水分析化学复习

水分析化学第一章水分析化学的分类化学分析：重量分析法、滴定分析法仪器分析：光学分析法、电化学分析法、色谱分析法水质指标物理指标：水温、臭味和臭阈值、颜色和色度、浊度、固体物质、电导率、紫外吸光度值：有机物污染、氧化还原电位化学指标：pH值饮用水6.5~8.5、酸度和碱度、硬度、总含盐量、有机污染物综合指标BOD、COD等、放射性指标微生物指标：细菌总数100个/mL、大肠菌群3个/L游离性余氯0.05mg/L第二章2.2水分析结果的误差及其表示方法系统误差:固定原因，重复性，单向性，可测性，可校正可消除做对照实验或空白实验等随机误差:偶然原因，正负不定，不重复，不可测，无法避免不可消除，但可减小,增加测定次数过失误差:粗心，不认真造成重做结论1：用相对误差表示测定结果的准确度更为确切结论2：绝对误差相同，真值越大，相对误差越小，准确度越高结论3：采用万分之一分析天平称量的量不能小于0.1g用分析天平，最小0.2g偏差：xxdii相对平均偏差：%0.2100xd(%)d精密度:各次测定结果相互接近的程度，偏差越小，精密度越高。标准偏差Sr1-ndn1i2iSr相对平均偏差不能很好地反映出较大偏差数据对精密度的影响精密度高是准确度高的必要条件，但不是充分条件2.5数据处理有效数字：反映被测量实际大小的数字称为有效数字。位数是由测量仪器的精度确定的，它是由准确数字和最后一位有误差的数字（估计值）组成。①数字前0不计,数字后计入:0.02450②数字后的0含义不清楚时,最好用指数形式表示:1000(1.0×103，1.00×103,1.000×103)③自然数可看成具有无限多位数(如倍数关系、分数关系)；常数亦可看成具有无限多位数，如pi④对数与指数的有效数字位数按尾数计；如10-2.34;pH=11.02,则[H+]=9.5×10-12而pH=7.00，[H]=1.0*10(-7)mol/L，有2位有效数字；pH=7.0,有1位有效数字⑤误差和偏差只需保留1～2位有效数字；⑥常量分析法一般为4位有效数字(Er≈0.1%），微量分析为2位。注意：由单位变换得出的零均不是有效数字。四舍六入五留双当尾数为5时若5后为0，5前为偶则舍弃、5前为奇则进若5后不为0，则进例:把下列数据修约为四位有效数字尾数≤4时舍,0.52664-------0.5266尾数≥6时入,0.36266-------0.3627尾数＝5时,若后面数为0,舍5成双:10.2350----10.24,250.650----250.6若5后面还有不是0的任何数皆入:18.0850001----18.09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)先修约，再计算乘除法:结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应(即与有效数字位数最少的一致)先计算，再修约置信区间：指出真实值所在的范围，这一范围叫作置信区间置信水平：真实值落在这一范围的概率叫作置信度或置信水平偶然误差特点：①同样大小的正、负偶然误差出现的几率在多次测定中大致相等；②小误差出现的几率大，大误差出现的几率小；③在同样条件下重复测定过程中，偶然误差的绝对值不会超过一定的界限范围。ntxμSrt：自由度（f=n-1）与概率P（置信度）相对应的t值增加测定次数，一般三到四次；相对平均偏差不能大于0.2%极值取舍Q检验：(1)先将数据从小到大排列(2)计算出统计量Q(3)根据测定次数和要求的置信度查表得Q(表)值置信度测定次数(n)34567891090%0.940.760.640.560.510.470.440.4195%0.980.850.730.640.590.540.510.48最小值最大值邻近值可疑值Q99%0.990.930.820.740.680.630.600.57(4)若QQ(表)，则可疑值舍去，否则保留。2.6标准溶液和物质的量浓度基准物：能用于直接配制或标定标准溶液的物质称为基准物。需具备下列条件：达到99.9%。易溶解定量参加反应，无副反应应用范围基准物质名称化学式酸碱滴定无水碳酸钠Na2CO3硼砂Na2B4O7·10H2O邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O4络合滴定锌Zn氧化锌ZnO氧化还原滴定重铬酸钾K2Cr2O7草酸钠Na2C2O4间接配制法（标定法）：配制近似浓度的标准溶液、由基准物质标定标准溶液、计算标准溶液的浓度标准溶液浓度的表示方法1、物质的量浓度指单位体积溶液中所含溶质的物质的量，单位mol/L，用符号C表示，使用物质的量浓度时必须指明基本单元。等物质的量规则:任何化学反应，若将化学反应方程式中的每一项（包括计量系数在内的化学式或离子式）作为一个基本单元，则反应中各反应物消耗的物质的量和各产物生成的物质的量相等。2.滴定度滴定度：指1mL标准溶液相当于被测组分的质量用TX/S来表示（T被测物/标准溶液）看PPT例题幻灯片1第三章水溶液中的酸碱平衡凡是能给出质子的物质都是酸，凡是能接受质子的物质均为碱。酸碱可以是阴离子、阳离子或分子。酸给出质子后变成碱，碱接受质子则变成为酸。共轭酸碱对：满足这种关系的一对酸和碱称为共轭酸碱对。酸越强其共轭碱碱性越弱，酸越弱，其共轭碱碱性越强。两性物质：同一物质在一个反应中它是酸，但在另一个反应中又是碱，这种在一定条件下可以失去质子，而在另一种条件又可以接受质子的物质两性物质。在质子理论中解离反应、中和反应和水解反应的实质是两个共轭酸碱对之间的质子传递反应多元酸：a3a2a1KKK二元酸：wb1a2b2a1KKKKK三元酸：wb1a3b2a2b3a1KKKKKKK酸碱溶液中pH值的计算a.质子平衡式：酸或碱溶液的平衡体系中，碱获得的质子数等于酸失去的质子数。①选择参考水平：溶液中大量存在并参与质子转移的物质②得失质子的物质分别归组，酸给出质子数=碱得到质子数，参考水平组分不在平衡式中出现。一元弱酸水溶液酸碱性计算公式：500/20aawaaKcKKc且aaKcH][500/20aawaaKcKKc但24][2aaaacKKKH500/20aawaaKcKKc但waaKKcH][多元弱酸（碱）水溶液:6.1210/1321aaaaaaKKKKKKn且按一元弱酸处理两性物质水溶液：弱酸盐水溶液：HA21][aaKKH42PONaH21][aaKKH42HPONa32][aaKKH弱酸弱碱盐溶液：AcNH4bwaaaKKKKKH'][缓冲溶液：在含有共轭酸碱对（弱酸－弱酸盐或弱碱－弱碱盐）的混合溶液中加入少量强酸或强碱或稍加稀释，溶液的pH值基本上无变化，这种具有保持溶液pH值相对稳定性能的溶液称为缓冲溶液。baθacclgpKpH3.4酸碱指示剂借助其颜色变化来指示溶液pH值的物质叫作酸碱指示剂，酸碱指示剂通常是有机弱酸或弱碱，当溶液的pH值发生变化时，其本身结构变化而引起颜色变化。10][In[HIn]1pKpHHIn呈现酸色101][In[HIn]1pKpHHIn呈现碱色理论变色点：HInpKpH甲基橙：3.1~4.4红~黄酚酞：8.0~9.8无~红影响酸碱指示剂变色范围的几个因素：3.5酸碱滴定法的基本原理滴定突跃：化学计量点前后0.1%范围内pH的急剧变化范围就称为滴定突跃指示剂的选择：1、只要指示剂的变化范围处于或部分处于突跃范围内都可以使用；2、在滴定体系中颜色变化易于判断。影响滴定突跃的因素：1、浓度越大，突跃范围越大;2、被滴定的酸或碱越强，突跃范围越大。例：以0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL同浓度的HAc滴定前87.2pHLmol101.35101.80.1000cK][H135a滴定开始至化学计量点前15aLmol105.0020.0019.980.020.1000c(HAc)c12bLmol105.0020.0019.9819.980.1000c(NaAc)c7.74105.0105.0lg4.76cclgpKpH25baa化学计量点12spLmol105.0020.0020.0020.000.1000c9.244.7614.00pK14.00pKab169.242bspspLmol105.2710105.00Kc][OH8.72pH5.28pOHsp化学计量点后15Lmol105.020.0220.000.020.1000][OH9.70pH4.30pOH突跃范围：7.76---9.70一元弱酸或弱碱能否被准确滴定的判据：8a10cKc一般用初始浓度算，一般配成0.1mol/L多元酸、混酸的滴定：:10asp10Kcii:4101nnaaKK例：下列弱酸或弱碱能否用酸碱滴定法直接滴定？为什么？(1)苯酚（pKa=9.95）(2)NaAc（HAc的Ka=1.7610－5）答：均不可以3.7水中的碱度和酸度酸度：指水中所含能够给出质子的物质的总量，即水中所有能与强碱定量作用的物质总量。碱度：指水中所含能接受质子的物质总量，即水中所有能与强酸定量作用的物质总量。一般考虑如下五类碱度：连续滴定法：操作方法：取一定体积水样，先以酚酞为指示剂，用标准酸溶液滴定至酚酞由红色变为无色，消耗P(mL)标准溶液，再以甲基橙为指示剂，用标准溶液滴定至甲基橙由黄色变为橙色时，消耗M(ml)标准溶液。233232121COHCOMCOOHP碱度计算见P107水中酸度主要有三类：弱酸CO2、H2CO3、H2S弱酸弱碱盐FeCl3、Al2(SO4)3强酸HCl、H2SO4、HNO3游离性二氧化碳：又称平衡二氧化碳，把这种呈气体状的CO2与少量的碳酸的总和叫作游离性二氧化碳。侵蚀性二氧化碳：如果水中游离的CO2含量大于上述平衡，就溶解碳酸盐，使平衡向右移动，这部分能与碳酸盐起反应的CO2称为侵蚀性二氧化碳。游离性二氧化碳的测定：以酚酞为指示剂1000442水计,游离二氧化碳(VVCmg/L)CONaOHNaOH第三章络合反应及特征①中心离子(金属离子)，一定能提供空的轨道②配体：提供孤对电子的化合物配位键：一个原子提供一对电子对配位原子：提供孤对电子对的原子配位数：与中心离子络合的配位原子数目中心离子和配体一定时，络合比可以不一样，多级络合1.稳定常数MYYM(1:1)]][[][YMMYK稳YMMY（逆反应）][]][[MYYMK不稳稳不稳KK1不稳稳PKKlg稳定常数用途：用稳定常数大小判断一个络合物的稳定性，络合物越稳定，络合反应越易发生逐级稳定常数逐级不稳定常数（解离常数）累积稳定常数EDTA络合物EDTA水溶液中存以下七种型体：-4-3-22-34526YHYYHYHYHYHYH①MYYM络合比1：1因为EDTA可以同时提供6个配位原子，则中心离子提供6个空轨道空间因素：排列使原子与原子排斥最小，使配位原子从中心离子四面按最近形成笼状化合物，由5个五元环组成，将金属离子包夹在中间，形成螯合物EDTA络合滴定也称螯合滴定(分析)②EDTA与无色金属离子生成无色络合物，与有色金属离子形成络合物颜色会加深MY副反应对主反应有利，M和Y副反应对主反应不利Y(H)：定义：由于H的存在，使络合剂参加主反应能力下降的现象叫EDTA的酸效应酸效应的大小用酸效应系数)(HY表示，][][4)(YYHY总66221Y(H)][Hβ][Hβ][Hβ1α总][Y：表示未参加络合反应的EDTA总浓度，][4Y：有效浓度，只有Y4-能与金属离子络合，只有pH≥12才有)(lgHY=0；pH12，)(lgHY0(有副反应)共存离子络合效应[Y][Y]α