.001g可见,准确度降低了倍注意”数值中的作用”可以是有效数字,也可以不是有效数字。在字中间的0”都是有效的;在字前面的0起定位作用,不是有效数字;在字后面”究竟是不是有效数字,必须据具体情况来定。请说明下列有效数字的位数:5位效数字24

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案4位效数字4位效数字位效数字1位有效数字5位有效数字30.48%4位有效数字³有效数字2位效数字³位效数字二数修规

有效数字位数不确定有效数字位数不确定“四舍六入,五后有数就进一,五后无数就成双例如:将下列数字修约成三位有效数字。①2.718282.72③59.857⑤76.549976.5⑦⑨23.550

②④⑥⑧⑩

3.141593.1445.428.232.527.5注:①一个数据的修约只能进行一次,不能分次修约。②使用计算器进行计算时般对中间每一步骤的计算结果进行修约对后的结果进行修约,使其符合事先所确定的位数。三有数的算则㈠加法进行加减运算时应以小数点后数最(即绝对误差最大的那个数为准确定有效数字位数。例课件)㈡乘法进行乘除运算时,应以有效数字位数最少(即相对误差最大)的那个数为准,确定有效数字的位数。例课件)㈢对运算所取对数的位数应与真数有效数字位数相同。例课件)注:①记录测定数值时,只保留一位可疑数字。②计算有效数字位数时,若数据的首位数等于大于8其有效数字的位数可多算一位。③所有常数(如、的值以及分析化学中常遇到的倍数、分数关系非测定所得,其有效数字位数,视为任意的(即无限多位要几位就写几位。④表示准确度和精密度时,取一位有效数字即可,最多取两位有效数字。四有数运规在析学的用①各种化学平衡中有关浓度的计算;25

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案②计算测定结果。••

讨:P.727、810题作:P.724~628题§3-6提分结准度方一化分中准度要为了不同目的进行化学分析所要求的准确度是不同的。二分准度检平行测求和法离子平法、用两种不同类型的方法分析三提分结准度方选择适的分析方法减小测的相对误差检验和除系统误差⑪照析⑫作空试验⑬校正器⑭分析果的校正适当增平行测定次数,减小随机误差26

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案授课内容

第四章

滴定分析法概论

课时安排

学教学目的要求教学

了解滴定分析法的特点和对化学反应的要求;掌握标准溶液的配制和浓度的标定,基准物质的意义及应具备的条件;掌握物质的量浓度、滴定度的意义及相互换算的方法;掌握计算分析结果的方法。重点难点教学方法手段教学内容提纲时间分配及主要内容教材及参考书作业及思考题教学后记

重点:浓度的换算和滴定分析的有关计算。讲授为主,启发式和互动式相结合;多媒体教学与传统教学相结合。一、滴定分析法简介滴分析法的特点和主要方法;2.滴定分析法对滴定反应的要求;几滴定方式。二、标准溶液浓度的表示方法物的量浓度;滴定度。三、标准溶液的配制和浓度的标定标溶液的配制;2.标准溶液浓度的标定。四、滴定分析中的计算物的量浓度和体积的关系;2.物的量浓度、体积与质量间的关系;物的质量分数的计算;物质的量浓度与滴定度间的关系;质分数、体积与滴定度间的关系。共时分标溶液浓度的表示方法分滴分析中的计算分标溶液的配制和浓度的标定分小华中师范大学等四校编,分析化上册)第三,高等教育出版社北大出版析化学简明教程作业:9、、1517、题85思考题:1、3、、6题。27

t兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案t第四章教内§4~1定析简一滴定分析的点主方㈠滴分析法的特点

滴定分法论滴定分析法是化学分析法中的重要分析方法之一。滴定分析法titrimetric:就是将一种已知准确浓度试剂溶液(即标准溶液滴定管滴加到被测定的物质的溶液(即试液)中,直到化学反应完全时为止,然后根据所用试剂溶液的浓度和体积以求得被测组分的含量的操作手续主要是滴定,所以这种方法就叫做滴定分析法。基术:标准溶液(standardsolution):在滴定分析中,通常把已知准确度的试剂溶液叫做标准溶液,又叫做滴定剂。滴定(titrant滴剂从滴定管滴加到被测物质溶液中的过程叫做滴定。基准物(primary:能用来直接配制或标定标准溶液的物质。化学计量点stoichiometricpoint)滴的标准溶液与被测物质定量反应完全时的这一点,叫做化学计量点(亦称等量点是理论终点。滴定终点(point):化学计量点一般用指示剂的变色来确定。在滴定过程中,指示剂正好发生颜色变化的转变点叫做滴定终点。终点误差(point滴终点与化学计量点不一定完全吻合此造成的很微小的分析误差叫做滴定误差(或终点误差,用表滴定分析的主要特点是加入滴定剂的量与被测物质的量恰好符合化学计量关系分析方法快速、准确,操作简便,用途较广,适合于中到高含量组分的测定。滴定分析的方法:根据反应的不同,滴定分析法又可分为以下四类:酸滴定法methodof)络滴定法methodofcomplexfermation)氧还原滴定法(methodofoxidationreductiontitration)沉滴定法methodoftitration)二滴分法滴反的求反要定量地完成反速度要快要简便可靠的方法确定滴定的终点三几滴方、直接滴定directtitration)用标准溶液直接滴定被测物质的溶液,叫做直接滴定。凡能满足滴定分析要求的反应,都可用直接滴定法进行滴定。回定titration返滴定或剩余量滴定)反应速度较慢或没有合适指示剂的反应以先准确地加入过量的标准溶液反完全之后,再用另一种标准溶液滴定剩余(多余)的滴定剂(标准溶液据反应消耗的滴28

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案定剂的量就可以算出被测组分的含量。这样的滴定方法就称回滴定法。置滴定displacedtitration)对不按一定反应式进行或伴有副反应的反应直接滴定被测物质这情况,可以通过被测物质与另一种物质起反应换一定量的能被滴定的物质来后适当的滴定剂进行滴定,借此可算出被测物质的含量,这种方法叫做置换滴定法。间滴定法indirection)不能与滴定剂直接反应的物质,可以通过另外的反应间接测定。§4~2准液度表方一物的浓(C)二滴度T按配成标准溶液的物质表示的滴定度T)A例如:TNaOH0.04000g/mL即NaOH液中含有。按被测物质表示的滴定度T)A/B①表示每标溶液A相于被测物质B的数。例如:即每mLKCrO标准溶液相当于。2例:取被测溶液10.00mL盛于锥形瓶中,以的KO标溶液滴定消KO标溶液20.00mL求测溶液中铁的含量是多22少?(以铁/升表示)解:答:被测溶液升中含。②如固定被测物质的质量,那么滴定度可直接表示1mL滴剂(标准溶液)相当于被测物质的质量分数或百分含量%例如:即固定试(测物质重量时1mLKCrO标溶液相当于试样中铁含量1.00%27例升标准KCrO溶含纯KCrO此液对FeO的滴定度为多少?227273解课件)29

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案§3~3准液配和度标一标溶的制直配制法准确称取一定量的基准物质,溶解后移入容量瓶中,用稀释至刻度,然后根据称取的基准物质的质量和容量瓶的体积可直接精确计算出标准溶液的准确浓度就直接配制法配制标准溶液。计算公式:基准物质必须具备以下条件:①纯度应足够(一般要求纯度99.9%以上的含量应少到可以忽0.01~0.02%②组成要恒定,应与化学式完全符合。③性质要稳定。④最好具有较大的摩尔质量。间配制法(也叫标定法)就是先配成一种接近所需浓度的溶液后用基准物或用已经用基准物质标定过的另一标准溶液)来标定它的准确浓度。这种操作过程叫做“标定”或“标化就是间接法配制标准溶液。二标溶浓的定.用基准物质标定准确称取一定量的基准物质溶后用标定的溶液来滴定然根据基准物质的重量及待标定溶液所消耗的体积,就可算出该溶液的准确浓度。与准溶液进行比较用移液管准确吸取一定量的待标定溶液已知准确浓度的标准溶液滴定者确吸取一定量的已知准确浓度的标准溶液待定溶液来滴定后根据两种溶液所消耗的毫升数及标准溶液的浓度可计算出待标定溶液的准确浓度这用标准溶液来测定待标定溶液准确浓度的操作过程叫做“比较§4~4滴定析的算一物的浓(C(称度和积V)关30

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案例:计算0.2500mol/LNaOH溶10.00ml能与多少毫升0.2500mol/LHSO起用。2解课件)二物的浓(C、积)与量m)的系例课)三物的量数计四物的浓(C)滴度T)间的系五质分w)、体积(与滴度T、T)的系AAB/A••

讨:P.852、56、7题作:P.854、821题31

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案授课内容

第五章

酸碱滴定法

课时安排

学进一步理解酸碱质子理论中酸碱的定义共轭酸碱对酸碱反应的实质以及溶剂的质子自递反教学目的要求教学

应等基本概念;掌握酸碱平衡体系中各型体分布分数的计算和用质子理论处理酸碱平衡;掌握几种常用缓冲溶液的配制方法、值的计算以及缓冲容量缓冲范围的概念;了解酸碱指示剂的变色原理、变色范围;理解各种类型酸碱滴定过程中pH的变化规律,掌握正确选择指示剂的方法;掌握酸碱滴定分析有关计算。重点难点教学方法手段学

重点:用质子理论处理酸碱平衡;指示剂的选择;突跃范围;有关计算。难点:用质子理论处理酸碱平衡。讲授为主,启发式和互动式相结合;多媒体教学为主,传统教学为辅。一、酸碱质子理论基本概念;酸碱反应;溶剂的质子自递反应和溶剂的种类;酸碱的强度与溶剂的关系。二、水溶液中弱酸(碱)各型体的分布几个概念;2.处理水溶液中酸碱平衡的方法;酸度对弱酸(碱)各型体分布的影响。三、酸碱溶液中氢离子浓度的计算一元强酸、强碱溶液中浓度的计算;2.一元弱酸弱碱溶液;多元弱酸(碱)溶液H

]计算;两性物质溶液酸度的计算;5.混合酸溶液。内容提纲时间分配及主要内容教材参考书作业及思考题

四、酸碱缓冲溶液缓冲溶液值的计算;缓冲容量和缓冲范围;3.缓冲溶液的选择和配制五、酸碱指示剂酸碱指示剂的变色原理;指示剂的变色pH范围使用酸碱指示剂需注意的问题;混合指示剂。六、强酸(碱)和一元弱酸(碱)的滴定强酸与强碱的滴定;强碱(酸)滴定一元弱酸(碱直接准确滴定一元弱酸(碱)的可行性判据;4.终点误差。七、多元酸碱的滴定多元酸(碱)分步滴定的可行性判据;多元酸的滴定;多元碱的滴定;混合酸(碱)的滴定;5.酸碱滴定中CO的影响。八、酸碱滴定法的应用混合碱的分析;铵盐中含氮量的测定;3.某些有机化合物含量的测定;极弱酸(碱)的滴定;某些无机物含量的测定;非水溶液中酸碱滴定。共12学时内容,教学步骤见课件及讲稿90分钟质子理论的酸碱概念90分钟溶液中酸碱组分的分布,酸碱溶液的pH值计算90分钟酸碱指示剂的变色原理、变色范围、选择依据90分钟强酸(碱)的滴定曲线、一元弱酸(碱)的滴定曲线、多元酸(碱)的滴定曲线45分钟滴定终点误差的计算90分钟酸碱标准溶液配制和标定30分钟应用示例计算15分钟小结华中师范大学等四校编,分析化学(上册)(第三版高等教育出版社北大出版析化学简明教程》作业:3、、8、18、、39题思考题:、、3、5、6、。32

++++--14--173兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案++++--14--173教内:第五章

酸碱滴定法§4-1酸质理一基概酸碱质子理论(由布朗斯特(BrJN)于1923年出)对酸碱的定义是:一切能放出质子H)物质就是酸,能接受质子H)物质就是碱。二酸反酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间的质子传递反应质子理论不仅把酸与碱的关系统一在质子上,而且把酸与碱的反应统一在质子的传递上。酸的相对性共的绝对性广性三溶的子递应溶的类以HO为:2HO+HH+OH23

-象这种仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用叫做溶剂的质子自递反应应的平衡常数就叫做溶剂的质子自递常数(用K表)或称溶剂的离子积。HO的子积是用K表的。即2[H

][OH

]K=³

(25℃又如:有机溶剂甲醇,它有与H相的离解平衡,生成溶剂化质子:2[CHOH]+[CH]=K=2.0×103s=16.70根据酸碱质子理论,溶剂可分为以下四类:①碱性溶剂:接受质子能力较强的溶剂,又叫亲质子溶剂。②酸性溶剂:给出质子能力较强的溶剂,又叫疏质子溶剂。③两性溶剂:既能给出质子又能接受质子的溶剂。④惰性溶剂:既不给出质子,又不接受质子的溶剂。四酸的度溶的系㈠酸的强弱与酸碱的性质及溶剂的性质有关(无机已讨论)㈡共酸碱对的K和K的关系(无机已讲,略)ab§5~2溶中酸碱各体分一几概分浓度和平衡浓度分析浓度单体积溶液中含溶质的物质的量分析浓物的量浓度用C表。单位为mol/Lmol/dm或mmol/L。分析浓度也叫标签浓度或浓度。平衡浓度:指平衡状态时,溶液中存在的各种型体的浓度,就是平衡浓度。用”示。33

++-2-3-+-2-]+-2-兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案++-2-3-+-2-]+-2-酸浓度和酸度酸度:是指溶液中H的度(严格说来是H的度用pH表。酸的浓度:就是酸的分析浓度,即物质的量浓度。二处水液酸平的法质子条件在碱反应中质转移的平衡关系就叫做质子条件或质子平衡的数学表达式叫质子等衡式,用表。㈠由料平衡和电荷平衡方程导出质子条件物料平MBE物料平衡就是指在一个化学平衡体系中一给定组分的分析浓(即总浓度等溶质各型体(即各有关组分)平衡浓度的总和。物料平衡又叫质量平衡,用M表。它的数学表达式叫做质量等衡式或物料等衡式。也就是前面的分析浓度与平衡浓度间的关系式。例:写出浓度为Cmol/L的溶液的物料等衡式。3解课件)例:写出浓度为Cmol/L的溶的物料等衡式。23解课件)MBE练::的HAC的料衡式C=[HAC]+[AC-]:的PO的料平衡式3C=[HPO]+[HPO]+[HPO]+]342444:Cmol/mL的物料平衡式2]C=[HPO]+[HPO3424

]+[HPO4

]4

3-:Cmol/mL的物料平衡式3]=CC=[HCO]+[HCO]]2电平衡CBE师)根据电中性的原则单体积中的正电荷数等于总的负电荷数或者说反应处于平衡状态时溶中正电荷的总浓必等于负电荷的总浓度一规律称为电荷平衡它数学表达式叫做电荷等衡式或电荷平衡方程,用CBE表。例课)例课)例课)CBE练习见件)由MBE和导PBE(举例说明)㈡由碱平衡体系中,得、失质子的物质的量应相等的原则直接导出质子条件采用这种方法首先必须选择合的零水准物质后把由水准状态转变为获得质子的组分所得质子的浓度之和列在等式的左边水状态转变为失去质子的各种组分所失去质子的浓度之和列在等式的右边,这样的平衡关系就是质子条件。例课)34

+-+-兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案+-+-例课)PBE练课)小结:正确书写质子条件式应注意以下几点:①检查所有参加质子转移的组分是否都列入了PBE中②在,不能有原始成分,也不能将没有参加质子转移的组分列入;③检查各型体浓度前的系数是否对要意每种物质的浓度都要乘以原始物质获得或失去的质子数;④因属水溶液体系,PBE中都应有[H]和[]这两。⑤对单个酸碱水溶液,其电荷平衡CBE即是质子条件三酸对酸碱各体布影在弱酸或弱碱溶液中度酸溶液中各型体的影响以各型体的平衡浓度除以溶液的分析浓度这一分数来表示,此分数就称为分布分数,δ表示。㈠一弱酸(碱)溶液中各型体的分布分数以HAc溶为例在液中以HAc和Ac-两型存在设CHAcmol/L为的分析浓度。故同理可得:对于一元弱碱的情况也类似。只是将公式中[]成[OH],将K改成K即。ab如:NH溶液335

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案练习:计算pH=5.0时HAc溶)和Ac-的分布分数及平浓度解课件)㈡多弱酸(碱)溶液中各型体的分布分数故同理可得:同理可求行其它多元弱酸的分布分数。如:酸液中存在型体,它们的分布分数分别为:36

+-+++兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案+-+++讨:H分布曲线的讨论3对于多元弱碱的情况类似于多元弱酸的情况,只是将公式中]改成[OH]K改成K即ab可。以为坐标,值横坐标作图,则可得δ-pH曲图。§5-3酸溶中离浓的算一一强、碱液H]浓的算(一)一元强酸溶液精确式[H]≈(二)一元强碱溶液

HB

近似式一元强酸溶[]精确计算式37

-+兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案-+一元强碱溶[OH]精确计算式二一元弱酸碱液(一)一元酸(HA)溶液①当C²20K,C/K时简化精确式的质子条件式a精确式②当C·K<20K,C/K时a近似式1③当C·K>20K,C/K<400时,awa近似式④当C·K>20K,C/K>400时awa最简式(二)一元弱碱B溶液①当C²<20K,C/K时用确式计算:bw②当C²Kb>20Kw,C/Kb>400时,可用最简式计算③当C²Kb>20Kw,时,可用近似式2计:④当C²C/Kb>400,可用近似式1计:例师P.100,例,,5-5,5-6)三多元弱酸碱溶H]的算(一)多元弱酸溶液酸度的计算多元弱酸在溶液中是逐级离解的,例如H在H中三步离解:3238

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案①可一元弱酸的计算公式求溶液中[H+]。即当²>20K,C/K>400时可用最简式计算:a1w当C²>20K,<400时可用近似式2计算:a1w当C²<20K,>400时可用近似式1计算:a1w当C²<20KC/K时可用精确式计算a②根据离解平衡,可求得溶液中各型体的平衡浓度件)(二)多元碱溶液碱度的计算当C²>20K,C/K时可用最简式计算b1w当C²>20K,C/K时可用近似式算:b1w当C²<20K,C/K时可用近似式计:bwb当C²20K,C/K时用精确式计算:bw其它各型体的平衡浓度,可根据各级离解平衡求得。四两性物质液度计(一)多元弱酸的酸式盐溶液1.NaHA型NaH型的溶液24以溶为来讨论多元弱酸的酸式盐的酸碱平衡问题件339

兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案精确式(当<20K,时)a2w①CK>20K,,式中的K可忽略,得近似公式:a2wa1w近似式⑪②如果两性物质的浓度≥,<20K时则精确式中能略K,能略K,a1a2wa1w得近似式:近似式⑫③如果CK≥20K,C20K时,则精确式中K+C≈C即K可略去也可忽略a2wa1w不计,得最简式:最简式NaH型酸式盐溶液24例如:PO溶液(见课件)2精确式(件:CK<20KC<20K)a2w近似式①(条件:>20K,)a2w近似式②(条件:<20K,C)a2w最简式(条:>20K,>20K)a2wHPO型液2精确式

(条件:CK<20Ka3wC<20K)a2近似式①(条件:CK,C<20K)a2w近似式②(条件:CK<20K,C>20K)a2w最简式

(条件:>20K,C>20K)a2wa1(二)弱酸弱碱盐溶如NHAc)(见课件)440

--++-+-+兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化--++-+-+精确式(条件:²′<20K,C<20K)wa近似式①(C²′20K,C<20K)w近似式②(C²′20K,>)wa最简式²′,C>20K)w(三)氨基(略)五混酸液(一)强酸弱酸混(HCl和HAc混为例)(见课件)(二)弱酸弱酸混合(如HAHB混课)思题5§5-4酸缓溶一缓溶pH的算一般缓溶液(无机已讲)精确式

作:P.148、、18、19、a.如缓冲溶液的(在酸性范围内起冲作用[H共轭碱离解所产生的[OH]可以略不计,则精确式可简化为:近似式⑪

+

],则此时HO和2如缓冲溶液的pH>8在性范围内起冲作用]>>[H]则H和共-轭酸离解所产生[]可以忽略不计,则精确式可简化为:+近似式⑫精确式中,如果C>>([H]-[OHC>>([H]-[OH]),精确式可简化为:a最简式标准缓溶液标准缓冲溶液的pH值是用实验测定的验得的是H的度果用有关公式计算值,必须考虑离子强度的影响,样算出的结果才与实测结果基本相吻合。二缓容和冲围41

HIn兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案HIn缓冲溶液的缓冲能力以缓冲容β来量度。定义为:缓冲容量的大小与共轭酸碱组分的总浓度及比值有关:总的说来,缓冲溶液总浓度越大,缓冲容量就越大。当总浓度一定时,缓冲组分的浓度比愈接近1∶,缓冲容量越大。弱酸-轭碱体系:缓冲范围为pH=pK±a弱碱-轭酸体系:缓冲范围为pOH=pK±1b或pH=pK-pK±1w三缓溶的择配例欲制1LpH=5的冲溶液中弱酸和它的共轭碱的总浓度为0.200mol/L问此缓冲溶液应如何配制?解:(见件)••

讨题7、25作:P.148、21、、23§5-5酸指剂一酸指剂变原酸碱指示剂本身通常是结构比较复杂的有机弱酸或有机弱碱。当溶液的H值变时,指示剂失去质子或接受质子伴着质子的转移指示剂的结构发生变化从而使溶液呈现不同的颜色。这就是酸碱指示剂的作用原理。下面以甲基橙(指示剂碱(指示剂酸)为例来说明(见课件)酚酞:甲基橙:二指剂变pH范指示剂的变色范围:指示剂颜色的改变的酸度范围,称为指示剂的变色范围。pH=pK±当[In-]=[HIn]时,pH=pKHIn一点称为指示剂的理论变色点。三使酸指剂注的题温度指示剂用量四混指剂①由两种酸碱指示剂混合而成颜色互相混合变色间隔变窄色化更敏锐。②由一种酸碱指示剂与一种惰性染料相混合于颜色互相混合使色更敏锐其42

++++-3++-兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案++++-3++-色间隔不变。§5-6强()一弱()滴一强与碱滴滴定前[H]=C=HCl=-lg[H]=滴定开到化学计量点(即等量点)前如果加入NaOH18.00mL时则中和的为,此时溶液中[]为:-lg[H

]=-lg(5.26×10当加入NaOH19.98mL即计量点前相对误差)时,未中和的HCl为0.02mL,此时溶液中H]为:.=4.30计点时化学计量点时入时HCl全被中和时液中[H]由O2的离解决定。化学计点后如果加入NaOH(即计量点后,相对误差+0.1%)时量时溶液[OH]为:

0.02mL此=4.30=9.70二强()定元酸碱㈠强滴定一元弱酸(HA以NaOH滴20.00mL0.1000mol/LHAc为来讨论滴定过程中溶液的pH值的变化情况,然后绘出滴定曲线。43

+-6兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案+-6滴前V=)NaOH溶液的组成为HAc,CHAc=,此溶液的[]由HAc离所决定。∵C²³³HAc

-5

>w∴可最简式计算:=2.87滴开始到化学计量点前滴加NaOH后HAc作用生成,时溶液中还有剩余的因此,溶液的组成是未反应的HAc和反应产物Ac-组成一个缓冲体系,故溶液中的酸度可按缓冲溶液公式进行计算:查表得=∵

CC=HAcNaOH如果加入NaOH量为,化计量点已滴入NaOH20.00mLNaOH恰与HAc全反应生成NaAc组成为由于Ac-是HAc的轭碱,故溶液的可据溶液中Ac-离解平衡进行计算:∴

可用最简式计算:=5.28=14.00-=、化学计量点后当滴入20.02mL时44

-8兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案-8=4.30pH-4.30按上述方法逐一计算可以计算滴定过程中各点的pH(师P.129表5-5各点pH值可以绘出滴定曲线。下图是强碱滴定强酸与强碱滴定弱酸滴定曲线相比较师图)强碱滴定弱酸的滴定曲线具有以下几个特点:起不同滴开始后曲线的坡度大滴中途曲线有平坦部分接化学计量点时曲线坡度又大化计量点时pH值同滴突跃部分的大小不同由于强碱滴定弱酸的滴定突跃范围较小处于碱性范围内因此指剂的选择就受到了限制只选择在弱碱性范内变色的指示剂酚酞滴定至溶液变为粉红色时为9.1;百里酚蓝溶液由黄色变为绿色时;都是合适的指示剂。影响滴定突跃范围大小的因素:滴定突跃范围的大小与弱酸的K(弱碱的K)有a关,与浓度有关。㈡强滴定弱碱的情况与上类似(此略)三直准滴一弱()可性据判断弱酸(碱)能被准确滴定的依据:²≥10a²≥10b四终误

-8(一)强碱滴定强酸的滴定误差终值于计量点值情况终值于计量点值情况(二)强酸滴定强碱的滴定误差45

+兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案+终值于化学计量点值的情况终值于化学计量点值的情况(三)强碱滴定一元弱酸的滴定误差终值于化学计量点值的情况、终点值低于化学计点pH值情况(四)强酸滴定一元弱碱的滴定误差终值于化学计量点值的情况终值于化学计量点值的情况§多元酸的滴定一多酸碱分滴的行判,则这一级离解的H

能被滴定。,则第i级第i+1级解的H可被分步滴定。出第1个跃出第个突跃二多酸滴(一)HPO的滴定3用0.1mol/L定0.1mol/LHPO至第一化学计量点时,溶液组成为PO:3NaOH+H+H3424NaHPO是一种两性物质,因此溶液的pH值按两性物质公式计算:24NaHPO的分析浓度为:2446

-8兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案-8=4.70可选甲基橙pH3.1~4.4基(pH4.4~6.2作指示剂。第二化学计量点时,溶液组成为Na;2NaHPONaOH=HPO+HO242Na是一种两性物质,因此溶液的pH值按两性物质的计算公式计算。24NaHPO的析浓度为:24=9.67可用酚酞()或百里酚酞()指示剂。三多碱滴()四混酸碱的定强酸与弱酸的混合酸弱酸酸性越弱,单独滴定强酸的准确度就越高。当弱酸的c²<,不能直接滴定混合酸总量;a当弱酸的Pk≥10相当于单独滴定强酸。a()弱酸的酸性越强,滴定总量越有利。当Pk4无法准确分别滴定混合酸中的强酸了。a分别滴定的可行性还两种酸浓度比有关一般来说强酸的浓度越大越利于提高滴定强度的准确度。对于两种弱酸的混合酸,KK

K

才可准滴定种弱酸47

-8兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案-8由于某些混合酸的滴定突跃较小,宜用混合指示剂或仪器指示终点。混合碱的滴定同上。五酸滴中的响2§酸碱滴法的应直滴法条件①强酸及C²的(括元弱酸都可以用标准碱溶液直接滴定。a②凡强碱及²≥10b

-8

的弱(括多元弱碱可用标准酸溶液直接滴定。一、混合碱的测定(一)烧碱中NaOH和Na含的测定23双示剂法在一次滴定过程中采两种指剂分别指示两个计量点的滴定方法做双指示剂法。烧碱中CO含量的测定,可以采用这种方。采用这种方法,在选择指示23剂时主要是根据用HCl标准溶液滴定碳酸盐时有两个计量点的原理。第一计量点的滴定反应:NaOH+HCl=NaCl+HpH=72Na+HCl=+23第一计量点可选酚酞pH)指示剂。第二计量点的滴定反应:NaHCO+HCl=HCONaCl32CO↑+HO2第二计量点时可选用甲基橙(3.1红(黄)作示。整个滴定过程所消耗的HCl的积关系可表示为:根据滴定的体积关系得:48

总兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教总氯化钡准确称取一定量的试样溶(除去的蒸馏水中是致酸碱滴误差的2重要来源后稀释到一定体,分别取等量溶液两份。第一份溶液用甲基橙作指示剂,用滴总碱度。滴定反应:+HCl=NaCl+HO2Na+2HCl=2NaCl+H+CO↑22第二份溶液先加过量的溶使生成↓然后在沉淀存在的情况22下,以酚酞为指示剂pH8.0~10.0)用HCl滴,所消耗HCl的积为VmL。2反应为Na+BaCl=BaCO↓+2NaCl233NaOH+HCl=+HO2显然,V是和NaOH所消耗的HCl的积,而所耗的HCl的积是V-V223(即V-V1(二)纯碱中Na和含的测定2双示剂法采用双指示剂法时操作与前面讲的测定NaOH和的量相同,只是滴定的体积关系有所不同。第一,以酚酞为指示剂,用标准酸HCl)来滴定混合碱。滴定反应为:Na+HCl=+23第二,以甲基橙为指示剂,继续用标准酸HCl)滴定滴定反应:+HClHCO+NaCl323CO↑+HO2消耗于CO和NaHCO的HCl标溶液的体积可图示如下:2349

2-2-兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教案2-2-法2采用BaCl法测定时,仍分取两等份试液作测定。2第一份溶液仍以甲基橙为指示剂,用HCl滴定Na和NaHCO的量。23滴定反应:CO+2HCl=2NaCl+CO↑+H23NaHCO+HCl=NaCl+CO↑+HO322第二份溶液先准确加入过量的NaOH标准溶液,使NaHCO转为Na,然后加32入过量的BaCl将CO2

沉淀为BaCO↓。再以酚酞为指示剂,用HCl标溶液返滴过量的33耗HCl为VmL消于使HCO-变为23即欲测的NaHCO的质的量。3

3

的NaOH的质的双指示剂法除了可以用于混合碱的定量分析外(如上所述可用于未知样的定性分析:设V代标准酸溶液滴定试液至酚酞变色所消耗的标准酸溶液的体积V代标准酸1溶液继续滴定试液至甲基橙变色时又消耗的标准酸的体积据V和V的大小可以判1断出试样由哪些成分组成。如:(1当V≠0,V时说明试样中有OH12

-

存在;50

-2-2--2-+++++兰州城市学院化学与环境科学学院-分析化学教-2-2--2-+++++(2当V,V≠0,试样中只有HCO存在;13(3当V=V≠,说明试样中只有CO存;13(4当V>V时说明试样中存在OH1

-

和CO;3(5当V>V时说明试样中存在2二铵中氮的定蒸法

3

和CO。3将铵盐试样放入蒸馏瓶中入量的浓(NH转化为NH后热蒸馏。4把蒸馏出来的氨吸收在过量的标准HCl溶中(浓度和体积需要准确成NH,用4标准溶回滴多余的HCl根NH所消耗HCl的质的量mmol可算出氮的3含量。采用甲基红为指示剂。甲法这种方法是利用甲醛能迅速地与铵盐作用放出相当量的质子化的六次甲基四胺和后以酚酞为指示剂,用NaOH准溶液直接滴定,就可测得铵盐中氮的含量。反应式:+=(CH)NH+3H+6HO4262铵盐中氮的百分含量为:三某有化物量测(简四极酸碱的滴(介五某无物量测(介六非溶中酸滴(介••

思题P.148、、11、14

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