化工分析基础知识1

帮助下页返回结束上页化工分析技术化学化工教研室第二章酸碱滴定第三章配位平衡和配位滴定第五章氧化还原滴定第一章化工分析基础知识第八章气相色谱分析法第四章沉淀溶解平衡与沉淀滴定第六章紫外-可见分光光度分析第七章电化学分析第九章高效液相色谱分析法2021/2/222021/2/22第二节误差和分析数据的处理第四节化工产品质量保证与标准化帮助下页返回结束上页第一节化工分析的任务和方法第三节试样采取与处理第五节滴定分析法一、化工分析概述化工分析:它是以分析化学的基本原理和方法为基础，完成化工生产过程中化学成分监测和化工产品质量检验任务的一门学科。下页返回结束上页1、定义第一节化工分析的任务和方法分析化学(AnalyticalChemistry):它是化学学科的一门重要分支，是研究物质的化学组成、含量、结构的分析方法及有关理论的一门学科。化工分析技术(1)鉴定物质的化学组成2、分析化学的任务(2)测定各组分的相对含量(3)确定物质的化学结构分析化学是化学研究中最基础、最根本的领域之一。下页返回结束上页例如：茶叶中有哪些微量元素？茶叶中咖啡碱的含量？咖啡碱的化学结构？微量元素的形态？在不同的生长阶段，茶叶中的营养成分的变化？化工分析技术化学组成：例如：硅酸盐占地壳质量75%以上。它是生产水泥、玻璃、陶瓷等的原料。由定性分析方法可测得硅酸盐的化学组成:SiFeAlTiCaMgKNaPMnO等下页返回结束上页化工分析技术含量：例如，已知某种不锈钢是在钢中加入一定含量的Cr,Ni两种组分而制得，用定量分析方法可知两组分的含量为：Cr18%,Ni8%•故通常表示为18-8Stainlesssteel下页返回结束上页化工分析技术例如，分析工作者在用激光照射石墨时，发现质量数与60个碳原子相对应处的光谱峰特强，于是预测C60应为一球形分子。用仪器分析方法（质谱、X射线衍射法）已测得C60的分子结构和晶体结构。化学结构下页返回结束上页化工分析技术分子结构：C60的60个C原子间的化学键和烯烃双键相似（故称球烯），球烯内腔直径约为0.4nm.K,Na,Rb,Cs等碱金属离子可进入内腔笼中形成包合物，显超导性。晶体结构：球形C60是面心立方密堆积结构，每个立方面心晶胞中含有4个C60分子。下页返回结束上页化工分析技术3、分析化学的作用(1)分析化学是研究物质及其变化的重要方法之一(2)分析在工农业生产中起着重要的作用下页返回结束上页化工分析技术工业：原料的选择，工艺流程的监控，产品质量的检测等。农业：土壤成分的测定，农药和肥料施放，农作物生长过程的控制等。国防和公安：武器、弹药的制备，刑事案件的侦破等。医药：疾病的诊断和监测等。运动员使用兴奋剂的检测等环境保护：对水、空气等环境的监测等。生命科学：对人体蛋白质及相关活性的研究。医药卫生：新药的研制，对未知疾病的研究。-----所有这些人类活动的每一步都离不开分析化学。下页返回结束上页化工分析技术分析化学与社会分析化学生命信息医药质量环境监测化学工业物证分析兴奋剂检测空间探测下页返回结束上页化工分析技术二、分析方法的分类2、根据分析化学的任务，分为1、根据分析的对象，分为无机分析有机分析定性分析定量分析定性分析（qualitativeanalysis）：鉴定物质由哪些元素、原子团或化合物所组成。定量分析（quantitativeanalysis）：测定物质中有关组分的含量。下页返回结束上页化工分析技术3、根据分析所需试样用量，分为方法试样质量试液体积常量分析＞0.1g＞10mL半微量分析0.01～0.1g1～10mL微量分析0.1～10mg0.01～1mL超微量分析＜0.1mg＜0.01mL下页返回结束上页常量半微量微量超微量分析化工分析技术4、按待测成分含量高低划分：方法待测成分含量常量成分分析＞1%微量成分分折0.01%~1%痕量成分分析＜0.01%下页返回结束上页化工分析技术5.根据分析方法所用手段分类，分为下页返回结束上页化学分析(chemicalanalysis)：以物质的化学反应为基础，通过已知物与待测物的化学关系，而测出未知物的含量。仪器分析(instrumentalanalysis)：以物质的物理性质或物理化学性质为基础，通过精密仪器测定物质的物理性质或物理化学性质而测出待测物含量。化学分析仪器分析化工分析技术定性分析定量分析化学分析重量分析滴定分析酸碱滴定配位滴定沉淀滴定氧化还原滴定下页返回结束上页仪器分析电化学分析光化学分析色谱分析质谱分析热分析分析化学化工分析技术化学分析的特点1.仪器简单2.结果准确3.应用范围广泛4.局限性，不适于测定痕量或微量组分下页返回结束上页化工分析技术仪器分析的特点1.灵敏2.快速3.准确4.应用广，发展快下页返回结束上页化工分析技术化学分析是仪器分析的基础仪器分析离不开化学分析二者互为补充。测量常量组分常用化学分析测量微量或痕量组分时，则常用仪器分析化学分析和仪器分析的关系下页返回结束上页化工分析技术电化学分析法的分类电化学分析法电位分析法电解分析法电泳分析法库仑分析法极谱与伏安分析法电导分析法下页返回结束上页化工分析技术色谱分析法的分类色谱分析法气相色谱法薄层色谱法液相色谱法激光色谱法电色谱法超临界色谱法下页返回结束上页化工分析技术光分析法的分类光分析法原子吸收法红外法原子发射法核磁法荧光法紫外可见法下页返回结束上页化工分析技术其他分析法的分类其他分析法质谱分析法联用技术热分析法核磁共振免疫分析毛细管电泳生物芯片下页返回结束上页化工分析技术2021/2/22取样处理消除干扰测定计算均匀溶解掩蔽常量组分有代表性熔融分离(1%,化学分析法)符合实际消解微量组分妥善保存灰化(仪器分析法)三、定量分析的一般程序化工分析技术四、怎样学好本课程？1.调整学习心态，学会听课2.会看书、学会自学，克服依赖心理3.复习与答疑4.注重基本操作技能训练5.充分利用网络资源下页返回结束上页化工分析技术2021/2/22一、误差的分类及减免误差的方法●系统误差或称可测误差(DeterminateError)●偶然误差或称未定误差、随机误差(IndeterminateError)下页返回结束上页第二节误差和分析数据处理化工分析技术2021/2/22（2）试剂误差(ReagentErrors)（一）系统误差产生的原因、性质及减免1、产生的原因（1）方法误差(MethodErrors):由分析方法的缺陷引起的误差eg:反应不完全；干扰成分的影响；指示剂选择不当。试剂而言，杂质与水的纯度，也会造成误差。下页返回结束上页化工分析技术2021/2/22（3）仪器误差（InstrumentalErrors）----由于仪器的缺陷原因造成的（4）主观误差（PersonalErrors）如：容量器皿刻度不准又未经校正，电子仪器“噪声”过大等造成；天平砝码不够准确；配标液时，容量瓶刻度不准确。如：操作者掌握指示剂颜色变化深浅程度的不同，引起滴定终点系统偏高或系统偏低。----又称操作误差，是由于实验操作者的人为因素不规范引起的误差。下页返回结束上页化工分析技术2021/2/222、系统误差的性质(1)重复性：同一条件下，重复测定中，重复地出现；(2)单向性：误差的方向是恒定的、误差的大小是相等的；(3)确定性：误差产生的原因是确定的。(4)可测性：无论由何种原因引起的误差，从理论上而言，都是可以测定的，也可以校正或避免的。下页返回结束上页化工分析技术2021/2/223、系统误差的校正方法下页返回结束上页方法误差改进分析方法；对照试验。试剂误差改用高纯度试剂；空白试验。仪器误差对仪器进行校正主观误差改变操作者不正确的操作习惯化工分析技术2021/2/22下页返回结束上页（1）对照试验：选择一种标准方法与待检测的方法对同一试样进行测定，将结果进行比较。（标准方法与待测方法的对照）用检测的分析方法对已知含量的标准进行测定，测定结果与标准试样的含量进行比较。（测量值与真值的对照）（2）空白试验：用与测定试样溶液完全相同的方法对空白溶液(没有试样，只有溶剂及其他试剂的溶液)进行测定。对照试验常用于发现或校正由于分析方法存在缺陷引起的系统误差。空白试验可校正由于试剂含有干扰组分引起的系统误差。化工分析技术2021/2/22（二）偶然误差产生的原因、性质及减免2、产生的原因：1.概念：偶然误差(randomerror)也称为随机误差。（如：环境温度、湿度和气压的微小波动）随机变化因素下页返回结束上页它是由不确定的原因或某些难以控制原因造成的。化工分析技术2021/2/22过失:由操作失误、操作差错或操作技能不熟练引起的误差。3、性质：4、减免方法：无法消除。通过增加平行测定次数,降低偶然误差。(1)不确定性(2)不可避免性下页返回结束上页认真、仔细地按规范操作，可以完全避免。化工分析技术2021/2/225、偶然误差的分布服从正态分布横坐标：偶然误差的值（u）纵坐标：误差出现的概率。下页返回结束上页(1)对称性：绝对值相等的正负误差出现的机会相等，误差分布曲线对称。(2)单峰性:绝对值小的误差出现的机会大，绝对值大的误差出现的机会小，误差分布曲线只有一个峰值。2021/2/22(3)抵偿性:误差的算术平均值的极限为零。无限次平行实验结果取平均值，偶然误差可以完全消除实际操作中，只可能进行有限次实验，但增加实验次数，偶然误差可以得到减免。横坐标：偶然误差的值（u）纵坐标：误差出现的概率。下页返回结束上页1lim0niindn2021/2/22系统误差与随机误差的比较项目系统误差随机误差产生原因固定因素，有时不存在不定因素，总是存在分类方法误差、仪器与试剂误差、主观误差环境的变化因素、主观的变化因素等性质重现性、单向性（或周期性）、可测性服从概率统计规律、不可测性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下页返回结束上页二、误差的表征与表示（一）误差(Error)与准确度(Accuracy)1.误差——测定值（xi）与真实值（μ）之差E=xi－μ误差大小的表示：★绝对误差E(AbsoluteError)★相对误差RE(RelativeError)下页返回结束上页化工分析技术100%ixE相对误差:表示绝对误差占真值的百分率。E=xi－μ绝对误差:误差客观上难以避免。在一定条件下，测量结果只能接近于真实，而不能达到真实值。下页返回结束上页化工分析技术2.准确度准确度----测定值与真值接近的程度;测定值与真值越接近，则准确度越高。(1)定义(2)准确度与误差的关系准确度高低常用误差大小表示误差小，准确度高。下页返回结束上页化工分析技术例1：分析天平称量两物体的质量各为1.6380g和0.1637g，假定两者的真实质量分别为1.6381g和0.1638g%.%..00601006381100010%.%..0601001638000010则两者称量的绝对误差分别为：两者称量的相对误差分别为：(1.6380－1.6381)g=－0.0001g(0.1637－0.1638)g=－0.0001g下页返回结束上页绝对误差相等，相对误差并不一定相同。化工分析技术3.讨论(1)绝对误差相等，相对误差并不一定相同;(2)同样的绝对误差，被测定的量较大时，相对误差就比较小,测定的准确度也就比较高;(3)用相对误差来表示各种情况下测定结果的准确度更为确切;下页返回结束上页化工分析技术（常用纯物质的理论值、国家标准局提供的标准参考物质的证书上给出的数值、或多次测定结果的平均值当作真值。）下页返回结束上页(4)绝对误差和相对误差都有正值和负值。正值表示分析结果偏高，负值表示分析结果偏低;(5)实际工作中，真值实际上是无法获得。化工分析技术（二）偏差(Deviation)与精密度(Precision)1.偏差个别测定结果xi与几次测定结果的平均值的差。xxdii（1）绝对偏差di：测定结果与平均值之差；nii1xxn＝1＝n是