分析化学自学指导方案

0分析化学自学指导方案（适用于化学系各专业本专科学生）化学系分析化学教研室制作人：庄会荣2005.81第一章绪论及定量分析化学概论一、基本知识：1、分析方法的分类根据分析任务分：定性分析、定量分析和结构分析根据分析分析对象分：无机分析和有机分析根据测定原理分：化学分析和仪器分析根据操作方法分：常量分析、半微量分析和微量分析方法试样质量/mg试液体/mL常量(Macro)分析10010半微量(semimicro)10~1001~10微量(micro)0.1~100.01~1超微量(ultramicro)0.10.012、定量分析过程（1）取样：分析试样具有代表性;最小采样量2kdmQkg（2）试样分解和分析试液的制备;•溶解法：水、酸、碱或混合酸作为溶剂。•熔融法酸性熔剂：K2S2O7及KHSO4，用石英或铂坩埚。碱性熔剂Na2CO3，NaOH，Na2O2，用铁、银或刚玉坩埚。•灰化法（有机试样）（3）分离及测定加掩蔽剂掩蔽化学分离.（4）分析结果的计算及评价根据分析过程中有关反应的计量关系及分析测量所得数据，计算试样中待测组分的含量。对于测定结果及误差分布情况，应用统计学方法进行评价。定量分析结果的表示：固体试样：常用质量分数表示sBBmm液体试样：物质的量浓度：MnC单位mol/L。3、准确度和误差准确度－Accuracy:指测量值与真值之间接近的程度，其好坏用误差来衡量。绝对误差（Absoluteerror）：表示测量值（X）与真值（XT）的差。TaxxE相对误差（Relativeerror）：表示误差在真值中所占的百分率。%100xEEarniinxnnxxxxx13211....误差或相对误差为正值——表示分析结果偏高；为负值——表示分析结果偏低。误差越小，测量值的2准确度越好。4精密度和偏差精密度Precision－用相同的方法对同一个试样平行测定多次，得到结果的相互接近程度。以偏差来衡量其好坏。（1）偏差Deviation一表示测量值与平均值之间的差值。个别测量值的绝对偏差—Absolutedeviationxxdi相对偏差—Relativedeviation%xdRidi一组测量值的算术平均偏差—averagedeviationnddddn21相对平均偏差（Rd%）—relativeaveragedeviation%100%xdRd5、准确度和精密度的关系→精密度是保证准确度的先决条件。精密度差，所测结果不可靠，就失去了衡量准确度的前提。→高的精密度不一定能保证高的准确6、误差的来源（Sourcesoferror）（1）系统误差—systematicerror由固定的原因造成的。特点：单向性、重复性、可测性。可用校正法消除。根据其产生的原因分为以下4种：*方法误差（methoderror）：分析方法本身不完善而引起的。*仪器和试剂误差（instrumentandreagenterror）：仪器本身不够精确，试剂不纯引起误差。*操作误差（operationalerror）：分析人员操作与正确操作差别引起的。*主观误差（Personalerror）：分析人员本身主观因素引起的。（2）随机误差-randomerror由某些偶然原因造成的。服从“统计规律”。有限此测定：服从t分布无限次测定：服从正态分布特点：对称性、单峰性和有界性7、系统误差的检查方法标准样品对照试验法、标准方法对照试验法、标准加入法（加入回收法）、内检法、外检法8、有效数字（1）位数。直接与测定的相对误差有关（2）有效数字的修约规则“四舍六入五成双，五后有数就进一，五后没数要留双（3）计算规则加减法：当几个数据相加减时，它们和或差的有效数字位数，应以小数点后位数最少的数据为依据，因小数点后位数最少的数据的绝对误差最大。乘除法：当几个数据相乘除时，它们积或商的有效数字位数，应以有效数字位数最少的数据为依据，因有效数字位数最少的数据的相对误差最大。3（4）正确选用量器和仪器9、终点误差Et滴定终点与计量点不符合，而造成的分析误差10、滴定分析法对化学反应要求（1）必须具有确定的化学计量关系。（2）反应必须定量地进行。（3）必须具有较快的反应速度。（4）必须有适当简便的方法确定终点。（5）共存物不干扰测定。11、滴定方式◎直接滴定法◎返滴定法◎置换滴定法。◎间接滴定法12、标准溶液和基准物质（1）标准溶液配制:直接法和标定法（2）标准溶液浓度的表示：物质的量浓度和滴定度基本单元的选择，以化学反应的计量关系为依据13、滴定分析计算二、基本理论分析化学中的误差滴定分析三、基本方法1．多向学生介绍一些分析化学发展和应用的资料，介绍其发展趋势，使学生建立起分析化学这门课程的概念，培养学生学习的兴趣。学生要对照上课笔记，细读、精读、研究、讨论教材相关内容，多看一些有关的参考书，以加深和巩固对课堂讲授内容的认识。2、认真及时完成书面作业3、完成教师指定的课外思考题、习题等课外作业。4、尽量多做一些教材、分析化学习题精解、分析化学例题与习题等参考书上相关的题目，重点是试样的采集和分解方法、系统误差、偶然误差、准确度、精密度、有效数字、基准物质、滴定分析法的有关计算等，对所学知识做到融会贯通。四、典型例题分析例1：有一样品mQ=20kg，k=0.2kg/mm2,用6号筛过筛,问应缩分几次？解：mQ≥kd2=0.23.362=2.26(kg)缩分1次剩余试样为200.5=10(kg)，缩分3次剩余试样为200.53=2.5(kg)≥2.26，故缩分3次。例2：测Cu合金中Cu含量，81.16％、81.20％、81.18％xT=81.13%.求Ea、Er解：%18.81%318.8120.8116.81x4%06.0%100%13.81%05.0%05.0)%13.8118.81(ErEa结果偏高例3：海水平均含1.08×103g/gNa+,海水平均密度为1.02g/mL。求海水中Na+的浓度。已知Ar(Na)=23.0解：LmolCNa/0479.00.2310100002.11008.163例4：称取某风干试样0.9738g,在100~110℃加热烘干至恒重,其质量为0.9656g,计算试样中水的质量分数。若测得风干试样中含铁51.69%,计算干燥试样中铁的质量分数。解：w(H2O)=[(0.9738-0.9656)/0.9738]×100%=0.84%干燥试样中w(Fe)=51.69%×100/(100-0.84)=52.13%例5：某食用醋密度为1.055g/mL，量取20.00mL，用0.4034mol/LNaOH滴定时消耗30.24mL，计算此溶液中c(HAc)及w(HAc)。[Mr(HAc)=60.052]解：c(HAc)=0.403430.2420.00=0.6099(mol/L)w(HAc)=[(0.6099×60.05)/(1.055×1000)]×100%=3.472%例6：要加多少毫升水到500mL0.2000mol/LHCl溶液中，才能得到T(CaO/HCl)=0.005000g/mL的溶液？[Mr(CaO)=56.08]解：500.00.2000=(0.00500010002/56.08)(500.0+V)V=60.8mL例7：称取0.1891g纯H2C2O4·2H2O,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定至终点,耗去35.00mL,试通过计算说明该草酸是否失去结晶水?如果按H2C2O4·2H2O形式计算,NaOH浓度会引起多大的相对误差?[Mr(H2C2O4·2H2O)=126.1]解：H2C2O4·2H2O摩尔质量为126.1g/mol(0.1891×1000×2)/(0.1000×35.00)=108.1126.1所以该草酸失去结晶水。引起误差为Er=[(108.1-126.1)/126.1]×100%=-14.3%例8：已知1.00mL的KMnO4溶液相当于0.1117gFe(在酸性介质中处理为Fe2+,然后与MnO4-反应),而1.00mLKHC2O4·H2C2O4溶液在酸性介质中恰好与0.20mL上述KMnO4溶液完全反应。问需多少毫升0.2000mol/LNaOH溶液才能与上述1.00mLKHC2O4·H2C2O4溶液完全中和?[Mr(Fe)=55.85]解：以上反应的计量关系是:n(KMnO4):n(Fe2+)=1:5;n(KMnO4):n(KHC2O4·H2C2O4)=4:5;n(KHC2O4·H2C2O4):n(NaOH)=1:3;c(MnO4-)=(0.1117×1000)/(1.0×55.85×5)=0.4000(mol/L)c(KHC2O4·H2C2O4)=0.4000×0.2×5/4=0.1000(mol/L)所以V(NaOH)=(0.1000×1.00×3)/0.2000=1.50(mL)例9：将一个仅含CaO和CaCO3的混合物(在1200℃)灼烧并在干燥器中冷却,质量损失5.00%,计算试样中CaCO3的质量分数。[Mr(CaCO3)=100.1,Mr(CaO)=56.08]解：Mr(CO2)=100.1-56.08=44.02100g试样中CaCO3质量为5.00/44.02×100.1=11.37(g)所以w(CaCO3)=11.4%五、自测练习题一．选择题1.试样用量为0.1~10mg的分析称为---------()(A)常量分析(B)半微量分析(C)微量分析(D)痕量分析2.海水平均含1.08×103g/gNa+和270g/gSO42-,海水平均密度为1.02g/mL。已知Ar(Na)=23.0,Mr(SO42-)=96.1,则海水中pNa和pSO4分别为-------()(A)1.32和2.54(B)2.96和3.56(C)1.34和2.56(D)4.32和5.543.以下试剂能作为基准物的是----------()(A)分析纯CaO(B)分析纯SnCl2·2H2O(C)光谱纯三氧化二铁(D)99.99%金属铜54.用邻苯二甲酸氢钾为基准物标定0.1mol/LNaOH溶液,每份基准物的称取量宜为[Mr(KHC8H8O4)=204.2]----------------()(A)0.2g左右(B)0.2g~0.4g(C)0.4g~0.8g(D)0.8g~1.6g5.在滴定分析中所用标准溶液浓度不宜过大,其原因是-----------------()(A)过量半滴造成误差大(B)造成终点与化学计量点差值大,终点误差大(C)造成试样与标液的浪费(D)(A)、(C)兼有之(A)0.16(B)0.32(C)0.08(D)0.646.今欲测定某含Fe、Cr、Si、Ni、Mn、Al等的矿样中的Cr和Ni,用Na2O2熔融,应采用的坩埚是------------------------------()(A)铂坩埚(B)银坩埚(C)铁坩埚(D)石英坩埚7.用HCl+HF分解试样宜选的坩埚是-----------------()(A)银坩埚(B)瓷坩埚(C)铂坩埚(D)石英坩埚8.用NaOH熔融分解试样宜选的坩埚是---------------------()(A)铂坩埚(B)瓷坩埚(C)银坩埚(D)石英坩埚9.今欲测定含Fe、Cr、Si、Ni、Mn、Al等的矿样中的Cr和Ni,用Na2O2作熔剂,熔融后以水提取熔块,溶液的成分是---------------------()(A)FeO33-、CrO42-、SiO32-、MnO4-和Ni2+(B)CrO42-、SiO32-、Ni2+、MnO4-和AlO2-(C)Cr2O72-、SiO32-、MnO4-和AlO2-(D)CrO42-、SiO32-、MnO4-和AlO2-10.欲以K2Cr2O7法测定赤铁矿中Fe2O3的含量,溶解试样一般宜用的溶剂()(A)HCl(B)H2SO4(C)HNO3(D)HClO411.以下物质必须采用间接法配制