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文档简介
实验内容1.电子天平及各种量器的正确使用;2.实验室基本知识。3.滴定分析基本操作;4.分析天平的称量练习、标准溶液的配制。5.氢氧化钠标准溶液的配制与标定;6.食用醋中总酸度的测定。7.盐酸标准溶液的配制与标定;8.食用碱的分析。实验内容9.EDTA标准溶液的配制和标定;10.自来水总硬度的测定。11.KMnO4标准溶液的配制与标定;12.KMnO4法测定过氧化氢含量。13.碘标准溶液的配制与标定;14.剩余碘量法测定葡萄糖含量。15.Na2S2O3标准溶液的配制与标定;16.五水硫酸铜中铜含量测定实操考核实验内容1.电子天平及各种量器的正确使用;2.实验室基本知识。3.滴定分析基本操作;4.分析天平的称量练习、标准溶液的配制。5.氢氧化钠标准溶液的配制与标定;6.食用醋中总酸度的测定。7.盐酸标准溶液的配制与标定;8.食用碱的分析。基本操作酸碱滴定实验内容9.EDTA标准溶液的配制和标定;10.自来水总硬度的测定。11.KMnO4标准溶液的配制与标定;12.KMnO4法测定过氧化氢含量。13.碘标准溶液的配制与标定;14.剩余碘量法测定葡萄糖含量。15.Na2S2O3标准溶液的配制与标定;16.五水硫酸铜中铜含量测定实操考核氧化还原滴定配位滴定沉淀滴定成绩组成:卷面分60%结业成绩
平时分40%期末:闭卷考试目录:理论部分2~8章第三章:定量分析的误差及数据处理第四章:滴定分析概述第五章:酸碱滴定法第六章:配位滴定法第七章:氧化还原滴定法第八章:沉淀滴定法第九章:重量分析法目录:理论部分2~8章第三章:定量分析的误差及数据处理第四章:滴定分析概述第五章:酸碱滴定法第六章:配位滴定法第七章:氧化还原滴定法第八章:沉淀滴定法第九章:重量分析法四大滴定绪论第一节分析化学的任务和作用第二节分析化学的分类
第三节分析化学的发展与趋势
第四节本课程的学习要求社会科学、考古学人类学和法医学分析化学化学学科的所有分支物理、天体物理、天文和生物物理工程学、民事、化学、电以及机械医学、临床化学药物化学、药学毒物学生物学、植物学、遗传学、微生物学、分子生物学和动物学地质学、地球物理学、地球化学和古生物学环境科学、生态学和海洋科学农业、动物科学农作物科学、食品科学、园艺学和土壤科学材料科学、冶金学和高分子科学等学科按试样用量及操作规模分:
常量、半微量、微量和超微量分析方法试样质量试液体积常量分析>0.1g>10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析<0.1mg<0.01ml滴定分析法重量分析法酸碱滴定法络合滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法挥发法沉淀法化学分析法光学分析法色谱法质谱法核磁共振波谱法等等电子探针和离子探针微区分析法电化学分析法吸光光度法红外吸收光谱法紫外吸收光谱法发射光谱法原子吸收光谱法荧光分析法电重量分析法电容量分析法极谱分析法电位分析法仪器分析法绪论第一节分析化学的任务和作用第二节分析化学的分类
第三节分析化学的发展与趋势
第四节本课程的学习要求分析化学的学习方法
理论与实验技能的学习并重,注重培养实验技能,认真上好实验课,按要求完成实验报告,实验技能列为考试内容。第二章基本实验技能第一节分析化学实验室基础知识第二节滴定分析的一般仪器第三节分析天平的使用分析化学实验室基础知识一、化学实验用水二、化学试剂三、溶液及其配制四、玻璃仪器的洗涤五、实验室安全一、化学实验用水1、纯水物等级表2—1纯水的不同规格技术指标一级二级三级pH值(25℃)----5.2~7.5电导率(R)(25℃)/μS·cm-1≤0.1≤1.0≤5.0蒸馏水器单蒸水器双蒸水器一、化学实验用水2.纯水的制备方法(1)蒸馏法使用的蒸馏器由玻璃、铜、石英等材料制成。该法设备成本低,操作简便,但能量消耗大,只能除去水中非挥发性杂质,不能除去溶解在水中的气体。(2)离子交换法用离子交换法树脂分离出水中杂质离子的方法。用这种方法制得的水称去离子水,此法易制大量水,成本低,但操作复杂,不能除去非电解质(如有机物),而且会有微量离子交换树脂溶在水中。
(3)电渗析法这是在离子交换技术基础上发展起来的一种方法,此法制备的水纯度很高,但成本也高。蒸馏水器高渗水一、化学实验用水3.纯水的检验(1)电导率
一般分析用水电导率5.0μS·cm-1,高纯水≤1.0μS·cm-1。(2)pH值一般纯水pH值为6.0左右,可用酸度计测定。(3)硅酸盐取30mL水于小烧杯中,加入4mol·L-1HNO35ml、5%钼酸铵5mL,室温放置5min,加入10%Na2SO35ml,观察,若出现蓝色,则不合格。(4)氯离子取20mL水于试管中,用4mol·L-1HN03酸化,加入0.1mol·L-1AgNO3溶液1~2滴,摇匀,如有白色乳状物(衬黑色背景观察),则不合格。(5)阳离子(Fe3+、Zn2+、Pb2+、Ca2+、Mg2+)
取水25mL,加入铬黑T指示剂1滴,氨缓冲溶液5mL,如为蓝色,说明阳离子含量很小,水质合格;若出现紫红色,则不合格。根据用水的目的,有时还要作一些其他专项检验。《分析化学》是科学技术的“眼睛”二、化学试剂质量次序1234级别一级品二级品三级品中文标志优级纯分析纯化学纯生化试剂符号GRARCPBR、CR标签颜色绿红蓝黄纯度最高表1-2化学试剂等级标志的对照最常用指示剂等试剂标签剧毒品易燃液体标志三、溶液及其配制1.溶液浓度的表示法(1)物质的量浓度(简称浓度)(2)物质的质量浓度(3)质量分数
(4)体积比浓度以A+B表示三、溶液及其配制(1)对于一些易溶于水而不易水解的固体试剂如KNO3、NaCl等,先计算所需的量,用台秤或分析天平称取,放入烧杯中,以少量的蒸馏水搅拌,待溶解后再稀释至所需的体积。(2)若有加热使其溶解的,则应使其冷却至室温后,再移至试剂瓶中,贴上标签备用;(3)对于易水解固体试剂如FeCl3、SbCl3、BiCl3、SnCl2等,配制溶液时,称取一定量的固体,加入适量的稀酸溶液使其溶解,以防止水解,再以蒸馏水稀释至所需体积,摇匀后转入试剂瓶中;三、溶液及其配制2.一般溶液的配制(4)对于液态试剂如HCl、H2SO4等,配制溶液时,用量筒量取所需浓酸的量于烧杯中,再加入适量的蒸馏水稀释。(5)配制硫酸溶液时,需特别注意,应在不断搅拌下将浓硫酸缓缓倒入盛水的烧杯中,切不可颠倒操作次序。(6)见光易分解的要注意避光保存,如AgNO3、KMnO4、KI等溶液应贮存于棕色试剂瓶中。三、溶液及其配制标准物质(referencematerial,RM)的定义可表述为:已确定其一种或几种特性,用于校准测量器具、评价测量方法或确定材料特性量值的物质。目前。在我国的化学试剂中,只有滴定分析基准试剂(参看附录四,P269)和pH基准试剂属于标准物质,基准试剂可用于直接配制标准溶液或用于标定某溶液的浓度。三、溶液及其配制
4.标准溶液的配制
(1)直接配制用分析天平准确称取一定量的标准物质,溶于少量的纯水中,再定量转移至容量瓶中,稀释至刻度。根据质量和体积,计算它的准确浓度。
(2)标定法(间接配制)
很多试剂不适宜直接配制标准溶液,此时可以用间接的方法,先配制出近似浓度的溶液,再用标准物质或已知浓度的标准溶液标定其准确浓度。四、玻璃仪器的洗涤洗净的玻璃器皿内外清洁透明,水沿内壁流下后,均匀润湿,不挂水珠。
(1)移液管和吸量管的洗涤
(2)容量瓶的洗涤(3)滴定管的洗涤(4)比色皿的洗涤四、玻璃仪器的洗涤2.铬酸洗液的配制铬酸洗液常用来洗涤不宜用毛刷刷洗的器皿,可除去油脂及还原性污垢。配制方法如下:称取10gK2Cr2O7固体于烧杯中,加入20mL水,搅拌下缓慢加入180mL浓H2SO4液,溶液呈暗红色,贮存于磨口玻璃瓶中备用,因浓H2SO4易吸水,需用磨砂玻璃塞盖好。四、玻璃仪器的洗涤铬酸洗液是酸性很强的强氧化剂,腐蚀性很大,易烫伤皮肤,烧毁衣服,且铬有毒,因此,使用时一定要注意安全。当铬酸洗液使用多次后,颜色会慢慢改变,当变为绿色时(K2Cr2O7被还原为Cr3+),洗液失效,需重新配制。值得注意的是,不管洗液在使用过程中还是失效后,都不能倒入下水道,以免造成环境污染,只能倒入废液回收瓶内,另行处理。五、实验室安全分析化学实验中,经常用到具有腐蚀性、有毒有害或易燃易爆的试剂,易损的玻璃仪器、精密仪器、电器等,为保证实验安全,避免人身伤害事故的发生,必须严格遵守实验室安全制度。分析天平及各种量器的正确使用一、目的要求1.了解分析天平的构造。2.学习分析天平的基本操作和常用称量方法。3.培养准确、简明地记录实验原始数据的习惯。4、掌握常见玻璃量器的正确使用方法。分析天平及各种量器的正确使用二、原理分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(一)分析天平的使用分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(一)分析天平的使用分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(一)分析天平的使用分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(一)分析天平的使用分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(二)常见玻璃仪器的使用1.吸量管(移液管)四、实验步骤(二)常见玻璃仪器的使用1.移液管分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(二)常见玻璃仪器的使用2.滴定管分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(二)常见玻璃仪器的使用2.滴定管分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(二)常见玻璃仪器的使用2.滴定管四、实验步骤(二)常见玻璃仪器的使用2.滴定管分析天平及各种量器的正确使用四、实验步骤(二)常见玻璃仪器的使用3.容量瓶分析天平及各种量器的正确使用五、练习实验对照仪器清单熟悉实验用玻璃仪器,学会洗涤方法(一)称量练习1.直接称量法(称取0.3000gNaCl)实验序号操作要点重量记录1天平上放置干燥表面皿,按TAR去皮,加入约0.3000gNaCl2天平上放置干燥表面皿,按TAR去皮,加入约0.3000gNaCl绝对差值称量纸1.适用于各种分析天平,可用来称量粉末等物质。2.纸质光滑、不易粘附,有利于准确称量并有效保护天平托盘(易潮解物品易吸水,会有一小部分留在托盘上影响下一次称量,也容易腐蚀托盘)。特殊的药品仍要用称量瓶等称量。干燥剂:变色硅胶硅胶是没有颜色的固体。能变色的是变色硅胶,是在硅胶中添加了氯化钴(分子式:CoCl2
,也称为氯化亚钴)。氯化钴含有的结晶水个数不同时候呈现不同颜色。干燥剂:变色硅胶干燥吸水分析天平及各种量器的正确使用减量法2.配制Na2CO3溶液配制250mLNa2CO3溶液:(1)溶解:取1份约0.1000gNa2CO3
,在烧杯中用50毫升蒸馏水使之完全溶解。(注意:应冷却,不可在容量瓶中溶解)。(2)洗涤:移入250mL容量瓶,洗涤烧杯两次。(3)定容:加水到接近刻度2厘米时,改用胶头滴管加水到刻度,摇匀,装瓶。观察刻度多多练习1.吸量管(移液管)的洗涤、使用。2.容量瓶的使用练习(1)检查是否漏水;(2)练习溶液从烧杯转移到容量瓶中,并进行定容操作(加水至标线)。实验六滴定分析基本操作练习NaOH+HCl=NaCl+H2O当反应到达化学计算量点时,消耗盐酸与氢氧化纳的物质的量恰好相等。即:nmolnmolc(HCl)V(HCl)=c(NaOH)V(NaOH)或酸碱指示剂:0.1mol/L的HCl滴定同浓度的NaOH,滴定的pH突跃范围为4.3~9.7。因此,凡变色范围在此pH突跃范围内的指示剂皆可选用。
甲基橙:3.1-4.4酸滴碱:黄→橙酚酞:6.7-8.4碱滴酸:无色→粉红饱和NaOH的配制:我们都是往水里面加氢氧化钠,边加边摇,直到不能再溶解,再补加两勺子。[求助]NAOH饱和溶液配制问题我在配NAOH饱和溶液时,怎么溶液冷后老是成糊状,好像有结成块状一样的?我用100ML除CO2水加到120gNaOH里,然后用玻棒搅拌,可是冷却后就好像结块一样了。我这样操作有问题吗?结成块状与温度有关吗?这几天室温10度。还是放置后会变成液体状?饱和NaOH的配制:饱和溶液即是不再溶解溶质。取一定量的纯化水,向里面加氢氧化纳,直到不再溶解为止。还有一种办法取100ml水加入100gNaOH,即成。但需要静放几天,溶液不再浑浊为止。再用。(1)我配制的氢氧化钠饱和溶液是用120g加100毫升水,凝固了,我以为配错了,又重新配了一份,这次放了一个晚上不但没凝固,连一点沉淀物都没有。。。这两天天气都比较冷,大概10度左右吧。。。谁知道的请告诉我吧。。。谢谢大家了。(2)补充:如果照我这种配法,要多少天才可以使用这个溶液,有什么现象可以判别此溶液可以使用了?浓盐酸:常温下浓盐酸的浓度约为37%
四、实验步骤(一)配制250ml0.1mol/LNaOH溶液(二)配制250ml0.1mol/LHCl溶液(三)滴定管的准备(四)滴定操作和滴定终点辨认练习需掌握的操作技能:滴定管的使用方法1.洗涤2.试漏及抹油3.装滴定剂4.读数5.滴定1.洗涤干净的滴定管内壁,用水湿润时应不挂水珠,否则说明还不干净。无明显油污的,先用自来水冲洗,后用滴定管刷蘸肥皂水或洗涤剂刷洗。如油污严重的,可倒入铬酸洗液10~15ml(碱式滴定管需先卸下橡皮管,安上一个旧橡皮滴头,再倒入洗液)荡洗(润洗):将滴定管逐渐向管口倾斜,用两手转动滴定管,使洗液布满全管,然后打开活塞,将洗液放回原洗液瓶中。用水冲洗干净。2.试漏及抹油(1)试漏:(2)活塞抹油:
检查是否漏水的方法是:在滴定管内装满自来水,直立约两分钟,仔细观察有无水滴从出口滴出或从活塞隙缝渗出。然后把活塞转动180º
,再观察一次。如无水漏出,再用蒸馏水荡洗2~3次即可使用。如漏水或转动不灵活,则需按下述方法重新抹油。(2)活塞抹油:把滴定管平放在桌面上,取出活塞,将活塞及塞套分别用滤纸擦干,将酸式滴定管放平,以免使管壁上的水再次进入活塞套;用手指醮少量凡士林在活塞的大头上沿圆周涂上薄薄一层[图15(a)](2)活塞抹油:另用纸卷或火柴梗将少量凡士林涂抹在活塞的小口内侧[图15(b)]。也可在活塞两头沿圆周涂上薄薄一层。凡士林不能涂得太多,否则会堵塞活塞孔。也不能涂得太少,以免漏液或活塞转动不灵活。在滴定管平放的情况下(不要直放,否则管里的水流下会把塞套弄湿),将抹好油的活塞插入塞套,然后向同一方向转动活塞。抹好油的活塞应该是透明的转动灵活的。如果转动不灵活或出现纹路,表示抹油不够;如果有油从活塞缝隙溢出或挤入活塞口孔,表示抹油太多。这两种情况都需重新抹油。抹油合格后,须用橡皮套将活塞套好,以防其脱落打碎。刚抹过油的滴定管必须重新试漏。3.装滴定剂(1)润洗:
为使装入滴定管中的滴定剂不被管内残留的水稀释,在装滴剂之前,先用所装溶液荡洗2~3次(每次5~6ml)。滴定剂要直接从试剂瓶倒入管中,不要经过其他容器,以免其浓度改变或被污染。(2)赶气泡:(3)调整读数到0.00~0.50ml(2)赶气泡:滴定管装满溶液后,如下端有气泡或有未充满部分,应及时除去。酸式滴定管:用右手拿住使之成约30º的倾斜,左手打开活塞使溶液急速流出以把气泡赶出。碱式滴定管:将玻璃珠上部的橡皮管向上弯曲,手指放在玻璃珠稍上一些的地方,用力捏压玻璃珠,使溶液从尖嘴处喷出,把气泡赶出。(3)调整读数到0.00~0.50ml气泡排除后,将液面调整在0.00~0.50ml,记下初读数。这样做,可使滴定剂的体积固定在某一段体积范围内读出,减少体积误差。每次都是从0.00~0.05ml开始的一段体积4.读数滴定管应垂直地夹在滴定管夹上。对于无色或浅色溶液,应读溶液弯月面下沿;对于深色溶液,应读弯月面上沿。4.读数滴定前和滴定到终点时,各读取一个数(分别称初读数和终读数),读数都必须准确至0.01ml(所读数据都必须有两位小数)。终读数和初读数之差就是滴定剂的用量。每次滴定时的初读数都要用到“0.00~0.50ml”范围内,以减小滴定误差。
5.滴定:操作技能(1)边滴边摇(2)控制滴定速度(3)加一滴或半滴溶液的操作技术(4)正确辨认终点移液管、吸量管:也需经“去污剂或铬酸洗液洗→蒸馏水洗→待转移溶液润洗3次→吸待转移的试剂”第三章定量分析的误差及数据处理第一节误差的基本概念准确度和精密度误差的种类、性质、产生的原因及减免
一、准确度和精密度(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(2)
精密度──几次平行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。第一节误差的基本概念(3)准确度与精密度的关系
精密度准确度好好好稍差差差很差偶然性例:同一试样,四人分析结果如下:(注:图中的“|”表示)
例:同一试样,四人分析结果如下:_
(注:图中的“|”表示X)
甲.|...精密度好,准确度高。
乙..|..〃好,〃差,系统误差。丙..|..〃差,〃差,随机误差。
丁..|..〃差,〃巧合,正负抵消,
不可信。(3)
准确度与精密度的关系
P30底图2-1
精密度是保证准确度的先决条件。精密度差,所测结果不可靠,就失去了衡量准确度的前提。精密度高不一定准确度高,但可找出精密而不准确的原因。两者的差别主要是由于系统误差的存在。小结:二、误差的表示方法1、误差表示测定值(xi)与真实值(µ)的差异,衡量准确度的高低。(1)绝对误差:E=xi
-µ(2)相对误差:RE=(E/µ)×100%例1
已知分析天平E=±0.0002g甲:x=3.3460g
µ
=3.3462g则:E甲=–0.0002
RE甲=–0.006%乙:x=0.3460g
µ
=0.3462g则:E乙=–0.0002
RE乙=–0.06%绝对误差和相对误差都有正值和负值,甲、乙的绝对误差(E)相同,但相对误差(RE)差10倍。相对误差:RE=(E/µ)×100%说明:E一定时,测定值愈大,RE愈小。E一定时,测定值愈大,RE愈小。一般分析天平E=±0.0001g,
m称
>0.2g滴定管读数有0.02mL的误差→V>20mL相对误差:RE=(E/µ)×100%滴定分析要求相对误差为±0.1%
(即<0.1%)μ≥0.2g
绝对误差真值万分之一天平2、偏差实际分析中,真实值不可知,故一般取多次平行测定值的算术平均值表示分析结果。(1)绝对偏差:(2)相对偏差:偏差:各次测量值与平均值之差,衡量精密度的高低。误差:表示准确度高低;偏差:表示精确度高低。(3)平均偏差:(4)相对平均偏差:(1)绝对偏差有正负平均偏差又称算术平均偏差,即:各测定值偏差绝对值之和的平均值。用来表示一组数据的精密度。3.公差:(允许误差)
生产部门对分析结果允许的误差,即:误差限量三、误差的分类及减免方法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。μ(2)产生的原因
a.方法误差——分析方法本身造成。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——仪器本身不够准确或未经校准。例:天平两臂不等;砝码、滴定管、容量瓶未校正。需理论如:高温烘烤→刻度不准(2)产生的原因c.试剂误差——所用试剂不纯或蒸馏水中含有微量杂质。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。μ(3)系统误差的减免:①对照实验:p8底a.空白实验(阴性对照)b.对照实验(阳性对照)②仪器校准③方法校正a.空白实验(阴性对照)由试剂、蒸馏水、实验器皿和环境带入的杂质所引起的系统误差,可通过空白试验校正。在不加试样的情况下,按照试样的分析步骤和条件进行测定,得到的结果称为“空白值”。从试样的分析结果中扣除空白值,就可得到更接近于真实含量的分析结果。若空白值过大,必须提纯试剂或改用适当器皿等措施来降低。如在同等条件下,样品消耗23ml的HCl,而空白实验消耗0.5ml的HCl。样品消耗22.5ml的HClb.对照实验(阳性对照)常用已知准确含量的标准试样(或标准溶液),按同样方法进行分析测定,作为对照;也可用不同的分析方法;或由不同单位的化验人员分析同一试样来互相对照。生产中,常在分析试样的同时,用同样的方法做标样分析,以检查操作是否正确和仪器是否正常,若分析标样的结果符合“公差”规定,说明操作和仪器均符合要求,试样的分析结果可靠。②校准仪器对所用仪器如滴定管、移液管、容量瓶、天平砝等进行校准,求出校正值,并在计算结果时采用,以消除由仪器带来的误差。③方法校正某些分析方法的系统误差可用其他方法直接校正。如:重量分析中,使被测组分绝对完全沉淀不可能,必须采用其它方法对溶解损失进行校正。沉淀硅酸后,可再用比色法测定残留在滤液中的少量硅,在准确度要求高时,将滤液中该组分的比色测定结果加到重量分析结果中去。2.偶然误差(随机误差)
(1)特点
a.不恒定
b.难以校正
c.当测量次数很多时,服从正态分布(统计规律)。即大小相近的正误差和负误差出现的机会相等;小误差出现的频率较高,大误差出现的频率较低。没有规律2.偶然误差:分布服从正态分布频数分布:
测定某样品100次。相对频数分布直方图(2)
产生的原因偶然和意外原因,如温度、压力等外界条件的突然变化,仪器性能的微小变化,操作稍有出入等原因。(3)减免方法进行多次平行测定求平均值电子分析天平:偶然误差产生的原因?规律性的系统误差与随机误差的比较项目系统误差随机误差产生原因固定因素,有时不存在不定因素,总是存在分类方法误差、仪器与试剂误差、主观误差环境的变化因素、主观的变化因素等性质重现性、单向性(或周期性)、可测性服从概率统计规律、不可测性影响准确度精密度消除或减小的方法校正增加测定的次数由于分析者粗心大意或不遵守操作规程而产生的误差。例:溶液溅失、试剂加错、数据读错、记录有错、计算出错等。这些不应有的过失,给分析结果带来严重影响,必须注意避免。一旦发现明显过失,测量数据应剔除,不能参加平均值的计算。3.过失误差第二节定量分析结果的数据处理一、数据集中趋势的表示方法二、数据分散程度的表示方法三、置信度与平均值的置信区间四、可疑数据的取舍P28~31二.误差的表示方法P33~35第三节分析数据的处理一、数据集中趋势的表示方法1.算术平均值
根据随机误差的分布特性,绝对值相等的正负误差出现的概率相等,所以算术平均值是真值的最佳估计值。当测定次数无限多时,所得的平均值即为总体平均值μ2.
中位数一组平行测定值按由小到大的顺序排列时的中间值。当n为奇数时,是位于序列正中间的那个数;当n为偶数时,是正中间相邻的两个测定值的平均值。中位数不受离群值大小的影响,但在表示数据集中趋势上不如平均值好,通常只在平行测定次数较少而又有离群较远的可疑值时,才用中位数代表分析结果。二、数据分散程度的表示方法(一)平均偏差平均偏差又称算术平均偏差,即:各测定值偏差绝对值之和的平均值。用来表示一组数据的精密度。特点:简单;缺点:大偏差得不到应有反映。[复习]绝对偏差(二)标准偏差标准偏差又称均方根偏差;标准偏差的计算分两种情况:1.当测定次数趋于无穷大时(一般指n>30次的测定)2.有限测定n次数时(一般指n<20次的测定)标准偏差σ表示总体的分散程度P29底
已几乎等于真值μ2.有限测定n次数时(一般指n<20次的测定)标准偏差s表示样本的分散程度相对标准偏差(变异系数:CV)例题1:
两组数据(教材P30)
(1)(2)0.11,-0.73,0.24,0.51,-0.14,0.00,0.30,-0.210.18,0.26,-0.25,-0.37,0.32,-0.28,0.31,-0.27可见,2组数据的分散程度较1组的更小。平均偏差()与标准偏差(s):哪个能更好地反应数据的“精密度”?例题1:
两组数据(教材P30)(1)(2)0.11,-0.73,0.24,0.51,-0.14,0.00,0.30,-0.210.18,0.26,-0.25,-0.37,0.32,-0.28,0.31,-0.27可见,2组数据的分散程度较1组的更小。平均偏差()与标准偏差(s):哪个能更好地反应数据的“精密度”?与“平均偏差”比
用标准偏差不仅可以避免单次测定偏差相加时正负相互抵消,还由于对单次测定的偏差(x-x)加以平方,使大的偏差能更显著的反映出来,因而能更好的说明数据的分散程度.所以,标准偏差更能体现较大偏差的分散程度,突出大偏差对结果的影响,用标准偏差比用平均偏差更科学更准确。(n-1)是能用于计算一组测定值分散程度的独立偏差的数目,称为自由度。标准偏差与“绝对偏差”比p30例3:见教材P301.算术平均值2.绝对偏差3.平均偏差4.相对平均偏差5.标准偏差(s)6.变异系数(Sr或CV)例4:
分析铁矿中铁含量,得如下数据:37.45%,37.20%,37.50%,37.30%,37.25%计算此结果的平均值、平均偏差、标准偏差、变异系数。计算:查“平方根表”或函数计算器(三)平均值的标准偏差(sX表示平均值的分散程度)
一系列测定的平均值:上式表明,平均值的标准偏差与测定次数的平方根成反比,增加测定次数可提高测定的精密度,但实际上增加测定次数所取得的效果有限。当n>10时,变化已很小,实际工作中测定次数无需过多,通常4-6次足够。其波动情况也服从正态分布,用平均值的标准偏差来表示平均值的精密度。统计学已证明,对有限次测定,其平均值的标准偏差sx为:三、置信度与平均值的置信区间
正态分布曲线下所包含的面积是所有测量数据出现概率的总和,设为100%。适用于无限次测定,且已知σ的情况。在µ±σ区间内,曲线包围的面积为68.3%,测定值落在此区间内的概率为68.3%,此概率称为置信度。对于有限次测定,平均值与总体平均值关系为:s:有限次测定的标准偏差;n:测定次数;t:为在选定的某一置信度下的概率系数,根据测定次数查表,见教材P34的图2-2。应用:估算在选定的置信度下,总体平均值μ在以测定平均值为中心的多大范围内出现,这个范围就是平均值的置信区间。
应用:某一置信度下,真值μ出现的范围讨论:1.置信度不变时:n
增加,t
变小,置信区间变小;2.n不变时:置信度增加,t
变大,置信区间就越宽。某铁矿石的含铁量:置信度为100%时,0<μ<100%置信度为95%时,39.10%<μ<39.22%测定次数越多,真值μ越靠近P34:图2-2一般平行测定3次20次以上,t值已很接近表2-2t值表对于有限次测定,平均值与总体平均值关系为:应用:某一置信度下,真值μ出现的范围该式常作为分析结果的表达式。例3.
某试样测定Cl-,4次结果为47.64%,47.69%,47.52%,47.55%。计算置信度为90%,95%和99%时,总体平均值μ的置信区间。解:分析结果的表达式:置信度为90%时,t=2.35
μ=(47.60±0.09)%置信度为95%时,t=3.18
μ=(47.60±0.13)%置信度为99%时,t=5.84
μ=(47.60±0.23)%四.可疑数据的取舍过失误差的判断1.Q检验法(适用于数据较少的情形,3~10次)步骤:(1)数据排列:由小到大(2)求极差(3)求可疑数据与相邻数据之差(4)计算:或或可疑数据与相邻数据之差极差Q=1.Q检验法:(5)根据测定次数和要求的置信度(如90%),查表:或(6)将Q计与Q表(如Q90
)相比,①若Q计>Q表,舍弃该数据(过失误差造成);②若Q计<Q表,保留该数据(偶然误差所致)。当数据较少时,舍去一个后,应补加一个数据。1.Q检验法:或不同置信度下的Q值VS数据处理时,首先进行可疑值取舍后,才能进行其他计算。[例题6]某学生测N%:20.48;20.55;20.60;
20.53;20.50
问:
|20.60-20.55|
[解](1)Q计=—————
=0.4220.60-20.48查表2-1,Q表
=0.85>Q计20.60保留(1)用Q检验20.60是否保留?(2)报告分析结果n,S,(3)P=0.95时平均值的置信区间并说明含义 _
(2)x=20.53%n=5S=0.035%这说明:在20.53±0.043区间中包括总体平均值μ的把握性为95%(查表2-2得)2.4
检验法(只用于处理要求不高的实验数据)
要用4法检验时,需n≥4步骤:(1)去掉可疑值,求余下的值的平均值(2)求余下值的平均偏差(3)计算:若,则舍去,否则保留(4)若可疑值可保留,则重算和[例题7]测某药物中的Co(μg/g)结果为1.25,1.27,1.31,1.40.问:1.40是否为可疑值? __[解]去掉1.40求余下数据X=1.28d=0.023则:|x
可疑-x
好|=|1.40-1.28|=0.12>4×0.023说明:1.40为离群值应舍去4d=4×0.023=0.092此外还有:t检验法(t–test):对结果准确度的检验,对系统误差的检验
F检验法(F–test):对结果精密度的检验,两组数据方差S2比较第五节有效数字及其运算规则一、有效数字及位数二、数字修约规则三、有效数字的运算规则一、有效数字及位数
为得到准确的分析结果,不仅要求准确测量,还要正确记录和计算,即记录的数字不仅表示数量的大小,而且要正确反映测量的精确程度。1.正确记录数字分析天平称得物体质量为0.3280g,数值中0.328是准确的,最后一位数字“0”是可疑的;可能有上下一个单位的误差,即真实质量在0.3280±0.0001g范围内的某一个数值。称量的绝对误差为±0.0001g;相对误差为:±0.03%若称量结果记录为0.328g,该物体的实际质量将为0.328±0.001g范围内的某一个数值,绝对误差为±0.001g;相对误差为:±0.3%1.正确记录数字(1)正确记录实验数据用分析天平与用托盘天平称取试样:精确度不同。(2)实验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。(3)一般有效数字的最后一位数字有±1个单位的误差有刻度,精确1.正确记录数字滴定管:刻度精确到0.1mL。记录:哪个正确?A.23.5mLB.23.50mLC.23.500mL23.50mL:最后一位是估计的。小结:记录时,小数点后末尾多写一位或少写一位“0”数字,从数学角度看关系不大,但记录所反映的测量精确程度无形中被夸大或缩小了10倍。所以在数据中代表一定量的每一个数字都是重要的。在分析工作中,实际能测量得到的数字称为有效数字。其最末一位是估计的、可疑的,是“0”也得记上。2.数据中零的作用5.0×10-3
5.000×10-1
分析化学中常用的一些数值,有效数字位数见教材P32。非0数字后:记为有效数字非0数字前:定位2.数据中零的作用(1)作普通数字用,即是有效数字。
5.18010-1
4位有效数字(2)作定位用,就不是有效数字。如0.0518
3位有效数字注意:(1)改变单位,不改变有效数字的位数;如:24.01mL24.0110-3L
(2)整数末尾的“0”意义不明确。常写成指数形式。如:25000写成2.5000104,精确至个位;25000写成2.50104,精确至百位。分析化学中少用注意(3)重点注意:
pH4.34,小数点后的数字位数为有效数字位数。(4)倍数、分数、常数:无限位有效数字,需几位写几位。(1)改变单位,不改变有效数字的位数;(2)整数末尾的“0”意义不明确。常写成指数形式。如:250mL→0.250L
二、数字修约规则:通常的分析测定过程,包括几个测量环节,需根据测量所得数据进行计算,最后求得分析结果。但各个测量环节的测量精度不一定完全一致,因而几个测量数据的有效数字位数可能也不相同,在计算中要对多余的数字进行修约。例:精确到小数点后一位0.3500→
0.4500→
1.0500→
例:精确到小数点后一位:0.4501→0.51.我国的国家标准(GB)对数字修约规定四舍六入五成双在拟舍弃的数字中,左边第一个数字为5时:A:其右边有非零数字存在时,进一。B:其右边数字全为零时,拟保留的末位数为奇数则进一成双(偶数);否则不进,舍弃0.40.41.0GB数字修约规定:四舍六入五成双精确到小数点后一位0.35000.45001.0500保留三位有效数字12.2512.351225.01235.012.212.41.22×1031.24×1030.40.41.0修约一次完成,不能分步:
8.549→8.5【8.549→8.55→8.6是错的】
三、有效数字的运算规则1.加减运算:运算结果的位数取决于绝对误差最大的数据的位数。即:以小数点后位数最少的数据为依据。加减:单位相同,取决于精度最小的那个数。三、有效数字的运算规则1.加减运算
运算结果的位数取决于绝对误差最大的数据的位数即:以小数点后位数最少的数据为依据
例:0.0121绝对误差:0.0001
25.64
0.011.0570.00126.70912.乘除运算有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数。即:以有效数字位数最少的数字为依据。2.乘除运算
有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数即:以有效数字位数最少的数字为依据
例:(0.03255.10360.06)/139.8=0.07125036373各数据的相对误差分别为:
0.0325±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%=0.0713乘除:单位不同,取决于相对误差最大的那个数。3.注意(1)分数;比例系数;实验次数等不记位数;(2)第一位数字大于等于8时,多取一位,即有效数字的位数可多算一位。如:8.48,按4位算;(3)在计算过程中,可暂时多保留一位有效数字位数,得到的结果按“四舍六入五留双”等规则处理;3.注意(4)对各种化学平衡常数的计算,一般保留两位或三位有效数字。对各种误差的计算,取一位有效数字,最多两位。对于pH的计算,通常只取一位或两位有效数字。(5)对于高含量组分(≥10%),分析结果为四位有效数字;中含量(1%~10%),有三位有效数字;微量组分(<1%),一般只要求两位有效数字。建议:做书上的例题、章后习题,练习有效数字的取舍等。《分析化学》高等教育出版社高职高专化学教材编写组编每章后面有较多的选择题、计算题书后有参考答案高教版《分析化学》章后习题:1.用25ml移液管移出的液体体积应记录为()2.滴定分析的相对误差一般要求为±0.1%,滴定时消耗标准溶液的体积应控制在()A.25mlB.25.0mlC.25.00mlD.25.000mlA.10ml以下B.15~20mlC.20~30mlD.40~50mlCC《分析化学》至少:做本书上的例题、章后习题。计算题均有答案不定时讲解5.根据有效数字规则计算下列各式:(1)6.25×2.1364+1.5×10-5+0.4685÷0.025-37.66357=13.35+1.5×10-5+18.7-37.66357=-5.6(2)419.8√
(3)0.0267√
(21.12-13.40)=7.72;3位有效数字加减:小数点后位数最少的数字为依据。
1、误差
表示测定值(xi)与真实值(µ)的差异,衡量准确度的高低。1.绝对误差:E=xi
-µ2.相对误差:RE=(E/µ)×100%复习:误差的表示方法在仪器上读取测量结果其有效位数可读至分度值,分度值所在的位即为读数误差所在位,不应再加上估读的一位。6.用正确的有效数字表示下列物质的质量:(1)用准确度为0.1g天平称取5g试样。绝对误差±0.1g5.0g(2)用分度值为0.001g天平称取200mg试样。0.200g(3)0.0100g第一节分析化学概述1.1分析化学的任务和作用1.2分析方法的分类1.3分析化学发展趋势1.4分析化学的学习方法第二节
定量分析中的误差2.1
准确度和精密度2.2误差的种类、性质、产生的原因及减免第三节有效数字及其运算规则3.1有效数字
3.2有效数字运算规则第四节
定量分析结果的数据处理4.1平均偏差4.2标准偏差4.3平均值的标准偏差4.4置信度与置信区间
第五节
定量分析结果的表示方法本章小结第四章滴定分析法概述一、滴定反应的条件与滴定方式二、基准物质和标准溶液三、滴定分析结果的计算一.滴定分析法将一种已知准确浓度的试剂溶液即标准溶液,通过滴定管滴加到待测组分的溶液中,直到标准溶液和待测组分恰好完全定量反应为止。这时加入标准溶液物质的量与待测组分的物质的量符合反应式的化学计量关系,然后根据标准溶液的浓度和所消耗的体积,算出待测组分的含量。第一节滴定分析的基本概念二.几个概念1.滴定剂
滴加的溶液。2.滴定
滴加溶液的操作过程。3.化学计量点
滴加的标准溶液与待测组分恰好定量反应完全时的一点。4.滴定终点
通常利用指示剂颜色的突变或仪器测试来判断化学计量点的到达而停止滴定操作的一点。化学计量点与滴定终点相同吗?理论终点操作终点终点误差终点误差
实际分析操作中滴定终点与理论上的化学计量点常常不能恰好吻合,它们之间往往存在很小的误差。终点误差属于系统误差还是随机误差?三.滴定分析的特点滴定分析法的适用范围:测定含量≥1%的常量组分特点:快速、简便、准确度高四.按反应类型分类酸碱滴定法配位滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法第二节滴定反应的条件与滴定方式一.滴定反应的条件1.反应必须定量地完成2.反应速率快定量计算的基础
按一定的反应式进行完全,通常要求达到99.9%以上,无副反应发生。3.滴定终点的确定方法较简便可采取适当措施提高速率慢的反应。滴定剂与被测物质:满足这三项要求,即可直接滴定。二.滴定方式1.直接滴定法2.返滴定法(回滴定法)3.置换滴定法4.间接滴定法滴定剂与被测物质:满足上述三项要求。最基本、最常用
先准确加入过量标准溶液,使与试液中的待测物质或固体试样进行反应,待反应完成以后,再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法。适用:反应较慢或难溶于水的固体试样3.置换滴定法不按确定反应式进行,反应无计量关系。(涉及到多个反应)如:漂白粉中有效氯的测定。Cl2+I-=2Cl-+I2I2+2S2O32-=2I-+S4O62-Cl2不能直接用Na2S2O3去滴定。两步:均是定量反应。I2与Na2S2O3定量反应。Cl2I2定量置换4.间接滴定法不能与滴定剂直接起反应的物质,通过另一反应间接滴定。(涉及多个反应)Ca2++C2O42-=CaC2O4CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O42MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2OKMnO4法测定Ca2+的反应式:Ca2+→CaC2O4→H2C2O4H2C2O4与KMnO4标准溶液定量反应。第三节基准物质和标准溶液一.基准物质:1.定义:2.基准物应满足的条件:能用于直接配制或标定标准溶液的物质。(1)必须具有足够的纯度(≥99.9%);(2)组成与化学式完全相同;(3)性质稳定;(4)具有较大的摩尔质量。减小称量的相对误差基准物质在使用前通常需经过一定的处理注意:在实际应用中大多数标准溶液是先配制成近似浓度,然后用基准物质来标定其准确的浓度。★我国化学试剂等级和标志★一级优级纯G.R
绿颜色科研精密分析二级分析纯A.R
红颜色多数分析
三级化学纯C.P
蓝颜色常规分析四级实验试剂L.R
棕颜色辅助分析3.常用的基准物质:表3-13.常用的基准物质:表3-1经过处理后的基准物质,通常置于干燥器内保存。准确称取一定量的基准物质→溶解后全部转移至容量瓶中,定容。二.标准溶液的配制与标定1.直接法2.间接法(标定法)天平称取容量瓶定容查表:附录八、九1.直接法:准确称取一定量的基准物质→溶解后全部转移至容量瓶中,定容。天平称取容量瓶定容查表:附录八、九书上例题:=0.01667mol/L书上例题:=0.01667mol/L有效位数:1000ml有效位数:分析天平的精度有效位数:计算过程中可暂时多取一位如:250ml→0.250L乘除法:按有效数字位数最少的为准。2.间接法(标定法)1.配制溶液:粗配成大致浓度2.标定:用基准物质或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。3.确定浓度:由基准物质质量(或体积、浓度),计算确定之。托盘天平称取→烧杯定容最终配制浓度=规定浓度±5%仍需计算准确已知:饱和NaOH溶液:含量约为52%,相对密度为1.56。实验六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取饱和NaOH溶液多少mL?(1)饱和NaOH的摩尔浓度溶质质量溶液质量实验六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取饱和NaOH溶液多少mL?已知:饱和NaOH溶液:含量约为52%,相对密度为1.56。(3)溶质(NaOH)质量:质量分数:(2)溶液质量:m=ρV具体:ms=ρV已知:饱和NaOH溶液:含量约为52%,相对密度为1.56。实验六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取饱和NaOH溶液多少mL?(1)饱和NaOH的摩尔浓度只需2位有效数字已知:饱和NaOH溶液:含量约为52%,相对密度为1.56。实验六:
配制250mL0.1mol/LNaOH溶液需取饱和NaOH溶液多少mL?(1)饱和NaOH的摩尔浓度CNaOH=20mol/L(2)NaOH的“物质的量”:
n配置前=n配置后C1V1=C2V220mol/L·V1=0.1mol/L×250×10-3LV1=1.25×10-3L=1.25mL氢氧化钠标准溶液配制与标定:一、配制1.将氢氧化钠配成饱和溶液,注入塑料桶中密闭放置至溶液清亮,使用前以塑料管虹吸上层清液。二、标定2.1.25ml→250ml实验三:p220邻苯二甲酸氢钾(KHP)标定二.标准溶液的配制与标定1.直接法2.间接法(标定法)(1)配制溶液:粗配成大致浓度(2)标定:用基准物质或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。(3)确定浓度:由基准物质质量(或体积、浓度),计算确定之。最终配制浓度=规定浓度±5%p40配制250mL0.1mol/LNaOH溶液NaOH饱和溶液1.25ml→250ml待标定的NaOH溶液(2)标定:用基准物质KHP(邻苯二甲酸氢钾)的标准溶液来滴定。①平行称取3份KHP准确质量的KHP溶液p220分别置于3个锥形瓶中,溶解平行标定3次,得3个VNaOH②用待标定的NaOH进行滴定,消耗VNaOH③根据公式,算得3个CNaOH③根据公式,算得3个CNaOHnNaOH=nKHP反应式:书p67天平:第i次称取查表:KHP的摩尔质量NaOH:第i次消耗第i次标定的CNaOH二.标准溶液的配制与标定1.直接法2.间接法(标定法)(1)配制溶液:粗配成大致浓度(2)标定:用基准物质或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。(3)确定浓度:由基准物质质量(或体积、浓度),计算确定之。最终配制浓度=规定浓度±5%p40配制250mL0.1mol/LNaOH溶液NaOH饱和溶液1.25ml→250ml平行标定3次,得3个CNaOH算得置信度为95%时,NaOH的浓度为三.滴定分析结果的计算1.标准溶液浓度的表示方法例:1mol的H2SO4,其质量m=98.08g,摩尔质量M=98.08g/mol,所含的H2SO4分子数目=6.2×1023个。2.已学的公式:质量分数:稀释某溶液:
n稀释前=n稀释后C1V1=C2V2除酒精以外,%一般指“质量分数”,如37%HCl等。95%酒精:体积比。3.滴定度每毫升滴定剂溶液相当于待测组分的质量。表示法:T待测物/滴定剂
单位:g/mL适用于大量、经常性、多次测定的样品。如工厂中测钢样。例:用0.02718mol/L的高锰酸钾标准溶液测定铁含量,其浓度用滴定度表示为:表示1mL
KMnO4标准溶液相当于0.007590克铁。测定时,根据滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速确定试样中铁的含量:每配制一批标准溶液,先计算出其滴定度,方便批量计算例3:求0.1000mol/LNaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度。解:NaOH与H2C2O4的反应式为2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O例3:求0.1000mol/LNaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度。解:NaOH与H2C2O4的反应式为书p42:aA+bB=cC+dD书p42:aA+bB=cC+dD2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O例3:求0.1000mol/LNaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度。解:NaOH与H2C2O4的反应式为=CNaOH·VNaOH2标准溶液的C、V:已知例3:求0.1000mol/LNaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度。=CNaOH·VNaOH2=0.1000mol/L2×1×10-3L=4.502×10-3g或=4.502mg例3:求0.1000mol/LNaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度。=4.502×10-3g或=4.502mg即:(1)根据化学反应式:4.物质的量的表示方法物质的量:可选取分子、离子或这些粒子的某种特定组合作为反应的基本单元。2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(2)根据转移的质子数相等:4.物质的量的表示方法物质的量:可选取分子、离子或这些粒子的某种特定组合作为反应的基本单元。例:1mol的H2SO4,所含的H2SO4分子数目=6.2×1023个。1molH2SO4的质量例:1mol的H2SO4,所含的H2SO4分子数目=6.2×1023个。关系式:说明:(1)对于氧化还原等反应特别有用→反应式不容易配平。(2)对于有机物,有时难以判断化合价的变化→两种方法做:例8①普通方法做②对反应式aA+bB=cC+dD习题12、0.09649mol/L14、90.82%其余答案正确。15、反应式:p91wFe=52.92%,wFe2O3=75.66%16.反应式:p89-22MnO4-
+5C2O42-+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
1×10-3L0.005005g100.09g/mol=0.02000mol/L16.反应式:p88底-1=0.001701g34.02g/mol1×10-3L=0.02000mol/L
2MnO4-
+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2ONa2B4O7+H2SO4+5H2O4H3BO3+Na2SO417.与HCl的滴定:p67上Na2B4O7+2HCl+5H2O4H3BO3+2NaCl与H2SO4的滴定:0.4830g381.37g/mol20.84×10-3L=0.06077mol/L=0.1215mol/L基础第五章酸碱滴定法第一节水溶液中的酸碱平衡第二节水溶液中酸碱组分不同型体的分布第三节酸碱溶液中氢离子浓度的计算第四节缓冲溶液第五节酸碱指示剂第六节强酸(碱)和一元弱酸(碱)的滴定第七节酸碱滴定法的应用第一节酸碱平衡的理论基础一、酸碱质子理论二、酸碱解离平衡一、酸碱质子理论1.酸碱质子理论:酸:凡能给出质子的物质碱:凡能接受质子的物质2.共轭酸碱对:相差一个质子。HAH++A-酸碱举例:共轭酸碱对酸:凡能给出质子的物质碱:凡能接受质子的物质同一物质在不同的环境中,常会引起其酸碱性的改变3.两性物质:同一物质在不同的环境中,常会引起其酸碱性的改变(1)酸性条件下(2)碱性条件下H2CO3HCO3-
+H+CO32-
+H+HCO3-
接受质子:碱给出质子:酸4.酸碱反应总是成对出现(1)醋酸水解:HAcH++Ac-半反应1给出质子:酸半反应2H2O
+H+H3O+
接受质子:碱总反应HAc+H2OAc-+
H3O+
酸1碱1碱2酸2酸性条件下:H2O是碱共轭酸碱对:2对4.酸碱反应总是成对出现(2)氨的水解:H2OH++OH-半反应2给出质子:酸半反应1NH3+H+NH4+
接受质子:碱总反应NH3+H2ONH4++
OH-
碱1酸1酸2碱2碱性条件下:H2O是酸3.两性物质:同一物质在不同的环境中,常会引起其酸碱性的改变(1)酸性条件下(2)碱性条件下半反应2H2O
+H+H3O+
接受质子:碱H2OH++OH-半反应2给出质子:酸碱性(争夺H+的能力):NH3>H2O4.酸碱反应总是成对出现(2)氨的水解:H2OH++OH-半反应2给出质子:酸半反应1NH3+H+NH4+
接受质子:碱总反应NH3+H2ONH4++
OH-
碱1酸1酸2碱2碱性条件下:H2O是酸碱性(争夺H+的能力):NH3>H2O5.水的质子自递反应:
水是一种两性物质,通常称为两性溶剂。在水分子之间,也可以发生质子的转移作用:H2O+H2O=H3O++OH-这种仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用,称为溶剂水的质子自递反应。反应平衡常数,称为水的质子自递常数KW(25ºC)简化为:在酸性或碱性溶液中,该式恒成立5.水的质子自递反应:水的质子自递反应平衡常数,称为水的质子自递常数KW水溶液中,水化质子用H3O+表示,为简便,常写成H+。KW的表示式可简写为:(25ºC)pH+pOH=14二、酸碱解离平衡1.化学平衡常数mA+nBpC+qD反应达到平衡时,[]表示平衡时物质的量的浓度,单位为mol/L1.化学平衡常数(1)平衡常数Kc:只与温度有关,不随浓度而变化(2)固体、纯液体、溶剂水:不写入平衡常数(平衡浓度为1)。mA+nBpC+qD2.浓度对化学平衡的影响:mA+nBpC+qD增加反应物平衡向左移动:减少反应物mA+nBpC+qD增加生成物平衡向右移动:减少生成物3.酸碱解离平衡HAc在水中的解离反应:HAc+H2OAc-+
H3O+
酸解离平衡常数Ka表示为HAc的共轭碱Ac-的解离反应:Ac-+H2OHAc+
OH-
碱解离平衡常数Kb表示为3.酸碱解离平衡一元共轭酸碱对的Ka与Kb有如下的关系:=[H+][OH-]=KwKa∙Kb=Kw=10-14pKa+pKb=14例1:(1)醋酸(CH3COOH,简写为HAc)的Ka=?查附录1,得Ka=1.8×10-5HAc+H2OAc-+
H3O+
(2)醋酸(HAc)的共轭碱Ac-的Kb=?Ac-+H2OHAc+
OH-
Ka∙Kb=Kw=10-14Ka最大,pKa最小,酸性最强。4.酸碱的强弱给出质子的能力越强,酸性越强,Ka越大,pKa越小。接受质子的能力越强,碱性越强,Kb越大,pKb越小。哪种酸的酸性最强?Ka∙Kb=Kw=10-14共轭碱的碱性:草酸氢根(HC2O4-)的碱性最弱5.共轭酸碱对(1)强酸对弱碱(2)弱酸对强碱共轭酸碱对中,酸越易给出质子,其共轭碱就越难得到质子。共轭酸碱对
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