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文档简介

700+大学各类科目考试资料,尽在微信公众号:大学资源库,备用公众号:大学学习库,微信:snsgkf1/51第一章绪论第一节基础化学概述1911年由波兰化学家芬克(ChristianEijkman)发现维生素1928年,由英国的AlesanderFleming发现盘尼西林Penicillin牛津大学的化学家Florey和E.B.Chain解决了富集,浓缩盘尼西林的技术瓶颈第二节国际制单位SI与法定计量单位基本单位:m、kg、s、A、K、mol、cd导出单位:N、Pa、J、C、V、℃一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。第三节溶液的组成标度1.物质的量和物质的量的浓度:nB=mB/MB,cB=nB/V2.质量摩尔浓度:bB=nB/m(m为溶剂质量)单位为mol/kg极稀溶液:cB≈bB摩尔分数:xB(溶质)=nB(溶质)/nA(溶剂)+nB(溶质),同理可得xA(溶剂)。xB(溶质)+xA(溶剂)=1质量分数:ω=m(溶质)/m(溶液)质量浓度:ρB=mB/V(溶液)例如生理盐水质量浓度0.9%(g/ml)第二章溶液的依数性第一节溶液的蒸气压下降293k时水的饱和蒸气压:2.34kPa一定温度下蒸气压p=xApA*(p*为纯溶剂饱和蒸气压,xA为溶剂摩尔分数)蒸气压下降值:△p=xBp*A(k=p*AMA)(k只与溶剂本性有关,与溶质本性无关)若是电解质:△p=iKbB第二节溶液的沸点升高与蒸气压下降有关△Tb=Kb·bB单位是K·kg·mol-1,它只与溶剂的本性有关Kb为沸点升高常数,水的Kb=0.512若是电解质:△Tb=iKb·bB测相对分子质量题目:二硫化碳(CS2)的沸点是46.13C,将S溶入其中形成0.1mol/kg溶液时,沸点上升0.234C,求沸点上升常数Kb;若将2.830g硫溶解在63.00gCS2中时,沸点上升0.41C,求硫的相对分子质量。解:△Tb=0.234KbB=0.1mol/kg根据:△Tb=KbbB=256g/mol第三节溶液的凝固点降低与蒸气压下降有关△Tf=Kf·bBKf为溶剂的质量摩尔凝固点下降常数,单位是K·kg·mol-1,只与溶剂的本性有关.若是电解质:△Tf=iKf·bB(水的Kf=1.86)测相对分子质量(溶剂的Kf值一般大于Kb值,测定温差时相对误差较小;低温不易破坏样品结构)题目:为防止汽车水箱在寒冬季节冻裂,需使水的冰点下降到253K,则在每1000g水中应加入甘油约多少克?解:ΔTf=20.0K甘油的M(C3H8O3)=92g/mol则根据题意:1000g水中应加入10.75mol甘油,其质量为:10.75×92=989g第四节溶液的渗透压渗透现象:溶剂分子通过半透膜进入到溶液中的过程,称为渗透条件:(1)有半透膜的存在(2)膜两测不能透过半透膜的微粒浓度不相等渗透压:ΠV=nBRTΠ=cBRT稀溶液:Π=bBRT测量相对分子质量:(适合高分子化合物)题目:将血红素1.000g溶于适量水中,配成100.0ml溶液。293K时测得该溶液的渗透压为0.3666kPa,求血红素的相对分子质量。解:渗透浓度:溶液中具有渗透活性的物质的总浓度称为渗透浓度符号:cos题:临床补液常需用50.0g·L-1葡萄糖(C6H12O6)溶液和9.00g·L-1NaCl溶液(生理盐水)。计算它们的渗透浓度(mmol·L-1)cos=280mmol/Lcos=154×2=308mmol/Lcos:280~320mmol·L-1等渗溶液cos:>320mmol·L-1高渗溶液cos:<280mmol·L-1低渗溶液临床常见的等渗溶液:9g/LNaCl;50g/L葡萄糖;12.5g/LNaHCO3;18.7g/L乳酸钠第三章酸碱解离平衡第一节强电解质溶液离子互吸学说:真实解离为度100%,离子的行动不是完全自由的,存在离子氛。活度:aB=γB·cB/cθ(cB/cθ=cr)中性分子、弱电解质活度因子为1离子平均活度系数定义为:阴、阳离子活度系数的几何平均值a+a+=γ±cra-=γ±cr离子强度:I=(ci和zi分别为第i种离子的浓度和电荷数)离子平均活度:(298K水溶液中A值为0.509;z+,z-分别代表阳、阴离子所带电荷,适用于较稀A-B型(cB<0.02mol/L))题目:分别用浓度和活度计算0.02mol·L-1NaCl溶液在25℃时的渗透压。解:Π=icRT=2×0.02×8.31×298=99.1(kPa)NaCl属1-1价型,故I=cr=0.02=-0.072若用活度计算,则Π=2×0.85×0.02×8.31×298=84.2(kPa)第二节弱电解质溶液解离度(α)=已解离的弱电解质分子数/溶液中原有的弱电解质总分子数或应用条件:α<5%或cr/Kθ>500题目:某浓度为0.1mol/L的一元弱酸,其解离度α1=0.2%,若将该溶液稀释,则其解离度将增加到α2=0.4%,计算稀释后,该弱酸溶液的浓度。解: ∴c2=0.025(mol/L) 即稀释后该一元弱酸的浓度为0.025mol/L多级解离:如磷酸弱电解质溶液解离平衡的移动同离子效应:在弱电解质溶液中加入与弱电解质含有相同离子的强电解质,使弱电解质平衡左移,解离度降低的现象称为同离子效应降低离子浓度效应:在弱电解质的平衡体系中,加入一种能降低某种弱电解质离子浓度的强电解质时,则平衡右移,解离度增大盐效应:在弱电解质溶液中,若加入与弱电解质无关(不具有相同的阳离子和阴离子)的强电解质盐类时,该弱电解质的解离度增大第三节酸碱理论酸碱质子理论定义;酸:能给出质子的物质碱:能接受质子的物质酸碱反应:是质子传递的过程共轭酸碱对之间相差一个质子(HAC和)两性物质:既可以给出质子又可以得到质子,它们既是酸又是碱拉平效应:以水为溶剂,HClO4、HCl、H2SO4、HNO3均解离为H3O+,均表现为最强的酸区分效应:以冰醋酸为溶剂酸碱性强弱,HClO4>HCl>H2SO4>HNO3,HNO3已表现为弱酸酸对酸区分,对碱拉平;碱对碱区分,对酸拉平局限性:无法解释有些物质不含质子氢(如AlCl3)或不具有接受质子的能力(如CaO)却具有酸性或碱性酸碱电子理论(不考察)定义:酸:能接受电子对的物质(电子对接受体)碱:能给出电子对的物质(电子对给予体)酸碱反应:酸接受碱给予的电子对而形成酸碱配合物的过程第四节水的解离平衡和溶液的pH一元共轭酸碱对:Kaθ·Kbθ=KwθpKaθ+pKbθ=pKwθ多元:Ka1θ·Kb2θ=KwθKa2θ·Kb1θ=Kwθ最简式:(最简式:(cr为弱酸的相对浓度)应用条件为:cr·Kaθ>20Kwθ,cr/Kaθ>500题目:将0.40mol/L丙酸溶液125ml加水稀释至500ml,求稀释后溶液的pH值(已知丙酸的Kθa=1.34×10-5)解:c(丙酸)=0.40×125/500=0.10mol/Lcr·Kθa=0.10×1.34×10-5>20Kθw pH=2.9题目:计算0.010mol/LNH4Cl溶液的[H+]。已知NH3的Kθb=1.76×10-5∵cr·Kθa=0.010×5.68×>20Kθw一元弱碱[OH-]计算的最简式:应用条件为:cr·Kθb>20Kθw,cr/Kθb>500题目:计算0.016mol·L-1的对甲苯胺溶液的pH值(对甲苯胺的Kθb=1.0×10-9)解:∵cr·Kθb=0.016×1.0×10-9>20KθwpOH=5.4pH=14.0-5.4=8.6题目:计算0.10mol/LNaAc溶液的pH值。pOH=5.12pH=14.00-5.12=8.88多元弱酸溶液Kθa1>>Kθa2,按一元弱酸处理计算[H+]的最简式:应用条件为:Kθa1>>Kθa2,cr/Kθa1>500cr·Kθa1>20Kθw题目:计算0.010mol/LH2CO3溶液的pH值及[HCO3-]、[CO32-],已知H2CO3的Kθa1=4.30×10-7,Kθa2=5.61×10-11解:∵Kθa1>>Kθa2又∵cr·Kθa1>20Kθw,cr/Kθa1>500 =6.6×10-5pH=4.18多元弱碱溶液:Kθb1>>Kθb2,按一元弱碱处理多元弱碱溶液计算[OH-]:应用条件:Kθb1>>Kθb2,且cr/Kθb1>500cr·Kθb1>20Kθw两性阴离子溶液计算[H+]的最简式:或应用条件:cr·Kθa2>20Kθw(忽略水的解离)cr>20Kθa1(浓度不能太小)例:的计算[H+]的最简式:应用条件:cr·Kθa3>20Kθw,cr>20Kθa2题目:计算0.10mol·L-1NaHCO3溶液的pH值。已知:H2CO3的Kθa1=4.3×10-7,Kθa2=5.6×10-11解:∵cr·Kθa2>20Kθw,且cr>20Kθa1,故可用近似公式计算:=4.9×10-9pH=-lg(4.9×10-9)=8.31由阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质:计算[H+]最简式:应用条件:cr·Kθa(NH4+)>20Kθw,cr>20Kθa(HAc)第四章缓冲溶液一、缓冲溶液的组成1、缓冲作用:能抵抗少量外来强酸或强碱,以及稍加水稀释,而保持溶液pH不发生明显变化的作用。2、缓冲系:抗酸成分和抗碱成分合称缓冲系。1)常见缓冲系类型:eq\o\ac(○,1)弱酸及其共轭碱eq\o\ac(○,2)弱碱及其共轭酸eq\o\ac(○,3)两性物质及其所对应的共轭酸(碱)二、缓冲溶液的缓冲机制借助共轭酸碱对之间的质子转移平衡来抵抗外来的少量的强酸强碱的干扰三、缓冲溶液pH的近似计算式(Henderson-Hasselbach)方程式注:设在体积为V的缓冲溶液中,弱酸和共轭碱的物质的量分别为nA和nB,式子可改写若缓冲对浓度相同式子可改写根据亨哈方程式可得出以下结论:(1)缓冲溶液的pH取决于弱酸的解离常数和缓冲比,同时温度对缓冲溶液的解离常数也有一定的影响。(2)同一缓冲系的缓冲溶液,pkθa一定时,其pH随着缓冲比的改变而改变,当缓冲比等于1时,溶液的pH等于pkθa.(3)适当用水稀释缓冲溶液时,缓冲比基本不变,但因稀释而引起溶液离子强度的改变,因此稀释会使缓冲溶液的pH有微小变化。四、缓冲容量单位体积缓冲溶液的pH改变1,所需要加入的一元强酸或强碱的物质的量五、缓冲溶液影响缓冲容量的因素1、缓冲溶液总浓度对缓冲容量的影响2、缓冲比对缓冲容量的影响六、缓冲溶液的配制1.选择适当的缓冲对,使所配制的缓冲溶液的pH值落在所选缓冲对的pKθa±1范围内2.缓冲对的pKθa值应尽可能接近于所需配制缓冲溶液的pH值3.一般采用浓度相等的共轭酸碱对来配制4.配制的缓冲溶液要有一定的总浓度七、缓冲系在医学上的意义体内的碳酸缓冲系在起缓冲作用时,所引起的CO2的增多或HCO3-的减少部分,可以通过肺、肾的生理作用及机体中其它系统的协同作用及时调节,使20:1的缓冲比基本维持恒定。如果由于某些疾病使代谢发生障碍,体内聚积过多的酸或碱,就可能出现酸中毒和碱中毒症状。临床上常用乳酸钠治疗酸中毒,用氯化铵矫正碱中毒第五章难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡一、标准溶度积常数AgCl(s)Ag++Cl-Ksp=[Ag+][Cl-]Ksp为溶度积常数(solubilityproductconstant),简称溶度积注意:1.Ksp值取决于难溶强电解质的本性和温度。通常使用标准溶度积常数Kθsp2.Kθsp值反映难溶强电解质的溶解能力同种类型难溶强电解质其值越大,溶解度也大不同种类型难溶强电解质,不能直接比较二.Kθsp与溶解度s的关系设MmAn型难溶电解质的溶解度为Smol/LMmAnmMn++nAm-s/cθ ms/cθ ns/cθKθ=[Mn+]m[Am-]n=(ms/cθ)m(ns/cθ)n=mmnn(s/cθ)m+n对于MA型难溶强电解质eg:AgCl,m=1n=1对于M2A型或MA2型eg:Ag2CrO4,Mg(OH)2m=2n=1对于M3A型或MA3型eg:Fe(OH)3m=1n=3注意事项1.对于溶解度较大的(如CaSO4、CaCrO4等),由于离子强度较大,用上述方法换算可能产生较大误差2.只适用于溶解后解离出的阴、阳离子在水溶液中不发生水解等副反应。对于微溶的硫化物、碳酸盐、磷酸盐等,由于S2-,CO32-、PO43-的水解,用上述方法计算误差较大二、沉淀的生成1.加沉淀剂:增大离子浓度,使溶液中Qc大于Kθsp2.控制溶液的pH值:对于氢氧化物沉淀和弱酸盐沉淀可通过加碱,提高pH,使沉淀生成三、沉淀的溶解1、氢氧化物溶于酸2、弱酸盐溶于酸3、硫化物的溶解4、利用氧化还原反应5、利用生成配离子四、影响沉淀溶解平衡的因素1、同离子效应commonioneffect:在难溶强电解质平衡体系中(即饱和溶液中),加入与该电解质含有相同离子的易溶强电解质,平衡将向生成沉淀的方向移动,从而使溶解度降低2、盐效应salteffect:在难溶强电解质的溶解平衡体系中,加入与该电解质不含有相同离子的强电解质时,溶解度增大注:同离子效应也存在盐效应,一般同离子效应占主导地位,忽略盐效应五、沉淀的转化利用某种试剂,将一种难溶强电解质转化为另一种难溶强电解质的过程,由溶度积大的沉淀转化为溶度积小的沉淀容易实现,且两者相差越大,转化越完全六、分级沉淀fractionalprecipitation当溶液中有两种或两种以上离子可与同一沉淀剂生成沉淀时,如果缓慢加入沉淀剂,沉淀就会按先后顺序析出。这种按先后顺序沉淀的现象,称为分步沉淀条件:溶度积常数相差足够大!第六章化学热力学基础热力学是研究宏观体系在能量转化过程中所遵循的规律的科学热力学的基本原理用于研究化学现象以及与化学有关的物理现象的科学就叫化学热力学常用例子:高炉炼铁Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+CO2(g)问题:出口气体中含有22%~28%CO?以前认为是CO与铁矿石接触时间不够解决办法:加高炉身、升高炉温结果:出口气体中CO含量并未明显减少热力学计算表明,此反应不能进行到底合成氨的反应N2(g)+3H2(g)=NH3(g)目前的反应条件:高温、高压根据热力学计算,该反应可以在常温、常压下进行给我们启示:研究有效的催化剂及最佳途径热力学基本概念体系和环境三种热力学体系1.敞开体系:体系与环境之间既有物质交换,又有能量交换的体系2.封闭体系:体系与环境之间,只有能量交换,没有物质交换的体系3.孤立体系:体系与环境之间,既无物质交换又无能量交换的体系状态和状态函数状态体系各种性质的一个综合表现可用物质的一些宏观物理量,如温度(T)、压力(p)、体积(V)、物质的量(n)、密度(ρ)、粘度(η)等来描述状态函数决定体系状态的物理量X称为状态函数过程和途径1.等温过程2.等压过程3.等容过程4.绝热过程体系与环境之间没有热传递的过程5.循环过程体系由某一状态出发,经过一系列的变化,又回到原来的状态过程热和功(Q和W不是状态函数!)体积功体积功是体系在反抗外压发生体积变化时而引起的体系与环境间能量的传递W体=p外ΔV(二)可逆过程与最大功可逆过程的特征:(1)经过无限多次的微小变化步骤和无限长的时间完成,在每一微小变化步骤中,体系与环境处于平衡状态(2)过程可以逆向进行,并且使体系和环境都能恢复原状(3)在恒温可逆过程中,做最大功膨胀功(4)是一种理想的极限过程五、内能是体系内物质各种形式能量的总和注意:无法测定体系内能的绝对值,但内能是一个状态函数第二节能量守恒和化学反应热效应热力学第一定律(一)三种表达形式:1.能量只能从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,在转化和传递过程中,能量的总数量不变2.不供给能量而连续不断的对外做功的第一类永动机是不可能造成的3.如果体系与环境没有能量的交换,则该体系的能量是一个定值。只有孤立体系才能做到,这个能量就叫热力学能或内能(二)热力学第一定律的数学表达式△U=Q-W(三)注意1.对于孤立体系,任何过程的内能变化都等于零(△U=0),即孤立体系的内能保持不变2.Q>W,则△U>0,体系的内能增加Q<W,则△U<0,体系的内能减少3.在热力学计算中,Q与W必须采用同一单位,如焦耳(J)或千焦(kJ)二、化学反应的热效应反应热化学反应中,反应物和终态产物具有相同的温度,且除体积功外不做其它功,这时体系吸收或放出的热量称为化学反应的热效应,简称反应热(一)恒容反应热QV△U=QV(二)恒压反应热Qp=Qv+p△V注意事项Qp=△H的条件:等温、等压、不做非体积功热力学中,常常用△H来表示恒压反应热而很少用Qp在只涉及体积功和等温、恒压条件下,Qp与△H一样,只决定于体系的始态和终态,而与变化的途径无关盖斯定律和反应热的计算(一)盖斯(Hess)定律只要化学反应的始态和终态一定,则△H(或△U)也一定是定值,与反应的途径无关。一个化学反应不管是一步或分几步完成,这个反应的热效应总是相同的盖斯定律推理:假如一化学反应可以分解为若干最基本的反应,这些分步反应的反应热之和等于该总反应的反应热(又称加成性定律)盖斯定律通式:△rH总=∑i△rHi盖斯定律的意义:能使热力学方程式象普通代数式一样进行加、减运算,利用一些准确测定的化学反应热来计算另一些反应的反应热(二)热化学方程式书写热化学方程式注意事项注明反应物和产物的状态。用s、l、g、aq分别表示固态、液态、气态、水溶液注明反应的温度和压力。通常298K(或常温下),标准态下(100kPa,活度为1)可以省略注明化学反应的热效应。放热反应,△rHm为负值;吸热反应△rHm为正值在热化学方程式中,化学计量系数不同,反应热值也不同(三)由标准摩尔生成焓计算反应热1、标准生成焓人为规定在反应温度T(通常取298K),100kPa下,稳定单质的焓值为0。由稳定单质生成标准态下1mol化合物的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓(standardmolarenthalpyofformation)简称标准生成焓符号:△fHm单位:kJ·mol-1所谓稳定单质是元素最稳定状态例如:碳的最稳定单质为石墨;溴是液态溴;磷是白磷,硫是斜方硫(四)由标准摩尔燃烧焓计算反应热标准摩尔燃烧焓:标准状态下,1mol物质完全燃烧时所产生的热效应,称为该物质的标准摩尔燃烧焓符号:△cHm单位:kJ·mol-1完全燃烧是指物质氧化后生成最稳定的化合物或单质。如CO2(g),H2O(1),SO2(g),N2(g)等。热力学第一定律不能判断反应自发进行的方向;也不能判断反应进行得是否彻底第三节化学反应的方向自发过程特征1.自发过程具有单向性自发过程是一个不可逆过程自发过程一旦发生,不能再使体系和环境都恢复到原来的状态2.具有作功的能力△h(水轮机)、△T(热机)、△p(蒸汽机)越大做功潜能越大3.具有一定的限度任何自发过程进行到平衡状态时,宏观上不再继续△h=0,△T=0或△p=0二、反应热与化学反应方向(一)熵和熵变熵1、S值越大,混乱度越大;反之,则越小S也是状态函数,与U、H等其它状态函数一样,△S只取决于体系的始态和终态,与实现变化的途径无关2、影响熵值大小的因素(1)聚集态、(2)温度、(3)压强、(4)分子组成对一定量的某物质而言S(g)>S(l)>S(s)S(高温)>S(低温)3、规定熵热力学上规定:0K时,任何纯物质的完整晶体的熵值为零4、标准摩尔熵标准状况下,1mol纯物质的规定熵称为标准摩尔熵符号:Sm单位:J·mol-1·K-1熵变的计算△rSm=∑Sm(生成物)-∑Sm(反应物)(二)热力学第二定律1、在孤立体系内的任何自发过程中,体系的熵总是增加的。这就是熵增加原理数学表达式:△S孤≥02、它是热力学第二定律的另一种表达方式等温、等压下Gibbs自由能与化学反应方向自由能和自发过程(二)自由能的计算第四节化学平衡化学反应的等温方程式化学反应的限度与标准平衡常数K值与温度有关与物质的浓度或分压无关

第七章化学动力学基础化学热力学:反应能否发生及方向、限度(可能性)化学动力学:反应进行的速率和具体步骤(现实性)化学动力学:是研究化学反应速率和反应机理的化学分支学科。第一节化学反应速率的表示方法化学反应速率(rateofachemicalreaction):化学反应体系中各物质的数量随时间的变化率。一、化学反应速率的表示方法1、平均速率和瞬时速率(1)平均速率某一有限时间间隔内浓度的变化量单位:mol·L-1·t-1反应速率时刻都在发生着变化,平均速率并不能反映某一时刻真实的反应速率。(2)瞬时速率瞬时速率是Δt趋近于零时(某一时刻)的反应速率,又叫真实反应速率。2.反应进度随时间的变化率反应进度(extentofreaction):表示反应进行的程度,以(

/ksi/)表示,单位mol。化学反应速率(rateofachemicalreaction):单位体积内反应进度随时间的变化率。单位:mol·L-1·t-1第二节化学反应速率理论简介碰撞理论与活化能(一)有效碰撞和弹性碰撞化学反应的发生总是伴随着电子的转移或重新分配,这种转移或重新分配只有通过粒子的接触才可能实现。1.碰撞理论的重要假定化学反应发生的必要条件是反应物分子(或原子、离子)间的碰撞。只有少部分碰撞能导致化学反应,大多数反应物微粒在碰撞后发生反弹。2.有效碰撞理论的要点能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。不能发生反应的碰撞则为弹性碰撞。单位时间内有效碰撞的频率越高,反应速率越快。(三)活化能与化学反应速率的关系活化能越小,化学反应速率越大;一般化学反应的活化能在

40-400kJ·mol-1;活化能<40kJ·mol-1反应速率很快。温度一定:活化能愈小,活化分子愈多,单位体积内有效碰撞次数愈多,反应速率愈快;活化能不同是化学反应速率不同的根本原因。发生化学反应的两个条件碰撞的分子应有足够高的能量;碰撞的方位要适当。二、过渡状态理论化学反应不是只通过简单的碰撞成为产物,而要形成活化中间体活化中间体分解成为产物。活化能:活化中间体与反应物分子平均能量之差。过渡态理论的优缺点优点:将反应速率与物质微观结构相联系,并能理论计算反应速率常数缺点:许多反应的活化复合物结构难以实验测定,计算复杂。第三节浓度对化学反应速率的影响一、元反应和复合反应1、元反应反应物微粒(分子、原子、离子或自由基)直接碰撞一步就能生成产物的反应,称元反应。2、复合反应由两个或两个以上的元反应组成的反应叫非元反应,又称复合反应。对于有些非基元反应,反应过程有时很复杂,难以得到以反应物浓度幂的乘积表示的速率方程。三、反应级数与反应分子数1、反应级数在元反应或复合反应的动力学方程中各反应物浓度的指数之和。(a+b)或(m+n)均称为反应总级数。2、反应分子数参加基元反应的分子数目,目前已知的反应分子数可分为单分子反应、双分子反应和三分子反应。反应分子数的对象一定是元反应!四、简单级数的反应速率方程第四节温度对化学反应速率的影响温度对反应速率的影响,表现在温度对速率常数k的影响。速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数也不相同。阿伦尼乌斯方程式适用范围:基元反应和一些具有反应物浓度幂乘积形式的总包反应(在较低温度和较窄的温度范围)注意:不是所有化学反应都符合阿仑尼乌斯公式!第五节催化剂对反应速率的影响一、催化剂的概念某些物质能使化学反应的反应速率显著改变,但这些物质本身在化学反应前后的数量和化学性质都不发生变化,这些物质就叫作催化剂二、催化剂的特点1.物理性质在反应前后可能有变化。2.少量催化剂就能使反应速率改变很大3.不能改变化学平衡,也不能使热力学中不可能的反应发生。4.具有选择性。三、催化作用(catalysis)理论催化剂之所以能增加反应速率,通常认为是催化剂与反应物分子形成了不稳定的中间化合物或活化配合物,从而改变了反应途径,降低了反应活化能,以至相同的能量能使更多的分子成为活化分子,从而使反应速率增加。四、生物催化剂-酶第八章氧化还原反应和电极电势第一节氧化还原反应的实质氧化与还原的概念1、氧化值——某元素一个原子的表观电荷数。假设把属于两原子间的每个键中电子人为指定给电负性较大的原子求得。2、氧化还原的相关概念(1)氧化剂反应中氧化值降低(被还原)的反应物(2)还原剂反应中氧化值升高(被氧化)的反应物第二节原电池任何一个自发进行的氧化还原反应都可以设计成一个原电池2、原电池的组成(1)电极(2)盐桥(3)导线三、常见电极类型1.金属-金属离子电极由金属浸入到含该金属离子的盐溶液中构成。如金属铜与Cu2+组成铜电极电极组成:Cu(s)|Cu2+(c)2.气体-离子电极将气体通入其相应离子的溶液中,并用惰性金属作惰性电极构成的电极称为气体电极。如常用的氢电极,电极组成:Pt(s)|H2(g)|H+(c)3.离子氧化还原电极将惰性电极(Pt或石墨)浸入含有同一元素的两种不同氧化态离子的溶液中构成此类电极。如Pt插入含有Fe3+及Fe2+的溶液中。4.金属-金属难溶物电极金属难溶盐镀在金属表面,浸在相应电解质阴离子中共同组成的电极。如银-氯化银电极中,电极组成:Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(c)另一种常见的此类电极为甘汞电极。5.离子选择性电极对特定的离子有选择性响应,电极上没有电子的转移,电势的产生是离子交换与扩散的结果。常以固态或液态膜为传感器,主要由膜、内参比液和内参比电极三部分组成。第三节电极电势和原电池的电动势金属溶解和金属离子的沉积过程与哪些因素有关?金属原子的溶解能力金属离子的沉积能力一、电极电势的产生二、原电池的电动势原电池的电动势等于两个电极即正极与负极的电极电势之差。用符号E表示。E=+--电极电势的绝对值现还无法测知但可用比较方法确定它的相对值.三、标准电极电势及其测定1、标准氢电极IUPAC规定298K时,SHEӨ=0V4、标准电极电势的应用四、电池电动势与Gibbs自由能热力学:在恒温恒压时,体系的Gibbs自由能变化等于体系在可逆过程中对外所能做的最大非体积功。五、影响电极电势的因素-Nernst方程a.影响电极电势的因素:电极的本性、离子浓度、温度、介质等。b.当外界条件一定时,电极电势的高低就取决于电极的本性。对于金属电极,则取决于金属的活泼性大小。c.主要讨论浓度变化对电极电势的影响5、本身不发生电子得失,但参与了电极反应的物质,如[H+]、[OH-]也要代入方程式中,而且浓度的指数为它们在电极反应中的计量数。2.酸度对电极电势的影响在许多电极反应中,H+、OH-和H2O作为介质参加反应,pH的改变会影响电极电势有H+、OH–参与时,当H+,OH–出现在氧化方时,H+,OH–写在方程氧化态一侧,H+、OH–出现在还原方时,H+,OH–写在方程还原态一侧。六、电极电势的应用1、判断氧化还原反应的方向ΔrG<0反应按正向自发进行ΔrG=0反应达到平衡ΔrG>0反应按逆向自发进行ΔrGm=-nFE,对应:E=+-->0,正反应自发进行E=+--<0,逆反应自发进行这个公式表明在298K时,氧化还原反应的平衡常数与标准态下的电池电动势和氧化还原反应中电子转移数有关,已知标准电池电动势和反应式可以计算该反应的平衡常数。Kθ值越大,说明反应进行的越完全。3、计算原电池的电动势原电池正极与负极的电极电位之差称为原电池的电动势,用符号E表示。E=+-->0正极:大的电极负极:小的电极第四节电势法测定溶液的pH值通过电极电势的测定,对物质的含量进行定量分析的方法,称为电势分析法(电势法)。(一)指示电极是指一类电极,该电极的电势与溶液中某种物质浓度的相关性符合能斯特方程式。常见的测定pH值指示电极:玻璃电极(二)参比电极参比电极:电极电势稳定且已知其准确数值的电极,是测定原电池电动势和计算指示电极的电极电势的基准。参比电极具有下列性能电极反应可逆,服从Nernst方程;稳定性好,重现性好;通过微小电流,电势迅速恢复原来数值;电势随温度变化小,即温度系数小;制备、使用和维护简单

第九章胶体分散系一.分散系一种或几种物质分散在另一种介质中所形成的体系分散相(分散质)+分散介质=分散系二.表面现象1、表面活性剂表面活性剂应用1:肺泡表面活性物质可减小肺通气中肺泡舒张的阻力表面活性剂应用2:2、乳化作用一种液体分散在另一种不溶(或部分互溶)的液体中,形成高度分散体系的过程称为乳化作用,得到的分散系称为乳浊液。3、溶胶的动力学性质1-布朗运动胶粒受到周围不断作热运动的分散介质分子的撞击,合力不为零引起的。溶胶的动力学性质2-扩散扩散:布朗运动使胶体粒子从浓度大的区域向浓度小的区域移动的趋势,最终达到平衡的自发过程。体系内浓度差越大,扩散越快 沉降平衡溶胶的电学性质-电泳和电渗电泳:外加电场下,分散相向一极移动的现象电渗:分散介质向另一极移动的现象溶胶的稳定性和聚沉(一)溶胶稳定的因素胶体粒子带电溶胶表面溶剂化膜的保护作用布朗运动作用胶粒带电和溶剂化膜的存在是胶体稳定的主要因素。布朗运动对于胶体稳定的影响是双向的.(二)溶胶的聚沉电解质的聚沉作用电解质的聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数。反离子的电荷数越高,聚沉能力就越强。可用聚沉值来衡量。聚沉值:使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。溶胶的相互聚沉将两种带相反电荷的溶胶混合会发生聚沉,这种聚沉现象称为溶胶的互沉现象。明矾净水:Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)胶粒带正电荷天然水中的胶体悬浮粒子一般带负电荷,二者混合后发生相互聚沉,夹带一些机械杂质,使污物清除获得净化。高分子化合物溶液与凝胶高分子化合物的特点相对分子质量大:几+万~几百万;无固定值。结构复杂:由小分子联接而成(联接单位不同,导致分子量不同;联接方式不同,导致结构不同)颗粒大小与胶体接近:大多能显示胶体的某些性质。二、高分子化合物的稳定性1.带有电荷2.水化膜:主要依靠蛋白质中的亲水性基团如:-COOH、-OH、-NH2等的溶剂化作用。第十章原子结构和元素周期率微观粒子的特征一、氢原子光谱和玻尔理论二、微观粒子的波粒二象性 认为电子、质子、中子,包括原子等微观实物粒子与光一样也有波粒二象性。这些实物粒子波,称为物质波。h为普朗克(Planck)常数p为微观粒子的动量m质量v速度宏观物体质量大,波长极小,波动性难以察觉,仅表现出粒子性;微观粒子质量小,其德布罗意波长不可忽略。三、不确定原理测不准原理是量子力学的基本原理之一。它并不意味着微观粒子运动无规律可言,只是说它不符合经典力学的规律,应该用量子力学来描述微观粒子的运动第二节核外电子运动状态的描述一、波函数和原子轨道薛定谔方程:m是电子的质量;x,y,z,是电子在空间的坐标;E是电子的总能量;V是体系的势能,h为普朗克常数。薛定谔方程的意义1.ψ是描述电子运动状态的波函数(wavefunction),也是这个方程的解。薛定谔方程在数学上的许多解是不合理的。只有满足特定条件的解才具有物理意义。波函数ψ的物理意义迄今不明确,但|ψ|2的物理意义是电子在空间某点的概率密度,即在该点周围微单位体积中电子出现的概率,常用电子云来形象直观地表示。2.薛定谔方程的特定解可用限定常数(n,l,m)来表示,称为量子数(quantumnumber)。当量子数按一定的规则取值并组合时,所得到的波函数才是合理的。3.ψ是空间坐标(x,y,z)或球坐标(r,θ,φ)的函数。可表示成ψ(x,y,z)或ψ(r,θ,φ)。原子轨道用以描述单个电子可能的运动状态,即电子在核外空间运动的范围和区域,并不是电子运动的轨迹。二、量子数及其物理意义1.主量子数决定电子在核外空间出现概率最大的区域离核的远近,是决定电子能量的主要因素。符号:nn1234…光谱学符号KLMN分别表示一二三四…电子层n越小,电子出现概率最大的区域离核越近,能量越低。②n越大,电子出现概率最大的区域离核越远,能量越高。单电子原子,如氢原子和类氢离子能量完全由n决定,n值越大,电子的能量越高。2.角量子数决定原子轨道的形状、种类和角动量,也决定电子的亚层数。是决定电子能量的次要因素。符号:ll的取值受主量子数n的限制,只能取0~(n-1)的正整数。l0123…(n-1)分别称spdf轨道Ps、①氢原子或类氢离子原子轨道的能量,只与n有关,与l无关。②多电子原子轨道的能量,与n、l有关。n相同,l不同的电子其能量不相等。即在同一电子层中,电子还分为若干不同的能级即亚层(subshell)。氢原子或类氢离子:Ens=Enp=End=Enf多电子原子:Ens<Enp<End<Enf3.磁量子数决定原子轨道在空间的伸展方向,m有几个取值,就有几种空间伸展方向,每一个方向称作一个原子轨道磁量子数m的取值受角量子数l的限制。可取包括0、±1、±2、±3…直至±l,共2l+1个数值4.自旋量子数电子本身还有自旋运动,且有两种相反的方向,分别用或用↑和↓表示。例:

判断下列说法是否正确?(1)s电子绕核运动,其轨道为一圆圈。错误(2)主量子数为3时,有3s、3p和3d三条原子轨道。错误(3)第一电子层中仅有1s亚层,第二电子层有2s和2p两个亚层。正确(4)主量子数为1时,有自旋相反的两条轨道。错误(5)所有电子的电子云在空间都有一定的伸展方向。错误三、原子轨道和电子云的图形通常将波函数写成:Ψn,l,m(r,θ,φ,)=Rn,l(r)Yl,m(θ,φ)Rn,l(r)称为波函数的径向部分或径向波函数(radialwavefunction),它是离核距离r的函数,只与n和l有关。Yl,m(θ,φ)函数称为波函数的角度部分或角度波函数(angularwavefunction),它是方位角θ,φ的函数,由l和m确定。径向分布图特点1.径向分布图中有(n-l)个峰,例如,3s有3个,2p有1个,3p有2个,3d有1个峰。2.角量子数l相同,主量子数n不同时,n越大,主峰离核越远;n越小,主峰离核越近。3.n相同,l不同时ns比np多一个离核较近的峰,np又比nd多一个离核较近的峰。4.第一个峰与核的距离是:ns<np<nd<nf。说明不同l的电子钻穿到核附近的能力不同。钻穿能力的顺序是:ns>np>nd>nf。第三节多电子原子的核外电子排布一、屏蔽效应和穿透效应屏蔽效应:单电子原子:一个电子受内层或同层其他电子的斥力,相当于核电荷对电子的引力减弱的现象称为屏蔽效应或屏蔽作用。多电子原子:n、l越大值越大,屏蔽作用的结果使有效核电荷(Z*)降低。有效核电荷(Z*)等于核电荷减去屏蔽常数。穿透效应:n较大l较小的外层轨道电子,穿透到内层,避开内层电子的屏蔽作用能量降低的现象,称为穿透效应。穿透能力大小顺序:ns>np>nd>nf能量的交错遵循:Ens<E(n-2)f<E(n-1)d<Enp如:E6s<E4f<E5d<E6p二、原子轨道的近似能级三、基态原子原子核外电子的排布规律1.能量最低原理基态原子中,电子总是尽先占据能量最低的原子轨道。2.泡利(W·Pauli)不相容原理一个原子中不容许有两个电子处于完全相同的运动状态;在同一个原子轨道中最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。3.洪特(F·Hund)规则1)在填充简并轨道时电子尽可能单独占有空轨道,且自旋方向相同。2)简并轨道处于全充满(如p6,d10,f14)、半充满(如p3,d5,f7)或全空(如p0,d0,f0)状态时,体系处于能量较低的稳定状态。第四节元素周期表与元素性质周期性三、元素的性质与原子结构的关系(一)原子半径分类:1.共价半径rc:单质分子中以共价键结合的两个原子,核间距离的一半。2.金属半径rm:金属晶体中邻近两个金属原子核间距离的一半。3.范德华半径rv:稀有气体单原子分子间,微弱作用力下相互接触或接近时,核间距离的一半。(二)电离能一定的温度和压力下,使处于基态的气态原子失去电子所需的最低能量称为电离能。符号:I;单位:kJ·mol-1原子的各级电离能符合I1<I2<I3原则。(三)电负性为了比较元素原子在分子中吸引电子能力的相对大小,引入电负性的概念。元素的电负性(χ)是一个相对值,没有单位。最常见的是鲍林值。元素的χ值越大,元素原子在分子中吸引电子的能力越强,即非金属性越强;反之,χ值越小,越倾向于失去电子,金属性越强第十一章分子结构第一节现代价键理论一、经典Lewis学说二、共价键的本质共价键的本质具有自旋方向相反的成单电子的两个原子相互接近到一定距离时,电子云密集于核间区域,使体系的能量降低到最低点,相当于产生一种结合力把两个原子结合在一起三、价键理论要点四、共价键的类型σ键的特点:(1)电子云呈柱形对称分布(2)电子云离核较近,能量低(3)σ键较牢固,可旋转不断,是首选成键方式π键特点:电子云离核较远,较活泼,易断,不能任意旋转,且π键一般不能单独存在成键规律:单键:键 双键:键+π键叁键:键+2个π键配位键一个原子提供孤对电子,另一个原子提供空轨道键参数键能越大表示化学键越强E三键>E双键>E单键与相同元素成键时,电负性越大的原子成键越强同类型键中,键长越短,键的强度越大L三键<L双键<L单键键的极性1.成键原子的χ值相同时(即△χ=0,如非金属单质分子),形成非极性共价键2.成键原子的χ值不同(但△χ<1.7时),形成极性共价键。△χ值越大,键的极性越大3.成键原子间的△χ>1.7时,一般形成离子键最强的极性键。μ(偶极矩)值越大分子的极性越大;反之,则越小。μ=0为非极性分子(二)分子的极化分子置于外电场中,电荷重心发生位移的现象。非极性分子在外电场的作用下可以变成具有一定偶极的极性分子;极性分子在外电场的作用下其偶极增大;第二节杂化轨道理论杂化类型及空间构型的判断分析中心原子的外层电子结构然后看中心原子跟几个原子结合中心原子处在同一族的同种类型分子,其杂化类型相同、空间构型也同第五节分子作用力范德华力1、取向力2、色散力变形性越大的分子,其相对分子量也越大,包含的电子比较多,离核较远的电子与核的引力较弱,容易发生变形,产生的瞬间偶极的偶极矩较大,所以色散力较强。3.诱导力同类物质熔、沸点的高低与分子间作用力有关,因此一般决定于该物质相对分子质量的大小F2、Cl2是气体;Br2为液体;I2是固体氢键氢键的定义:电负性大、半径小的原子X(如F、O、N等)相结合的H原子与另一电负性大、半径小的原子Y(如F、O、N等)之间的静电吸引作用。(三)形成条件:(1)氢原子以共价键成键(2)氢原子连有电负性大,半径小的原子(四)特征氢键的饱和性和方向性饱和性:一个X—H与一个Y结合方向性:X—H…Y尽可能在同一直线氢键看做是较强、有方向性和饱和性vanderWaals力。第十二章配位化合物第一节配位化合物的概述定义:由简单阳离子或原子与一定数目的阴离子(或中性分子)通过配位键结合,形成的具有一定组成和空间构型的复杂离子称为配离子。含有配离子的化合物为配位化合物,简称配合物。组成(三)配体(ligand)、配原子配体:与中心原子以配位键相结合的阴离子或分子。[HgI4]2-、[Ni(CN)4]2-中I-、CN-配原子:配体中直接向中心离子提供孤对电子形成配位键的原子。特点是含有孤对电子常见的配原子多是电负性较大的非金属元素的原子,如C、N、P、O、S和卤素原子。分为单齿配体和多齿配体乙二胺为双齿配体,次氨基三乙酸为四齿配体(四)配位数配位数:中心原子与配位键结合的配位原子数目。单齿配体:中心离子的配位数=配体数多齿配体:中心离子的配位数=配体齿数×配体数三、配位化合物的命名(一)配离子命名原则配体数(一、二、三…)→配体名称→合→中心原子名称→中心原子的氧化数(Ⅰ、Ⅱ…)→配离子[HgI4]2-四碘合汞(Ⅱ)配离子[Cu(NH3)4]2+四氨合铜(Ⅱ)配离子[Fe(en)3]3+三(乙二胺)合铁(III)配离子配体次序从无到有,先阴后中,先A后B.[Co(NH3)2(en)2]3+——二氨·二(乙二胺)合钴(Ⅲ)配离子[Co(NO2)4(NH3)2]-——四硝基·二氨合钴(Ⅲ)配离子[Cr(NCS)4(NH3)2]-——四(异硫氢酸根)·二氨合铬(Ⅲ)配离子[Co(NH3)5H2O]3+——五氨·水合钴(Ⅲ)配离子(二)配合物命名整个配合物按照无机物的命名原则:如某酸某、某化某H2[PtCl6]——六氯合铂(IV)酸[Co(NH3)5H2O]Cl3——三氯化五氨·水合钴(Ⅲ)NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]四(异硫氰酸根)•二氨合铬(Ⅲ)酸铵[Co(NH3)5Br]SO4硫酸溴•五氨合钴(Ⅲ)[Co(ONO)2(NH3)2(H2O)2]Cl氯化二亚硝酸根·二氨·二水合钴(III)(三)习惯命名法cis-[Pt(NH3)2Cl2]顺铂Fe4[Fe(CN)6]3普鲁士兰配合物与复盐:配离子相对稳定,既可稳定存在于晶体中,也可存在于溶液中.[CrCl(H2O)5]Cl2•H2O(配位键+离子键+1结晶水)KAl(SO4)2·12H2O十二水合硫酸铝钾,俗称明矾或{K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O}(离子键+结晶水)第二节配合物的化学键理论(一)基本观点1.化学键的本质配体提供孤对电子进入中心原子的价电子层空轨道形成配位键;2.空轨道的特点:中心原子所提供的空轨道在形成配位键的过程中首先进行杂化;3.配合物的空间构型配合物的空间构型取决于中心原子所提供的杂化轨道的数目和类型。(三)内轨型和外轨型配合物外轨型:ns、np、nd杂化如sp、sp2、sp3、sp3d2内轨型:(n-1)d、ns、np杂化如:dsp2、d2sp3稳定性不同内轨型>外轨型配合物是内轨型还是外轨型,取决于中心原子的电子层结构和配体的性质。评价很好地阐明了配体与中心离子间的结合力的本性;很好地解释了配合物的空间构型、磁性、稳定性;无法解释配合物的颜色。第三节配位平衡一、配位平衡常数(一)稳定常数KS是配合物在水溶液中稳定性的量度对于配位数相等的配离子:可用Ks的大小直接比较配离子的稳定性;对于配位数不相等的配离子:不能用Ks的大小直接比较配离子的稳定性。二、配位平衡的移动1.酸度的影响水解效应:因金属离子与溶液中的OH-结合而导致配离子解离的作用。酸效应:因配体与溶液中的H+结合而导致配离子解离的作用。为保证配离子的稳定性,应在金属离子不水解的情况下尽量增大溶液pH。2.沉淀平衡的影响实例分析10.2molL-1[Ag(CN)2]-与0.2molL-1KI等体积混合,有无AgI沉淀生成?已知[Ag(CN)2]-的KS为1.3×1021,AgI的Ksp为8.5210-17。实例分析2向0.10mol·L-1AgNO3溶液50mL中加入质量分数为18.3%(=0.929kg·L-1)的氨水30.0mL,然后用水稀释至100mL,求:(1)溶液中Ag+、[Ag(NH3)2]+、NH3的浓度;(2)加0.100mol·L-1KCl溶液10.0mL时,是否有AgCl沉淀生成?实例分析314.3克AgCl,恰好完全溶解在2升Na2S2O3溶液中,求此Na2S2O3溶液的原始浓度(已知AgCl的KSP=1.8×10-10,[Ag(S2O3)2]3-的KS=2.5×1013,AgCl的分子量M=143)。3.氧化还原平衡的影响配位平衡可以使氧化还原平衡改变方向在标准状态下不能自发进行的氧化还原反应在配体存在下可以自发进行第四节螯合物和生物配体一、螯合物和螯合效应螯合物中心离子与多齿配体键合而成,并具有环状结构的配合物称为螯合物。螯合效应由于生成螯合物而使配合物稳定性大大增加的作用。二、影响螯合物稳定性的因素1.螯合环的大小:五元环的螯合物最稳定,六元环次之。2.螯合环的数目:EDTA有6个配原子,与中心离子最多可形成有5个螯合环的稳定性很高的螯合物。螯合物中形成的环愈多,配离子就愈稳定3.大环效应具有完整环形结构的螯合剂比具有相同配位原子、相同齿数的开链螯合剂形成的配合物更稳定。第五节配合物在医学上的应用一、配合物的抗癌作用(一)顺铂(cisplatin)由于有脂溶性的载体配体-NH3,可顺利地通过细胞膜的脂质层进入癌细胞内;进入癌细胞的顺铂,由于有可取代配体-Cl的存在,可被配位能力更强的DNA中的配位原子所取代,从而破坏癌细胞DNA的复制能力,癌细胞分裂受阻。(二)卡铂二、配合物的解毒作用配位疗法的解毒机制对于体内毒害或过量的金属离子,一般可选择合适的配体,使配体和金属离子作用,生成稳定的且具有一定溶解性的配离子,通过肾脏排出体外,从而达到解毒的目的。解毒剂应满足有足够的稳定性,在生理pH条件下仍然保持足够的螯合能力;它们与欲排出的金属离子所形成配合物的稳定性必须高于该金属与体内生物大分子形成的配合物;在治疗浓度下不对人体产生明显的毒性;第十三章滴定分析化学分析根据化学反应及其计量关系确定被测物质组分和含量的分析方法。适宜常量组分的分析(组分含量>1%)相对误差小(Er):0.1%~0.2%仪器分析根据样品的光学性质或电化学性质,借助于光或电的仪器对其测量,从而求出样品含量的分析方法。第一节滴定分析概述一、基本概念1、标准溶液:已知准确浓度的试剂溶液等量点:反应完全时称为等量点,也称理论终点或化学计量点滴定终点:滴定进行到指示剂正好发生颜色转变的转折点。终点误差:由于滴定终点与等量点之间的差异而引起的分析误差。2、返滴定法(剩余滴定法)先准确加入过量标准溶液,使之与待测物质完全反应,再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液,从而求出被测物质含量的方法。适用:反应较慢或难溶于水的固体试样置换滴定法用适当试剂与待测物质反应,使其定量置换出另一种物质,再用标准溶液滴定此生成物的方法。适用:无明确定量关系的反应间接滴定法通过另外的化学反应,间接测定不能用滴定剂直接反应的物质的方法。适用:不能与滴定剂起化学反应的物质二、滴定分析的基本程序(一)基准物质:能用于直接配制或标定标准溶液的物质纯度高:试剂的纯度应在99.9%以上(A.R)物质的组成与化学式准确相符:性质稳定有较大的相对分子量,可减小称量相对误差。因为当等物质的量进行反应时,摩尔质量大称出的质量也大,称量的相对误差就比较小。(二)标准溶液的配制方法1.直接配制法:第二节分析结果的误差和有效数字一、误差产生的原因和分类分析结果与真实值之间的差值叫误差(error)(一)系统误差:由某些固定的因素引起特点:单向性、重复性和可测性它是分析误差中最重要的误差来源,直接影响分析结果的准确度!仪器和试剂误差由于仪器未经校准或试剂纯度不够而引起操作误差在正常操作情况下由于主观因素造成的误差(二)偶然误差由某些难以控制、无法避免的偶然因素造成统计规律:绝对值大多数较小正误差和负误差出现的机会相等特点:不定性、对称性和抵偿性。增加测定次数可使偶然误差的算数平均值趋于零在消除了系统误差的前提下,可用多次测定结果的平均值代替真实值。二、分析结果的评价——误差的表示方法(一)准确度与误差准确度:表示测量值(X)与真实值(T)相符的程度,以误差表示。反映测定结果的可靠性。(二)精密度与偏差精密度:表示同一试样多次平行测定结果的相符程度,以偏差表示。平行测定多次的结果越接近,则精密度越高。偏差是测定结果与多次测定平均值之间的差值,是测定结果精密度的表征。(三)准确度与精密度的关系1.准确度高,要求精密度一定高;但精密度好,准确度不一定高;2.准确度反映了测量结果的正确性;精密度反映了测量结果的重现性;四、有效数字及其运算规则(一)有效数字能够测量到的具有实际意义的数字。包括所有的准确数字和第一位可疑数字。1.几项约定:(1)在第一个非零数字(19)前的“0”为非有效数字;在(19)的中间“0”或有小数点时末尾的“0”为有效数字。(2)数字后的“0”含义不清楚时,最好用指数形式表示:1000(1.0×103,1.00×103,1.000×103)(3)pH,lgK等对数,其有效数字的位数取决于小数部分(尾数)数字的位数,整数部分只代表该数的方次;例:pH=11.20两位2.意义:不仅表现了测定的量的大小,而且表示了测量值所能达到的准确度。在分析过程中,有效数字的位数保留,应根据分析方法和仪器的准确度来确定。(二)有效数字的修约规则1.四舍六入:“五”:五前奇,五则进五前偶,五则弃例:0.37456,0.3745,0.3735:三位0.3750.3740.3742.只能对数字进行一次性修约例:6.549,2.451两位:6.52.5第三节酸碱滴定法一、酸碱指示剂酸碱指示剂自身是弱的有机酸或有机碱,其共轭酸碱对具有不同的结构,且颜色不同。当溶液的pH值改变时,共轭酸碱对相互发生转变、从而引起溶液的颜色发生变化。注意:指示剂的变色范围不是根据pKHIn计算出来的,而是依靠眼睛观察出来的;人眼对各种颜色的敏感程度不同实际与理论略有差别,一般不大于2个pH也不小于1个pH单位,多在1.6~1.8个pH单位。二、滴定曲线和指示剂的选择(一)强碱和强酸滴定指示剂的选择原则:要求所选指示剂的变色范围能全部或部分落在滴定突跃范围内。强碱滴定强酸:可选择甲基橙(3.1~4.4)和酚酞(8.2~10.0)为指示剂。(二)强碱滴定一元弱酸酸性范围内变色的指示剂如甲基橙、甲基红等均不能采用。酚酞、麝香草酚兰和麝香草酚酞等的变色范围都落在突跃范围内,可以被选作本滴定的指示剂。(三)强酸滴定一元弱碱(四)多元酸碱的滴定判断多元弱酸、弱碱能否直接滴定的依据(1)首先根据c·Ka≥10-8或c·Kb≥10-8,判断各级是否有明显的突跃。(2)根据相邻两级的Ka或Kb值之比是否大于104,来判断能否进行分步滴定。若之比小于104时,滴定时两个突跃合并成一个突跃。三、酸碱滴定法的应用(一)总氮量的测定——凯氏(Micro-Kjeldahl)定氮法浓H2SO4消化样品——与碱作用、H3BO3吸收——HCl标准溶液滴定第四节氧化还原滴定法氧化还原反应的特点1.反应速度慢2.副反应较多氧化还原法的分类:高锰酸钾法、碘量法、重铬酸钾法、铈量法、溴酸钾法氧化还原滴定的条件:反应进行足够完全一般K≥106或lgK>6反应速度足够快(1)加催化剂(2)加热(3)加大反应物浓度无副反应一、高锰酸钾法原理:指示剂:高锰酸钾终点颜色变化:无色→浅紫红色2.高锰酸钾法的催化剂和指示剂KMnO4法的催化剂是自身的还原产物Mn2+-自动催化作用KMnO4法的指示剂是KMnO4自身(紫色)高锰酸钾法的实验过程标准溶液配制应将配好的KMnO4

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