分析化学-定量分析概论.ppt

分析化学分析化学 Analytical ChemistryAnalytical Chemistry 北北 京京 化化 工工 大大 学学 理理 学学 院院教学要求与安排教学要求与安排1. 1. 学时学时: : 讲授讲授32h 32h 2. 2. 成绩评定成绩评定: : 期末期末70% 70% 平时作业平时作业30%30%3. 3. 学习方法学习方法: : 预习、听讲、复习、做作预习、听讲、复习、做作业；答疑业；答疑教材和主要参考书教材和主要参考书 1. 1.彭崇慧彭崇慧,冯建章冯建章,张锡瑜张锡瑜,李克安李克安,赵凤林赵凤林. . 定量化学分析简明教定量化学分析简明教程程( (第三版第三版). ). 北京大学出版社北京大学出版社, , 200820082. 2. R RKellnerKellner等编，李克安等编，李克安,金钦汉等译金钦汉等译. . 分析化学，分析化学， 北京大学出版社，北京大学出版社，2001.2001.3. 3. 梁文平，庄乾坤主编梁文平，庄乾坤主编. . 分析化学的明天，科学出版社，分析化学的明天，科学出版社，2003.2003.4. 4.华华东东理理工工大大学学分分析析化化学学教教研研组组、成成都都科科学学技技术术大大学学分分析析化化学学教教研组编研组编. . 分析化学分析化学 第四版第四版 ，高等教育出版社。

高等教育出版社5. 5. D. D. C. C. Harris. Harris. Quantitative Quantitative Chemical Chemical AnalysisAnalysis（5 5thth ed), ed), New New York York : : W.H. Freeman, 1999.W.H. Freeman, 1999.定量化学分析简明教程第一章第一章 定量分析概论定量分析概论2h2h第二章第二章 误差与分析数据处理误差与分析数据处理3h3h第三章第三章 酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法8h8h第四章第四章 络合滴定法络合滴定法6h6h第五章第五章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法5h5h第六章第六章 沉淀滴定法沉淀滴定法3h3h第七章第七章 重量分析法重量分析法3h3h1-1 定量分析概论定量分析概论 一、分析化学的任务一、分析化学的任务定义定义分析化学是研究物质化学组成的分析分析化学是研究物质化学组成的分析方法及相关原理的科学方法及相关原理的科学任务任务鉴定物质的化学结构、化学成分及测鉴定物质的化学结构、化学成分及测量成分的含量量成分的含量。

中国科学院院士、著名分析化学家高中国科学院院士、著名分析化学家高 鸿：鸿： 对象和方法的矛盾是分析化学发对象和方法的矛盾是分析化学发展的动力，促进了分析化学的发展展的动力，促进了分析化学的发展生产实践与科学实验的发展不断向分生产实践与科学实验的发展不断向分析化学提出新的课题分析化学吸取析化学提出新的课题分析化学吸取了当代科学技术最新成就，利用物质了当代科学技术最新成就，利用物质一切可以利用的性质来解决这些问题，一切可以利用的性质来解决这些问题，促进分析化学不断发展促进分析化学不断发展例环境科学中大气污染控制：美国洛杉矶市大气监测大气成分 一氧化碳 硫氧化物 氮氧化物 臭氧含量（ppm）标准（ppm） 200 5 5 1.0 二级警报 300 10 10 1.5 三级警报二、分析化学的作用二、分析化学的作用 1、在科学研究上 2、在国民经济上 工业上：资源的勘探，原料的选择，工艺流 程的控制，成品的检验以及“三废”的处理 农业上：土壤的普查，水质、化肥和农产品 的质量检验 国际贸易上：进出口原料、食品、血制品的 质检设置贸易壁垒 3、在高等教育上 科研素质培养科学研究方法训练分析问题归纳整理训练 现代分析化学已发展成为获取形形色色现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能多和尽可能全面的结构与成份信物质尽可能多和尽可能全面的结构与成份信息，进一步认识自然、改造自然的科学。

息，进一步认识自然、改造自然的科学 自然科学学科发展战略调研报告，自然科学学科发展战略调研报告， 分析化学国家自然科学基金委员会分析化学国家自然科学基金委员会 综合性科学体系综合性科学体系 分析科学分析科学 分析学分析学 化学信息学化学信息学 环境保护与分析化学环境保护与分析化学1. 1. 碘盐：黑龙江省集贤村碘盐：黑龙江省集贤村,1000,1000多人多人.约约200200个傻个傻子子,引用水、土壤严重缺碘所致引用水、土壤严重缺碘所致2. 2. 置人于死地的骨骼痛置人于死地的骨骼痛镉：镉：19551955年日本富山县，年日本富山县，痛痛病，骨骼严重变形，发脆易折，镉中毒痛痛病，骨骼严重变形，发脆易折，镉中毒村子上游是神岗铅锌矿区，废水中含镉，灌溉村子上游是神岗铅锌矿区，废水中含镉，灌溉稻田，污染饮水镉使骨骼脱钙，造成骨质疏稻田，污染饮水镉使骨骼脱钙，造成骨质疏松痛苦终生痛苦终生3. 3. 莫名其妙的自燃莫名其妙的自燃硫：硫： 经地质学家考察，开采经地质学家考察，开采硫磺矿，硫磺粉尘与空气接触极易燃烧，形成硫磺矿，硫磺粉尘与空气接触极易燃烧，形成“ “鬼火鬼火” ”食品安全三聚氰胺事件农药残留转基因食品512436三、定量分析过程三、定量分析过程1、取样：不同部位、不同深度。

大量的样品：粉碎、过筛、混匀、缩分2、干燥：烘干、风干3、分解：定量分析一般采用湿法分析 酸溶法：HCl、H2SO4、HClO4、H3PO4、HF、混酸 碱溶法：NaOH、KOH 熔融法：K2S2O7、KHSO4等酸性熔剂； Na2CO3、NaOH、Na2O2等碱性熔剂4、消除干扰： 掩蔽方法 分离方法：沉淀分离、萃取分离、离子交换、色 谱法5、测定：根据分析要求选择合适的分析方法6、结果的计算四、定量分析方法分类四、定量分析方法分类 可从不同角度分类： 无机分析 有机分析 药物分析 生化分析根据试样的用量 固体样 液体样g 10ml g 110ml g 1ml根据物质的属性根据测定原理 化学分析 仪器分析 重量分析法 滴定分析法 酸碱滴定法 络合滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法 光学分析法 电分析法： 色谱法： 其它： 分子光谱 原子光谱 激光拉曼 光声光谱 比色法 UV-Vis IR 分子荧光、磷光 原子吸收光谱法 原子发射光谱法电位、电导、电解及伏安分析法GC、LC、HPLCMS、MS-GC、NMR、电子探针、电镜其它分类方法: 例行分析、快速分析、仲裁分析 课程要求课程要求学习基本概念、基本原理、学习基本概念、基本原理、 基本方法及应用特点基本方法及应用特点 注意综合、归纳，总结出共性规注意综合、归纳，总结出共性规律并引申到其他课程学习中律并引申到其他课程学习中 与实验课密切配合与实验课密切配合, ,加强能力训练加强能力训练 知识知识-能力能力-素质素质 1-2 定量分析概论定量分析概论(Introduction to Quantitative Analysis)一、基本概念滴定标准溶液化学计量点滴定终点滴定误差二、滴定分析对反应的要求适合直接滴定分析的反应必须具备的条件:1、反应必须按一定的反应式进行。

2、反应必须定量进行且无副反应3、反应速度要快4、必须有合适的确定终点的方法三、滴定方式1、直接滴定法、直接滴定法 凡是满足直接滴定条件的反应均可以用标准溶液直接滴定被测组分例K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+HCl标准溶液滴定NaOH2、返滴定法、返滴定法 适用于反应较慢、反应物是固体或没有合适的指示剂的滴定反应AxT1T2Ax：被测组分T1：标准溶液1T2：标准溶液2例CaCO3（S）+ 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2OHCl + NaOH = NaCl + H2O3、置换滴定法（中间物滴定法）、置换滴定法（中间物滴定法） 适用于被测组分不按确定的反应式进行或伴有副反应Ax + R = P1 P1 + T = P2 P1：中间物例1Na2S2O3与K2Cr2O7反应，产物为S4O62-、SO42-无定量关系Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2O I2+2S2O32- 2I-+S4O62-例2Ag+ + EDTA 不稳定络合物Ag+ + Ni(CN)42- = Ni2+ + Ag(CN)43- Ni2+ + EDTA = Ni-EDTA4、间接滴定法、间接滴定法 适用于不能直接与滴定剂反应，但可通过其它化学反应间接滴定的物质。

例Ca2+即无氧化性也无还原性Ca2+C2O42-CaC2O4过滤洗涤溶于酸C2O42-用KMnO4标准溶液滴定出C2O42-的含量即可知Ca2+的含量 1-3 滴定分析计算原理滴定分析计算原理一、常用物理量1 1、物质的量、物质的量n nA A定义表示物质的指定基本单元是多少的一个物理量；单位：mol、mmol基本单元分子、原子、离子、电子及其他粒子，或者是这些粒子的特定组合基本单元的确定酸碱反应：以转移质子数为1的物质作为基本单元氧化还原反应：以得失电子数为1的物质作为基本单元例 基本单元H2SO4 1/2 H2SO4KMnO4 1/5 KMnO4K2Cr2O7 1/6 K2Cr2O7结论：物质A在反应中转移的质子数或电子数为 ZA，则其基本单元应为：显然：即：2 2、摩尔质量、摩尔质量M MA A定义每摩物质的质量，单位：gmol-1必须指明基本单元显然：即：nA、MA、m之间的关系：定义定义物质A的物质的量nA除以溶液的体积VA，即：cA=nA/VA，单位： molL-1必须指明基本单元3 3、物质的量浓度、物质的量浓度c cA A显然：即：每毫升标准溶液中含溶质的质量，单位：每毫升标准溶液中含溶质的质量，单位：gmL-1 滴定度是标准溶液浓度的一种表示方法，在工厂例行分析中常用，有两种表示方法。

4 4、滴定度、滴定度TB表达式例TNaOH=0.0040 gmL-1表示1ml NaOHg NaOHTA/B每毫升标准溶液每毫升标准溶液B相当于被测组分相当于被测组分A的质量，的质量，单位：单位：g/mL表达式例TFe/KMnO4表示1ml KMnO4gFe2+氧化为Fe3+这种表示方法对大批量样品的测定很方便5 5、质量分数、质量分数表示待测组分在样品中的含量通常以百分数、mgg-1等表示表达式：定义定义6 6、质量浓度、质量浓度 定义定义表示单位体积中某种物质的质量单位：gL-1、 mgL-1 或mgmL-1表示 分析化学中常用的量及单位分析化学中常用的量及单位物 理 量量的名称量的符号单 位说 明物质的量摩尔质量物质的量浓度质量体积质量分数质量浓度nMcmVwmol、mmolgmol-1mol L-1g、mgL、ml无量纲g L-1必须指明基本单元必须指明基本单元必须指明基本单元用 %， mgg-1表示二、滴定分析计算的理论依据a A + b B = c C + d D反应通式：计算中常用的关系式：等物质的量规则：换算因数法：换算因数(a/b)的导出配平反应方程式示意式法例H2SO4SO42-2H+NaOHH2OH+1 H2SO4 2 NaOH根据一系列计量关系 Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 2PbCrO4 + 2 H+ = 2 Pb2+ + Cr2O72- + H2O Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O I2 + 2S2O3 2- = S4O6 2- + 2I- 2 Pb2+ 2PbCrO4 Cr2O72- 3I2 6S2O3 2- 碘量法 测Pb例1g, 溶于酸并将Fe3+ Fe2+用molL-1K2Cr2O7溶液滴定, 消耗了K2Cr2O7mL, 计算试样中Fe2O3的质量分数?解:6 Fe2+Cr2O72-+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O3Fe2O3 6Fe2+ K2Cr2O7 n (Fe2O3)。