分析化学复习要点

《分析化学》复习要点第一章绪论一、分析化学概述1、定义：分析化学是研究物质组成、含量和结构的分析方法及相关理论的一门学科。2、定量分析过程取样、试样的分解、消除干扰、测定、分析结果计算及评价。二、分析方法的分类1、按分析对象分：无机分析；有机分析。2、分析化学的任务：定性分析和定量分析3、按试样用量分：常量分析半微量分析微量分析超微量分析固体(m)0.1g0.01～０.1g0.0001～0.01g０.1mg液体(V)10mL1～10mL0.01～1mL０.01mL4、按组分在试样中的质量分数分：常量组分分析微量组分分析痕量组分分析质量分数wB%10.01～10.015、按测定原理和操作方法分：化学分析与仪器分析。(1)化学分析：根据化学反应的计量关系确定待测组分含量的分析方法。重量分析：使试样中待测组分转化为另一种纯粹的、固定组成的化合物，再通过称量该化合物的质量，计算待测组分含量的分析方法。据分离方法的不同，可分为沉淀法和气化法。滴定分析法：将巳知浓度的试剂溶液(标准滴定溶液)滴加到待测物质的溶液中，直至到达化学计量点，据标准滴定溶液的浓度和体积计算待测组分含量的分析方法。据反应的类型，可分为酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。(2)仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基础测定组分含量的分析方法。这类方法通常需要借助特殊的仪器进行测量，故将它们称为仪器分析法。仪器分析法包括光学分析、电化学分析、色谱分析等等。(3)化学分析法与仪器分析法的关系：仪器分析法的优点是迅速、灵敏、操作简便，能测定含量极低的组分。但是仪器分析是以化学分析为基础的，如试样预处理、制备标样、方法准确度的校验等都需要化学分析法来完成。因此仪器分析法和化学分析法是密切配合、相互补充的。只有掌握好化学分析法的基础知识和基本技能，才能学好和掌握仪器分析法。三、测定中的误差1、测量误差的的种类和来源系统误差和偶然误差。系统误差分方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差减小系统误差的方法有：对照试验、空白试验、校准仪器分析结果的校正。误差和偏差的表示方法（1）准确度与误差：准确度：指测定值与真实值相接近的程度。它说明测定值的正确性，用误差来表示。相对误差：绝对误差在真实值中所占的百分数或千分数。相对误差=绝对误差/真实值×100%(1000‰)绝对误差和相对误差都有正、负之分，正值表示测定结果偏高，负值表示测定结果偏低。结论1：测量值越大，相对误差越小。结论2：用相对误差表示测量结果的准确度更为确切。精密度与偏差：精密度：指在相同条件下，一组平行测定结果之间相互接近的程度。它体现数据的再现性，用用偏差的大小来表示。绝对偏差：个别测定值与几次测定结果平均值之差。di=Xi–X相对偏差：绝对偏差在平均值中所占的百分数或千分数。相对偏差=绝对偏差/平均值×100%(1000‰)绝对偏差和相对偏差都有正、负之分，它们都表示个别测定值与平均值之间的精密程度。(3)平均偏差和相对平均偏差多次测定结果的精密度常用平均偏差来表示。平均偏差：各次偏差绝对值的算术平均值。d=Σdi/n相对平均偏差：平均偏差在平均值中所占比率。相对平均偏差=平均偏差/平均值×100%(1000‰)平均偏差和相对平均偏差均无正、负之分。四、有效数字及运算规则1、有效数字的概念与含义定义：指实际工作中能够测量到的数字。含义：不仅反映了数据的大小还反映了测量时所用仪器的精密程度。2、有效数字记录和读取的规则，有且只有最后一位是可疑的。3、有效数字位数的确定（1）“0”在具体数字前只起定位作用，本身不是有效数字，在具体数字中间或后面是有效数字。（2）pH值的小数部分才为有效数字。4、有效数字的修约规则四舍六入五留取舍例1：将下列数字修约为三位有效数字。4.172(4.17)4.298(4.30)4.175(4.18)4.165(4.16)例2：将下列数字修约至小数点2位。65.782(65.78)3.49612(3.50)50.2356(50.24)2.2456(2.24)5、有效数字的运算规则（1）加减运算：和或差的有效数字保留应以小数点后位数最少者为准。0.004+5.0=5.00.015+34.37+4.3235=38.714.06+0.008+5.2=9.3（2）乘除运算：积或商的有效数字的保留应以有效数字位数最少者为准。0.004×5.0=0.02103.4×2.34=242注意事项:1、首位≥8的可以多算一位有效数字。2、公式中的一些准确数应视为无限位有效数字。3、单位换算时不可改变有效数字的位数。4、误差、偏差及pH值最多保留两位有效数字。五、定量分析结果的表示1、待测组分的化学表示形式(1)实际存在形式：如测绿矾中FeSO4·7H2O。(2)氧化物：实际存在形式不清楚时使用。如铁矿石。(3)元素：实际存在形式不清楚时使用或金属材料和有机分析中使用。(4)离子：电解质中存在的离子。如水中Cl-。2、待测组分含量的表示方法(1)固体试样：通常以质量分数表示。wB=mB/mS；含量很低时，可采用μg/g(10-6)、ng/g(10-9)、pg/g(10-12)。(2)液体试样：①物质的量浓度cB=nB/VS单位为mol/L②质量分数wB=mB/mS③体积分数ФB=VB/VS④质量浓度wB=mB/VS单位为g/L，mg/L，μg/L，μg/mL，ng/mL，pg/mL。(3)气体试样ФB=VB/VS第二章滴定分析一、滴定分析中的基本术语1、滴定：将滴定剂通过滴定管加到试样溶液中，与待测组分进行化学反应。达到化学计量点时，根据所需滴定剂的体积和浓度计算待测组分含量的操作。2、滴定剂：用于滴定而配制的具有一定浓度的溶液。3、标准溶液：用标准物质标定或配制的巳知准确浓度的溶液。4、化学计量点：滴定过程中，待滴定组分基本单元的物质的量和滴定剂基本单元的物质的量达到相等的点。5、指示剂：在滴定分析中，为帮助确定化学计量点所用的本身能改变颜色或其他性质的试剂。6、终点：指示剂颜色改变的转折点。7、终点误差：因滴定终点与化学计量点不一致所造成的误差。二、滴定分析对化学反应的要求1、反应符合化学计量关系，即严格按一定的化学反应方程式进行，无副反应发生，并能进行彻底。2、反应速度要快。对于速率较慢的反应，可以通过加热或加入催化剂等措施来加快反应速率。3、有适当的方法确定终点。三、溶液的标识与配制1、标准滴定溶液浓度的表示方法物质的量浓度：滴定度：1mL标准溶液相当于待测组分的质量。用TB/S表示，单位g/mL。2、标准滴定溶液的制备（1）直接法：准确称取一定量的纯物质，溶解后定量稀释至一定体积即成。适用范围：基准物质基准物质必须符合的条件：a、纯度高。b、物质的实际组成与化学式完全符合。c、性质稳定。d、摩尔质量大。（2）标定法：步骤：配制与标定。标定：确定标准溶液准确浓度的操作。标定方法：a、称量法b、移液管法四、计算1、等物质的量的反应规则：化学反应达到化学计量点时，参加反应的物质其基本单元的物质的量相等。n(A)=n(B)注：A、B都必须是基本单元2、溶液的浓度B的质量分数(wB)：B的质量mB与溶液质量之比。wB=mB/m溶液w(H2SO4)=98%(0.98)称为H2SO4的质量分数为0.98，即100gH2SO4溶液中含H2SO4质量98g。B的体积分数(φB)：B的体积VB与溶液体积之比。φB=VB/V溶液φ(乙醇)=90%(0.90)称乙醇的体积分数为0.90(90%)即体积比浓度：液体试剂相互混合或用溶剂稀释时的表示方法。如：(1+3)HCl，指一个单位体积的浓盐酸与三个单位体积的水按一定的方法相互混合。质量比浓度：如(1+100)的铬黑T-氯化钠指示剂，是指一个单位质量的铬黑T与此100个单位质量的氯化钠相互混合，这里的铬黑T和氯化钠均为固体。B的质量浓度(ρB)：B的质量除以溶液的体积。ρB=mB/V溶液单位：g/L物质的量浓度：3、标准溶液浓度的计算例：滴定25.00mLNaOH溶液，需用0.2500mol/L的H2SO4溶液26.50mL，求NaOH溶液的物质的量浓度。解：H2SO4+NaOH=Na2SO4+2H2On(1/2H2SO4)=n(NaOH)(1/2H2SO4)VH2SO4=C(NaOH)VNaOHC(NaOH)=0.5300(mol/L)例：滴定25.00mLKMnO4溶液，需用C(H2C2O4)=0.2500mol/L的H2C2O4溶液26.50mL，求C(1/5KMnO4)、C(KMnO4)。解：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2+K2SO4+8H2On(1/5KMnO4)=n(1/2H2C2O4)C(1/5KMnO4)VKMnO4=2C(H2C2O4)VH2C2O4C(1/5KMnO4)=0.5300(mol/L)C(KMnO4)=1/5C(1/5KMnO4)=0.1060(mol/L)例：称取硼砂(Na2B4O7·10H2O)0.4853g，用以标定盐酸溶液。已知化学计量点时消耗盐酸溶液24.75mL，求些盐酸溶液的物质的量浓度。解：2HCl+Na2B4O7·10H2O=2NaCl+4H3BO3+5H2On(HCl)=n(1/2Na2B4O7·10H2O)C(HCl)VHCl=m/M(1/2Na2B4O7·10H2O)c(HCl)=0.10286(mol/L)4、滴定分析中的计算(1)求V：例：用0.1003mol/L的H2C2O4溶液滴定0.04606mol/L的KMnO4溶液25.00mL，问需消耗H2C2O4溶液多少mL？解：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2+K2SO4+8H2On(1/2H2C2O4)=n(1/5KMnO4)C(1/2H2C2O4)VH2C2O4=C(1/5KMnO4)VKMnO4VH2C2O4=27.80(mL)例：称取0.5844gNaCl溶解于水，用C(AgNO3)=0.5000mol/L的AgNO3标准溶液滴定，问需消耗AgNO3标准溶液多少mL？解：AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3n(AgNO3)=n(NaCl)C(AgNO3)V(AgNO3)=mNaCl/M(NaCl)C(AgNO3)=0.02000(L)=20.00(mL)(2)求m例：标定0.10mol/LHCl溶液，要使消耗HCl溶液的体积约为30mL，应称取多少克无水Na2CO3？解：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2On(1/2Na2CO3)=n(HCl)m/M(1/2Na2CO3)=C(HCl)VHClm=0.16(g)(3)求w(B)例：称取工业草酸(H2C2O4·2H2O)1.680g，溶解于250mL容量瓶中，移取25.00mL以0.1045mol/LNaOH标准溶液滴定消耗24.65mL。求工业草酸的纯度。解：H2C2O4·2H2O+2NaOH=Na2C2O4+4H2On(1/2H2C2O4·2H2O)=n(NaOH)m/(1/2H2C2O4·2H2O)=C(NaOH)VNaOHm=C(NaOH)VNaOHM(1/2H2C2O4·2H2O)w(H2C2O4·2H2O)=96.67%例：称取0.5185g含有水溶性氯化物的样品，以0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定消耗44.20mL。求样品中氯的质量分数。解：Ag++Cl-=AgCln(Cl)=n(AgNO3)m/M(Cl)=C(AgNO3)VAgNO3m=C(AgNO3)VAgNO3M(Cl)w(H2C2O4·2H2O)=30.22%(4)求ρB例：今有工业浓碱液，取2.00mL加蒸馏水稀释后，用0.1000mol/LHCl标准溶液滴定消耗35.00mL。求工业浓碱液含NaOH的质量浓度。解：HCl+NaOH=NaCl+H2On(NaOH)=n(HCl)m/(NaOH)=C(HCl)VHClm=C(HCl)VHClM(NaOH)ρNaOH=70.0g/L例：今有工业醋酸溶