化学反应工程期末复习大纲(1)

分析化学期末复习大纲,期末考试基本题型,选择（15个，每个2分） 填空（15个空，每空1分） 计算题（共55分） 复习大纲中提到的概念、公式需背下来，例题需会做,第1章 概论,基准物质 滴定度 固体样品称量范围的估算 质量分数（百分含量）w(B)的计算,用途： 直接法配制标准溶液 标定其它溶液的浓度,1、基准物质(标准物质、基准试剂)能直接用于配制标准溶液或标定标准溶液浓度的物质为基准物质。基准物质必须符合下列条件： 组成恒定物质的组成与化学式完全相符（包括结晶水）如Na2B4O7.10H2O。结晶水不能失去。 纯度高。一般要求纯度在99.9%以上。杂质含量少到忽略不计 性质稳定。如不挥发、不吸湿、不易变质。 满足滴定分析对化学反应的要求。 最好有较大的摩尔质量，以减小称量误差。,2. 滴定度（T）:是指单位体积标准溶液A所相 当的被测组分B的质量 表示：T(B/A) 单位：g ·mL-1,例： T(Fe/K2Cr2O7)=0.005580 g ·mL-1；每mLK2Cr2O7标准溶液恰好能与 0.005580g Fe反应,若消耗V(K2Cr2O7)=22.50 mL，则样品中 m(Fe)= T(Fe/K2Cr2O7)V(K2Cr2O7)=0.1256(g),滴定度另一表示方式：,以1 mL标准溶液相当于被测物质的质量分数表示。,例如： T(NaOH/H2SO4)=2.69%mL-1 表明固体试样为某一质量时，滴定中每消耗1.00mLH2SO4标准溶液，就可以中和试样中2.69%的NaOH。,3. 固体样品称量范围的估算,例 . 用无水Na2CO3标定0.10mol.L-1 HCl, 如果要使消耗HCl 在2535 mL之间， 无水Na2CO3的称量范围是多少?,解：,Na2CO3 + 2HCl= 2NaCl + CO2 + H2O,当V(HCl) = 25mL时：,m(Na2CO3 )= 0.10mol.L-1×0.025L×106g·mol-1,=0.13g,当V(HCl) = 35mL时：,m(Na2CO3 ) = 0.10mol.L-1×0.035L×106g · mol-1,=0.19g,称量范围为： 0.13g 0.19g,m(Na2CO3) = c(HCl)V(HCl)M(Na2CO3 ),4. 固体样品中待测组分的质量分数（百分含量） w(B)的计算,求得m(B)后， 利用公式m(B)=ms× w(B) ，求 算出w(B),例. 用KMnO4法测定硫酸亚铁中铁的含量。称取 试样0.8239g，滴定时消耗0.01948mol.L-1 的 KMnO4 30.27mL ，计算铁的质量分数。,w(Fe)=,=,=,=0.1919,解 : MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O,P212例23、24、25,第3章 分析化学中的误差与数据处理,误差：偶然误差、相对误差、绝对误差 精密度、准确度 有效数字：位数的判断、运算规则 会计算平均值、中位值、绝对误差、相对误差、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差等 提高分析结果准确度的方法,一、分析化学中的误差,1.误差（Error) : 表示准确度高低的量。,对一B物质客观存在量为T 的分析对象进行分析，得到n个个别测定值 x1、x2、x3、 xn，对n 个测定值进行平均，得到测定结果的平均值，那么： 个别测定的误差为：,测定结果的绝对误差为：,测定结果的相对误差为：,例：某标准样品的w = 13.0%，三次分析结果为12.6%，13.0%，12.8%。则测定结果的绝对误差为_，相对误差为_ 。,当测量值大于真实值时，误差为正值，表示测定结果偏高；反之，误差为负值表示测定结果偏低,误差有正负之分,统误差与随机误差,系统误差 （Systematic error)某种固定的因素造成的误差。随机误差 （Random error)不定的因素造成的误差过失（Gross error, mistake),1.系统误差 某些固定的原因造成的误差 特点：a.对分析结果的影响比较恒定；单向性b.同一条件下，重复测定，重复出现；重现性c.大小正负可以测定； 可测性d.用适当方法进行校正或加以消除。,（1）方法误差（Method error）分析方法本身不够完善（反应不完全、终点不一致）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。,（2）仪器和试剂误差（Instrument and reagent error）仪器本身的缺陷或所用试剂、蒸馏水纯度不够引起的误差。例： 天平两臂不等，砝码未校正； 滴定管，容量瓶未校正。 去离子水不合格；试剂纯度不够（含待测组份或干扰离子）。,（3）操作误差（operational error）：分析人员操作与正确操作差别引起的。 例：对样品与处理不当，终点判断错误等 （4）主观误差（Personal error）：分析人员本身主观因素引起的。例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数习惯性偏高或偏低。,2、随机误差(偶然误差)由某些难以控制、无法避免的偶然因素引起而造成的误差，称为随机误差。如滴定体积最后一位读数的不确定性；实验室中温度、气压、湿度等的变化引起的微小误差。特点：大小、正负都无法测定。,3. 过失除了系统误差和随机误差外，还有一种由工作人员粗心大意，违反操作规程造成的错误，称 “过失”，如读错数据、透滤等。 这类误差是可以避免的。处理所得数据时，对已发现因过失而产生的结果应舍弃。,准确度（ Accuracy）表示测定结果（x）与真实值（T）的接近程度， 准确度的高低用误差E 的大小来衡量；,二、准确度和精密度,精密度（Precision）指在相同条件下，多次平行测定同一样品所得的测定结果之间的相互接近程度。精密度高低用偏差来衡量平行测定结果越接近，分析结果的精密度越高，偏差越小; 精密度低，表示各测定值比较分散，偏差大。常用以下几种方式表示。,准确度与精密度的关系,甲,乙,丙,丁,甲：数据集中，精密度和准确度都高，结果可靠。,乙：数据集中，精密度高而准确度低，存在系统误差。,丙：数据分散, 精密度和准确度均不高, 结果自然不可靠,丁：数据分散，精密度非常差，尽管正、负误差恰好相互抵消而使平均值接近真实值，但只是偶然的巧合，并不可靠,评价定量分析优劣，应从精密度和准确度两个方面衡量： 精密度是保证准确度的先决条件，精密度差说明测定结果的重现性差，失去了衡量准确度的前提，所得结果不可靠（丙、丁）；精密度高准确度才可能高。 但是精密度高的不一定准确度也高（乙）；只有在消除了系统误差之后，可用精密度来评价分析结果的好坏。,（1）非零数字都是有效数字；,（3）整数末尾为“0”的数字，应该在记录数据时根据测量精度写成指数形式，如3600，应根据测量精度分别记为3.600×103(4位)，3.60×103(3位)，3.6×103(2位)；,（2）数字“0”具有双重意义，若作为普通数字使用为有效数字，如1.3060中“0”是有效数字；若起定位作用，则不是有效数字，如0.0010，可写为1.0×10-3,前面3个“0”起定位作用，不是有效数字，最后一个“0”是有效数字；,确定有效数字位数时应注意：,三、有效数字,（4）对于pH、pM、lgK等对数值，其有效数字的位数取决于小数部分（尾数）数字的位数，因为其整数部分只代表该数的方次。例如pH=11.20，换算为H+浓度应为 c（H+）=6.3×10-12mol.L-1， （不是6.309 ×10-12mol.L-1 ）; lgK=10.69， K =4.9×1010 ，有效数字为两位，不是四位；,（6）有效数字不因单位的改变而改变。如101kg，不应写成101000g，而应写为101×103g或1.01×105g。,（5）遇到倍数、分数关系和常数，由于不是测量所得的，可视为无限多位有效数字；如式量、原子量M(H2SO4)=98，R等。,下列数字的有效数字位数是几？,3.2050×104 0.002810 12.96%,5,pH=1.20 lgK=11.61 2500,2,4,4,位数含糊,2,有效数字的修约规则 “四舍六入五成双”； 将下列数字修约为两位 3.249 3.2 “四舍”8.361 8.4 “六入”6.550 6.6 “五成双”6.250 6.2 “五成双”6.2501 6.3 “五后有数需进位”只可保留最后一位欠准确数字；一次修约例 将5.5491修约为2位有效数字。,修约为5.5。修约为5.5495.555.6,×,例 将下列数字修约为4位有效数字。3.1124 3.1126 3.1115 3.1125 3.11251,3.112,另外，“0”以偶数论。,3.113,3.112,3.112,3.113,3.110,有效数字运算规则 (先修约后计算) （1）加减法 几个数据相加或相减时，它们的和或差的有效数字的保留，应以小数点后位数最少的数据为根据，即取决于绝对误差最大的那个数据。3.72+10.6355=？3 .7 2 + 1 0 .6 3 5 5 .1 4 .3 5 5 5 14.36,（2）乘除法 几个数据相乘除，所得结果的有效数字的位数取决于各数中有效数字位数最少、相对误差最大的那个数据。 0.14×15.2525 =？,0.14×15.25251 5 . 2 5 2 5 × 0 . 1 46 1 0 1 0 01 5 2 5 2 5 .2.1 3 5 3 5 0 2.1,相对误差,有效数字位数62,2,运算中还应注意： 分析化学计算经常会遇到分数、倍数、常数（如R、2.303等），其有效数字位数可认为无限制，即在计算过程中不能根据它们来确定计算结果的有效数字的位数。,对数尾数的有效数字位数应与真数的有效数字位数相同，在有关对数和反对数的运算中应加以注意。例如：log339=2.530,而不应是2.53。,在重量分析和滴定分析中，一般要求有四位有效数字；对相对原子质量、相对分子质量等的取值应与题意相符；各种分析方法测量的数据不足四位有效数据时，应按最少的有效数字位数保留。,表示偏差和误差时，通常取1-2位有效数字即可。,有关化学平衡的计算（如平衡状态某离子的浓度等），一般保留二或三位有效数字。,绝对偏差(Deviation) 是个别测定值xi与算术平均值之差,四、计算题： 设一组n次测定结果为：x1、x2、xn,（有正、负;常用%）,相对偏差（ Relative Deviation ）,平均值 Average,（有正、负）,平均偏差(Mean deviation) :,相对平均偏差（Relative mean deviation）,中位数（Median）一组测量数据按大小顺序排列，中间一个数据即为中位数M，当测量值的个数位偶数时，中位数为中间相临两个测量值的平均值。它的优点是能简单直观说明一组测量数据的结果，且不受两端具有过大误差数据的影响；缺点是不能充分利用数据，因而不如平均值准确。,标准偏差用:对有限测定次数（n<20）,n-1称为自由度，以f表示，表示独立变化的偏差数目,相对标准偏差(变异系数) Relative standard deviation (Coefficient of variation , CV ),