武汉大学分析化学(第五版)总结

分析化学（第五版）总结-1-分析化学（第五版）总结第1章绪论分析化学的定义分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学分类标准任务定性分析鉴定物质化学组成（元素、原子团、化合物）定量分析测定物质中有关成分的含量结构分析确定物质化学结构（分子、晶体、综合形态）原理化学分析定义以化学反应为为基础的分析方法分类定性分析定量分析重量分析用称量方法求得生成物W重量滴定分析从与组分反应的试剂R的浓度和体积求得组分C的含量特点仪器简单，结果准确，灵敏度较低，操作繁琐，分析速度较慢，适于常量组分分析（质量分数在1%以上）仪器分析定义以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的分析方法特点灵敏，快速，准确，易于自动化，仪器复杂昂贵，适于微量、痕量组分分析对象无机分析、有机分析、冶金分析、地质分析、环境分析、药物分析、生物分析用量用量及操作规模常量分析100mg10ml半微量10~100mg10～1ml微量0.1~10mg0.01~1ml超微量0.1mg0.01ml待测组分含量常量分析1%微量分析0.01%~1%痕量分析0.01%超痕量分析约0.0001%分析的性质例行分析一般分析实验室对日常生产流程中的产品性质指标进行检查控制的分析仲裁分析不同企业部门间对产品质量和分析结果有争议时，请权威的分析测试部门进行裁判的分析分析方法的选择测定的具体要求，待测组分及其含量范围，欲侧组分的性质获取共存组分的信息并考虑共存组分对测定的影响，拟定合适的分离富集方法，以提高分析方法的选择性对测定准确度、灵敏度的要求与对策现有条件、测定成本及完成测定的时间要求等-2-1.5.1分析化学的过程取样（采样、处理与分解）要使样品具有代表性，足够的量以保证分析的进行试样的制备（分离、富集）掩蔽加掩蔽剂富集沉淀分离、萃取分离、离子交换分离、色谱分离等分析测定要根据被测组分的性质、含量、结果的准确度的要求以及现有条件选择合适的测定方法。化学分析/仪器分析（从理论和实验两个方面进行考虑）结果的计算和表达根据选定的方法和使用的仪器，对数据进行正确取舍和处理，合理表达结果。1.5.2结果的表示结果的表示待测组分化学表示待测组分实际存在形式氧化物或元素含量用所需要的组分含量待测组分含量表示固体试样SBBmmw液体试样物质的量浓度c(mol/L)质量摩尔浓度b(mol/kg)质量分数w体积分数摩尔分数质量浓度mg/L，ug/L,ug/ml,pg/ml气体试样体积分数质量浓度1.6滴定分析方法概论概念与术语滴定剂已知准确浓度的试剂溶液滴定把滴定剂从滴定管滴加到被测物质溶液中的过程化学计量点(sp)加入的标准溶液与被测物质定量反应完全时滴定终点(ep)滴定中指示剂改变颜色的那一点终点误差(Et)sp和ep不一致造成的误差称为Et滴定分析方法的特点简便、快速、准确度高、成本低、不需要昂贵仪器滴定要求反应必须具有确定的化学计量关系，即反应按一定的方程式进行反应必须定量进行必须具有较快的反应速率.慢反应可加入催化剂或加热必须有适当简便的方法确定滴定终点共存物不干扰测定滴定方式直接滴定法满足上述四个要求返滴定法反应不能立刻完成Al3+，加过量EDTA，加Zn2+或Cu2+CaCO3，过量HCl，NaOH-3-置换滴定法待测组分所参与的反应不按一定反应时进行或伴有副反应K2Cr2O7，过量KI，Na2S2O3间接滴定法不能与滴定剂直接起反应的物质，有时可以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行测定Ca2+,C2O42-,H2SO4，KMnO41.7基准物质和标准溶液基准物质定义能直接配制标准溶液或标定溶液准确浓度的物质要求试剂的组成与化学式完全相符试剂的纯度足够高（质量分数99.9%）性质稳定，不易与空气中的O2及CO2反应，不吸收空气中的水试剂参加滴定反应时，若按反应式定量进行，没有副反应标准溶液配制直接法标定法先配制近似浓度，再用基准物质来标定准确浓度滴定分析中的计算基本单元BBcc2121滴定度每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量(g或mg)eg.TFe/K2Cr2O7=0.005000g/ml：每mlK2Cr2O7恰能与0.005000gFe3+反应第2章分析试样的采集与制备2.1试样的采集固体试样固体试样组成固体物料种类繁多，性质和均匀程度差别较大组成不均匀的物料矿石,煤炭,废渣和土壤等组成相对均匀的物料谷物、金属材料、化肥、水泥等采样点取样方法随机采样法随机性地选择采样点判断采样法根据有关组分分布信息，有选择地选择采样点系统采样法根据一定规则选择采样点总体平均值的区间ntx其他公式2,EtnxE采样量Q=kd2液体试样采样原则对于体积较小的物料，可在搅拌下直接用瓶子或取样管取样装在大容器里的物料，在贮槽的不同位置和深度取样后混合均匀即可作为分析试样对于分装在小容器里的液体物料，应从每个容器里取样，然后混匀作为-4-分析试样对于水样，应根据具体情况，采取不同的方法采样。(1)采取水管中或有泵水井中的水样时，取样前需将水龙头或泵打开，先放水10-15分钟，然后再用干净瓶子收集水样。(2)采取池、江、河、湖中的水样时，首先根据分析目的及水系具体情况选择好采样地点。用采样器在不同深度各取一份水样，混合均匀后作为分析试样采样器塑料测定试样中微量的金属元素是玻璃器皿检测试样中有机物保存措施控制pH、加入化学稳定试剂、冷藏和冷冻、避光和密封气体试样包括汽车尾气、工业废气、大气、压缩气体、气溶物收集固体吸附剂：挥发性气体（蒸汽压~0.1Pa），半挥发性气体p*:0.1~10-7Pa过滤器取样直接法浓缩法生物试样特点组成因部位和时季不同有较大差异取样和处理注意事项有群体代表性部位典型性植物采集好后需用清洁水洗净并立即置于干燥通风处晾干，或用于干燥箱烘干。鲜样分析应立即处理干样分析将风干或烘干后的试样粉碎，过筛动物尿液、血液、脑脊液、唾液、胃液、胆汁、乳液等毛发指甲：采样后用中性洗涤剂处理，经蒸馏水冲洗，再用丙酮、乙醚、酒精或EDTA洗涤2.2试样的制备对象不均匀的固体试样处理过程以矿石为例破碎和过筛粗碎顎式碎样机，4~6号筛中碎盘式碎样机，20号筛细碎盘式碎样机，100~200号筛混合和缩分2.3试样的分解注意事项试样分解必须完全，处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末；试样分解过程中待测组分不应挥发，也不应引入被测组分和干扰物质。溶解法定义采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液特点比较简单、快速常用的溶剂有水、酸和碱等试样特点溶于水的试样一般称为可溶性盐类，如硝酸盐、醋酸盐、铵盐、绝大部分的碱金属化合物和大部分的氯化物、硫酸盐等。不溶于水的采用酸或碱作溶剂的酸溶法或碱溶法进行溶解，-5-试样以制备分析试液。盐酸活泼金属、氧化物、氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、多种硫化物硫酸酸性+氧化性铂族金属、金、某些稀有金属、几乎所有金属、合金、大多数氧化物、氢氧化物、几乎所有硫化物磷酸热浓硫酸：强氧化性；除Ba、Sr、Ca、Pd外，其他金属硫化物都溶于水；硫酸可溶解铁、钴、镍、锌等金属及其合金和铝、铍、锰、钍、钛、铀等矿石；高氯酸热，接近沸点：强氧化剂+脱水剂不锈钢和其他铁合金、铁矿石、钨铁矿氢氟酸弱酸，强配位能力As、B、Te、Fe(III)、Al(III)、Ti(IV)、W(V)、Nb(V)混合酸硫酸+磷酸强酸性，磷酸有一定的配位能力，沸点高高合金钢、铁矿、钒钛矿及含铌、钽钨、钼的矿石硫酸+硝酸强氧化性钼、锆、锡金属及黄铁矿、方铅矿、锌矿石等。在钢铁分析中常作混合溶剂盐酸+过氧化氢氧化性铜、铜合金浓硫酸+高氯酸强氧化性金属镓、铬矿石等NaOH+KOH两性金属铝、锌及其合金，以及它们的氧化物、氢氧化物熔融法原理将试样与酸性或碱性固体溶剂混合，在高温下让其进行复分解反应，使欲测组分转变为可溶于水或酸的化合物分类酸熔法分解碱性试样碱熔法分解酸性试样K2S2O7+KHSO42KHSO4=K2S2O7+H2O↑TiO2+2K2S2O7＝Ti(SO4)2+2K2SO4这种方法常用于分解A12O3、Cr2O3、Fe3O4、ZrO2、钛铁矿、铬矿、中性耐火材料(如铝砂、高铝砖)及磁性耐火材料(如镁砂、镁砖)等铵盐混合熔剂基于铵盐在加热是分解产生的无水酸在高温下具有很强的溶解能力KHF弱酸性溶剂，F-具有络合作用组要用于分解硅酸盐、稀土和钍的矿石Na2CO3或K2CO3常用来分解硅酸盐和硫酸盐等A12O3+2SiO2+3Na2CO3=2NaAlO2+2Na2SiO3+3CO2↑BaSO4+Na2CO3=BaCO3+Na2SO4Na2O2强氧化性强碱性溶剂-6-常用来分解难溶于酸的铁、铬、镍、钼、钨的合金和各种铂合金以及难分解的矿石，如铬矿石、钛铁矿、绿柱石、铌-钽矿石、锆英石和电气石等NaOH+KOH常用来分解硅酸盐、磷酸盐矿物、钼矿石和耐火材料等半熔融法（烧结法）特点在低熔点温度下，使试样与溶剂发生反应，与熔融法相比，半熔法的温度低，加热时间较长，可在瓷坩埚中进行，不需要贵金属器皿常用MgO和ZnO和一定比例的NaCO3混合物作为熔剂分解铁矿及煤中的硫MgO和ZnO熔点高，可预防Na2CO3在灼烧时熔合，而保持松散状态，使矿石氧化得更快，更完全，反应产生的气体容易溢出干式灰化法适用于分解有机物和生物试样，以便测定其中的金属元素、硫及卤素元素的含量方法将试样置于马弗炉中加热（400-1200℃），以大气中的氧作为氧化剂使之分解，然后加入少量浓盐酸或浓硝酸浸取燃烧后的无机残余物湿式消化法方法用硝酸和硫酸的混合物与试样一起置于烧瓶内，在一定温度下进行煮解，其中硝酸能破坏大部分有机物。在煮解的过程中，硝酸逐渐挥发，最后剩余硫酸。继续加热使产生浓厚的SO3白烟，并在烧瓶内回流，直到溶液变得透明为止优点速度快缺点加入试剂而引入杂质微波辅助消解法适用对象法既可用于有机和生物样品的氧化分解，也可难溶无机材料的分解微波消解法是利用试样和适当的溶（熔）剂吸收微波能产生热量加热试样，同时微波产生的交变磁场使戒指分子极化，极化分子在高频磁场交替排列，导致分子高速振荡，使分子获得高的能量。这种方法溶（熔）解迅速，加热效率高2.4测定前的预处理试样的状态被测组分的存在形式被测组分的浓度或含量共存物的干扰辅助试剂的选择-7-第3章误差和分析数据处理3.1分析化学中的误差误差与偏差绝对误差测量值x与真实值μ之差TxxE基本公式相对误差绝对误差占真实值的百分比%100%100TTTrxxxxEE真值xT与标准参考物质真值：某一物理量本身具有的客观存在的真实数据理论真值某化合物的理论组成（如三角形的内角和为180°等）约定真值国际计量大会确定的长度、质量、物质的量等单位相对真值人们设法采用各种可靠的分析方法，适用最精密的仪器，经过不同实验室、不同人员进行平行分析，用数理统计方法对分析结果进行处理，确定处各组分相对准确的含量，此值称为标准值，一般用标准值代表该物质中各组分的真实含量算数平均值niinxnnxxxx1211......偏差xxdnn，01niid平均偏差niindndddnd121||1|)|......||||(1相对平均偏差%100xddr标准偏差1)(12nxxsnii相对标准偏差（RSD，变异系数）%100xssr全距R(极差）R=xmax-xmin-8-准确度与精密度准确度指测量值与真值的接近程度，反映了测量的正确性，误差越小，准确度越高，系统误差影响分析结果的准确度确度的高低可用误差来表示。误差有绝对误差和相对误差之分精密度平行测量值之间的相互接近程度，反映了测量的重现性，偏差越小，精密度越高偶然误差影响分析结果的精密度偏差精密度的高低可用偏差来表示准确度与精密度的关1.精密度高，准确度不一定高，可能有系统误差存在2.精密度低，说明测定结果不可靠，此时在考虑准确度就没有意义了3.准确度高一定要求精密度高，即精密度是保证准确度的前提误差定量分析中的误差就其来源和性