分析化学知识点总结

1/371.分析方法的分类按原理分：化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法光学分析方法：光谱法，非光谱法电化学分析法：伏安法，电导分析法等色谱法：液相色谱，气相色谱，毛细管电泳其他仪器方法：热分析按分析任务：定性分析，定量分析，结构分析按分析对象：无机分析，有机分析，生物分析，环境分析等按试样用量及操作规模分：常量、半微量、微量和超微量分析按待测成分含量分：常量分析(1%),微量分析(0.01-1%),痕量分析(0.01％)2.定量分析的操作步骤1)取样2)试样分解和分析试液的制备3)分离及测定4)分析结果的计算和评价3.滴定分析法对化学反应的要求有确定的化学计量关系，反应按一定的反应方程式进行反应要定量进行反应速度较快容易确定滴定终点4.滴定方式a.直接滴定法b.间接滴定法如Ca2+沉淀为CaC2O4，再用硫酸溶解，用KMnO4滴定C2O42-,间接测定Ca2+c.返滴定法如测定CaCO3,加入过量盐酸，多余盐酸用标准氢氧化钠溶液返滴d.置换滴定法络合滴定多用5.基准物质和标准溶液基准物质:能用于直接配制和标定标准溶液的物质。要求：试剂与化学组成一致；纯度高；稳定；摩尔质量大；滴定反应时无副反应。标准溶液:已知准确浓度的试剂溶液。配制方法有直接配制和标定两种。6.试样的分解分析方法分为干法分析（原子发射光谱的电弧激发）和湿法分析试样的分解：注意被测组分的保护常用方法：溶解法和熔融法对有机试样,灰化法和湿式消化法2/377.准确度和精密度准确度:测定结果与真值接近的程度，用误差衡量。绝对误差:测量值与真值间的差值,用E表示E=x-xT相对误差:绝对误差占真值的百分比,用Er表示Er=E/xT=x-xT/xT×100％精密度:平行测定结果相互靠近的程度，用偏差衡量。偏差:测量值与平均值的差值,用d表示平均偏差：各单个偏差绝对值的平均值nxxdnii1相对平均偏差：平均偏差与测量平均值的比值%100%100%相对平均偏差1xnxxxdnii标准偏差：s112nxxsnii相对标准偏差：RSD%100xsRSD准确度与精密度的关系1.精密度好是准确度好的前提;2.精密度好不一定准确度高8.系统误差与随机误差系统误差:又称可测误差，具单向性、重现性、可校正特点方法误差:溶解损失、终点误差－用其他方法校正仪器误差:刻度不准、砝码磨损－校准(绝对、相对)操作误差:颜色观察试剂误差:不纯－空白实验主观误差:个人误差随机误差:又称偶然误差，不可校正，无法避免，服从统计规律不存在系统误差的情况下，测定次数越多其平均值越接近真值。一般平行测定4-6次9.有效数字:分析工作中实际能测得的数字，包括全部可靠数字及一位不确定数字在内运算规则：加减法:结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数。(与小数点后位数最少的数一致)0.112+12.1+0.3214=12.5乘除法:结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应(与有效数字位数最少的一致)0.0121×25.66×1.0578＝0.32843210.定量分析数据的评价－－－解决两类问题:(1)可疑数据的取舍过失误差的判断方法:4d法、Q检验法和格鲁布斯(Grubbs)检验法确定某个数据是否可用。3/37(2)分析方法的准确性系统误差及偶然误差的判断显著性检验：利用统计学的方法，检验被处理的问题是否存在显著性差异。方法：t检验法和F检验法确定某种方法是否可用,判断实验室测定结果准确性11.提高分析结果准确度方法选择恰当分析方法（灵敏度与准确度）减小测量误差（误差要求与取样量）减小偶然误差（多次测量，至少3次以上）消除系统误差对照实验：标准方法、标准样品、标准加入空白实验校准仪器校正分析结果12.质子条件式物料平衡(Material(Mass)Balance):各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。电荷平衡(ChargeBalance):溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数(电中性原则)。质子平衡(ProtonBalance):溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。(1)先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质)，一般选取投料组分及H2O(2)将零水准得质子产物写在等式一边,失质子产物写在等式另一边(3)浓度项前乘上得失质子数注意：同一种物质，只能选择一个形态作为参考水准13.酸度：溶液中H＋的平衡浓度或活度，通常用pH表示pH=-lg[H+]14.酸的浓度：酸的分析浓度，包含未解离的和已解离的酸的浓度对一元弱酸：cHA＝[HA]+[A-]15.分布分数：溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其分析浓度的分数，用δ表示“δ”将平衡浓度与分析浓度联系起来[HA]＝δHAcHA,[A-]=δA-cHA16.缓冲溶液：能减缓强酸强碱的加入或稀释而引起的pH变化缓冲溶液的选择原则：不干扰测定，例如：EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-有较大的缓冲能力，足够的缓冲容量常用单一酸碱指示剂：甲基橙MO（3.1~4.4）甲基红MR（4.4~6.2）酚酞PP（8.0~9.6）影响指示剂变色范围的因素：指示剂用量:宜少不宜多，对单色指示剂影响较大离子强度：影响pKHIn；温度；其他17.影响滴定突跃的因素滴定突跃：pKa+3～-lg[Kw/cNaOH(剩余)]浓度:增大10倍，突跃增加1个pH单位（上限）Ka：增大10倍，突跃增加1个pH单位（下限）弱酸准确滴定条件：cKa≥10-8对于0.1000mol·L-1的HA,Ka≥10-7才能准确滴定18.多元酸能分步滴定的条件:4/37被滴定的酸足够强,cKan≥10-8相邻两步解离相互不影响，△lgKa足够大,若△pH=±0.2,允许Et=±0.3%,则需△lgKa≥519.混合酸分步滴定:两弱酸混合（HA＋HB）被滴定的酸足够强,cKa≥10-8，c1Ka/c2Ka’105强酸＋弱酸（H+＋HA）Ka10-7,测总量；Ka10-7,测强酸量20.终点误差：指示剂确定的滴定终点(EP)与化学计量点(SP)之间存在着差异(pHep≠pHsp)，使滴定结果产生的误差，用Et表示。21.常用酸碱标准溶液的配制与标定酸标准溶液:HCl(HNO3,H2SO4)配制:用市售HCl(12mol·L-1),HNO3(16mol·L-1),H2SO4(18mol·L-1)稀释.标定:Na2CO3或硼砂(Na2B4O7·10H2O)碱标准溶液:NaOH配制:以饱和的NaOH(约19mol·L-1),用除去CO2的去离子水稀释.标定:邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)或草酸(H2C2O4·2H2O)22.酸碱滴定法的应用NaOH与Na2CO3混合碱的测定；极弱酸的测定；磷的测定；氮的测定23.络合物的分布分数δM=[M]/CM=1/(1+1[L]+2[L]2+…+n[L]n)δML=[ML]/CM=1[L]/(1+1[L]+2[L]2+…+n[L]n)=δM1[L]……δMLn=[MLn]/CM=n[L]n/(1+1[L]+2[L]2+…+n[L]n)=δMn[L]n24.影响滴定突跃的因素滴定突跃pM：pcMsp+3.0～lgKMY-3.0浓度:增大10倍，突跃增加1个pM单位（下限）KMY:增大10倍，突跃增加1个pM单位（上限）络合滴定准确滴定条件：lgcMsp·KMY≥6.0对于0.0100mol·L-1的M,lgKMY≥8才能准确滴定25.络合滴定法测定的条件考虑到浓度和条件常数对滴定突跃的共同影响，用指示剂确定终点时，若ΔpM=±0.2,要求Et≤0.1%,则需lgcMsp·KMY≥6.0若cMsp=0.010mol·L-1时,则要求lgK≥8.026.金属离子指示剂要求:指示剂与显色络合物颜色不同(合适的pH)；显色反应灵敏、迅速、变色可逆性好；稳定性适当，KMInKMY金属离子指示剂封闭、僵化和变质指示剂的封闭现象若KMInKMY,则封闭指示剂Fe3+、Al3+、Cu2+、Co2+、Ni2+对EBT、XO有封闭作用；5/37若KMIn太小，终点提前指示剂的僵化现象PAN溶解度小,需加乙醇、丙酮或加热指示剂的氧化变质现象金属离子指示剂变色点pMep的计算变色点：[MIn]=[In]故pMep=lgKMIn=lgKMIn-lgIn(H)In(H)=1+[H+]/Ka2+[H+]2/Ka1Ka227.准确滴定判别式若ΔpM=±0.2,要求Et≤0.1%,根据终点误差公式,可知需lgcMsp·KMY≥6.0若cMsp=0.010mol·L-1时,则要求lgK≥8.0多种金属离子共存例：M，N存在时,分步滴定可能性的判断lgcMsp·KMY≥6.0，考虑Y的副反应Y(H)Y(N)cMK'MY≈cMKMY/Y(N)≈cMKMY/cNKNYlgcMK'MY=△lgcK所以：△lgcK≥6即可准确滴定M一般来说，分步滴定中，Et=0.3%△lgcK≥5如cM＝cN则以△lgK≥5为判据28.提高络合滴定选择性M，N共存，且△lgcK5络合掩蔽法沉淀掩蔽法降低[N]氧化还原掩蔽法采用其他鳌合剂作为滴定剂改变K29.络合滴定方式及应用直接滴定法:lgcK≥6；反应速率快；有合适指示剂指示终点；被测离子不水解返滴定法：封闭指示剂；被测M与Y络合反应慢；易水解置换滴定法：置换金属离子：被测M与Y的络合物不稳定间接滴定法：测非金属离子:PO43-、SO42-；待测M与Y的络合物不稳定:K+、Na+30.氧化还原电对可逆电对：任一瞬间都能建立平衡，电势可用能斯特方程描述。Fe3+/Fe2+，I2/I-等不可逆电对：Cr2O72-/Cr3+,MnO4-/Mn2+等，达到平衡时也能用能斯特方程描述电势对称电对：氧化态和还原态的系数相同Fe3+/Fe2+，MnO4-/Mn2+等不对称电对：Cr2O72-/Cr3+,I2/I-等31.条件电势：特定条件下，cOx=cRed=1mol·L-1或浓度比为1时电对的实际电势，用E反应了离子强度及各种副反应影响的总结果，与介质条件和温度有关。6/3732.影响条件电势的因素离子强度酸效应络合效应沉淀33.影响氧化还原反应速率的因素反应物浓度：反应物c增加,反应速率增大温度：温度每增高10℃,反应速率增大2～3倍例:KMnO4滴定H2C2O4,需加热至75-85℃催化剂（反应）：如KMnO4的自催化诱导反应34.氧化还原滴定指示剂a自身指示剂KMnO42×10-6mol·L-1呈粉红色b特殊指示剂淀粉与1×10-5mol·L-1I2生成深蓝色化合物碘量法专属指示剂SCN-+Fe3+=FeSCN2+(1×10-5mol·L-1可见红色)c氧化还原指示剂（本身发生氧化还原反应）弱氧化剂或弱还原剂，且氧化态和还原态有不同的颜色35.突跃范围（通式）：36.化学计量点（通式)37.影响突跃大小的因素EE0.3~0.4V可通过氧化还原指示剂确定终点E=0.2~0.3V可通过电位法确定终点E0.2V不宜用于滴定分析38.滴定终点误差7/3739氧化还原滴定的预处理目的：将被测物预先处理成便于滴定的形式对预氧化剂和预还原剂的要求a.定量氧化或还原预测组分b.反应速率快c.具有一定的选择性例钛铁矿中Fe的测定,不能用Zn作还原剂，用Sn2+d.过量的氧化剂或还原剂易除去例H2O2,(NH4)2S2O8加热分解40.常用氧化还原滴定法高锰酸钾法:利用高锰酸钾的强氧化能力及氧化还原滴定原理来测定其他物质的容量分析方法。重铬酸钾法优点:a.纯、稳定、直接配制标准溶液，易保存b.氧化性适中,选择性好滴定Fe2+时不诱导Cl-反应—污水中COD测定指示剂:二苯胺磺酸钠,邻苯氨基苯甲酸应用:1.铁的测定(典型反应)2.利用Cr2O72-—Fe2+反应测定其他物a.控制酸度加磷硫混酸目