化学分析常用概念及公式

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分析化学公式和计算

分析化学公式和计算

1、准确度:指测量值与真值之间相互接近的程度,用“误差”来表示。

(1)、绝对误差:测量值x 与真值µ的差值,δ=x -µ (2)、相对误差:指绝对误差在真值中所占的比值,以百分率表示:%100%⨯=μδ% 2、精密度:指对同一样品多次平行测量所得结果相互吻合的程度,用“偏差”来表示。

(1)、绝对偏差:d=x i -x(x i 表示单次测量值,x 表示多次测量结果的算术平均值) 平均偏差:d =n d d d d n ++++......321=nx x ni i ∑=-1(2)、相对偏差:x d×100%相对平均偏差:xd×100%3、标准偏差:样本标准偏差S=1)(21--∑=n x xni i相对标准偏差(RSD)%=xs×100% 例:测定铁矿石中铁的质量分数(以%表示),5次结果分别为:67.48%,67.37%,67.47%,67.43%和67.40%。

计算:⑴平均偏差⑵相对平均偏差⑶标准偏差⑷相对标准偏差⑸极差 解:套以上公式4、平均值的精密度:用平均值的标准偏差来表示ns s x x=平均值的置信区间:nts x ±=μ5、异常值的取舍:Q 检验:Q=最小最大紧邻可疑x x x x --G 检验:sx x G q -=6、t 检验和F 检验⑴题目提供的数据与具体数值μ(权威数据)比较,t 检验:t=n sx μ-,如计算出来的值小于查表值,说明无显著性差异。

⑵题目提供两组数据比较,问两组数据是否有显著性差异时,F 检验+t 检验:F 检验:判断精密度是否存在显著性差异。

F=2221s s (1s 是大方差,2s 是小方差,即1s 〉2s ),计算值小于,说明两组数据的精密度不存在显著性差异,反之就有。

两组数据F 检验无显著性差异后,进行两个样本平均 值的比较:212121n n n n s x x tR+∙-=,)1()1()1()1(21222121-+--+-=n n n s n s s R ,如果计算出来值小于查表值,表示两测量平均值之间无显著性差异。

化学计算公式的理解和认识

化学计算公式的理解和认识

化学计算公式的理解和认识化学计算公式是化学领域中非常重要的一部分,它们用于描述化学反应的过程和结果,帮助化学家们进行实验设计和数据分析。

化学计算公式包括化学方程式、化学计量式、化学式、摩尔质量等,它们在化学实验和工业生产中起着至关重要的作用。

本文将从化学计算公式的基本概念、应用和意义等方面进行介绍和分析。

一、化学计算公式的基本概念。

1. 化学方程式。

化学方程式是描述化学反应过程的一种方式,它由反应物、生成物和反应条件组成。

化学方程式中的反应物和生成物分别用化学式表示,反应条件用箭头连接反应物和生成物。

化学方程式可以用来表示化学反应的类型、反应物的数量关系、生成物的数量关系等信息。

2. 化学计量式。

化学计量式是用来表示化学反应中物质的摩尔比的一种方式。

在化学计量式中,反应物和生成物的摩尔比用整数比值表示,反应物和生成物的数量关系可以通过化学计量式进行计算和预测。

3. 化学式。

化学式是用来表示化合物中元素种类和数量关系的一种方式。

化学式可以分为分子式和离子式两种,分子式用来表示共价化合物中元素的数量关系,离子式用来表示离子化合物中离子的数量关系。

4. 摩尔质量。

摩尔质量是指化学物质的单位摩尔质量,它是指定物质中包含的摩尔数的质量。

摩尔质量可以用来计算物质的质量、摩尔数和体积等物理化学性质。

二、化学计算公式的应用。

1. 反应物的计算。

化学计算公式可以用来计算反应物的摩尔数、质量和体积等信息。

通过化学方程式和化学计量式,可以根据已知的物质数量和质量来计算反应物的摩尔数和质量,从而进行实验设计和数据分析。

2. 生成物的计算。

化学计算公式也可以用来计算生成物的摩尔数、质量和体积等信息。

通过化学方程式和化学计量式,可以根据反应物的摩尔数和质量来计算生成物的摩尔数和质量,从而进行实验设计和数据分析。

3. 反应热的计算。

化学计算公式可以用来计算化学反应的热效应。

通过化学方程式和热化学方程式,可以根据反应物和生成物的摩尔数和热效应来计算反应的热效应,从而进行实验设计和数据分析。

分析化学计算公式汇总

分析化学计算公式汇总

分析化学主要计算公式总结第二章误差和分析数据处理(1)误差绝对误差δ=x-μ相对误差=δ/μ*100%(2)绝对平均偏差:△=(│△1│+│△2│+……+│△n│)/n (△为平均绝对误差;△1、△2、……△n为各次测量的平均绝对误差)。

(3)标准偏差相对标准偏差(RSD)或称变异系数(CV) RSD=S/X*100% (4)平均值的置信区间:*真值落在μ±1σ区间的几率即置信度为%*置信度——可靠程度*一定置信度下的置信区间——μ±1σ对于有限次数测定真值μ与平均值x之间有如下关系:s:为标准偏差n:为测定次数t:为选定的某一置信度下的几率系数(统计因子)(5)单个样本的t检验目的:比较样本均数所代表的未知总体均数μ和已知总体均数μ0。

计算公式:t统计量:自由度:v=n - 1适用条件:(1) 已知一个总体均数;(2) 可得到一个样本均数及该样本标准误;(3) 样本来自正态或近似正态总体。

例1 难产儿出生体重n=35, =, S =,一般婴儿出生体重μ0=(大规模调查获得),问相同否解:1.建立假设、确定检验水准αH0:μ = μ0(无效假设,null hypothesis)H1:(备择假设,alternative hypothesis,)双侧检验,检验水准:α=2.计算检验统计量,v=n-1=35-1=343.查相应界值表,确定P值,下结论查附表1, / = ,t < / ,P >,按α=水准,不拒绝H0,两者的差别无统计学意义(6)F检验法是英国统计学家Fisher提出的,主要通过比较两组数据的方差 S^2,以确定他们的精密度是否有显著性差异。

至于两组数据之间是否存在系统误差,则在进行F检验并确定它们的精密度没有显著性差异之后,再进行t 检验。

样本标准偏差的平方,即(“^2”是表示平方):S^2=∑(X-X平均)^2/(n-1)两组数据就能得到两个S^2值,S大^2和S小^2F=S 大^2/S 小^2由表中f 大和f 小(f 为自由度n-1),查得F 表, 然后计算的F 值与查表得到的F 表值比较,如果 F < F 表 表明两组数据没有显著差异; F ≥ F 表 表明两组数据存在显著差异(7)可疑问值的取舍: G 检验法 G=Sxx -第4章 酸碱滴定法(1)共轭酸碱对Ka 与Kb 间的关系:KaKb=Kw(2)酸碱型体平衡浓度([ ]),分析浓度(c )和分布系数(δa )之间的关系(3)一元强酸溶液的pH 的计算 [H +]=24w2K c c ++ 精确式pH=-lg c 近似式 (4)一元弱酸溶液pH 的计算 [H +]=wa ]HA [K K + 精确式(5-11)(关于[H +]的一元三次方程)其中 [HA]=c [H +]/([H +]+K a )·若[A -]>20[OH -](即cK a >20K w ),可以忽略因水解离产生的H +PBE 简化为 [H +]≈[A -]∴ [H +]=a a])H [(]HA [K c K +-= (5-12)·若不但cK a >20K w ,而且c /K a >400(即c >20[A -]或c >20[H +]),也就是弱酸的解离度[A -]/c <,就可以忽略因解离对弱酸浓度的影响,于是[HA]≈c∴ [H +]=acK最简式·若cK a >20K w ,c /K a <400,由式(5-12)可得[H +]=24a2a a cK K K ++- 近似式(1)·若cK a <20K w ,C/K a >400(适用于酸极弱、且浓度极小的情况,此时[HA]≈c ),由式(5-11)可得 [H +]=wa K cK +近似式(2)(5)多元酸溶液pH 的计算最简式 ][H A][H 1a 2cK c =∴≈+(6)两性物质(NaHA )溶液pH 的计算最简式][H 21a a K K =+(7)缓冲溶液pH 值的计算 最简式:[H+]=ca/cb*Ka第五章 络合滴定法 (1)酸效应系数:)(H Y α==][][][][][][][62'Y Y H Y H HY Y Y Y ++++= ==1/Y δ在副反应中分布分数Y δ与)(H Y α互为倒数⑴)(H Y α==621621211456][][][a a a a a a a a a K K K K K K H K K H K H ++++++++==1+4556][][][2a a a a K H K K H K H ++++++6534][aa a K K K H ++6534][a a a K K K H ++6534][a a a K K K H +(2)共存离子效应系数αY (N ))(N Y α==][][][Y NY Y + 因为[NY]==K NY [N][Y] 故:)(N Y α==1+ K NY [N](3)EDTA 与H+及N 同时发生副反应的总的副反应系数αY ,Y α==)(H Y α+1)(-N Y α(4)被测金属离子M 的副反应系数αM :][][][][][][][2')(M ML ML ML M M M n L M ++++==== α= 1+n nL L L ][][][221βββ+++ 若有P 个络合物与金属发生副反应,则:)(N Y α=)(1N Y α+)(2NY α+…+)(n N Y α-(n-1)化学计量点pM ’的计算 pM ’=1/2[p cM(sp)+lgK’MY](7)金属离子指示剂颜色转变点(变色点)pM t 值的计算 pM t =lgK MIn -lg αIn(H) (8)滴定终点误差%1001010',''⨯-==∆-∆MYSP M pM pM t K C E(9)直接准确滴定金属离子的可行性判据:6lg ',≥MYsp M KC第六章 氧化还原滴定法(1)氧化还原电对的电极电位——Nernst 方程式)Red ()Ox (lg0.059)Ox /Red ()Ox /Red (θa a n E E +=(2)以浓度替代活度,且考虑到副反应的影响,则电对在25C 时的条件电位lg059.0/OR RO n E Eαγαγθθ+=(3)氧化还原反应的条件平衡常数K ’(25C 时)059.0)n'E ' (E K' Lg 21︒-︒=(4)氧化还原滴定化学计量点时的电位值φsp212211sp n n 'E n 'E n E +︒+︒=(5)氧化还原滴定突跃范围计算式φ2‘+*3/n2(V)—φ1‘+*3/n1(V)(6)氧化还原指示剂变色的电位范围φ‘±n(V)第7章沉淀滴定法和重量滴定法主要计算公式(1)沉淀溶解积 pKsp=pAg+pX(2)化学计量点 pAg=pX+1/2pKsp(3)质量分数计算ω=(CV*M/1000)/m s*100%(4)1:1型的MA沉淀溶解度的计算S='Ksp=KspaMaA(4)化学因数(或称换算因数)Fm’=mF (m为称量形式的质量,m’为被测成分的质量)(6)被测成分的质量分数ωω=mF/me*100%第八章电位分析法及永停分析法主要计算公式(1)电池电动势: E电池=φ(+)-φ(-)(2)直接电位法测定溶液pHpH x=PH s+(E x-E s)/(25C)(3)离子选择电极的电位φ φ=K ±F*lg ai = K ’±F*lg ci K ’=K ±nF*lg(f i /a i )Ex-Es=±nF*(lg cx -lg cs )(6)标准加入法计算待测溶液的离子浓度XSE S X SS X V V V V C C ⋅⋅+=⇒∆10)(nFRTS 303.2)1()2(=-式,且令式(7)直接电位法测量误差的计算式 △c/c=nF/RT*△E ≈39n △E第9章 光学分析法概论 主要计算公式(1)光的波动性用波长λ,波数σ和频率υ作为表征 λ是在波的传播路线上具有相同振动相位的相邻两点之间的线性距离,常用nm 作为单位。

无机及分析化学第五版公式总结

无机及分析化学第五版公式总结

无机及分析化学第五版公式总结
(1)化学平衡原理:nA+mB ⇌ cC+ dD,其中A、B、C、D均为化学物质,n、m、c、d均为物质的物质的物质的物质的物质数,可用下列形式表示:
aA+ bB ⇌ cC+ dD
其中a/n =A/气体的压力,b/m =B/气体的压力,c/c =C/气体的压力,d/d =D/气体的压力,即每份物质在气体中的摩尔分数相等。

(2)气体分压公式:如果将1mol气体混合物充入在一定的容积里,那么混合物的各组份的压力分别等于它的摩尔分数乘以总压力,其表达式为:
pi=nj/nT*P
其中pi为混合气体中某一组份的压力,nj为该组件的摩尔分数,nT为混合物总摩尔数,P 为混合物的总压强。

(3)活度指数:在一定温度和压力下,不同组份气体等比混合时产生饱和分压,此时任一组份的活度指数为它在混合物中的压强与它在金刚石瓶中的压强之比,即:
yi=p/p°
其中yi 是绝对活度指数,p、p°分别分别是混合气体和金刚石瓶中某一组份的压强。

化学分析常用概念及公式

化学分析常用概念及公式

化学分析常用概念及公式化学分析是一门通过对样品的化学组成、结构和性质进行测定和分析的科学方法。

在化学分析中,常用的概念和公式包括质量分数、摩尔分数、体积分数、质量浓度、摩尔浓度、溶液的稀释、氧化还原反应计算和酸碱滴定等。

下面将对这些概念和公式进行详细介绍。

1. 质量分数(Mass Fraction):质量分数表示溶液中溶质的质量与溶液总质量之间的比值。

计算公式为质量分数 = (溶质的质量)/(溶液的总质量)× 100%。

2. 摩尔分数(Mole Fraction):摩尔分数表示溶液中各组分摩尔数与总摩尔数之间的比例关系。

计算公式为摩尔分数 = (组分的摩尔数)/(总摩尔数)。

3. 体积分数(Volume Fraction):体积分数表示溶液中溶质的体积与溶液总体积之间的比值。

计算公式为体积分数 = (溶质的体积)/(溶液的总体积)× 100%。

4. 质量浓度(Mass Concentration):质量浓度表示单位体积溶液中溶质的质量。

计算公式为质量浓度 = (溶质的质量)/(溶液的体积)。

5. 摩尔浓度(Molar Concentration):摩尔浓度表示单位体积溶液中溶质的摩尔数。

计算公式为摩尔浓度 = (溶质的摩尔数)/(溶液的体积)。

6.溶液的稀释:当知道初始溶液的浓度和体积时,计算经过稀释后的溶液浓度和体积的关系。

公式为初始溶液的浓度×初始溶液的体积=稀释后溶液的浓度×稀释后溶液的体积。

7.氧化还原反应计算:在氧化还原反应中,可以根据氧化还原物质的摩尔与电子的当量关系进行计算。

公式为m1v1/n1=m2v2/n2,其中m1、v1分别是氧化物质的摩尔和电子数,m2、v2分别是还原物质的摩尔和电子数。

8.酸碱滴定:根据酸碱滴定的等当关系,可以计算待测物质的浓度。

公式为M1V1=M2V2,其中M1、V1是滴定溶液的浓度和体积,M2、V2是待测物质的浓度和体积。

分析化学重点

分析化学重点

分析化学重点————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:1.基本概念及术语ﻫ准确度:分析结果与真实值接近的程度,其大小可用误差表示。

精密度:平行测量的各测量值之间互相接近的程度,其大小可用偏差表示。

系统误差:是由某种确定的原因所引起的误差,一般有固定的方向(正负)和大小,重复测定时重复出现。

包括方法误差、仪器或试剂误差及操作误差三种。

ﻫ偶然误差:是由某些偶然因素所引起的误差,其大小和正负均不固定。

ﻫ有效数字:是指在分析工作中实际上能测量到的数字。

通常包括全部准确值和最末一位欠准值(有±1个单位的误差)。

ﻫt分布:指少量测量数据平均值的概率误差分布。

可采用t分布对有限测量数据进行统计处理。

ﻫ置信水平与显著性水平: 指在某一t值时,测定值x落在μ±tS范围内的概率,称为置信水平(也称置信度或置信概率),用P表示;测定值x落在μ±tS范围之外的概率(1-P),称为显著性水平,用α表示。

置信区间与置信限:系指在一定的置信水平时,以测定结果x为中心,包括总体平均值μ在内的可信范围,即μ=x±uσ,式中uσ为置信限。

分为双侧置信区间与单侧置信区间。

ﻫ显著性检验:用于判断某一分析方法或操作过程中是否存在较大的系统误差和偶然误差的检验。

包括t检验和F检验。

ﻫ2.重点和难点ﻫ(1)准确度与精密度的概念及相互关系准确度与精密度具有不同的概念,当有真值(或标准值)作比较时,它们从不同侧面反映了分析结果的可靠性。

准确度表示测量结果的正确性,精密度表示测量结果的重复性或重现性。

虽然精密度是保证准确度的先决条件,但高的精密度不一定能保证高的准确度,因为可能存在系统误差。

只有在消除或校正了系统误差的前提下,精密度高的分析结果才是可取的,因为它最接近于真值(或标准值),在这种情况下,用于衡量精密度的偏差也反映了测量结果的准确程度。

分析化学公式和计算知识讲解

分析化学公式和计算知识讲解

<<<<<<精品资料》》》》》1、准确度:指测量值与真值之间相互接近的程度,用“误差”来表示。

(1)、绝对误差:测量值x 与真值µ的差值,δ=x -µ(2)、相对误差:指绝对误差在真值中所占的比值,以百分率表示:%100%⨯=μδ%2、精密度:指对同一样品多次平行测量所得结果相互吻合的程度,用“偏差”来表示。

(1)、绝对偏差:d=x i -x(x i 表示单次测量值,x 表示多次测量结果的算术平均值)平均偏差:d =n d d d d n ++++......321=nx x ni i ∑=-1(2)、相对偏差:xd ×100%相对平均偏差:xd ×100%3、标准偏差:样本标准偏差S=1)(21--∑=n x xni i相对标准偏差(RSD)%=xs×100%例:测定铁矿石中铁的质量分数(以%表示),5次结果分别为:67.48%,67.37%,67.47%,67.43%和67.40%。

计算:⑴平均偏差⑵相对平均偏差⑶标准偏差⑷相对标准偏差⑸极差 解:套以上公式4、平均值的精密度:用平均值的标准偏差来表示ns s x x=平均值的置信区间:nts x ±=μ 5、异常值的取舍:Q 检验:Q=最小最大紧邻可疑x x x x --G 检验:sx x Gq -=6、t 检验和F 检验⑴题目提供的数据与具体数值μ(权威数据)比较,t 检验:t=n sx μ-,如计算出来的值小于查表值,说明无显著性差异。

⑵题目提供两组数据比较,问两组数据是否有显著性差异时,F 检验+t 检验:F 检验:判断精密度是否存在显著性差异。

F=2221s s (1s 是大方差,2s 是小方差,即1s 〉2s ),计算值小于,说明两组数据的精密度不存在显著性差异,反之就有。

两组数据F 检验无显著性差异后,进行两个样本平均 值的比较:212121n n n n s x x tR+∙-=,)1()1()1()1(21222121-+--+-=n n n s n s s R ,如果计算出来值小于查表值,表示两测量平均值之间无显著性差异。

分析化学公式和计算

分析化学公式和计算

分析化学公式和计算文件编码(TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089)1、准确度:指测量值与真值之间相互接近的程度,用“误差”来表示。

(1)、绝对误差:测量值x 与真值μ的差值,δ=x -μ(2)、相对误差:指绝对误差在真值中所占的比值,以百分率表示:%100%⨯=μδ%2、精密度:指对同一样品多次平行测量所得结果相互吻合的程度,用“偏差”来表示。

(1)、绝对偏差:d=x i -x(x i 表示单次测量值,x 表示多次测量结果的算术平均值)平均偏差:d =nd d d d n++++......321=nxxni i∑=-1(2)、相对偏差:xd ×100%相对平均偏差:xd×100%3、标准偏差:样本标准偏差S=1)(21--∑=n x xni i相对标准偏差(RSD)%=xs ×100%例:测定铁矿石中铁的质量分数(以%表示),5次结果分别为:%,%,%,%和%。

计算:⑴平均偏差⑵相对平均偏差⑶标准偏差⑷相对标准偏差⑸极差解:套以上公式4、平均值的精密度:用平均值的标准偏差来表示ns s x x=平均值的置信区间:nts x ±=μ 5、异常值的取舍:Q 检验:Q=最小最大紧邻可疑x x x x--G 检验:sx x G q -=6、t 检验和F 检验⑴题目提供的数据与具体数值μ(权威数据)比较,t 检验: t=n sx μ-,如计算出来的值小于查表值,说明无显着性差异。

⑵题目提供两组数据比较,问两组数据是否有显着性差异时,F 检验+t 检验: F 检验:判断精密度是否存在显着性差异。

F=2221ss (1s 是大方差,2s 是小方差,即1s 〉2s ),计算值小于,说明两组数据的精密度不存在显着性差异,反之就有。

两组数据F 检验无显着性差异后,进行两个样本平均值的比较:212121n n n n s x x t R+•-=,)1()1()1()1(21222121-+--+-=n n n s n s s R ,如果计算出来值小于查表值,表示两测量平均值之间无显着性差异。

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一、分类1、分析化学按照分析原理的不同:化学分析方法(依赖化学反应进行分析的分析方法)重量分析法、滴定分析法仪器分析方法(除化学分析法外的一些分析方法,以物质的物理和物理化学性质为基础,测定时往往需要借助于一些比较特殊的仪器设备,习惯上把这类分析方法称为仪器分析法)光学分析法、电化学分析法、色谱分析法2、按照分析对象不同,分析化学可分为无机分析和有机分析;按照分析时所取的试样量的不同或被测组分在试样中的含量的不同,分析化学又可分为常量分析、半微量分析、微量分析、痕量分析等。

二、分析过程及分析结果的表示1 分析的一般过程1.取样(sampling)合理的取样是分析结果是否准确可靠的基础。

2.预处理(pertreatmnt)预处理包括试样的分解和预分离富集。

定量分析一般采用湿法分析,即将试样分解后制成溶液,然后进行测定。

正确的分解方法应使试样分解完全;分解过程中待测组分不应损失;应尽量避免引入干扰组分。

分解试样的方法很多,主要有溶解法和熔融法,操作时可根据试样的性质和分析的要求选用适当的分解方法。

在定量分析中,当试样组成比较简单时,将它处理成溶液后,便可直接进行测定。

但在实际工作中,常遇到组成比较复杂的试样,测定时各组分之间往往发生相互干扰,这不仅影响分析结果的准确性,有时甚至无法进行测定。

因此,必须选择适当的方法来消除其干扰。

控制分析条件或采用适当的掩蔽剂是消除干扰简单而有效的方法,但并非任何干扰都能消除。

在许多情况下,需要选用适当的分离方法使待测组分与其他干扰组分分离。

有时,试样中待测组分含量极微,而测定方法的灵敏度不够,这时必须先将待测组分进行富集,然后进行测定。

在分析化学中,常用的分离(separation)和富集(preconcentration)方法有沉淀分离、液-液萃取分离、离子交换分离、色谱分离、蒸馏和挥发分离、超滤、浮选吸附等。

如何选用分离方法?有一定的经验性和灵活性。

要在工作经验积累和宽厚的知识基础上,综合考虑以下因素:①测定的目的是定性还是定量?是成分分析还是结构分析?是全分析还是主成分分析?②样品的数量、来源难易及某些组分的大致含量。

大批样品中痕量成分的分离,首先要进行萃取、吸附等富集方法,再行分离。

③分离后得到产品的数量、纯化是否满足测定的需要。

④分离对象和性质,是亲水还是疏水?是离子型还是非离子型?挥发性和热稳定性如何?对亲水的和极性大的离子型化合物,一般可选择萃取分离、离子交换、电泳以及薄层色谱等。

对于复杂体系,色谱方法当是首选。

对挥发性、热稳定性好的,可选择蒸馏或气相色谱法。

沉淀分离法(precipitation)是利用沉淀反应进行分离的方法。

在试液中加入适当的沉淀剂,使待测组分沉淀出来,或将干扰组分沉淀除去,从而达到分离的目的。

沉淀分离法的主要依据是溶度积原理。

液-液萃取(liquid-liquid extraction)分离法又称溶剂萃取(solvent extraction)分离法,是应用广泛的分离方法之一。

这种方法是利用与水不相溶的有机溶剂,与试液一起振荡,放置分层,这时,一些组分进入有机相,另一些组分仍留在水相中,从而达到分离富集的目的。

3.测定(determination)4.分析结果的处理与表达2 分析结果表示通常情况下,为方便比对质量分数常以百分数的形式表示。

对于液体试样,除了可以用质量分数表示以外,还可以用“体积分数”、“质量体积分数”、“质量浓度”等形式表示,也可以直接用物质的量的浓度(简称浓度)c B表示。

对于气体试样中的常量和微量组分,通常以“质量分数”和“质量浓度”表示。

三、滴定分析法概论1 滴定分析基本概念滴定分析法(titration analysis)也称容量分析法(volumetric analysis),是最常用的定量化学分析法。

在滴定分析时,一般先将试样配成溶液并置于一定的容器中(通常为锥形瓶),用一种已知准确浓度的溶液即标准溶液(也称滴定剂)通过滴定管逐滴地滴加到被测物质的溶液中,直至所加溶液物质的量与被测物质的量按化学计量关系恰好反应完全,然后根据所加标准溶液的浓度和所消耗的体积,计算出被测物质含量。

通过滴定管滴加滴定剂的操作过程称为滴定(titration)。

所加标准溶液与被测物质恰好完全反应的这一点称为化学计量点(stoichiometric point, sp)。

在滴定分析中,化学计量点时往往没有什么明显的外部特征,因此,一般是通过加入指示剂,利用指示剂(indicator)的颜色变化来判断,指示剂颜色突变时停止滴定,因此,这一点称为滴定终点(end point of the titration, ep)。

滴定终点与化学计量点不一定恰好一致,往往存在一定的差别,这一差别称为滴定误差(titration error)或称终点误差。

2 溶液浓度表示方法最常见的有物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数和质量分数等。

1. B 的物质的量浓度B 的物质的量浓度是指B 物质的量除以混合物(溶液)的体积。

在不可能混淆时,可简称为浓度。

用符号c B 表示,即Vn c B B = (2-1) 式中,n B 为物质B 的物质的量,SI 单位为摩尔(mol )。

V 为混合物的体积,SI 单位为m 3。

体积常用的非SI 单位为升(L ),故浓度的常用单位为mol·L -1。

根据SI 规定,使用物质的量的单位“mol”时,要指明物质的基本单元。

由于而物质的量浓度的单位是由基本单位mol 推导得到的,所以在使用物质的量浓度时也必须注明物质的基本单元。

基本单元是指分子、原子、离子、电子等粒子的特定组合,常根据需要进行确定。

氧化还原反应常根据电子转移数确定基本单元。

如KMnO 4在酸性介质下还原为Mn 2+,采用1/5KMnO 4作为基本单元计算更为方便。

同一KMnO 4溶液以KMnO 4为基本单元时浓度为0.10mol·L -1时,其以1/5KMnO 4为基本单元时浓度为0.50mol·L -1。

而c (KMnO 4)=0.10mol·L -1 与c (1/5KMnO 4)=0.10mol·L -1的两个溶液,它们浓度数值虽然相同,但是,它们所表示1L 溶液中所含KMnO 4的质量是不同的,分别为15.8克与3.16克。

2. 溶质B 的质量摩尔浓度溶液中溶质B 的物质的量除以溶剂的质量,称为溶质B 的质量摩尔浓度。

其数学表达式为:AB B m n b = (2-2) 式中,b B 为溶质B 的质量摩尔浓度,其SI 单位为mol·kg -1n B 是溶质B 的物质的量,SI 单位为mol ,m A 是溶剂的质量,SI 单位为kg 。

由于物质的质量不受温度的影响,所以溶液的质量摩尔浓度是一个与温度无关的物理量。

3. B 的物质的量分数B 的物质的量与混合物的物质的量之比,称为B 的物质的量分数,又称摩尔分数(mole fraction),其数学表达式为:nn B B =χ (2-3) 式中, n B 为B 的物质的量,SI 单位为mol ;n 为混合物总的物质的量,SI 单位为mol ;所以B χ的SI 单位为1①。

B 的物质的量分数的量纲为“1”。

对于一个两组分的溶液系统来说,溶质的物质的量分数与溶剂的量分数分别为:① 以前称为无量纲,现在把它们的SI 单位规定为“1”。

B A B B n n n +=χ ; BA A A n n n +=χ 所以 1B A =+χχ若将这个关系推广到任何一个多组分系统中,则1=∑i χ4. B 的质量分数组分B 的质量分数w B 1定义是:组分B 的质量与混合物的质量之比,其数学表达为:w B =S Bm m (2-4)式中,m B 为B 的质量, m S 为化合物的质量。

w B 为B 的质量分数,质量分数的量纲为“1”。

例2-1 求ω(NaCl)=5%的NaCl 水溶液(生理盐水)中溶质和溶剂的摩尔分数。

解:根据题意,100g 溶液中含有NaCl 5g ,水95g即m (NaCl)=5g ,而m (H 2O)=95g ,因此mol 28.5mol 18.0g g 95O)H (O)H (O)(H mol 086.0mol g 58g 5NaCl)(NaCl)(NaCl)(1-2221-=⋅===⋅==M m n M m n 所以,016.05.28)mol (0.086mol 086.0)(H (NaCl)NaCl)(NaCl)(2=+=+=O n n n χ 984.05.28)mol(0.086mol 28.5)(H (NaCl)O)H (O)H (222=+=+=O n n n χ5.几种溶液浓度之间的关系a.物质的量浓度与质量分数如果已知溶液的密度ρ,同时已知溶液中溶质B 的质量分数B ω,则该溶液的浓度可表示为:BB B B B B B B B B /M m M m m M m V M m V n c ρωρρ===== (2-5) 式中,M B 为溶质B 的摩尔质量。

b .物质的量浓度与质量摩尔浓度如果已知溶液的密度ρ和溶液的质量m ,则有mn m n V n c ρρB B B B === 若该系统是—个两组分系统,且B 组分的含量较少,则m 近似等于溶剂的质量m A ,上式可近似成为:1 根据法定计量单位的有关规定,质量分数的单位为1,也可以百分数给出,但不再用百分含量一词。

ρρρB A B B B b m n m n c === (2-6) 若该溶液是稀的水溶液,则: B B b c ≈ (2-7)例2-2 已知浓硝酸的密度ρ=1.42g·mL -1,含硝酸为70%,求其浓度。

如何配制c (HNO 3)=0.20mol·L -1的硫酸溶液500mL?解:根据式(1-5), 则有:1-1--1-1333L mol 8.1563.01g.mol L mL 1000mL g 70.042.1)HNO ()HNO ()HNO (⋅=⋅⨯⋅⨯=⨯=M c ρω 根据 cC (A)•V (B)= c (A)•V ’(B)则有 6.3m L L 0063.015.8m ol.L L 500.0L m ol 20.0)SO H (1--142==⨯⋅=V 所以需量取6.3mL 浓硝酸,然后稀释至500mL 。

浓硝酸以及蒸馏水均用量筒量取。

6.标准溶液浓度的表示方法• 物质的量的浓度 这是最常用的表示方法,单位mol·L -1,这也是我国法定的浓度单位。

• 滴定度 在生产单位的例行分析中,为了简化计算,通常用滴定度表示标准溶液的浓度。

滴定度(T )是指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量,常用T 待测物/滴定剂表示,单位为g ⋅mL -1。

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