分析化学基础知识0

1分析化学基础知识2第一节分析化学概述分析化学的定义：研究获得物质化学组成、结构信息的分析方法及相关理论的科学。分析化学是化学中的信息科学，以降低系统的不确定度为目的。3一、分析化学的分类1.按分析任务分类(1)定性分析含何种元素，何种官能团(2)定量分析含量(3)结构分析形态分析,立体结构,结构与活性42.按分析对象分类（1)无机分析(2)有机分析(3)生物分析(4)药物分析53.按数量级分类方法试样质量/mg试样体积/mL常量分析10010半微量分析10~1001~10微量分析0.1~100.01~1超微量分析0.10.0163.按分析方法分类化学分析：1、重量分析2、容量分析（各种滴定分析）3、气体分析法仪器分析：1、电化学分析2、光化学分析3、色谱分析4、波谱分析71酸碱滴定配位滴定氧化还原滴定沉淀滴定电化学分析光化学分析色谱分析波谱分析滴定分析电导、电位、电解、库仑极谱、伏安发射、吸收，荧光、光度气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳红外、核磁、质谱化学分析仪器分析分析化学8三、分析化学的作用在化学学科发展中的作用：分子科学、遗传密码在化学研究工作中的作用：新物质鉴定结构与性能在现代化学工业中的作用：质量控制与自动检测分析化学与社会：环境、体育、破案9第二节定量分析数据处理一、误差的种类、性质、产生的原因及减免1.系统误差(1)特点a.对分析结果的影响比较恒定；b.在同一条件下，重复测定，重复出现；c.影响准确度，不影响精密度；d.可以消除。产生的原因?10(2)产生的原因a.方法误差——选择的方法不够完善例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当b.仪器误差——仪器本身的缺陷例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。c.试剂误差——所用试剂有杂质例：蒸馏水不合格；试剂纯度不够(含待测组份或干扰离子)d.主观误差——操作人员主观因素造成例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。112.偶然误差(1)特点a.不恒定b.难以校正c.服从正态分布(统计规律)(2)产生的原因偶然因素3.过失误差12二、误差的减免1.系统误差的减免(1)方法误差——采用标准方法,对比实验(2)仪器误差——校正仪器(3)试剂误差——作空白实验2.偶然误差的减免——增加平行测定的次数13二、准确度和精密度1.准确度和精密度——分析结果的衡量指标。(1)准确度──分析结果与真实值的接近程度准确度的高低用误差的大小来衡量；误差一般用绝对误差和相对误差来表示。绝对误差=测定值–真实值绝对误差相对误差=×100℅真实值14二、准确度和精密度1.准确度和精密度——分析结果的衡量指标。(1)准确度──分析结果与真实值的接近程度准确度的高低用误差的大小来衡量；误差一般用绝对误差和相对误差来表示。绝对误差=测定值–真实值绝对误差相对误差=×100℅真实值15（一）平均偏差平均偏差又称算术平均偏差，用来表示一组数据的精密度。平均偏差：平均偏差相对平均偏差=×100平均值特点：简单；缺点：大偏差得不到应有反映。nXXd16（二）标准偏差相对标准偏差：（变异系数）=S/X标准偏差又称均方根偏差；有限测定次数标准偏差：1/2nXXs17例题用标准偏差比用平均偏差更科学更准确。例:两组数据(1)X-X：0.11,-0.73,0.24,0.51,-0.14,0.00,0.30,-0.21,n=8d1=0.28s1=0.38(2)X-X：0.18，0.26，-0.25，-0.37，0.32，-0.28，0.31，-0.27n=8d2=0.28s2=0.29d1=d2,s1s218例题例：水垢中Fe2O3的百分含量测定数据为(测6次)：79.58%，79.45%，79.47%，79.50%，79.62%，79.38%X=79.50%计算其样本标准偏差和相对标准偏差？则真值所处的范围为（无系统误差）：79.50%+S数据的可信程度多大？如何确定？192、准确度和精密度的关系精密度是保证准确度的先决条件；精密度高不一定准确度高；两者的差别主要是由于系统误差的存在20第三节分析化学中常见的操作知识一、玻璃仪器（一）玻璃仪器的洗涤n分析化学实验离不开玻璃仪器的使用，若所用仪器不洁净，往往得不到准确的测定结果，所以使用前必须将仪器仔细洗净。仪器是否洗涤干净对化验工作的准确性和精密度均有影响。1.粗水刷洗---洗涤剂的水洗---粗水洗---纯水洗3次2.玻璃仪器.洗净的标准：倒置水流出后器壁不应挂水珠。213.注意事项：a.使用性质不同的洗涤液时，一定要把上一种洗液除去后再用另一种洗液洗，以免互相作用，生成的产物更难洗涤。b.洗涤液的使用要考虑有效的去除污染物，不引进新的干扰物质，又不腐蚀器皿。22.常用洗液的配制：a.碱性高锰酸钾洗液：4g高锰酸钾溶于水中，加入10g氢氧化钠，用水稀释至100ml.b.草酸洗液：5-10g草酸溶于100ml水中，加少量盐酸。5.洗涤比色皿时要拿毛玻璃面，不要接触透光面。比色皿的洗涤，一般是有色物质的污染，可以用盐酸3mol/L+乙醇（1+1）洗涤。23（二）、玻璃仪器的干燥a晾干b烘干c吹干烘干一般用105-120℃烘，带实心玻璃塞的及厚壁的玻璃器皿要慢慢升温，但温度不可过高。24二、天平1.天平分为机械天平和电子天平两种。2.电子天平采用的是电磁力平衡的原理。3.机械天平采用的是杠杆原理。4.天平的选用，要考虑到称量的最大质量和要求的精度。天平的选用原则：a.不能使天平超载，以免破坏天平b.不使用精度不够的天平，会达不到测定要求c.不滥用高精度天平，造成不必要的浪费。255.天平的灵敏度：是指天平指针尖端沿着标牌移动的分度数与任一盘中所添加的砝码的质量比。E=n/p(n---分度数，p---质量数)6.对天平时的要求a.温度和相对湿度（温度：15-30℃，湿度55-75%RH）b.防尘c.震动、气流、磁场26三、样品的处理长期以来湿法化学分析占用重要地位。现在的一些新的测试手段中，如热分析、X射线荧光等，只要得到足够均匀的颗粒或粉末就可以测试了，这些并不需要样品溶解，但是需要样品的处理。1.试样的分解：就是将样品溶解转移成适宜操作的溶液，也叫熔样。272.样品处理的一般原则：a.回收率最高的原则（待测成分不受损失，如果有损失，能够确定损失的多少）主要的损失有挥发、吸附、包藏等。例如：a.用非氧化性酸溶解合金样品，As、P、S、Si、Se等都可能成为氢化物逸出。b.蒸发或有气体如CO2、H2S释放的反应中，溶液中的其他成分可能被气流夹带飞出来。c.溶样时所用的容器对痕量成分吸附，不洁残渣中可能包藏了该溶液的组分。b.干扰最小的原则在消除样品固有干扰时，还要注意引进新的干扰。c.浓度最佳原则一般约为其检出限的2-50倍。d.费用最省的原则283.使用高氯酸处理有机物时，务必首先使用硝酸氧化防止爆炸。4.试样分解的三个要求：a试样应完全分解b试样分解过程中待测成分不应有挥发损失c分解过程中不应引入被测组分和干扰物质5.试样的分解大至可以分为溶解和熔融两种。29A溶解a酸溶法b碱熔法B熔融分解时利用酸性或碱性溶剂与试样混合，在高温的条件下进行复分解反应，将试样中的全部组分转化成易溶于水或酸的化合物。此外近些年微波消解也得到了广泛的应用。30四、酸溶法中常用的试剂（一）易挥发酸1.盐酸最常用的强酸之一，有弱还原性和络合性，主要用于溶解活泼金属及合金，碳酸盐、有机无机碱等。盐酸也常与一些络合剂或氧化剂一块使用，以改善溶样能力。例如：某些铅盐或银盐由于生成氯化物沉淀而不溶于盐酸，但却充分与稀盐酸和二亚基乙三胺的混合溶液反应，因此它们可以形成稳定的络合物。2.硝酸，是一种强酸又是一种强氧化剂，常用来溶解惰性金属，如Cu、Ag及合金等。由于浓硝酸对某些金属（铋、铁等）有钝化作用（生成致密的氧化层）所以稀硝酸应用甚广。313.王水3HCL+1HNO3的混合液，其反比混合物称为逆王水。王水易溶解金、铂及合金。4.HF是一种易挥发的弱酸，唯一能与Si迅速反应的无机酸，生成氟硅酸H2SiF6，加热生成SiF4.32(二)难挥发的酸1.硫酸具有廉价、高沸点的特点。是强酸，可很好的溶解一般碱性氧化物、活泼金属及合金。硫酸的特点：a.热浓硫酸是一种强氧化剂，氧化能力比硝酸、高氯酸弱。B有很好的脱水能力c有很好的溶解热（遇水温度迅速升高，易溅失）332.高氯酸温度低时是一种强酸，浓热时则是一种良好的氧化剂和脱水剂，遇有机物时易爆炸，一般都是用硝酸和高氯酸混合作用，消除爆炸的危险。3.磷酸具有强烈的络合能力、脱水作用、聚合作用。34五、滤纸1.滤纸按空隙分为中速、快速、慢速3种。2.滤纸的选择：细晶形沉淀选择‘慢速’滤纸过滤胶状沉淀选择‘快速’滤纸过滤粗晶形沉淀选择‘中速’滤纸过滤3.过滤时玻璃棒直立，下端应接近三层滤纸的一边。35六、滴定管、移液管1.滴定管注入或放出溶液后，需等待30s-1min后才能读数。2.滴定管读数时两手指拿住滴定管上端使其垂直后读数。3.读数：（由于水具有附着力和内聚力的作用，滴定管液面成弯月形）a对于无色或浅色溶液，读书时视线应与弯液面下缘视线最低点相切。b对于有色溶液，视线应与液面两侧的最高点相切。3.使用移液管放溶液时，锥形瓶倾斜，移液管或吸量管直立，下端靠紧瓶内壁，液体流完后，管尖接触甁壁15s.36七、玻璃仪器的校正容量仪器的容积并不经常与它标出的大小完全相符（因为玻璃仪器都是在20度时校准的，但使用时不一定是20度，因此器皿的容积和溶液的体积都会发生变化），因此对准确度要求较高的分析工作，必须对玻璃仪器加以校正。玻璃仪器的校正方法：称取一定容积的水，然后根据该温度时水的密度，将水的质量换算成容积。称量的结果必须对下列三点加以校正：a水的密度随温度的改变而改变的校正。B对于玻璃仪器的容积随温度改变而改变的校正C对物质随空气浮力而质量改变的校正。37八、实验室用水水中的杂质主要包括5类，分别是：a电解质b有机物c颗粒物质d微生物e溶解气体2.国家标准将实验室用水分为3个级别。一级水：电导率≤0.01用于有严格要求的实验，包括对颗粒有要求的实验，如高压液相色谱二级水：电导率≤0.10用于无机痕量分析，如原子吸收光谱用水三级水：电导率≤0.50一般化学分析实验用水