第七章定量分析概论_无机与分析化学
分析化学：第七章 定量分析概论
➢ 固体——质量分数
wB
mB mS
例：Fe = 0.5643 或 Fe = 56.43 %
低含量：g / g , ng / g
➢ 气体——体积百分数
空气中的成分 氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占
0.94%，二氧化碳占0.03%，其他占0.03%
13
➢ 液体
物质的量浓度 (cB) mol / dm3
➢ Quatitative or quantitative? ➢ How much object (sample) ? ➢ Matrix of composition? ➢ Single or multi-component? ➢ Time available? ➢ Sample supply repeatedly? ➢ Destruction or non-destruction? ➢ Look for a continuous system? ➢
0.01～ 1ml
超微量分析 ＜0.1mg ＜0.01ml
7.1.4 定量分析的基本步骤 1.问题提出
2.样品的采集
5.计算分 析结果
3.试样的分解
4.样品的测定
一、分析问题的确定
➢ Nature of sample ? Analyte? Ion? Molecules? Function group?
(1)定性分析 鉴定物质有哪些粒子组成；即“有什么？”
(2)定量分析 测定物质中有关组份的相对含量；“有多少”
(3)结构分析 研究物质组成中各成份元素的价态、官能团和结构。 主要测定物质的分子结构和晶体结构。
7.1.3 分析方法的分类
2. 根据对象不同：
有机分析；无机分析。
3. 根据分析原理的不同：
上海交通大学无机与分析化学第七章教学
（2）关于有效数字中的“0”
作为普通数字用，则是有效数字
作为定位作用，则不是有效数字
1.0005 25000
五位有效数字
0.5000 31.50％
四位有效数字
0.0540 1.86×10－5
三位有效数字
0.0054 0.40% 2.5×104 二位有效数字
0.5 0.002% 1
一位有效数字
（3）在分析化学中，经常用到分数情况，如0.059/n中的 n为整数，一般认为是无限多位有效数 字。
σ
n
xi μ 2
i1
n
7.6.3 有效数字及其应用 在科学实验中，为了得到准确测定结果，不仅要准确地测定各种数据，而且还要正确地记录和计算。
分析结果的数值不仅表示试样中被测成分含量的多少，而且还反映了测定的准确程度。所以，记 录数据和计算结果应保留几位数字是很重要的。 如：取样重0.4538g，测组分A含量0.1374g， A％＝
基准物质：用直接法配制标准溶液的物质。 它必须符合以下要求： 物质的组成与化学式相符合； 试剂的纯度高；（≥99. 9％） 试剂稳定； 具有较大的分子量或式量。
二、间接法（标定法） 间接法：一般物质 ，台秤，量筒，标定 采用适当的方法先配制成接近所需浓度，再 用另一种基准物质（或另一种物质的标准溶 液）精确测定它的准确浓度。这一过程叫做 标定，又称标定法，其中的基准物质称标定 剂。
上海交通大学无机与分析化学第七 章教学
7.1 定量分析概论
7.1.1 分析方法的分类
根据分析任务的不同： （1）定性分析 鉴定物质有那些粒子组成；即解决“有什么？” （2）定量分析 测定物质中有关组份的相对含量；即解决“有多少？” （3）结构分析 研究物质组成中各成份元素的价态、官能团和结构。主要测 定物质的分子结构和晶体结构。
第七章定量分析概论_无机与分析化学
评
3、温度低、腐蚀小，操作方便
7.1.5 定量分析的基本步骤 1.问题提出
2.样品的采集
5.计算分 析结果
3.试样的分解
4.样品的测定
一、分析问题的确定
➢ Nature of sample ? Analyte? Ion? Molecules? Function group?
➢ Quatitative or quantitative? ➢ How much object (sample) ? ➢ Matrix of composition? ➢ Single or multi-component? ➢ Time available? ➢ Sample supply repeatedly? ➢ Destruction or non-destruction? ➢ Look for a continuous system? ➢
分析化学部分(70%理论+30%实验)
理论成绩评定：平时 20%（作业和考勤）+期末 80% 实验成绩评定：预习+操作+卫生+结果及报告
3
理 论 课 教 学 安 排 （28 学时）
第七章 定量分析概论（8学时） 第八章 酸碱平衡与酸碱滴定法（8 学时） 第九章 沉淀平衡和沉淀滴定法（6 学时） 第十章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法（6学时）
15
(三)、分析化学是人民健康的技术保障
食品安全 医药卫生 环境保护
16
“食”面埋伏
17
医药卫生
医院里常需对病人进行 血的化验，全国各地都 有药检分析杂志。
制备中成药前需测量中 药中有效成分的含量及 配比。
药品安全检测
18
环境保护：
大学化学无机及分析化学 定量分析基础PPT课件
分散——测量时误差的不可避免，
集中——大误差少而小误差多
¤标准正态分布曲线是以总体平均值μ为
2000.9.8.
原点，标准偏差σ为横 无机及分析 第三章 座标单位的曲线。
32
第32页/共96页
• 由图可得：
¤x = （即误差为零）时Y值最大。 说明大多数测量值集中在算术平 均值附近，或曰算术平均值是最 可信赖值。
个人误差 又称主观误差，是由于分析人
员的主观原因。(如个人对颜色的敏感程度不
同，在辨别滴定终点的颜色或偏深或偏浅）
2000.9.8.
无机及分析 第三章
30
第30页/共96页
2. 随机误差:——由测量过程中一系列有关因 素的微小的随机波动而引起的误差，具有 统计规律性，可用统计的方法进行处理。 多次测量时正负误差可能相互抵消。无法 严格控制，仅可尽量减少。
绝对误差分别为
E=1.6380 1.6381 = 0.0001(g) E=0.1637 0.1638 = 0.0001(g)
相对误差分别为
Er
0.0001100% 1.6381
0.006%
0.0001 Er 0.1638 100% 0.06%
2000.9.8.
无机及分析 第三章
25
第25页/共96页
¤ X值趋于＋或—（即 x与 差 很大）时，曲线以Ｘ轴为渐近线， 说明小误差出现的概率大而大误 差出现的概率小。
¤曲线以x = 的直线呈轴对称分 布，即正、负误差出现概率相等。
• 1)真值（XT）——某一物理量本身具 有的客观存在的真实数值。（除理论 真值、计量学约定真值和相对真值外 通常未知）
•
2) 均
平 值
均
无机与分析化学
无机与分析化学引言无机与分析化学是化学领域的两个重要分支。
无机化学研究无机物质的性质、结构、组成以及它们在自然界中的存在形式和变化规律。
而分析化学则是研究化学分析方法和技术，用于确定物质的性质、组成和含量等。
无机与分析化学的研究和应用对于工业生产、环境保护、医学诊断等方面都具有重要意义。
无机化学定义和研究内容无机化学是研究无机物质的性质、结构、组成及其反应特性的科学。
无机化学所研究的物质包括无机化合物、无机元素及其物理、化学性质等。
无机化学主要有几个研究方向，如无机合成、无机固体化学、无机结构化学、无机反应机理等。
无机化学的应用无机化学在许多领域都有着重要的应用。
例如，在材料科学领域，无机化合物可以用于合成新材料，如钢铁、陶瓷、玻璃等；在能源领域，无机化学可以研究并改进电池和储能材料的性能；在化妆品领域，无机化学可以用于合成化妆品原料等。
分析化学定义和研究内容分析化学是研究化学分析方法和技术，用于确定物质的性质、组成和含量等的科学。
分析化学的研究内容包括定性分析和定量分析。
定性分析主要是通过分析物质的特征性质进行判断，而定量分析则是通过量化方法测定物质的含量。
分析化学的应用分析化学在现代科学和工业生产中起着至关重要的作用。
例如，在食品安全领域，分析化学可以用于检测食品中的有害物质和添加剂，保障食品质量；在环境保护领域，分析化学可以用于监测大气、水体和土壤中的污染物；在医学诊断领域，分析化学可以用于检测体内的生化指标，帮助医生做出诊断。
无机与分析化学的关系无机化学和分析化学有着紧密的联系。
无机化学为分析化学提供了基础的无机物质性质和反应机理等知识，并且无机化合物常常作为分析化学方法的研究对象。
同时，分析化学也为无机化学研究提供了可靠的手段，如分析化学方法可以用于研究无机化合物的组成和结构。
结论无机与分析化学是化学领域中两个重要的分支。
无机化学研究无机物质的性质、结构和组成，而分析化学则研究化学分析方法和技术，用于确定物质的性质、组成和含量等。
无机及分析化学教学大纲
无机及分析化学教学大纲一、适用范围本教学大纲适用于大学本科应用化学、材料化学、高分子化学、化学工程与工艺专业。
二、课程性质、地位及作用《无机及分析化学》课程是高等学校化工类各专业的第一门必修基础课，是为实现教学内容整合和结构优化而设置的一门新课程，是课程体系改革的产物，集无机化学、分析化学两大基础课之优势和特点于一身。
通过本课程的学习，要求学生不仅掌握无机与分析化学的基本原理，掌握四大平衡及四大滴定分析方法和实际应用，熟悉仪器分析测试的基本原理和适用范围，了解元素化学的性质与应用，并且能熟练运用基本原理，结合相关知识解决实际问题，正确理解和掌握基本的化学分析方法，养成良好的实验习惯和严谨求实的科学作风，培养学生分析问题与解决问题的能力，达到培养学生的综合素质与创新能力的目标。
三、教学基本要求1. 1.通过本课程的学习，培养学生对物质世界的辩证唯物主义观点，使学生了解无机与分析化学学科在国家现代化建设中的作用。
了解化学发展简史，化学学科的分支及特点，以及本课程与相关学科的衔接与联系。
2. 2.通过化学反应热力学和动力学的学习，了解热力学能（内能）、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念和相关计算，会用自由能变ΔG来判断化学反应的方向及温度对ΔG的影响；正确理解平衡常数的意义及表示方法，掌握Gibbs自由能变与平衡常数的关系和有关计算；利用Van’t Hoff等温式判断任意给定条件下化学反应的方向；运用平衡移动原理说明温度、浓度压力对化学平衡移动的影响；了解化学反应速率的概念及其实验测定方法；掌握质量作用定律、化学反应的速率方程和阿累尼乌斯经验式，并能用活化分子、活化能等概念解释外界因素对反应速率的影响；通过原子结构、化学键与分子结构的学习，要求学生掌握原子的电子层填充规律及其与元素周期律的关系，元素若干性质（原子半径、电离能、电子亲和能和电负性）与原子结构的关系，能用轨道杂化理论来解释一般分子的构型，用价层电子对互斥理论来预言一般主族元素化合物的分子构型；了解离子极化和分子间作用力的概念；能够依据化合物的结构和成键类型，初步判断相应化合物的物理和化学性质。
无机与分析化学
无机与分析化学无机与分析化学无机与分析化学是化学中两个非常重要的分支领域。
无机化学是研究元素、化合物及其反应的科学，而分析化学则是研究物质的成分和数量的科学。
无机化学是研究元素、化合物及其反应的科学。
元素是构成化合物的基本成分，在化学中占据非常重要的地位。
元素包括金属和非金属，例如氢、氧、碳、氮、铁、锌、铜等。
元素之间可以形成化合物，化合物又可以分类为无机和有机化合物。
无机化合物中包含无机酸、碱、盐以及氧化物等，这些物质在生活和工业中有着广泛的应用。
无机化学的研究内容包括无机物的结构、化学性质、反应动力学等方面。
对于无机物的结构，无机化学通过实验测定和理论推导来研究。
例如，X射线晶体学可以用于测定晶体的结构，从而揭示无机物的分子构成和空间结构。
无机化学还研究了无机物的化学性质，例如碳酸盐的水解性、金属离子的氧化还原性等。
此外，无机化学家还研究无机物质间的反应动力学，例如反应速率和反应机理等。
分析化学则是研究物质的成分和数量的科学。
分析化学主要分为定量分析和定性分析两种类型。
定量分析是通过化学方法测量物质中某种物质的数量，例如滴定法、重量法、光谱法等。
定性分析则是判断某种物质在样品中的存在与否，例如荧光分析、红外光谱分析、核磁共振等方法。
这些方法可以用于分析多种在生活和工业中广泛存在的物质，例如食品、水、空气等。
分析化学的研究领域包括环境分析、生物分析、食品分析等。
环境分析研究污染物的来源、传递途径以及对环境和人类健康的影响。
生物分析则是研究生物组织及其代谢产物的含量和结构，例如DNA序列分析、荷尔蒙含量测定等。
食品分析则是通过化学分析方法检测食品中的成分和添加物，例如检测食品中的营养成分、重金属、农药等。
无机与分析化学在许多领域中都起着非常重要的作用。
在许多现代工业中，硅酸盐、碳酸盐、氧化物等无机物有着广泛的应用。
同时，在生活和食品领域，定量和定性分析方法也被广泛使用。
因此，无机与分析化学这两个领域的研究对于生产和生活都有着极其重要的贡献。
无机及分析化学教案 第7章 滴定分析法
§7-1 概述一、教学目的：二、教学过程：[课题引出] 1、何谓滴定分析法？待滴定进行到化学反应按计量关系完全作用为止，然后根据所用标准溶液的浓度和体积计算出待测物质的含量的分析方法就称为滴定分析法。
2、滴定分析法的优点滴定分析法一般相对误差可小于0.2%，具有操作简便，分析速度快，测定准确度较高的特点。
[板] 一、滴定分析基本概念和滴定的基本条件（一）基本概念1．化学计量点(英文缩写为sp)：当化学反应按计量关系完全作用，即加入的标准溶液与待测定组分定量反应完全时，称反应达到了化学计量点。
2．滴定终点(英文缩写为ep)：加入某种试剂，使其在计量点前后发生明显的颜色变化以便停止滴定，这个点被称为滴定终点。
3．非水滴定法：当被测物质因在水中的溶解度小或其他原因不能以水为溶剂时，采用水以外的溶剂为滴定介质，称为非水滴定法。
（二）滴定的基本条件凡适用于滴定分析的化学反应必须具备以下三个条件：(1)反应必须定量完成，即待测物质与标准溶液之间的反应要严格按一定的化学计量关系进行，反应的定量完全程度要达到99.9％以上。
(2)反应必须迅速完成。
对于速率较慢的反应可采取加热、使用催化剂等措施提高反应速率。
(3)必须有适宜的指示剂或其他简便可靠的方法确定终点。
[引深]常用的滴定分析法可分为酸碱滴定法、沉淀滴定法、络合滴定法和氧化还原滴定法等。
[板]二、滴定方式直接滴定法：直接用标准溶液滴定被测物质称为直接滴定法。
如用盐酸标准溶液滴定氢氧化钠试样溶液。
返滴定法：当反应速率较慢或者反应物是固体时，滴定剂加入样品后反应无法在瞬时定量完成，此时可先加入一定量过量的标准溶液，待反应定量完成后用另外一种标准溶液作为滴定剂滴定剩余的标准溶液。
如对固体碳酸钙的测定可先加入一定量的过量盐酸标准溶液至试样中，加热使样品完全溶解，冷却后再用氢氧化钠标准溶液返滴定剩余的盐酸。
置换滴定法：对于不按确定化学计量关系反应(如伴有副反应)的物质有时可通过其它化学反应间接进行滴定，即加入适当试剂与待测物质反应，使其被定量地置换成另外一种可直接滴定的物质，再用标准溶液滴定此生成物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
用相对误差来表示各种情况下测定结果的准确 度更确切
2. 偏差与精密度
精密度 Accuracy
精密度表示平行测定的结果互相靠近的程度（离
散程度），一般用偏差表示
精密度与偏差的关系
偏差越小，精密度越高。
偏差（deviation) :
指个别测定结果与几次测定结果的平均值之差。 偏差的表示有（p 221） 绝对偏差、相对偏差 平均偏差、相对平均偏差 标准偏差、相对标准偏差
分析化学 Analytical Chemistry
华南师范大学化学与环境学院 分析化学研究所 曹玉娟 Tel. 13826088548 E-mail:caoyj@
非化学专业的学生为什么要学这门课?
上游学科 数学 中游学科 化学 物理
生物
下游学科 医学 材料
环境
课程介绍
无机与分析化学： 理论 60 学时，实验 30 学时 分析化学部分(70%理论+30%实验)
药品安全检测
18
环境保护：
环境监测(大气、水、土壤分析
等）
测定空气中污染物如NO2, SO2,
CO等含量，这两者不仅对人体呼
吸道有影响，而且造成酸雨。烟 镉会引起肾功能衰退，吸入过多 会头痛，头晕，呕吐，胸痛，死 亡。
19
室内污染
20
(四)、分析化学在生物中任务
提供生物活性物质的组成、含量、结构、形态等 方面的信息；
准确度
灵敏度 选择性 适用范围
消耗品
分析方法
27
五、计算分析结果
m S、
测量数据I
化学计量关系
mB
例：铁矿石中全铁含量的测定
1．准确称取0.5000 g铁矿石粉末，经浓盐酸溶解后，定量转移至 200 cm3
容量瓶中定容得到待测溶液。 2．准确称取0.2942 g K2Cr2O7 ，溶解后，定量转移至 200 cm3容量瓶中定容 得到标准溶液。 3．移取20.00 cm3铁待测液，经定量还原后，用K2Cr2O7 滴定至终点，消耗 K2Cr2O7 的体积为25.00 cm3 ，求铁矿石中的铁含量？
偶然误差-----精密度
例：A、B、C、D 四个分析工作者对同一铁标样（WFe= 37.40%) 中的铁含量进行测量，得结果如图示，比较其准确 度与精密度。
D
C
B A
36.00
测量点
36.50
37.00
平均值
37.50
真值
38.00
由于有了误差导致测量值和真值之间，存在差距。那该如 何评价测量得到数据的好坏呢？
3. 根据分析原理的不同：
化学分析（经典分析）； 仪器分析。
7.1.3 分析方法的分类
4. 根据试样用量：
方法 常量分析 试样质量 ＞0.1 g 试液体积 ＞10 cm3
常量分析、半微量分析
和微量分析。
半微量分析 0.01～0.1 g 1～10 cm3
5. 根据待测组分含量高低：
常量组分分析(>1%)、
具体计算公式在后面给出
理论成绩评定：平时 20%（作业和考勤）+期末 80%
实验成绩评定：预习+操作+卫生+结果及报告
3
理 论 课 教 学 安 排 （28 学时）
第七章 定量分析概论（8学时）
第八章 酸碱平衡与酸碱滴定法（8 学时） 第九章 沉淀平衡和沉淀滴定法（6 学时）
第十章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法（6学时）
(一)、农业：
土壤 农药 化肥
14
(二)、工业生产：
质检（产品、原材料）
15
(三)、分析化学是人民健康的技术保障
食品安全 医药卫生 环境保护
16
“食”面埋伏
17
医药卫生
医院里常需对病人进行
血的化验，全国各地都
有药检分析杂志。
制备中成药前需测量中
药中有效成分的含量及 配比。
7.2.3 误差的表征
1. 准确度与误差
准确度表示测定值（x）与真实值（）的接近程度。
误差的大小是衡量准确度高低的尺度，
绝对误差
绝对误差＝x－
误差
相对误差
相对误差＝
真实值 (True value)
某一物理量本身具有的客观存在的真实值。
真值是未知的、客观存在的量。在特定情况下认为
是已知的：
1、理论真值（如化合物的理论组成）(如，NaCl中Cl的 含量）
2、计量学约定真值（如国际计量大会确定的长度、质量、 物质的量单位等等） 3、相对真值（如高一级精度的测量值相对于低一级精度 的测量值）（例如，标准样品的标准值）
相对误差表示的是误差在测定结果中所占的百分率。
举例：两物称重 x1＝2.1750g x2＝0.2175g 真实重量 1＝2.1751g 绝对误差 －0.0001g 相对误差 －0.005％ 2＝0.2176g －0.0001g －0.05％
29
（二）待测组分含量的表示方法
固体——质量分数
mB wB mS
Fe = 56.43 %
例：Fe = 0.5643 或
低含量：g / g , ng / g 气体——体积百分数
空气中的成分 氮气占78%，氧气占21%，稀有气体占
0.94%，二氧化碳占0.03%，其他占0.03%
30
（2） 偶然误差的减免 偶然误差的分布规律
25.0 20.0
平均值
15.0
y
10.0 5.0 0.0
15.80 15.90 16.00 16.10 16.20
1、小误差出现的概率大，大 误差出现的概率小；特别大 的误差出现的概率极小。 2、正误差出现的概率与负误 差出现的概率相等。
x
结论：增加平行测量次数可有效减小随机误差。
分 析 方 案
23
二、分析试样的采集 分析试样的采集: 从大批物料中采取少量样本作为 分析原始试样。 如:测定人体的血糖、血脂 试样的采集原则——代表性
根据具体测定需要和样品的性质采用一定的方法进行采样： 样品均匀（水体、大气）: 按照样品含量的分布特点， 布点采样。 样品不均匀（矿石）:采集多份样品—粉碎—过筛—混匀
1. 根据分析任务的不同：
(1)定性分析
鉴定物质有哪些粒子组成；即“有什么？”
(2)定量分析 测定物质中有关组份的相对含量；“有多少” (3)结构分析 研究物质组成中各成份元素的价态、官能团和结构。 主要测定物质的分子结构和晶体结构。
7.1.3 分析方法的分类
2. 根据对象不同：
有机分析；无机分析。
生命活性物质，既包括核酸、蛋白质等大分子， 又含有种类繁多的活性小分子和调控分子。
发展获取上述信息的方法以及复杂生物物质的分 离和纯化技术；
创制用于研究生命活性物质间相互作用的技术手 段。
21
7.1.5 定量分析的基本步骤
1.问题提出
2.样品的采集
5.计算分 析结果
3.试样的分解
4.样品的测定
24
三、试样的分解
湿法分析是先将试样分解制成溶液再进行分析， 定量分析化学属于湿法分析。 1. 要求：分解完全，不损失，不污染，与分析方法衔接。
2. 分解方法：
（1）溶解法：水溶、酸溶、碱溶 （2）熔融法：用固体碱或酸性物质高温熔融来分解试样
25
分 解 方 法 评 价
溶解法分解
优点： 1、易提纯 2、易除去（除磷酸、硫酸外）
4
如何学好分析化学课？
大学中的学习与中学有很大的区别。教学内 容多，时间短，老师不可能讲的那么详细。每 堂课的容量大，知识点多，如何来消化？
学习方法、态度的转变
5
如何学好分析化学课？
课前预习； 认真听课，作好笔记；
课后复习（善于总结），作好习题；
通过课外书加强对所学课程的理解。
参考书
Analytical Chemistry
（李克安等译：分析化学，北京大学出版社，2001）
D. Harvey: (McGraw Hill )
Modern Analytical Chemistry
梁文平，庄乾坤主编: 分析化学的明天，科学出版社，2003
荣庆新: 分析化学，中山大学出版社，1997
7
7.1 定量分析概述
7.1.1 何谓分析化学？
分析化学是人们获得物质化学组成、含量 和结构等信息的科学 7.1.2 分析化学的任务
确定物质的化学组成 测量各组成的含量 表征物质的化学结构、构象、形态、能态 表征物质组成、含量、结构、形态等的动力学特征
9
7.1.3 定量分析方法的分类
有意或无意的记录错误，计算错误，加错溶剂，
溅失溶液，甚至故意修改数据导致的错误。 过失 重做！
（2）系统误差 (systematic error)
定义：是由于测定过程中某些经常性的原因所造 成的误差，它对实验结果的影响比较恒定，会在
同一条件下的重复测定中重复出现。
特点：重复测定重复出现
具单向性（大小、正负一定 ） 误差大小基本不变,可消除（原因固定）
一、分析问题的确定
Nature of sample ? Analyte? Ion?
Molecules? Function group? Quatitative or quantitative? How much object (sample) ? Matrix of composition? Single or multi-component? Time available? Sample supply repeatedly? Destruction or non-destruction? Look for a continuous system?