定量分析化学教案

定量分析化学授课教案主讲教师：使用教材：《定量分析化学》江西农业大学理学院课程名称定量分析化学授课专业公共年级一课程类型必修课校级公共课（√）；基础或专业基础课（）；专业课（）选修课限选课（）；任选课（）授课方式课堂讲授（√）；实践课（）考核方式考试（√）；考查（）课程教学总学时数27学分数1.5学时分配课堂讲授27学时教材名称定量分析化学作者白玲主编出版社及出版时间天津科技出版社指定参考书分析化学（第4版）分析化学作者武汉大学康丽娟出版社及出版时间高等教育出版社中国农业出版社授课教师职称单位理学院授课时间章节名称第一章绪论（1学时）授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数1教学目的及要求了解分析化学的主要任务和作用、分类方法和发展。教学重点与难点重点：了解分析化学的分类教学内容提要时间分配一、分析化学的任务和作用1．基本概念：分析化学：研究物质化学组成的分析方法及有关理论的一门科学，是化学的一个重要分支。2．分析化学的任务可归纳为三大方面的主要任务：鉴定物质的化学组成（或成分）——定性分析(qualitativeanalysis)测定各组分的相对含量——定量分析(quantitativeanalysis)确定物质的化学结构——结构分析(structuralanalysis)3．分析化学的作用不但对化学学科的本身的发展起着重大的作用，而且在各个领域都起着很重要的作用。二、分析方法的分类三、分析化学的发展与趋势分析化学的发展经历了三次巨大变革，成为化学的一个重要分支。1作业见教材章节名称第二章误差和分析数据处理（3学时）授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求掌握误差产生的原因及减免方法，准确度和精密度的表示方法；测量误差对计算结果的影响；熟悉逸出值发舍弃原则，了解统计检验的方法。教学重点与难点1．掌握基本概念：误差、绝对误差和相对误差、准确度和精密度、系统误差和偶然误差、误差和偏差。2．掌握准确度和精密度的表示方法和有关计算基本公式。3．掌握有效数字的修约规则及运算法则。教学内容提要时间分配一、测量误差及其表示方法1．基本概念和公式准确度：表示分析结果与真值的接近程度。误差：测量值与真值之差称为绝对误差（E）。系统误差：由某种确定的原因造成的，一般有固定的方向和大小，重复测定时重复出现，也称为可定误差。偶然误差：由一些偶然的、不可避免的原因造成的，也称随机误差。精密度：平行测量的各测量值（实验值）之间相互接近的程度。偏差：测量值与平均值之差称为偏差。2．准确度和精密度的关系3．提高分析准确度的方法（如何减免分析过程中的误差）4．可疑数据的取舍二、有效数字及运算法则1．基本概念有效数字：实际上能测量到的数字。反映测定的准确程度。2．有效数字的修约规则3．有效数字的运算法则3作业3；10:（2）,（3）,（6）。章节名称第三章滴定分析概论(3学时)授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求掌握滴定分析的特点，滴定分析对反应的要求，标准溶液的配制和标定，基准物质的条件，标准溶液浓度的表示方法和有关计算。教学重点与难点1．在了解滴定分析法的特点和分类方法的基础上，明确作为滴定分析的化学反应所必须具备的条件：2．掌握滴定分析中常用的滴定方式：3．掌握标准溶液的配制、标定及其浓度的表示方法。4．掌握滴定分析法的有关基本概念。教学内容提要时间分配一、基本概念1．滴定（titration）：把标准溶液从滴定管中定量滴加到待测溶液中的过程。一般把标准溶液称为滴定剂。2．化学计量点（stoichiometricpoint）：当滴入的标准溶液与待测组分按化学反应式所表示的化学计量关系完全作用时，称反应达到了化学计量点，或称等当点（equivalentpoint）。3.标准溶液：已知准确浓度的试剂溶液。4．基准物质：能够用于直接配制或标定标准溶液的物质称为基准物质。5．标定（Standardization）：利用基准物质或已知准确浓度的溶液来确定标准溶液的操作过程，称为标定。二、标准溶液浓度的表示方法1．物质的量浓度（摩尔浓度）：单位体积溶液中所含物质的量（nB），称为物质的量浓度。用CB表示。2．滴定度（T）三、主要计算公式3作业2；5；6．章节名称第四章酸碱滴定法（4学时）授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数4教学目的及要求在理解酸碱质子理论和各种类型滴定曲线的基础上，掌握指示剂的选择原则；会处理简单酸碱平衡，各种溶液滴定pH计算，酸碱滴定条件的判断，滴定误差的计算；熟悉各种类型的酸碱滴定方法。教学重点与难点1．根据质子理论，了解酸碱的定义、共轭酸碱对、酸碱反应的实质及溶剂的质子自递反应等基本概念。2．掌握酸碱平衡体系中各型体的分布系数的计算溶液酸碱度的计算方法。3．了解指示剂的变色原理，掌握选择指示剂的原则。4．了解化学计量点、滴定突跃、滴定终点的含义：绘制滴定曲线，并选择恰当的指示剂。掌握酸碱能否被准确滴定、多元酸能否被分步滴定的判据。教学内容提要时间分配一、水溶液中的酸碱平衡1．酸碱的定义酸:凡是能给出质子[H+]的物质碱:凡是能接受质子的物质;2．酸碱反应的实质酸碱质子理论认为，酸碱反应的实质是质子转移。3．剂的质子自递反应KW=[H3O+][OH-]=1.0×10-14（KW是温度的函数，25℃）4．酸碱的强度酸碱的强度:酸的电离常数越大，表示它的酸性越强。共轭酸碱对Ka和Kb的关系为：Ka×Kb=Kw二、溶液中酸碱组分的分布1．酸的浓度和酸度2．酸碱的分布系数分布系数（δ）：一元弱酸（HA）溶液中各种型体的分布3．酸度对酸碱型体分布的影响三、酸碱溶液的pH计算2．酸碱溶液的pH计算实际上精确式用的较少，而最简式用得最多。在解决实际问题时，一定要抓住主要矛盾，具体问题具体分析，做到灵活运用，而不是生搬硬套。四、酸碱指示剂1．指示剂的变色原理2．影响指示剂变色范围的因素：温度；指示剂的用量；离子强度和溶剂等因素3．指示剂的选择原则：（1）指示剂的变色范围越窄越好。（2）指示剂的变色范围与滴定突跃范围有部分重合即可。五、酸碱滴定的基本原理1．滴定曲线（1）强酸、强碱的滴定曲线4（2）一元弱酸（碱）的滴定：弱酸弱碱能够被准确滴定的条件：CaKa10-8或CbKb≥10-8（3）多元酸碱的滴定①多元酸（碱）某一级离解的H+（OH-）若能被准确滴定，则必须满足CaKa≥10-8（CbKb≥10-8）。②若能分步滴定，则必须满足Ka1/Ka2104（Kb1/Kb210-4）③混合弱酸的滴定与多元酸的类似。2．滴定突越范围影响滴定突越范围的因素：滴定突跃与酸的浓度和强度成正比。五、应用与示例（自学）作业4：（1），（3），（6），（7）；11；15。章节名称第五章沉淀滴定法（2学时）授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数2教学目的及要求掌握银量法中的铬酸钾指示剂法、铁胺矾指示剂法和吸附指示剂法的基本原理、滴定条件，了解银量法的应用范围。教学重点与难点二种方法的基本原理、滴定条件和应用。教学内容提要时间分配1．基本概念沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的滴定分析方法。2．用于沉淀滴定的沉淀反应必须具备的条件二、银量法（一）基本原理1．银量法：以硝酸银为标准溶液，滴定能与Ag+生成银盐沉淀的滴定分析方法。2．滴定曲线滴定突跃范围的大小，取决于沉淀的溶度积常数Ksp和溶液的浓度。Ksp越小，突越范围越大。溶液的浓度降低，突跃范围减小。3．分步滴定一、概述（二）方法及应用1．铬酸钾指示剂法用K2CrO4作指示剂，用硝酸银作滴定剂，利用终点时稍微过量的Ag+与K2CrO4生成砖红色Ag2CrO4沉淀来指示滴定终点到达方法。使用条件：要求浓度约为5×10-3mol/L较合适，K2CrO4指示剂只能在近中性和弱碱性溶液中进行。适用范围：常用于测定Cl-、Br-，在弱碱性溶液中还可测定CN-.一、概述（二）方法及应用1．铬酸钾指示剂法用K2CrO4作指示剂，用硝酸银作滴定剂，利用终点时稍微过量的Ag+与K2CrO4生成砖红色Ag2CrO4沉淀来指示滴定终点到达方法。使用条件：要求浓度约为5×10-3mol/L较合适，K2CrO4指示剂只能在近中性和弱碱性溶液中进行。适用范围：常用于测定Cl-、Br-，在弱碱性溶液中还可测定CN-.一、概述（二）方法及应用1．铬酸钾指示剂法用K2CrO4作指示剂，用硝酸银作滴定剂，利用终点时稍微过量的Ag+与K2CrO4生成砖红色Ag2CrO4沉淀来指示滴定终点到达方法。使用条件：要求浓度约为5×10-3mol/L较合适，K2CrO4指示剂只能在近中性和弱碱性溶液中进行。适用范围：常用于测定Cl-、Br-，在弱碱性溶液中还可测定CN-.2．佛尔哈德法是用铁铵矾NH4Fe(SO4)2做为指示剂，以NH4SCN或KSCN为标准溶液，生成红色的配合物，即为滴定终点。使用条件：酸度（硝酸）制在0.1～1mol/L之间。Fe3+的浓度控制在0.015mol/L.适用范围：铁铵矾法最大的优点是可以在酸性介质中进行，一般酸度大于0.3mol/L，可以避免PO43-、AsO43-、CrO42-等弱酸根离子的干扰，因此方法的选择性高。2作业4；7。章节名称第六章配位滴定（4学时）授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数4教学目的及要求掌握EDTA滴定的基本原理、副反应系数、条件稳定常数，络合滴定终点误差计算；掌握滴定条件和金属指示剂的选择；熟悉钙、镁、锌、铝等离子的测定方法。教学重点与难点（1）配位平衡体系中有关基本概念和彼此间的关系。（2）熟练掌握配位平衡中各种副反应系数的计算：配位剂的酸效应系数；配位剂的共存离子效应系数；金属离子配位效应系数；熟练掌握配位条件稳定常数的意义和计算。（3）掌握配位滴定法的基本原理和化学计量点时金属离子浓度的计算，了解影响滴定突跃范围的因素，掌握计算配位滴定终点误差的方法和正确判断能否被准确滴定。（4）熟悉指示剂的作用原理和选择金属指示剂的依据。（5）熟悉提高配位滴定选择性的方法，掌握滴定的方式及其应用和结果计算。教学内容提要时间分配一、概述1．基本概念配位滴定法：也称络合滴定法，它是以配位反应为基础的滴定分析方法。主要用于金属离子的测定。2．配位滴定反应的基本要求目前常用的配位滴定就是指以EDTA为络合剂的滴定分析。二、基本原理（一）配位平衡1．稳定常数和积累稳定常数（1）ML型（1：1）M+Y⇌MY反应的平衡常数表达式为：YMMYKKMY稳（2）MLn型配合物的逐级稳定常数Kn和累积稳定常数β2．副反应系数在配位反应中，把被测金属离子M与EDTA之间的配位反应称为主反应，而把酸度的影响、其它配位剂和干扰离子等的反应都成为副反应。EDTA的酸效应系数Y(H)由于H+的存在，在H+和Y之间发生副反应，使Y参加主反应能力降低的现象称为酸效应。酸效应的大小用酸效应系数来衡量。123456623456534564456356264265432234Y(H)HHHHHH1YYHYHYHYHYHHYYYY'αKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK配位应系数Y(N)金属离子M的副反应系数αM（配位效应系数）由于其他配位剂L的存在使金属离子与EDTA主反应的能力下降的现象称为配位效应。配位效应的大小用金属离子的配位效应系数M(L)表示。nn221M(L)Lβ......LβLβ1MM'α（3）配合物的MY的副反应(可以忽略不计。)3．条件稳定常数在一定条件下，校正了各种副反应的影响后生成配合物的实际稳定常数称为条件稳定常数K′MY。MYYMMYMYYMMYMYMYαlgαlgαlgKlgK'lgαααKK'或（二）配位滴定曲线1.滴定曲线在配位滴定中，随着滴定剂EDTA的加入，金属离子浓度逐渐减小，在化学计量点附近发生突变，产