分析化学概论
武汉大学分析化学课件 分析化学概论
实时分析
化学图象
过程分析
分离技术
传感器
联用技术
接口
定性
第一章 化学分析概论
重量法：分离 称重 重量法：分离---称重 沉淀法、 沉淀法、气化法和电解法等 滴定分析法：又称容量分析法 滴定分析法： 酸碱滴定法、 酸碱滴定法、络合滴定法 氧化还原滴定法、 氧化还原滴定法、沉淀滴定法 滴定方式： 滴定方式：
分析方法的分类
按试样用量及操作规模分：常量、半微量、微量和超微量分析 方法
常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
试样质量
>0.1g 0.01-0.1g 0.1-10mg <0.1mg
试液体积
>10 mL 1-10 mL 0.01-1 mL <0.01 mL
按待测成分含量分：常量分析(>1%), 微量分析(0.01-1%), 痕量分析(<0.01％)
V ★滴定管 量至 滴定管(量至 量至0.01mL):26.32mL(4), 3.97mL(3)
★容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 容量瓶 ★移液管:25.00mL(4); 移液管 量筒(量至 量至1mL或0.1mL):25mL(2), 4.0mL(2) 或 ☆ 量筒 量至
有效数字运算中的修约规则
对照实验：标准方法、标准样品、 对照实验：标准方法、标准样品、标准加入 空白实验 校准仪器 校正分析结果Biblioteka 1.2 有效数字及运算规则
有效数字： 有效数字：分析工作中实际能测得的数字 包括全部可靠数字及一位不确定数字在内 包括全部可靠数字及一位不确定数字在内 数字前0不计 数字后计入 : 0.02340 数字前 不计,数字后计入 不计 数字后的0含义不清楚时 含义不清楚时, 数字后的 含义不清楚时 最好用指数形式表示 : 1000 ( 1.0×103 ， × 1.00×103 ，1.000 ×103 ) × 自然数(如倍数关系、分数关系 和常数 和常数(如 自然数 如倍数关系、分数关系)和常数 如π)可看成有无限多位数 如倍数关系 数据的第一位数大于等于8的 可多计一位有效数字 可多计一位有效数字， 数据的第一位数大于等于 的,可多计一位有效数字，如 9.45×104, × 95.2%, 8.65 对数与指数的有效数字位数按尾数计， 对数与指数的有效数字位数按尾数计， 如 10-2.34 ; pH=11.02, 则[H+]=9.5×10-12 × 误差只需保留1～ 位 误差只需保留 ～2位
分析化学概论教学设计教案
分析化学概论教学设计教案一、教学目标1. 熟悉分析化学概论的基本概念、基本原理和基本方法。
2. 理解分析化学概论在化学分析领域的重要性和应用价值。
3. 培养学生的分析化学思维能力和实验操作技能。
4. 培养学生的科学研究能力和团队合作精神。
二、教学内容与方法1. 教学内容（1）分析化学概论的基本概念和发展历史。
（2）分析化学概论的基本原理和基本方法。
（3）分析化学概论在实际应用中的典型案例。
2. 教学方法（1）理论授课：采用讲授的方式介绍分析化学概论的基本概念、基本原理和基本方法。
（2）案例分析：通过实际案例分析，引导学生理解分析化学概论的应用价值。
（3）实验操作：设置相应的实验环节，让学生亲自进行实验操作，培养其实验技能。
（4）讨论互动：设置讨论环节，引导学生提出问题、交流思路，增进互动与合作。
三、教学步骤1. 第一步：导入与概述（15分钟）（1）提出问题：什么是分析化学概论？（2）简要介绍分析化学概论的概念和发展历史。
2. 第二步：理论授课（60分钟）（1）介绍分析化学概论的基本概念和基本原理。
（2）讲解分析化学概论的基本方法和实验技术。
3. 第三步：案例分析（30分钟）（1）选取一到两个分析化学概论在实际应用中的典型案例。
（2）分析案例中所使用的分析方法和技术，讨论其优缺点和适用范围。
4. 第四步：实验操作（60分钟）（1）设计一到两个与分析化学概论相关的实验。
（2）引导学生按照实验操作步骤进行实验操作，并记录实验结果。
5. 第五步：讨论互动（30分钟）（1）学生针对实验结果进行讨论与分析。
（2）引导学生提出问题并共同探讨解决思路。
6. 第六步：总结与评价（15分钟）（1）总结分析化学概论的基本内容和主要学习收获。
（2）评价学生在课堂讨论和实验操作中的表现。
四、教学反馈1. 课堂表现评价：包括学生的参与度、讨论质量、实验操作技能等。
2. 学习成绩评价：通过课后作业、实验报告和考试等方式进行综合评价。
分析化学-分析化学概论
H++A-
HA
pH=1.0
HA
H++A-
血浆
隔膜
胃
假设H+, A-等离子不能穿透隔膜, HA分子可 自由通过隔膜. 达平衡时, 隔膜两边的HA浓度 相等,但总药浓度不同.
阿司匹林是一种弱酸(即乙酰水杨酸), pKa= 3.5. 计算在血浆中总药剂量
([HA]+[A]) 对胃中总药剂量的比率.
23
[HA] = xHAc = xHAc
pH
31
三元酸H3A的摩尔分数（p50）
分母由4项组成:
M= [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3
x3 = [H3A]/c= [H+]3/M x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M
Ac- + H3O+ Ac- + H+
酸碱反应的实质是质子转移
5
H
H
O
+
252pm H 102pm
O
H
H H 1100
H
O
O
172pm
H
H
H9O+4 (H3O+ ⋅3H2O)水合质子 1pm = 10−12 m
6
H
O
-H
O
H
H
229pm
H
O
O
H
H 1pm = 10−12 m
H7O-4 (OH- ⋅ 3H2O)水合氢氧根
分析化学概论
定量分析：根据待测组分和所加的化学试 剂能发生有确定计量关系的化学反应，从而达 到测定该组分含量的目的。定量分析又可分为 重量分析法和滴定分析法，若根据反应产物的 重量来确定待测组分的含量称为重量分析法； 若根据所消耗滴定剂的浓度和体积来求算待测 组分的含量则称为滴定分析法。
二、置信区间与置信概率
在实际测定分析工作中，通常总是把有限次测定 数据的平均值作为分析结果报告出来，但测得的少量 数据得到的平均值总是带有一定的不确定性。为了评 价测定结果的可靠性，人们总是希望能够估计出实际 有限次测定的平均值与真实值的接近程度，而真实值 往往是不知道的，因而人们习惯报告出一个真实值可 能存在的范围（或区间）以及试样含量落在此范围内 的概率，以此来说明分析结果的可靠程度。上述结果 真实值可能存在的范围就叫置信区间；真实值落在此 范围内的概率就叫置信概率或置信度（p）。
另外，有效数字不因单位的改变而改变，如1.01mL可 写为1.01×10-3L。
2.有效数字的运算规则 ①在运算中， “四舍六入五成双”：
②加减运算：以参加运算的各数字中小数 点后位数最少的那个数字为依据，且先修约整 化再计算。
③乘除运算：以各数中有效数字位数最少的 数字为依据，先修约再计算。所得结果与修约 后的有效数字位数相同。
（2）仪器误差 由于所用仪器本身不够准确所引起的 误差。如硅码锈蚀、滴定管刻度不均匀等。
（3）试剂误差 由于所用试剂纯度不够、含有被测组 分所引起的误差。如蒸馏水不纯等。
（4）操作误差 指在正常分析测定过程中由于操作者 习惯或主观因素所造成的误差。如操作者视觉对色彩 的敏感程度或读数习惯不同等，均可造成这类误差。
②仪器分析法
化学分析概论
试样2： 绝对误差 = 0.1836 - 0.1835 = +0.0001 相对误差 = +0.0001/0.1835 ×100% = +0.05%
绝对误差相同时，相对误差可能不同!
第14页，幻灯片共611页4
➢ 精密度： 平行测定的结果互相靠近的程度
（用偏差表示）
绝对偏差 = X i - X 相对偏差 =(X i – X)/ X
固体试样质 > 0.1 ~
按样 量（g） 0.1 0.01
品用
量分
液体试样体 积（mL）
> 10
10 ~ 1
0.01~ 0.0001
0.01~1
< 0.01%
< 0.0001
< 0.01
第4页，幻灯片共61页4
➢ 根据分析原理划分：
✓ 化学分析
重量分析
容量分析（滴定分析法）
以物质的化学反应为基础的分析方法
第25页，幻灯片共621页5
✓ pH, pM, lgKӨ －－－有效数字的位数取决于小数部分（尾数）数字的位数，
整数部分只代表该数的方次
例：pH = 11.02, 两位有效数字，则 [H+] = 9.5×10-12
➢ 有效数字修约规则：
－－－四舍六入五留双
例：
要修约为四位有效数字时: 尾数 ≤ 4时舍, 0.52664 ------- 0.5266 尾数 ≥ 6时入, 0.36266 ------- 0.3627
✓ 重复测定重复出现
✓ 方法误差： 因方法本身而产生
✓ 试剂误差： 试剂不纯或蒸馏水中含微量杂质
原因 ✓ 仪器误差： 天平、砝码、滴定管、容量瓶等刻度不准 ✓ 操作误差： 操作人员的主观原因所造成的误差
分析化学-第1章 概论PPT
2、滴定剂与被滴物质的计量关系
（1）酸碱反应
anA bnB
nA:指滴定时消耗的酸的摩尔数，a为 酸碱反应中酸给出的氢离子个数。 nB:指滴定时消耗的碱的摩尔数，b为 酸碱反应中碱接受的氢离子个数。 例：HCl+Na2CO3→NaCl+CO2+H2O
TFe / K 2Cr2O7 0.005000 g mL1
意义为：用重铬酸钾滴定亚铁离子时，每消耗 1.00ml标准溶液，就被滴定了0.005000g铁离子
滴定度T与物质的量浓度C之间的转换关 系示例： 0.1000mol· -1 HCl标准溶液，转换为 L 1.00mL标液相当于被滴物的质量m=T （1）NaOH: TNaOH/HCl=0.004000 g/ml
nNaOH nHCl mNaOH 1.00 0.1000 39.997 1000
（2）Na2CO3: TNa2CO3/HCl=0.006300 g/ml
2nNa2CO3 nHCl
1.00 0.1000 105.99 1000 2mNa2CO3
滴定度的应用：已知标准溶液（滴定剂）的浓 度和消耗体积，就可以按下式计算被滴物的质 量 wFe VK 2Cr2O7 TFe / K 2Cr2O7 ( g ) 滴定度与物质的量浓度c的换算（上例）：
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1分析化学概论.
22:02:58
“十五”国家重大科技专项 “食品安全关键技术”（18个课题）
课题01：食品安全检测实验室质量控制规范研究； 课题02：农药残留检测技术； 课题03：兽药残留检测技术； 课题04：重要有机污染物的痕量与超痕量检测技术； 课题05：生物毒素和常见毒物检测技术；
课题06：食品添加剂、饲料添加剂和违禁化学品检测技术；
样品预处理的原则：
防止待测组分的损失；
避免引入干扰 样品预处理的依据： 干扰情况（是否需要分离等） 测定方法（是否需要富集等）
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三 试样分解：溶解和熔融 (p372-378) 1 溶解：
水溶：NH4SO4中含氮量的测定； 酸溶 HCl: 氢以前金属，碱性氧化物及弱酸盐； HNO3：强氧化性，溶铁矿样时，破坏硫化物和碳化物；
如： Na2CO3常用于分解硅酸盐；
3）半熔法（烧结法） 低温熔融，对坩埚侵蚀小。
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四 消除干扰：(p334-369)
氧化还原掩蔽法 沉淀分离
掩蔽
配合掩蔽
沉淀掩蔽 酸碱掩蔽
分离 萃取分离
色谱分离等
萃取富集
富集 吸附富集
共沉淀富集
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五 测定 determination
物质 物质的性质 组分的含量 干扰情况 分析方法 准确度 灵敏度 选择性 适用范围 用户 用户对分 析结果的 要求和对 分析费用 的承受度 成本 时间 人力
设备
消耗品
分析方法
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1.4 滴定分析概述
1.4.1 滴定分析法
(titrimetric determination) 用滴定管将标准溶液滴加到待测 物的溶液中，通过指示剂指示滴 定终点的到达，根据标准溶液的 浓度和所消耗的体积，算出待测 组分的含量。 传统分析方法； 适用于常量分析； 特点：简单、准确、费用低
第六章 分析化学概论
二、 误差来源及减免方法系统误差,随机误差
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，大小正负 可以测定；单向性、可测性 b.同一条件下，重复测定，重复出现；重现性 c.用适当方法进行校正或加以消除。可消除 分类：（1）方法误差——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。
S 0.12% S r 100 % 100 % 0.32% 38.01% x
R=38.18%-37.86%=0.32% 误差的计算一般保持1~2位有效数字
例6-3 测定某元素：
甲测定结果
平均值
6.96%
标准偏差
0.03%
乙测定结果 7.06% 0.03% 若多次 测定的总体平均值为7.02%,试比较甲乙测定结果的 优劣. 7.06% - 7.02%
③同一方法,同一试样由多个分析人员进行分析,称为 “内检”,对照分析结果可检验各分析人员的操作误 差. ④同一方法,同一试样由不同实验室进行分析,称为 “外检”,对照分析结果,可检验实验室之间的仪器或 试剂误差. （3）回收试验——用选定的方法对已测知含量的试 样加入一定量待测成分进行分析,从分析结果观察已 知量的检出情况,判断选用方法是否有系统误差. （4）空白实验——不加试样测定、扣空白。用于检 验并消除由试剂、蒸馏水及容器引入杂质或待测组分 造成的系统误差 。 （5）校正仪器——可消除仪器不准确所引起的误差 （校正砝码、滴定管）
减免方法：以上几种误差都是系统误差，是恒定的 、可测的，可减免。检验和减免系统误差的措施： （1）选择适当的分析方法——据具体要求选择 （2）对照实验——用标准试样、标准方法、内检、 外检做对照试验。 检验和消除方法误差: ①用标准试样作对照实验:用所选定的方法对已知准 确结果的标准试样进行多次测定,将测定值与标准值 比较,若符合,该方法可行,否则找出校正系数.②用 国家颁布的标准方法或公认的经典方法与自行选定 的分析方法测定同一份试样,若符合,该方法可行;否 则找出校正系数.
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第六章习题
一、填空题
1．用基准碳酸钠标定盐酸溶液时，一学生未将碳酸钠干燥完全，所得结果的浓度值将要偏大。
2．分析结果的准确度高时，其精密度一般高，而精密度高的数据，其准确度不一定高。
3．在滴定分析中标定盐酸溶液，常用的基准物质有无水碳酸钠和硼砂；标定NaOH常用的基准物质有草酸和邻苯二甲酸氢钾。
二、选择题
1．单次测定的标准偏差越大，表明一组测定的什么越低？（ B ）
A. 准确度
B. 精密度
C. 绝对误差
D. 平均值
2．标定盐酸时，硼砂的实际质量为0.4768 g，因失去部分结晶水，只称得
0.4758 g，将使盐酸的浓度（ A ）
A. 偏高
B. 偏低
C. 没有影响
3．在用硼砂标定盐酸溶液时，盐酸滴定速度较快，而滴定管读数过早，导致盐酸浓度（A ）
A. 偏高
B. 偏低
C. 没有影响
三、是非题
1．pH=12.02，其有效数字是一位。
（×）2．若测定值的标准偏差越小，其准确度越高。
（×）3．在各种滴定分析中，从开始到结束，必须不断地用力摇动被滴定溶液，才能使反应迅速进行。
（×）
四、问答题
H C O2H O基准物质长期保存于干燥器中，用以标定NaOH溶液
1．若将
2242
的浓度时，结果偏高还是偏低？用该NaOH溶液测定有机酸的摩尔质量时，对测定结果有何影响？
H C O2H O基准物质长期保存于干燥器中，会失去结晶水，会使标
答：
2242
定的NaOH溶液的浓度偏低。
用该NaOH溶液测定有机酸的摩尔质量时，测定结果偏大。
2．用基准物Na2CO3标定HCl溶液时，下列情况对测定结果有何影响？
（1）滴定速度太快，附在滴定管壁上的HCl溶液来不及流下来，就读取滴定体积。
（2）在将HCl标准溶液倒入滴定管前，没有用HCl溶液润洗滴定管。
（3）锥形瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时，多加了50 mL蒸馏水。
（4）滴定管旋塞漏出HCl溶液。
答：（1）测定结果偏大
（2）测定结果偏小
（3）测定结果无影响
（4）测定结果偏小
3．下列情况引起的误差是系统误差还是随机误差？
（1）使用有缺损的砝码。
（2）称量时试样吸收了空气中的水分。
（3）读取滴定管读数时，最后一位数字估计不准。
（4）重量法测定SiO2时，试样中硅酸沉淀不完全。
（5）天平零点稍有变动。
（6）用含有杂质的基准物质来标定NaOH溶液。
答：（1）系统误差
（2）系统误差
（3）随机误差
（4）系统误差
（5）随机误差
（6）系统误差
五、计算题
1．计算下列结果：
（1）45.6782×0.0023×4500
（2）0.2000(32.56 1.34)321.12
3.0001000
⨯-⨯
⨯
（3）pH=0.05,求c（H+）。
解：（1）4.8×102
（2）0.6683
（3）1 mol/L
2．欲配制0.10mol·L-1HCl和0.10 mol·L-1NaOH溶液各2 L，问需要浓盐酸（密度1.18 g/L，质量百分数为37%）和固体NaOH 各多少？
解：需要浓盐酸20 L，固体NaOH 8 g。