定量分析化学教案

-.z.《定量分析化学》课程教学大纲(适用于化学工程与工艺、高分子材料等工科各专业)大纲编写依据：参照原国家教委化学教学指导委员会制定的《化学专业定量分析课教学大纲》，结合分析化学方法的最新发展，以及化学工程专业及高分子材料专业特点和对课程的基本要求和实际教学经验，本着课程的规性、特色性、连贯性和系统性而编写。教学目的和要求：定量分析课是化学专业学生的主要基础课之一，它的理论和方法不仅是分析化学的基础，也是从事化学教育﹑化学﹑生物﹑地质﹑环境等学科工作的基础。定量分析课在教给学生基本的分析化学原理和方法的同时，使学生建立起严格的“量”的概念，培养学生严谨的科学作风及从事理论研究和实际工作的能力。定量分析课的目的和要求可以归纳为以下几点：1．掌握常量组分定量分析的基本知识﹑基本理论和基本分析方法。2．掌握分析测定中的误差来源﹑误差的表征及初步学会实验数据的统计处理方法。3．了解定量分析中常用分离方法的原理及应用。4．了解分光光度法的原理及应用。在本课程教学中，不仅要讲清定量分析化学的基本概念和基本理论，而且要让学生懂得建立这些概念和理论的化学处理方法和思维方法，加强素质教育，注重能力培养，提倡创新精神。教学方法：讲授﹑课堂讨论与自学﹑辅导答疑以及实验教学相结合，教学过程中规定每章有代表性的作业定期完成并修改，期末进行考试，综合评价学生的学习效果。先修课程及相关课程：本课程是在学生学习了无机化学课程基础上开设的，即学生应具有四大反应平衡的理论知识。相关课程有有机化学﹑结构化学等。学时分配建议表章容学时绪论1一定量分析化学概论2二酸碱平衡及酸碱滴定法8三络合滴定法6四氧化还原滴定法6五重量分析法和沉淀滴定法4六吸光光度法4七分析化学中的数据处理2八分析化学中常用的分离和富集方法2九复杂物质的分析示例1绪论教学目的与要求通过本章的学习，让学生了解分析化学的基本定义，分析方法的分类，分析化学的基本应用及作用。教学的基本容一、分析化学的定义﹑任务和作用二、分析方法的分类教学重点与难点1、分析化学的定义2、分析化学中“量”的概念3、定量分析方法第一章定量分析化学概论教学目的与要求学习本章定量分析化学概论之后，让学生掌握分析化学中的误差的客观存在性，误差产生的原因及减免方法。分析化学中有效数字的含义其定位原则，有效数字运算规则。滴定分析的分类、应用围，标准溶液的配制及其浓度表示方法，滴定分析的基本计算等。教学的基本容一、分析化学中的误差1．测量误差的表征——准确度和精密度2．误差的表示方法——误差和偏差3．误差的来源和分类——系统误差和随机误差4．随机误差的分布规律：频率分布﹑正态分布﹑随机误差的区间概率5．测量精密度的表征6．平均值的置信区间7．可疑值的检验二、有效数字1．有效数字的位数2．有效数字的修约规则3．有效数字的运算规则三、滴定分析法概论滴定分析法的特点和主要方法滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式基准物质和标准溶液滴定分析法计算教学重点与难点1、误差的客观存在性及偶然误差出现的规律性2、有效数字的位数及其运算结果的表示方法3、滴定分析法的各种计算第二章酸碱平衡及酸碱滴定法教学目的与要求通过本章的学习，让学生掌握酸碱平衡的处理思想和基本方法，特别是各种酸碱溶液的pH值的计算方法，以及缓冲溶液的缓冲原理、选择原则及其应用等，酸碱指示剂的作用原理及其选择原则，酸碱滴定曲线的制作及其分析。本章是学生学习滴定分析法的基础，应加强学习和练习。教学的基本容一、酸碱平衡1．酸碱质子理论及酸碱共轭关系2．酸碱反应平衡常数3．酸碱物质在水溶液中各种存在形式的分布4．酸碱溶液pH值的计算5．酸碱缓冲溶液二、酸碱滴定法1．酸碱指示剂2．酸碱滴定法的基本原理3．终点误差4．酸碱滴定法的应用教学重点与难点1、各种酸碱溶液pH值的计算2、物料平衡、电子平衡和质子平衡的意义及书写3、指示剂的变色原理4、滴定突跃5、计量点和终点第三章络合滴定法教学目的与要求在酸碱滴定法学习后，学生比较容易理解本章的容。络合物基本理论学习之后，学生应掌握本章中络合物的平衡处理方法，如副反应系数、条件稳定常数的计算等，在了解金属离子指示剂的变色原理的基础之上，掌握络合滴定法的滴定原理及应用。教学的基本容一、概述1．络合反应的普遍性及意义2．络合反应在分析化学中的应用3．氨羧络合剂4．EDTA的性质及在滴定分析中的应用二、络合平衡1．络合物的稳定常数2．络合物各存在形式在水溶液中的分布3．主反应和副反应4．络合反应的副反应系数5．络合物的条件稳定常数三、络合滴定基本原理1．络合滴定的滴定曲线2．金属指示剂变色原理及影响指示剂变色点的因素3．常见金属指示剂4．终点误差公式及其应用四、单一金属离子的络合滴定1．滴定的可能性2．滴定的最佳pH围五、混合金属离子的选择性滴定1．分别滴定的可能性及酸度控制2．使用掩蔽剂进行选择性滴定六、络合滴定的应用1．各种络合滴定方式2．EDTA标准溶液的配制和标定教学重点与难点1、副反应及条件稳定常数的概念及计算2、络合滴定曲线中突跃围的影响因素3、络合滴定中酸度的选择4、金属离子混合溶液各组分的分别测定第四章氧化还原滴定法教学目的与要求掌握氧化还原平衡中的基本处理方法，学习Nernst方程的应用及条件电极电位的意义和计算，各种氧化还原指示剂的变色原理，氧化还原滴定曲线的制作及滴定突跃围的影响因素，常用氧化还原滴定法的基本原理及其应用。教学的基本容一、概述1．氧化还原反应的特点2．条件电位及影响条件电位的因素3．氧化还原反应平衡常数及进行的程度二、氧化还原反应历程及反应速度1．影响氧化还原反应速度的因素2．催化反应和诱导反应三、氧化还原滴定1．氧化还原滴定曲线2．氧化还原滴定用指示剂3．氧化还原滴定前的预处理四、氧化还原滴定结果的计算五、主要氧化还原滴定法的原理﹑特点及应用1．高锰酸钾法2．重铬酸钾法3．碘量法教学重点与难点1、Nernst方程的应用2、标准电极电位与条件电极电位的关系及区别3、平衡常数的计算4、氧化还原滴定曲线中滴定突跃围的影响因素5、常见的氧化还原滴定法的基本原理和基本应用第五章重量分析法和沉淀滴定法教学目的与要求通过本章的学习，让学生了解重量分析法作为一种经典的分析测试方法，仍然有其分析测试的特点和一定的应用，特别是将沉淀平衡处理思想融合到了四大平衡之中。学习和掌握沉淀的形成过程和沉淀条件的选择。沉淀滴定法基本原理、基本应用和计算。教学的基本容一、重量分析法的分类及特点1．沉淀法的步骤2．重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求3．重量因数及重量分析结果的计算二、沉淀的溶解度及影响因素1．溶解度和固有溶解度2．溶度积与条件溶度积3．影响沉淀溶解度的因素三、沉淀的形成和沉淀的类型1．沉淀的类型2．沉淀的形成过程四、影响沉淀纯度的主要因素1．共沉淀2．后沉淀五、沉淀条件的选择1．晶形沉淀的沉淀条件选择2．无定形沉淀的沉淀条件选择3．均相沉淀法六、沉淀滴定法概述七、常用沉淀滴定法原理﹑特点及应用1．Mohr法2．Volhard法3．Fajans法教学重点与难点1、沉淀平衡的计算2、沉淀条件3、沉淀滴定法的特点第六章吸光光度法教学目的与要求通过本章的学习，让学生了解吸光光度法的基本原理和分析方法，学习分光光度计的基本构造和操作要点，掌握吸光光度法的基本应用。通过化学分析方法和仪器分析方法的比较，更好的区别两种方法的特点和各自的应用对象，教学的基本容一、概述1．吸光光度法的意义和应用2．光的基本性质及在分析化学中的应用3．可见光吸收光谱的产生及特征二、吸光光度法的基本原理1．Lambert-Beer定律2．吸光度的加和性3．摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度的定义和意义4．偏离比尔定律的原因三、分光光度计的原理﹑构造四、显色反应及影响因素1．吸光光度法对显色反应的要求2．影响显色反应的主要因素五、光度法测量误差及测量条件的选择1．仪器测量误差对分析结果的影响2．适宜吸光度围的控制3．入射光波长和参比溶液的选择六、吸光光度法在定量分析中的应用1．工作曲线法2．差示分光光度法3．多组分分析4．络合物组成的确定5．有机试剂的酸碱离解常数的测定教学重点与难点1、仪器分析方法与化学分析方法的区别2、比尔定律的应用条件3、参比溶液的意义及选择4、显色条件及测试条件的选择5、分光光度法的定量测试方法第七章分析化学中的数据处理教学目的与要求学习分析化学中误差的统计处理思想，掌握平均值、绝对偏差和相对偏差、平均偏差和相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差、平均值的标准偏差等计算，理解分析化学数据处理的意义，能够运用t分布计算平均值的置信区间，熟悉可疑值取舍的方法（Q检验法）等。教学的基本容标准偏差总体表转偏差样本标准偏差相对标准偏差随机偏差的正态分布频数分布正态分布随机误差的区间概率少量数据的统计处理平均值的置信区间异常值的取舍教学重点与难点随机误差的分布规律误差的统计处理思想平均值的标准偏差平均值的置信区间第八章分析化学中常用分离和富集方法教学目的与要求树立实际样品在分析时前处理的基本思想，了解常用的经典分离和富集方法的基本原理和应用，了解现代分离方法的基本原理，这是分析化学比不可少的重要容之一。教学的基本容一、概述1．分离的意义2．分离度和回收率3．分离方法的分类二、沉淀分离法的特点及应用1．无机沉淀剂分离2．有机沉淀剂分离3．共沉淀分离和富集三、液-液萃取分离法1．溶剂萃取的本质2．分配系数和分配比四、离子交换分离法1．离子交换分离的种类和特点，离子交换树脂结构和性能2．阳离子交换分离3．阴离子交换分离4．离子交换树脂的亲和力5．离子交换色谱法简介五、色谱法1．色谱法的原理及分类2．纸色谱法3．薄层色谱法4．柱色谱法教学重点与难点1、分析测试中分离和富集的必要性2、萃取和色谱分离的基本原理和应用3、分离方法的选择第九章复杂物质的分析示例教学目的与要求通过本章的学习，让学生综合所学分析化学的基本知识解决实际问题，提高学生综合应用能力。培养学生独立思考、独立解决问题的能力。同时，通过实际样品的全分析过程的学习，提高学生对本课程的学习兴趣。教学的基本容一、试样的采集二、试样的制备三、试样的分解四、复杂物质的分析示例硅酸盐分析铜合金分析废水试样分析教学重点与难点1、分析全过程2、实际样品分析方案的设计教学计划根据教育部教学指导委员会的“教学基本容”的要求，结合本校课程结构和情况安排教学，教学容和课时分配如下：

第1章概论（2学时）1、定量分析概述：分析化学定义、任务、作用及其发展；定量分析过程和方法分类。2、滴定分析概述：方法介绍、基本名词术语、滴定分析对化学反应的要求和滴定方式、基准物质和标准溶液、滴定分析计算。第2章误差与分析数据处理（4学时）1、分析中的误差：基本概念，准确度与精密度，系统误差的产生及消除，随机误差的分布规律，频率分布，正态分布。2、分析数据的统计处理：数据的集中趋势与分散度、置信度与置信区间、u分布与t分布、异常值的检验。3、测定方法的选择与测定准确度的提高4、有效数字：有效数字的意义、修约规则和运算规则、测定结果的表示。第3章酸碱平衡与酸碱滴定法（10学时）1、概述：酸碱反应及其平衡常数；活度与浓度、平衡常数的几种形式。2、酸度对弱酸（碱）形态分布的影响：分析浓度、平衡浓度、酸的浓度与酸度、碱的浓度与碱度、一元弱酸及多元酸溶液的形态分布。3、质子条件物料平衡、电荷平衡和质子条件。4、pH的计算：强酸（强碱）溶液、一元弱碱（弱碱）溶液、多元酸（碱）溶液、弱酸混合溶液、两性物质溶液、酸式盐、弱酸弱碱盐。5、酸碱缓冲溶液：酸碱缓冲溶液定义、缓冲指数、缓冲容量、缓冲围、缓冲溶液选择的原则、缓冲溶液pH值的计算。6、酸碱指示剂：酸碱指示剂的作用原理、指示剂的变色围、影响因素、混合指示剂。7、酸碱滴定基本原理：基本概念、强碱滴定强酸或强酸滴定强碱、强碱滴定一元弱酸、强酸滴定一元弱碱、多元酸和混合酸的滴定、多元碱的滴定、酸碱滴定的滴定曲线、滴定突跃及准确滴定的判据。8、终点误差：强碱滴定强酸、强碱滴定一元弱酸、强碱滴定多元弱酸；终点误差公式和终点误差图及其应用。9、酸碱滴定法的应用：混合碱的测定（氯化钡法和双指示剂法）、弱酸（碱）的测定、铵盐中氮的测定（蒸馏法和甲醛法）。第4章络合滴定法（4学时）1、定量依据：络合滴定反应具备条件、分析化学中常用的络合物、EDTA及其络合物。2、络合物的平衡常数：络合物的稳定常数、溶液中各级络合物的分布。3、副反应和条件稳定常数：副反应系数、条件稳定常数、金属离子缓冲溶液。4、金属离子指示剂：金属离子指示剂的作用原理、金属离子指示剂的选择、指示剂的封闭与僵化、常用的指示剂。5、络合滴定法的基本原理：络合滴定曲线、终点误差、准确滴定判别式、分别滴定判别式。6、络合滴定中酸度的控制：单一离子络合滴定的适宜酸度围、分步滴定的酸度控制。7、提高络合滴定选择的途径：控制酸度进行分步滴定、络合掩蔽法、沉淀掩蔽法、氧化还原掩蔽法、其它滴定剂的应用。8、络合滴定方式及其应用：直接滴定法、返滴定法、置换滴定法、间接滴定法第5章氧化还原滴定法（4学时）1、氧化还原平衡：概述、条件电位及其影响因素、氧化还原平衡常数、化学计量点时反应进行的程度、影响反应进程度的因素、影响反应速率的因素。2、氧化还原滴定原理：氧化还原滴定指示、过量预处理剂去除方法。3、氧化还原滴定法的应用：高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法、其它氧化还原法。第6章沉淀重量法与沉淀滴定法（4学时）1、概述：沉淀滴定对沉淀反应要求、影响滴定突跃大小的因素标准溶液2、莫尔法：原则、测定的对象、注意问题。3、福尔哈德法：原理、直接滴定法和返滴定法、消除干扰措施。4、法扬司法：原理、吸附指示剂、消除干扰措施。5、应用：混合离子的沉淀滴定、天然水中氯含量的测定、银合金中银的测定、有机化合物中卤素的测定、味精中氯化钠含量测定5、重量分析法（2学时）（1）重量分析法概述：重量分析法的分类和特点、沉淀重量法的过程和对沉淀的要求、重量分析法结果的计算。（2）沉淀的溶解度及其影响因素：溶解度、溶度积和条件溶度积、影响沉淀溶解度的因素。（3）沉淀的类型和沉淀的形成过程（4）影响沉淀纯度的主要因素：共沉淀、续沉淀（后沉淀）、减少沉淀玷污的方法（5）沉淀条件的选择：晶形沉淀的条件、无定型沉淀的条件、均匀沉淀法（6）有机沉淀剂：有机沉淀剂的特点、有机沉淀剂的分类第7章分光光度法（4学时）1、概述：吸光光度法的特点、光吸收的基本定律、比色法和吸光光度法及其仪器。2、光度分析法的设计：显色反应、显色条件的选择、测量波长和吸光度围的选择、参比溶液的选择、标准曲线的制作。3、光度分析法的误差：对郎伯-比尔定律的偏高、吸光度测量的误差4、其它吸光光度法及吸光光度法的应用作业题、复习、答疑（2学时）教学设计方案【授课章节及名称】授课章节：第一章概述1.1定量分析概述1.2滴定分析法概述【教学课时】4【学习容分析】（1）分析化学的任务、作用及其分类方法（2）定量分析的过程（3）滴定分析法的基本概念、原理及其计算【教学目标与要求】1、熟悉分析化学的定义、任务和作用2、掌握分析化学的分类方法，典型分析方法的特点和课程的任务与要求。3、了解分析化学的发展4、了解定量分析方法的过程5、掌握滴定分析法的原理、要求、方式及滴定分析的相关计算【教学容分析】1、教学重点(1)滴定分析法的原理、要求及方式(2)滴定分析的计算2、教学难点(1)建立分析化学中“量”的概念(2)滴定分析的计算【教学策略、教学方法与手段】①通过分析化学的任务、作用、发展及方法的学习，学生对定量分析有所了解。教学中采用启发式与提问式相结合的教学方法，从“如何对被测物质进行分析”引导学生发现定量分析过程中需要解决的问题，从而引起学生的兴趣，同时使学生获得通过所学解决问题的成就感。②理论类课程的课堂教学以讲授为主，为避免与实践环节脱节，可适当增加讨论、互动，并对滴定分析法的流程部分运用FLASH动画，可有助于学生理解掌握其原理、并增加兴趣。③为达到对学生情感态度领域的教学目标及要求，在课堂教学中强调掌握滴定分析原理、条件、方法、计算等，使学生掌握化学分析过程的方法，初步具备化学分析师的基本素养；【教学用具】课件【教学过程设计】【自我介绍】同学们好，我叫邵秀丽，这学期的分析化学课由我给大家上，我的联系是，希望在新的学期和大家合作愉快。【课程介绍】这门课的学时是34学时，我们主要学习的容是1~7章，第8章和第9章的分析方法会做简单介绍，大家有个了解就可以了。【教材】我们用的教材就是现在大家手里拿到的教材，还没有教材的同学要抓紧时间想办法啦！【考核】下面是大家最关心的话题，那就是成绩。这门课的考核遵循新华学院N+2的考核方式，成绩由三部分组成，平时成绩也就是考勤和作业以及测试等占40%，期末成绩也就是大家期末的卷面成绩占40%，读书笔记占20%。【要求】1、希望大家能按时上下课，不要旷课、迟到或者早退。我会在上课期间不定期的点名，旷课一次你的平时成绩会扣掉5分，三次以上平时成绩就为0分。2、按时交作业，通过你们的作业看大家对上课容的掌握情况。3、我们每节课上课的容比较多，所以我希望大家能做到课前预习、上课认真听讲、课后复习。【教学目的】我希望通过《分析化学》这门课程的学习，大家在学习分析理论知识的同时，能够学会自己分析问题、解决问题，并且培养对化学的兴趣和做实验时所应具备的良好素质。【参考书目】我推荐给大家的参考书目有以下四本，感兴趣的同学可以到图书馆借阅、参考，协助你们能更好的理解和掌握。（1）定量化学分析，齐美玲等，理工大学，2001.1（2）分析化学（第四版），大学，高等教育，2000.3（3）分析化学，克安金钦汉等译，大学，2001.8（4）分析化学，华东理工大学，高等教育，2003.7【学科定位】《分析化学》是我们化学专业的一门很重要的基础课程，是四大化学中的一门，所以我希望大家能学好这门课程，为大二、大三、大四专业课的学习打好基础。【过渡】下面我们就来学习《分析化学》的第一章，概论。首先来了解一下什么是分析化学？定量分析概述分析化学(analyticalchemistry)是研究物质化学组成的分析方法及相关原理的一门科学，是化学的一个重要分支。【板书】分析化学：化学组成、分析方法、原理【讲解】随着科学技术的发展，分析化学经历了由学科建立、仪器发展、信息形成到现在的高灵敏度、高准确度、高选择性以及高智能化的发展过程，逐步走向成熟，也为分析提供了更多的方法和选择的余地。【提问】同学们想一想，在日常生活中，哪些需要用到分析化学的知识呢？能不能举几个例子。【学生】药品、水、、、、、、【新课引入、结合多媒体图片】同学们说的很全面，那我们来一起看一下。首先想到的是食品问题，民以食为天，我们现在的生活水平提高了，但关于食品的一连串问题频频出现，比如说农药残留、重金属污染物质、添加剂、防腐剂等因素，使我们陷入到了“食”面埋伏的这样一个状态当中。那其中最典型的就是2008年中国毒奶粉事件。由三鹿集团生产的奶粉发现化工原料三聚氰胺。2013年食品安全问题中的“农夫山泉有点甜”是很多人耳熟能详的广告语，其产品却不断被曝出质量问题。大米超过40%存在镉超标的问题。还有环境问题，包括大气、水体、土壤等。其中最典型的就是去年年底的雾霾，相信大家也亲身感受到了。世界上最遥远的距离，是我牵着你的手，却看不见你的脸那其中的三聚氰胺、金属镉以及PM2.5的检测就是通过化学分析的方法得到的。【过渡】同学们是不是感觉分析化学很强大呀。则作为这么重要的学科，它有哪些主要的任务呢？1.1.1分析化学的任务和作用【讲解】分析化学的第一个主要任务就是确定物质是由哪些组分（元素、离子、基团或化合物）所组成，也就是确定组成物质的各组分“是什么”，比如检测奶粉中都有哪些营养物质，如维生素（A、D、E、铁、锌等）、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质等，这个过程也称为定性分析；知道了这些组分是什么以后，下一步是不是要测定各组分的相对含量，即确定物质中被测组分“有多少”，我们都知道食品添加剂的含量是有严格规定的，运用分析化学的手段就可以测定这些食品中有多少添加剂，是不是符合规定，也称为定量分析；第三个任务就是确定物质的化学结构，是直线型、三角锥形还是正四面体型等等，也就是结构分析。【过渡】国际分析科学会议的一位教授说，21世纪是光明还是黑暗取决于人类在能源与资源科学、信息科学、生命科学与环境科学四大领域的进步，而取得这些领域进步的关键问题的解决主要依赖于分析科学。可见分析化学在国际和世界上的地位是何等重要。则它又有哪些作用呢？【讲解】分析化学是科研的尖兵，为什么这么说呢？就拿我们化学中经常会用到的催化剂来说吧。我们知道催化剂是加快化学反应速率、提高产率的一种物质。要研究*一催化剂是不是具有这样的催化性能，我们就要对其进行形貌、大小、物象、孔结构、比表面积、酸性的分析，如果没有这些手段，科学研究就会寸步难行。其次我们说分析化学式在生产的眼睛，每天有很多化工产品或其它产品生产出来，那是不是生产出来的产品都可以投放到市场进行销售呢？【学生】不是【讲解】是不是先要对它的质量进行检测呀！经过检测合格以后才可以销售或者使用。除了这些方面的作用之外，在环境、材料、生命、医学、空间等领域也有非常重要的作用。【提问】那我们前面提到的这些产品或者物质的分析是不是都用的同一种方法呢？【学生】不是【过渡】不同的物质其物理、化学性质以及均匀程度都不同，所以对分析方法的要求也就不同。根据分析任务、分析对象、测定原理、操作方法和具体要求的不同，分析方法可分为许多种类。1.1.2分析方法的分类【讲解】（1）按分析任务的不同：定性分析：鉴定物质由哪些元素、原子团或化合物组成定量分析：测定物质中有关成分的含量结构分析：研究物质的分子结构或晶体结构（2）按分析对象的不同：无机分析：无机分析主要针对无机物。组成无机物的元素种类比较多，通常要求测定物质的组成以及各成分的含量，如测定我们日常生活中喝的饮用水中都含有哪些成分以及各组分的含量，是不是符合国家对饮用水的要求。有机分析：主要针对有机物。组成有机物的元素种类不多，但结构非常复杂，分析的重点是官能团分析和结构分析，如测定阿司匹林药物的结构，分析哪个官能团对病症起作用等。（3）按测定原理：化学分析：以物质的化学反应为基础的分析方法，主要有重量分析法、滴定分析（容量分析）法，这两种方法也是比较经典的定量分析方法，在以后的章节中我们会重点学习。仪器分析：以物质的物理和化学性质为基础的分析方法主要有：①光学分析法：利用物质的光学性质所建立的分析方法，主要包括：a.分析光谱法，如可见和紫外吸光光度法、红外光谱法等；b.原子光谱法，如原子发射光谱法、原子吸收光谱法；c.其它如激光拉曼光谱法等②电化学分析法：根据物质的电化学性质所建立的分析方法，主要包括电位分析法、电重量法、伏安法和极谱法、电导分析法③热分析法：根据测量体系的温度与*些性质（如质量、反应热和体积）间的动力学关系所建立的分析方法，主要有热重量法等④色谱法：主要包括气相色谱法、液相色谱法以及离子色谱法近年来发展起来的质谱法、核磁共振、*射线、电子显微镜分析以及毛细管电泳分析等大型仪器分析的分离方法使得分析手段更为强大。（4）按试样用量的多少分为常量、半微量、微量、超微量分析。当试样的质量要求大于0.1g时，如果是液体或气体体积大于10mL时采用常量分析的方法，这也是一般生产中用的一种分析方法，应用比较广泛。当试样质量在0.1~0.01g之间时，体积在10~1mL采用半微量分析的方法，一般实验室多采用这种分析方法。那试样质量在10~0.1mg之间，体积在1~0.01mL时采用微量分析，当试样量小于0.1mg，体积小于0.01mL时采用超微量分析，一般用于微量元素或者贵重物品的分析当中。（5）按试样中被测组分的含量的多少分为常量、微量、痕量组分分析。方法组分含量常量组分分析>1%微量组分分析0.01～1%痕量组分分析＜0.01％除了以上五种分类方法之外，还有一种就是按分析目的分。（6）按分析的目的分：例行分析(常规分析)：一般化验室在日常生产或工作中的分析，如仲裁分析(裁判分析)：不同单位对同一样品的分析结果有争议时，要求仲裁单位用法定方法进行的准确分析，也称为裁判分析。【过渡】在以上的这些分析方法中，我们要重点学习的是定量分析，也就是说要确定物质中各组分的含量。下面我们来学习一下要完成一个定量分析，必须经过哪些步骤或者过程？【学生】定量分析过程【讲解】1、试样的采集与制备首先是试样的采集，那我可不可以随便找个点自己想取多少就取多少？【学生】不可以【讲解】那为什么不可以呢？在分析工作中，一般只称取几g或十分之几克试样，它所代表的是吨级或更多的物料，并且实际分析试样有固体、液体、气体，试样的性质和均匀程度也各不相同。因此，要求采集的试样必须能代表全部物料的平均组成，否则分析结果就毫无意义，也就是说我们采集的样品要具有代表性。所以，为了使所采集的试样能够代表分析对象的平均组成，应根据样品的堆集情况和颗粒大小选取合理的采样点（不同的部位和深度选取多个）和采集量(本节以矿石为例说明试样的采集和制备)【板书】画几种不同大小的颗粒的堆积情况【讲解】选取采样点要考虑不同的位置和深度选取多个，这样才能保证试样具有代表性。另外就是试样的采集量试样的采集量按公式计算：Q≥K·d2(kg)【板书】Q≥K·d2(kg)【讲解】式中：Q为采集试样的最低质量（kg）；K为经验常数，K=0.05～1（kg·mm－2），样品越不均匀，K就越大；d为试样中最大颗粒的直径(mm)；【例题】采集矿石试样，若试样的最大直径为10mm，K≈0.3，则应采集试样的最低质量Q为Q≥0.3×102kg=30kg【讲解】这三图分别代表了不同的采样设备，大家可以了解一下。【过渡】样品采集好以后，就要对其进行制备。按上述方法采集的试样其量比较大并且不均匀，需要通过多次的粉碎、过筛、混匀、缩分等步骤，以制得少量的均匀而有代表性的分析试样。【讲解】粉碎也就是我们常说的破碎：试样经粗碎、中碎、细碎及研磨至所需粒度。【过渡】由于分解不同试样的难易程度不同，要求磨细的程度也不同。【讲解】为了控制试样粒度或者大小均匀，经常采用过筛的办法，即让粉碎后的试样通过一定筛孔的筛子。必须指出，每次粉碎后要通过相应筛孔的筛子，未通过筛孔的粗粒，需要进一步粉碎，直到全部通过。切不可随意弃去，否则影响试样的代表性。几种型号及其孔径大小的关系如下表所示。筛号(网目)361020406080100120140200直径/mm6.723.362.00.830.420.250.1770.1490.1250.1050.074【过渡】经过筛分混合均匀后，就要对试样进行缩分。【讲解】缩分：使粉碎试样的量减少，同时又不失去其代表性。【结合多媒体图示】通常采用四分法：将粉碎混和均匀的试样堆成锥形，然后压成圆饼状，通过中心分成四等份，弃去对角的两份，保留余下的两份。保留的试样能否继续缩分，取决于试样的粒度与保留试样量之间的关系，它们应符合前述取样公式Q≥K·d2。【例题】有试样20kg，粗碎后最大粒度6左右，设K为0.2kg·mm-2，应保留试样量为：Q≥0.2kg·mm-2×6（mm）2=7.2kg经过一次缩分得：20kg×1/2=10kg〉7.2kg还可以继续缩分若此时要求再破碎至试样粒度不能大于2mm，则Q≥0.2kg·mm-2×2（mm）2=0.8kg应缩分几次？10×1/2n≥0.81/2n≥0.08nlg2≤lg1/0.08n=3.64缩分3次保留的试样量为10×(1/2)3=1.25(kg)【过渡】经粉碎的试样具有较大的表面，容易从空气中吸收水分，此吸附水称为湿存水。【讲解】为了使制得的试样与原样品含水量一致，可根据样品的性质采用在不同温度烘干的方法除去湿存水，然后进行分析测定，这就是第二步，试样的干燥。【过渡】在一般分析工作中，需要先将试样分解，使被测组分定量地转入溶液中，才能进行分析。【讲解】将被测组分定量地转入溶液中的操作称为试样的分解。在试样分解的操作过程中要注意的两点是：防止被测组分挥发损失，避免引入干扰成分。常用的分解方法主要有溶解法和熔融法。（1）溶解法：通常采用的溶剂有水、酸、碱或混合酸，它们的作用见教材p3。（2）熔融法：将试样与固体溶剂混匀后置于特定材料制成的坩埚中，在高温下熔融，分解试样，再用水或酸浸取融块。酸溶法：常用酸性溶剂有K2S2O7、KHSO4、V2O5，在高温时分解产生的SO3能与碱性氧化物作用，如Fe2O3+3K2S2O73K2SO4+Fe2(SO4)3碱溶法：常用碱性溶剂有Na2CO3、NaOH、Na2O2等，用以分解酸性试样。Na2CO3常用于分解硅酸盐，NaAlSi3O8+3Na2CO3NaAlO2+3Na2SiO3+3CO2Na2O2用以分解铬铁矿2FeO.Cr2O3+7Na2O22NaFeO2+4Na2CrO4+2Na2O（3）半熔法（烧结法）：在低于熔点下，让试样与溶剂作用，如：常用Na2CO3-MgO作溶剂，用半熔法分解煤或矿石以测定硫；用CaCO3-NH4Cl分解硅酸盐以测定K+、Na+等（4）干式灰化法将有机试样置于马弗炉中加温400～700℃分解，无机物残渣以酸提取后制备成分析试液。如氧瓶燃烧法（5）湿式消化法用硝酸和硫酸混合物作为溶剂与试样一同加热煮沸使试样溶解的方法。这些分解方法大家做个了解就可以了。【过渡】测定*一组分时，样品中其它共存的组分常产生干扰，导致分析结果不准。所以我们在测定之前要对试样的干扰成分进行消除。【讲解】常用的方法就是采用掩蔽剂来消除干扰，这是一种比较简单、有效的方法。但在很多情况下，没有合适的掩蔽方法，就需要将被测组分与干扰组分进行分离。常用的分离方法有：沉淀分离、萃取分离、离子交换和色谱法分离。5、测定：根据被测组分的性质、含量和对分析结果准确度的要求，选择合适的分析方法进行测定。6、计算分析结果：根据试样质量、测量所得数据和分析过程中有关反应的计量关系，计算试样中有关组分的含量。以上就是定量分析法的过程，也是需要同学们重点掌握的容。【强调】重复以上讲过的定量分析过程的6个步骤。【过渡】定量分析法中最重要的是滴定分析，又称容量分析法，它以简单、快速、准确的特点而被广泛应用于常量分析中。下面我们来学习滴定分析法的相关容。1.2滴定分析法概述【讲解】首先我们来学习一下什么是滴定分析法？1.2.1滴定分析法的特点和主要方法滴定分析法：将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液），滴加到被测物质的溶液中（或者是将被测物质的溶液滴加到标准溶液中），直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系定量反应为止，然后根据试剂溶液的浓度和用量，计算被测物质的含量。我们把已知准确浓度的试剂溶液称为标准溶液或者是滴定剂，也就是说它的浓度是已知的。把要测定的物质称为被测物质，它的溶液称为待测溶液。化学计量关系就是化学反应方程式配平后的系数之间的关系。【结合多媒体图示】那滴定分析简单的说就是：将标准溶液滴加到被测物质中，按一定的计量关系反应完全后，根据试剂溶液的用量和浓度进行计算。主要有酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定以及沉淀滴定这四种方法。【结合多媒体过程演示讲解】我们来一起看一下滴定分析的具体过程。首先，将标准溶液也称为滴定剂装入到一支滴定管中。将待测溶液装到锥形瓶或烧杯中，然后往待测溶液中滴加几滴指示剂，可以看到滴加指示剂后待测溶液的颜色变为绿色。装置架好以后就开始滴定，即旋动滴定管上的活塞使标准溶液滴加到待测溶液中，我们看以看出锥形瓶中溶液的颜色逐渐变浅，继续滴加，当加入的标准溶液与被测物质按化学计量关系完全反应时就达到了化学计量点，再多加一滴甚至是半滴时溶液的颜色就会改变，我们把这一点称为滴定终点，到这个时候整个滴定过程就完成了。这个过程中，有以下这些概念是需要同学们重点掌握的：（1）滴定：滴定剂从滴定管加到被测物质溶液中的过程（2）指示剂:能改变颜色的试剂（在化学计量点时往往没有任何外部特征为我们所察觉，必须借助于加入的另一种试剂的颜色改变来确定）（3）化学计量点：加入的标准溶液与被测物质定量反应完全时，反应即到达了“化学计量点”（简称计量点，用是sp表示），一般根据指示剂的变色来确定化学计量点（4）滴定终点：在滴定中指示剂改变颜色的那一点称为滴定终点（简称终点，用ep表示）（5）终点误差：滴定终点与化学计量点不一定恰好吻合，由此造成的误差称为终点误差（用Et表示）。终点误差是滴定分析误差的主要来源之一，它的大小取决于化学反应的完全程度和指示剂的选择是否恰当。【结合多媒体图示】这图是我们在做滴定实验的过程中用到的滴定管的使用方法。左边的这支是碱式滴定管，右边的这支是酸式滴定管，大家想想为什么是这样呢？酸式滴定管在使用的时候要右手拿锥形瓶劲向同一个方向转动，左手旋开（或者关闭）活塞，使滴定液逐滴加入。碱式滴定管为了测定数据的准确性，装好标准溶液后在滴定前一定要排除橡胶管里的气泡。再有就是在读取数据时视线要与液体的凹液面保持平行。你们后面可能要做滴定反应的实验，这些操作在做试验的过程中要注意。我们来看一道例题：【例题】为测定HCl试样溶液的准确浓度，可用酚酞作指示剂，以0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mLHCl试样溶液，若按反应的计量关系恰好完全反应时，pH＝7.0，测出此时所消耗NaOH标准溶液的体积，便可计算出HCl溶液的浓度。NaOHNaOH＋HCl＝NaCl＋H2O酚酞出现粉红色的pH=8～9，需滴入过量的NaOH，使计算出的HCl浓度偏高，造成误差。【讲解】通过以上的学习，我们总结一下滴定分析法的特点：（1）适用于常量组分的测定分析（2）准确度比较高（相对误差小于±0.2%）（3）分析所使用的仪器简单，用到的仪器只有滴定管、锥形瓶和铁架台。（4）整个操作简便、快速，几分钟甚至是更短的时间就可以完成。【知识回顾】上节课我们学习了滴定分析的方法和原理，那什么是滴定分析法，它的过程是怎么样的呢？【学生】【结合多媒体图示复述】滴定分析法：将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液），滴加到被测物质的溶液中（或者是将被测物质的溶液滴加到标准溶液中），直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系定量反应为止，然后根据试剂溶液的浓度和用量，计算被测物质的含量。【新课引入】了解了滴定分析法的原理和特点，同学们想想是不是所有的反应都可以用滴定分析的方法测定呢？【学生】不是【过渡】那它对反应有哪些要求呢？1.2.2滴定分析法对反应的要求和滴定方式【讲解】适合滴定分析的化学反应，应该具备以下几个条件：（1）反应必须具有确定的化学计量关系，即反应按一定的反应方程式进行，这是定量计算的基础。（2）反应必须定量地进行（3）必须具有较快的反应速度。对于速度较慢的反应，有时可加热或加入催化剂来加快反应的进行。（4）必须有适当简便的方法确定滴定终点，也就是说能找到合适的指示剂。【过渡】凡是能满足上述要求的反应，都可用直接滴定法，这种方法也是滴定分析中最常用和最基本的滴定方法。但是，有些反应不能完全符合上述要求，就不能采用直接滴定法。遇到这种情况，可采用下述几种方法进行滴定。【讲解】2、返滴定法：可以先加入一定量过量滴定剂，待反应完成后，再用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂。（1）当反应较慢或反应物是固体时，不能使用直接滴定法。如：a、Al3+与EDTA络合反应速率太慢，不能直接滴定。加入一定量过量的EDTA标准溶液，并加热促使反应完全。溶液冷却后，用Zn2+标准溶液滴定过剩的EDTA。b、测定CaCO3,加入过量HCl，多余HCl用标准NaOH溶液返滴（2）有时采用返滴定法是由于没有合适的指示剂。如在酸性溶液中用AgNO3滴定Cl-时，缺乏合适的指示剂。此时，可加一定量过量的AgNO3标准溶液使Cl-沉淀完全，再用NH4S标准溶液返滴定过剩的Ag+，以Fe3+为指示剂，出现Fe（S）2+的淡红色，即为终点。3、置换滴定法：用适当的试剂与被测物质反应，使它被定量地置换成另一种物质，再用标准溶液滴定此物质。（1）被测物质所参加的测定反应不按一定的反应式进行，或没有确定的计量关系，如：在酸性K2Cr2O7溶液中加入过量KI，使K2Cr2O7被定量置换成I2，后者可以用Na2S2O3标准溶液直接滴定。（2）有些反应的完全程度不够高，如：Ag+与EDTA的络合物不够稳定，不能用EDTA直接滴定，但若将Ag+与Ni（）42-反应置换出Ni2+，由滴定Ni2+所消耗的EDTA的量即可计算出Ag+的量。4、间接滴定法：不能与滴定剂直接反应的物质，有时可以通过另外的化学反应间接进行测定。如Ca2+沉淀为CaC2O4，再用硫酸溶解，用KMnO4标准溶液滴定C2O42-,间接测定Ca2+以上就是滴定分析法的几种滴定方式，在实际分析过程中应该根据不同的条件及要求选择合适的滴定方法。【过渡】在上述的滴定方式中都提到了标准溶液的概念，那它是怎么得到的呢？1.2.3基准物质和标准溶液【讲解】这里需要大家知道基准物质。所谓基准物质，就是用于直接配制和标定标准溶液的物质。常用的基准物质有KHC8H4O4、H2C2O4.2H2O、Na2CO3、K2Cr2O7、NaCl、CaCO3、金属锌等。【提问】是不是所有的化学物质都可以作为基准物质呢？【学生】不是【讲解】作为基准物质必须符合以下要求：（1）物质的组成与化学式必须相符。若含结晶水，例如H2C2O4.2H2O、Na2B4O7.10H2O等，其结晶水的含量也应与化学式相符。（2）试剂的纯度足够高（99.9%以上）（3）试剂稳定，例如不易吸收空气中的水分和CO2，以及不易被空气氧化等。（4）试剂最好有较大的摩尔质量，以减小称量时的相对误差。【过渡】有了基准物质之后，我们就可以用它来配制或标定标准物质。【讲解】标准溶液:已知准确浓度的试剂溶液，它的配制采用的方法有直接法和标定法直接法就是称一定量的基准物质B(mBg）直接溶于一定量(VL)的溶剂配制。【例题】称取4.903g基准K2Cr2O7-1K2Cr2O7标准溶液。【讲解】标定法：配制成接近所需浓度的溶液，然后用基准物质或标准溶液标定其准确浓度【例题】-1-1的稀溶液，然后称取一定量的基准物质如硼砂进行标定，求出HCl标准溶液的准确浓度。【过渡】那不论是标准溶液还是待测溶液，都需要测量它的体积。同学们在高中化学中也学过体积的测量，一般都有哪些仪器呀？【学生】量筒、、、、、1.2.4滴定分析中的体积测量【讲解】在我们滴定分析中用到的测量体积的容器主要有以下三种：（1）容量瓶，这是一种量入式的仪器，一般用来配制一定浓度、一定体积的溶液，它有不同的规格，在做实验的过程中我们可以根据实验的需要选取不同规格的容量瓶。（2）移液管，它是一种量入式的仪器，一般用来量取液体，有从0.几ml到50ml测量体积大小不同的移液管，在做实验的过程中我们可以根据我们所要移取溶液体积的不同选取合适的移液管，尽可能的减小实验误差。（3）滴定管，和移液管一样是一种量出式的仪器，多用在滴定分析过程中，它分为酸式滴定管和碱式滴定管，也有不同的规格。【结合多媒体图示】这三种测量体积的分析仪器是分析化学实验中最常用的，那在使用的过程中有哪些注意事项呢？我们来一起学习一下。首先看一下容量瓶的使用：这是一个配制溶液的过程，将称量好的样品溶解后经过玻璃棒的引流转移到事先选择好的容量瓶中，再加蒸馏水到刻度线，读数时视线要与凹液面平行，定容好之后上下翻转摇匀，就得到了标准溶液。这个操作过程是我们分析化学实验中经常会用到的，所以大家一定要掌握。移液管的使用所要注意的事项主要是第4步，移液管的下端要靠在锥形瓶的壁上。大家在做实验的过程中要用正确的方式操作。【过渡】学习了这么多滴定分析的知识，最终的目的是要对其进行计算。1.2.5滴定分析的计算【讲解】在分析化学中常用的物理量及其单位如图所示，有、、、、、、下面我们逐一来学习这些物理量。（1）物质的量n（mol）数值取决于对基本单元的选择基本单元：分子、原子、离子、电子及其它粒子，它是根据*物质在反应中的质子转移数（酸碱反应）、电子得失数（氧化还原反应）或反应的计量关系来确定的。如在酸碱反应中常以NaOH、HCl、1/2H2SO4为基本单元在氧化还原反应中常以Na2S2O3、1/2As2O3、1/5KMnO4、1/6K2Cr2O7等为基本单元【例题】5C2O42-+2MnO4-+16H+====10CO2+2Mn2++8H2O由于5C2O42-==2MnO4-，因此KMnO4基本单元选择为1/5KMnO4，H2C2O4则为1/2H2C2O4【讲解】如物质A在反应中的转移质子数或得失电子数为ZA时，基本单元选为1/ZAn（1/ZAA）=ZA.n（A）由等物质的量规则可以得到n（1/ZAA）=n（1/ZBA）【例题】在6Fe2++Cr2O72-==6Fe3++2Cr3++7H2O的反应中，K2Cr2O7的电子转移数为6，以1/6K2Cr2O7为基本单元；Fe2+的电子转移数为1，以Fe2+为基本单元，则n（1/6K2Cr2O7）=n（Fe2+）【讲解】（2）摩尔质量M（g/mol或mg/mmol）：每摩物质的质量,应用时必须指明基本单元知道了相对原子质量或化合物的摩尔质量，就可以得到所选定的基本单元的摩尔质量，用通式表示，则为M（（1/ZAA）=1/ZAM（A）如：M(KMnO4)=158.03g/molM(1/5KMnO4)=1/5M(KMnO4)=31.61g/mol【讲解】物质A的质量、摩尔质量和物质的量之间的关系为m(A)=n（1/ZAA）.M（1/ZAA）【例题】0.1700mol的K2Cr2O7的质量：m（K2Cr2O7）=n（K2Cr2O7）.M（K2Cr2O7-1=50.01g若基本单元为1/6K2Cr2O7，则n（1/6K2Cr2O7）=n(K2Cr2O7)※6=0.1700mol※6=1.0200molm（K2Cr2O7）=n（1/6K2Cr2O7）※M（1/6K2Cr2O7）=1.0200mol※(294.18/6)g/mol=50.01g虽然基本单元不一样，但是物质的质量是一样的。【讲解】（3）物质的量浓度c（mol/L或mmol/mL）：物质A的物质的量n（1/ZAA）除以溶液的体积VA，即c（1/ZAA）=n（1/ZAA）/VA，在计算时必须指明基本单元例如：同一H2SO4溶液，其c（H2SO4）=0.1mol/L，则c（1/2H2SO4）=2×c（H2SO4）=0.20mol/L写成通式为c（1/ZAA）=ZAc（A）（4）质量分数w：待测组分在样品中的含量计算公式w（A）=m（A）/ms其中：m（A）为待测组分A的质量；ms为样品质量；w（A）为组分A在试样中的质量分数，通常以%表示，也可以用mg/g表示。如：石样品质量为20kg，其中CaCO3的质量为26kg，问石样品中CaCO3的质量分数为多少？（5）质量浓度ρ（g/L或mg/ml）：单位体积中*种物质的质量（6）滴定度T（TB/T）：1mL标准溶液所能滴定的被测组分的质量或质量分数【板书】TB/T，TB/S，T=m待测（g）/V标（ml）【讲解】T代表滴定剂，B代表被滴物质，我们这本书上用TB/S表示。【讲解】滴定度的计算公式为T=m待测（g）/V标（ml）【例题】每毫升K2Cr2O7标准溶液恰好能与0.00500gFe2+反应，则若滴定中消耗该标准溶液21.50mL，则被滴定溶液中铁的质量为【过渡】知道了这些物理量都代表什么，那它们之间有什么样的关系呢？【讲解】首先我们来看一下物质的量与物质质量之间的关系：其次是物质的量与溶液浓度的关系：这两个关系大家都比较熟悉，在高中化学计算中经常用到这个公式。【过渡】我们在做滴定分析的时候，要求反应要按一定的化学计量关系进行，就出现了计量系数，那滴定物与被滴定物质之间存在哪些关系呢？【讲解】我们以反应tT+bB==cC+dD为例来加以说明。根据反应方程式和化学计量系数是不是可以得到：【板书】则b/t或t/b称为化学计量数比【例题】在酸性溶液中，用H2C2O4作为基准物质标定KMnO4溶液的浓度时，滴定反应为5C2O42-+2MnO4-+16H+====10CO2+2Mn2++8H2O即可得出nKMnO4=2/5nH2C2O4【过渡】有了这个关系，如果我要求被测组分的质量分数，怎么求呢？【板书】【过渡】还有一个比较重要的关系是物质的量浓度与滴定度之间的换算关系。【板书】【讲解】滴定体积VT一般以mL为单位，而浓度CT的单位为mol/L，因此必须将VT的单位mL换算为L,即乘以10-3【例题】计算0.2000mol·L-1K2Cr2O7对Fe2O3的滴定度，若每次分析称样0.2000g，求解：计算0.02000mol·L-1K2Cr2O7溶液对Fe和Fe2O3及Fe3O4的滴定度。【过渡】知道了这些物理量之间存在的关系，就可以运用这些关系进行化学计算，首先看一下标准溶液浓度的计算。我们之前学习了标准溶液的配制有两种方法，直接法和标定法。【讲解】当用直接法配制时，我们设称取的基准物质的摩尔质量为MB，质量为mB，配制成体积为VB的标准溶液，就可以根据上面讲到的关系计算出所配制标准溶液的浓度。【例题】准确称取基准物质K2Cr2O71.471g，溶解后定量转移至250.0mL容量瓶中，问此K2Cr2O7溶液的浓度为多少？（MK2Cr2O7=294.2g.mol-1）-1Na2CO3标准溶液500mL，问应称取基准Na2CO3多少克？（MNa2CO3=106.0g.mol-1）【讲解】采用标定法配制溶液时，设以浓度为CT（mol/L）的标准溶液滴定体积为VB（mL）的物质B的溶液，在化学计量点时，用去标准溶液体积为VT（mL）bB＋tT=aAnT=cTVTnB=cBVBnB=b/tnT【例题】为标定HCl溶液，称取硼砂（Na2B4O7.10H2O）0.4710g，用溶液滴定至化学计量点，消耗25.20mL。求HCl溶液的浓度。【过渡】以上是标准溶液的计算，除了标准溶液外，还有待测物质的组分含量计算。【讲解】滴定法计算实例：例1.称取基准物质草酸（H2C2O4.2H2O）0.2002g溶于水中，用NaOH溶液滴定，消耗了NaOH溶液28.52mL，计算NaOH溶液的浓度。M（H2C2O4.2H2-1-1K2Cr2O7标准溶液滴定至化学计量点，用去K2Cr2O7标准溶液33.45mL。求试样中Fe和Fe2O3的质量分数各为多少？例3.测定工业纯碱Na2CO3含量，称取试样0.2560g，用0.2000mol·L-1HCl标准溶液滴定，终点时消耗HCl溶液22.93mL，试计算HCl标准溶液对Na2CO3的滴定度和试样中Na2CO3的百分含量。例4.测定样品中Ca含量，称取0.1557g样品，溶解后加入过量的(NH4)2C2O4，使Ca2+生成CaC2O4沉淀析出，过滤洗涤后，沉淀溶于稀H2SO4，溶液中的C2O42－用0.04000mol·L－1KMnO4标准溶液滴定，消耗15.00mL至终点，求样品中CaCO3的含量。例5.用过量FeSO4还原MnO2试样，剩余的Fe2+用K2Cr2O7溶液返滴定。若称取试样为0.2000g，加入0.1000mol·L－1的Fe2+标准溶液50.00mL，剩余的Fe2+需用16.07mL0.02300mol·L-1K2Cr2O7溶液返滴定，求试样中MnO2的含量。【作业】习题24710【授课章节及名称】授课章节：第二章误差与分析数据处理2.1有关误差的一些基本概念2.2随机误差的分布【教学课时】2课时【教学目标与要求】1、了解准确度、精密度的概念及两者间的关系2、掌握误差的表示方法和有关计算。3、掌握误差的分类、各类误差特点和来源。4、掌握随机误差的分布规律及其出现的区间概率。【教学容分析】1、教学重点（1）准确度与精密度的关系（2）误差、绝对误差、相对误差的计算（3）随机误差的频率分布、正态分布、标准正态分布规律及区间概率2、教学难点（1）误差、绝对误差、相对误差的计算（2）随机误差的频率分布、正态分布的分布曲线、特征、分布函数、统计量的准确理解以及区间概率的计算。【教学策略、教学方法与手段】①通过例举生活中的实例让学生建立误差的概念。教学中采用启发式与提问式相结合的教学方法，从“分析中误差是如何产生的”引导学生探究误差产生的原因并思考怎样避免或减小误差，从而引起学生的兴趣，同时使学生获得通过所学解决问题的成就感。②理论部分以讲授为主，误差的计算以例题的形式展现。系统误差和随机误差的来源及区别以选择题或判断题的形式让学生进一步理解和掌握。③准确度与精密度的关系借助示意图形象说明。【教学过程设计】【新课引入】定量分析是根据物质的性质测定物质的量，与其他测量方法一样，所得结果不可能绝对准确，总伴以一定的误差。即使采用最可靠的分析方法，使用最精密的仪器，由很熟练的分析人员进行测定，也不可能得到绝对准确的结果。同一个人对同一样品进行多次分析，结果也不尽相同。这表明在分析过程中，误差是客观存在的。这就是我们这节课要学习的容。2.1有关误差的一些基本概念【讲解】*一物理量本身具有的客观存在的真实数值，即为该量的真值，用T表示。一般来说，真值是未知的，但下列情况的真值可以认为是知道的。a、理论真值如*化合物的理论组成等b、计量学约定真值如国际计量大会上确定的长度、质量、物质的量单位等长度单位米是光在真空中在1/299792458秒的时间间隔行程的长度。质量单位保存在法国巴黎国际计量局的铂－铱合金圆柱体(国际千克原器)的质量是一千克。c、相对真值认定精度高一个数量级的测定值作为低一级的测量值的真值，这种真值是相对比较而言的。真值：客观存在，但绝对真值不可测样本平均值（）n次测量数据的算术平均值为注意：平均值不是真值，但比测定值更接近真值。因而在日常工作中，总是重复测定数次，然后求得平均值。【过渡】知道了这两个量后，我么来学习误差。2.1.1误差的表征------准确度与精密度【讲解】分析结果的准确度表示测定结果与真实值接近的程度，用误差衡量。【板书】测得NaCl试剂中ω（Cl）=60.53%，T（Cl）=60.66%误差越大，测定的准确度越低；误差越小，测定的准确度越高。123456甲49.1249.1049.1349.1149.1349.10乙49.0849.1349.1549.1049.1849.20【过渡】在实际工作中，为了获得可靠的分析结果，分析人员在同一条件下平行测定几次，然后以平均值作为测定结果。如果几次分析结果的数值比较接近，表示分析结果的精密度高。【讲解】精密度:平行测定结果相互接近的程度，用偏差衡量【结合多媒体图示】准确度与精密度的关系这副图表示三个人分别测量的结果，那同学们判断一下谁的测量准确度最好呢？【学生】丙【互动】那谁的精密度最好？【学生】甲【讲解】由此我们得出准确度与精密度的关系：1.精密度好是准确度好的前提2.精密度好不一定准确度高准确度及精密度都高--------结果可靠【讲解】那在实际测定中我们要对测量结果进行定量分析，就要学习误差和偏差的计算。2.1.2误差的表示------误差与偏差【讲解】误差（E）：测定结果（*）与真实值（T）之间的差值。﹤结果偏低负误差﹥结果偏高正误差误差越小，表示测定结果与真实值越接近，准确度越高；反之，误差越大，准确度越低。误差可以用绝对误差（Ea）和相对误差（Er）两种方式来表示：绝对误差（Ea）:测定值与真实值之间的差值，以测量值的单位为单位相对误差（Er）:绝对误差占真值的百分率，没有单位【例题】例：测得纯NaCl中Cl的含量为60.52%，而理论值为60.66%，求测定结果的绝对误差和相对误差。例：测定*铜合金中铜的质量分数，测定结果为81.18%，已知真实值为80.13%，求测定结果的绝对误差和相对误差。【过渡】在讲准确度与精密度的关系时，为什么甲的精密度很好，准确度却很差呢？为什么每个人所得的3个平行数据都有或大或小的差别呢？这就涉及到系统误差和随机误差。2.1.3误差的分类------系统误差与随机误差【讲解】1.系统误差（又称可测误差）----误差的主要来源系统误差指由分析过程中*些确定的、经常性的因素造成的，有确定的值。影响准确度，不影响精密度。特点：重现性、单向性、可测性产生系统误差的主要原因：（1）方法误差:由分析方法本身所造成的误差。如：重量分析时，沉淀不完全或共沉淀现象；滴定分析时，滴定终点与化学计量点不符合及发生副反应，系统地导致测定结果偏高或偏低。方法的选择或校正可以克服方法误差。（2）仪器误差:来源于仪器本身不够准确。如天平臂长不等，砝码磨损、移液管、滴定管、容量瓶等体积不够准确等。可对仪器进行校准来克服仪器误差。（3）操作误差:由于操作人员所掌握的分析操作与正确的分析操作有差别所引起的。如:分析人员在称取试样时未注意防止试样吸湿，洗涤沉淀时洗涤过分或不充分等。（4）试剂误差:由于试剂不纯所引起的误差。来源于空白实验试剂或蒸馏水含有被测组分或干扰的杂质。通过空白校正及使用纯度高的水等方法加以克服。（5）主观误差:又称个人误差，由分析人员本身的一些主观因素造成的。如分析人员在辨别滴定终点时有人偏深，有人偏浅；在读取刻度时，有时偏高，有时偏低；平行实验时主观希望前后测定结果吻合。主观误差有时例如操作误差中。消除方法：校正2.随机误差(又称偶然误差或不可测误差)随机误差指由无法控制、不可避免的因素(偶然因素)引起的误差。不仅影响准确度，而且影响精密度。特点：不可避免，不可校正；其值可大可小，可正可负；多次测定结果符合统计规律。产生原因：（1）随机因素（室温、湿度、气压、电压的微小变化等）（2）个人辨别能力（滴定管读数的不确定性）不存在系统误差的情况下，测定次数越多其平均值越接近真值。一般平行测定4-6次，以减小随机误差。3、过失误差：由于分析工作者粗心大意或违反操作规程所产生的错误，如加错试剂、记错读数、溅失溶液、流失沉淀等，是可以避免的。【总结、互动】系统误差与随机误差的比较类型系统误差随机误差产生原因确定因素，有时不存在不确定因素，总是存在来源方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差环境的变化因素主观的变化因素特点重现性、单向性、可测性服从概率统计规律不可测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练习：判断下列误差中哪些属于系统误差，哪些属于随机误差？（1）重量法测定二氧化硅试样过程中，硅酸沉淀不完全（2）读取滴定管读数时，最后一位估计不准（3）所用试样中含有被测成分（4）试样没有混匀（5）滴定管读数读错（6）滴定时有液体溅出【过渡】随机误差是由偶然因素造成的，其大小和正负号都不一定，但是它的分布服从一定的规律。2.2随机误差的分布【讲解】1、频率分布以沉淀重量法测定BaCl2.2H2O试剂纯度的实验结果为例。将测得的数据按从小到大的顺序排列并按组距为0.1%将所有的数据分为14组。每个组中数据出现的个数称为频数（ni），频数除以数据总数（n）称为频率。频率除以组距（组中最大值与最小值之差）就是频率密度。以测量值为横坐标，频率密度为纵坐标作图就得到了频率密度直方图。从图中我们可以看出，频率密度最大值处于平均值（99.6%）左右，直接连接相邻组中值所对的频率密度点，即得频率密度多边形。实验数据越多，分组越细，频率密度多边形将逐渐趋近于一条平滑的曲线。该曲线称为概率密度曲线，也就是下面要讲的正态分布。组号分组频数（ni）频率（ni/n）频率密度（ni/n△s）198.85~98.9510.0060.06298.95~99.0520.0120.12399.05~99.1520.0120.12499.15~99.2550.0290.29599.25~99.3590.0520.52699.35~99.45210.1211.21799.45~99.55300.1731.73899.55~99.65500.2892.89999.65~99.75260.1501.501099.75~99.85150.0870.871199.85~99.9580.0460.461299.95~100.0520.0120.1213100.05~100.1510.0060.0614100.15~100.2510.0060.06合计1731.0012、正态分布在分析化学中，测量数据一般符合正态分布规律。正态分布就是通常所谓的高斯分布。它的数学表达式为：式中：y-----概率密度；*-----测量值；μ-----总体平均值，即无限次测量数据的平均值，对应于曲线最高点的横坐标值，在没有误差时它就是真值；σ-----标准偏差，是曲线两转折点之间距离的一半，它表征数据的分散程度，σ小，数据集中，曲线瘦高；σ大，数据分散，曲线矮胖；*-μ-----随机误差，若以*-μ为横坐标，则曲线最高点对应的横坐标为0，这时表示的是随机误差的正态分布曲线。随机误差的规律性：*=μ时,y值最大，体现了测量值得集中趋势，也就是说大多数测量值集中在算术平均值附近曲线以通过*=μ这一点的垂直线为对称轴，说明正误差和负误差出现的概率相等。（3）当*趋向于-∞或+∞时，曲线以*轴为渐近线，说明小误差出现的概率大，大误差出现的概率小，很大误差出现的概率极小，趋近于0.曲线面积表示概率（4）*=μ时的概率密度为，可见，σ越大，测量值落在μ附近的概率越小。这意味着测量的精密度越差，测量值的分布就越分散，正态分布曲线也就越平坦。反之，σ越小，测量值得分散程度越小，正态分布曲线也就越尖锐。令→又N(0,1)标准正态分布2.2.3区间概率正态分布曲线与横坐标-∞到+∞之间所夹的面积代表所有数据出现概率的中和，其值为1，即概率P为：随机误差在*一区间出现的概率，可取不同u值对上式进行积分得到。由正态分布概率表可求出随机误差或测量值出现在*区间的概率。若求±u值区间的概率，必须乘以2.【例题】求测量值*出现在，2和3围的概率解：*=+u，|u|=|*-|/=1查表得0.3413，P=2*0.3413=68.26% *=+2，|u|=|*-|/=2查表得0.4773，P=2*0.4773=95.46%*=+3，|u|=|*-|/=3查表得0.4987，P=2*0.4987=99.74%3规则：随机误差（*-）超过3的测量值出现的概率很小，仅有0.3%【授课章节及名称】授课章节：第二章误差与分析数据处理2.3有限数据的统计处理2.4测定方法的选择与测定准确度的提高2.5有效数字【教学课时】2课时【教学目标与要求】1、了解数据的集中趋势和分散程度的表示以及总体均值的置信区间。2、掌握偏差的表示方法和有关计算。3、掌握异常值的检验（Q检验法）方法。4、掌握提高分析结果准确度的一般方法；掌握减小测量误差、随机误差的方法，掌握消除系统误差的方法。5、了解有效数字的概念。6、掌握有效数字的修约规则和运算规则；理解并能较好地在分析测试中应用有效数字运算规则。【教学容分析】1、教学重点（1）偏差的表示方法和有关计算（2）掌握异常值的检验（Q检验法）方法（3）有效数字的修约和运算规则2、教学难点（1）偏差的表示方法和有关计算（2）在分析测试中应用有效数字运算规则【教学用具】课件【教学过程设计】【新课引入】正态分布是无限次测量数据的分布规律，而在实际工作中，只能从总体中随机抽出一部分进行有限次的测量，称之为样本。样本所含的个数叫做样本容量，用n表示。那如何以统计的方法处理有限次测量数据，进而推断总体的特性呢？这是本节要讨论的问题。2.3有限数据的统计处理2.3.1数据的集中趋势和分散程度表示-----对μ和σ的估计【过渡】上节课我们学习了随机误差的分布规律，知道测量数据即有向平均值集中的趋势，又有一定的分散性，在分析化学中用样本平均值和中位数表示数据的集中性。【讲解】1、数据集中趋势的表示（1）样本平均值（）【板书】一组测量数据为*1、*2、*3、*4、*5、*6则样本的平均值为是总体平均值μ的最佳估计值。对有限次测定，测量值是围绕算术平均值集中的。当n→∞时，→μ【讲解】（2）中位数*M：一组测定数据按大小排列，居于中间的一个数据*1*2*3*4*5*M＝*3*1*2*3*4*5*6*M＝(*3+*4)/2优点：能简便直观说明一组测量数据的结果，且不受两端具有过大误差数据影响缺点：不能充分利用数据。2、数据分散程度的表示（1）极值误差(R)：一组平行测定数据中，最大值*ma*与最小值*min之差称为极差，又称全距或围误差。这也是测量过程中可能出现的最大误差。相对极差优点：简单，适于少数几次测定中误差围估计。缺点：没有利用全部测定数据在实际工作中，一般要进行多次平行测定，以求得分析结果的算术平均值。在这种情况下，通常用偏差来衡量所得分析结果的精密度。（2）偏差（d）:偏差（d）表示测定结果（*）与平均结果（）之间的差值（i=1,2,…，n）一组测量数据中的偏差，必然有正有负，还有一些偏差可能是0.如果将各单次测量值的偏差相加，其和为0，为了说明分析结果的精密度，以单次测量偏差的绝对值的平均值，即平均偏差表示其精密度：相对平均偏差：平均偏差与测量平均值的比值当测量次数为无限多次时，各测量值对总体平均值的偏离，用总体标准偏差表示：当测量值不多，总体平均值又不知道时，用样本的标准偏差s来衡量该组数据的分散程度。样本标准偏差的数学表达式为：式中，（n-1）称为自由度，以f表示。自由度是指独立偏差的个数。对于一组n个测量数据的样本，可以计算出n个偏差值，但仅有n-1个偏差是独立的，因而自由度f比测量值n少1个。引入n-1的目的，主要是为了校正以代替μ所引起的误差。很明显，当测量次数非常多时，测量次数n与自由度（n-1）的区别就很小了，此时→μ，即s→σ计算标准偏差时，对单次测量偏差加以平方，这样做不仅能避免单次测量偏差相加时正负抵消，更重要的是大偏差能更显著地反映出来，因而可以更好地说明数据的分散程度。单次测量结果的相对标准偏差（又称变异系数）为