第9章-定量分析化学概论
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1
试剂的组成与化学式完全相符
2
试剂的纯度足够高
3
性质稳定
4
试剂参加滴定反应时,应按反应式定量进行,没有 副反应
第1章 定量分析化学概论
2.3 标准溶液的配制和浓度的标定 2.3.2 标准溶液的配制
标准溶液的配制
直接法
标定法
第2章 滴定分析法概论
2.4 滴定分析中的计算 2.4.1 滴定分析计算的依据和常用的公式
其通式为:
第2章 滴定分析法概论
2.2 标准溶液浓度的表示方法 2.2.2 滴定度
在生产单位的例行分析中 ,为了方便计算 ,常用滴定度表示标准溶液的浓度. 滴定度是指每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量. 滴定度和浓度之间互算:
第2章 滴定分析法概论
2.3 标准溶液的配制和浓度的标定 2.3.1 基准物质
（2）少量实验数据的统计处理 t分布曲线与正态分布曲线相同之处是，曲线下面一定区间内的积分面积 ，就是该区间内随 机误差出现的概率
第1章 定量分析化学概论
1.4 分析结果的数据处理 1.4.2 总体平均值的估计
（2）少量实验数据的统计处理
第1章 定量分析化学概论
1.4 分析结果的数据处理 1.4.3 平均值的置信区间
第1章 定量分析化学概论
1.4 分析结果的数据处理 1.4.5 显著性检验
（2）F检验法
第1章 定量分析化学概论
1.4 分析结果的数据处理 1.4.6 回归分析法
（1）一元线性回归方程及回归直线 回归直线可用如下方程表示：
回归直线与所有实验点的总误差即为
第1章 定量分析化学概论
1.4 分析结果的数据处理 1.4.6 回归分析法
滴定分析法又称为容量分析法 ,是将一种已知准确浓度的试剂即标准溶液滴 加到被测物质的溶液中直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系定量反 应完为止 , 然后根据试剂溶液的浓度和用量 ,计算被测物质的含量.
分析化学 第九章 光谱分析法概论
散射
③运动方向改变
Raman散射 ①非弹性碰撞
Stokes线λ散＜λ入
②有能量交换,光的频率改变
③运动方向改变
反Stokes线λ散＞λ入
散射光强 I ∝ 1/λ λ散-λ入 为拉曼位移，与分子的振动频率有关。
h
10
三、电磁辐射与物质的相互作用
4.折射和反射
反射：当光从介质1照射到与介质2时，一部分 光在界面上改变方向返回介质1的现象。
Planck常数：h = 6.626 × 10 -34 J . S 光速：c = 2.997925×1010cm/s
h
5
⒋波长越小、频率越大，能量越大。 ⒌单色光：
单波长的光（由具有相同能量的光子组成）
⒍能量常用单位：eV erg J ⒎能量换算关系：
1 e V 1 .6 1 0 1 9 J 1 .6 0 2 2 1 0 1 2 e r g
2.发射
2
样品
1
E 21h21hC / 21 E2h2hC/2
火焰或电弧
0
E1h1hC/1
λ2 λ1
λ21
λ
火焰、电弧激发的发射光谱示意图
2
I0
样品
I
E 21h21hC / 21 2hC/2
E1h1hC/1
光致发光示意图
λ2 λ1
λ21
h
9
三、电磁辐射与物质的相互作用
3.散射
Rayleigh散射①弹性碰撞 ②无能量交换，光的频率不变
λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形 状和λmax不同。
h
15
h
16
③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质 定性分析的依据之一。
分析化学第九章电化学分析概论(大学课件)
二. 现代电化学分析的特点及发展趋势
时间和空间上体现“快 小”:仪器袖珍化，电极微型化
（1）化学修饰电极（chemically modified electrode） （2）生物电化学传感器（Biosensor） 生命过程的模拟研究,生命过程的氧化还原反应类似电 极上的氧化还原，用电极膜上反应模拟生命过程，可 深 化认识生命过程。 （3）光谱一电化学方法 （ Electrospectrochemistry） （4）超微电极（Ultramicroelectrode） 活体现场检测（无损伤分析 ）
(2)液体接界电位与盐桥
在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界 面上，存在着微小的电位差，称之为液体接界电位。 液体接界电位产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率 而引起。
二、仪器分析方法的分类
Classification of instrument analytical method
光分析法 电化学分析法 仪器分析 质谱分析法
色谱分析法
分析仪器联用技术
热分析法
电化学分析方法的分类
Classification of electrochemical analysis 电导分析法 电位分析法 电化学分析法 电解分析法
（Galvanic cell） 阳极：发生氧化反应的电极（负极）； 阴极：发生还原反应的电极（正极）； 阳极≠正极 阴极≠负极 电极电位较正的为正极 （Electrolytic cell ） 阳极：发生氧化反应的电极（正极）；
阴极：发生还原反应的电极（负极）；
阳极=正极 阴极=负极
2.电极电位与液接电位
（5）微型计算机的应用Fra bibliotek30 25 20 15 b a c
I/
无机及分析化学课件 第9章
9.5 有效数字及计算规则
在定量分析中，为了获得准确的分析结果，还
必须注意正确合理的记录和计算。因此需要了解 有效数字及其运算规则。 实验数据应包含两个内容：
1. 反映所测定的量是多少；
2. 反映数据的准确度。 9.5.1 有效数字及其位数 数据中能够正确反映一定量（物理量和化学 量）的数字叫有效数字。包括所有的确定数字 和最后一位不确定性的数字。
第9章 定量分析化学概论
9.1 分析化学的任务和作用 9.2 分析方法的分类 9.3 定量分析过程和分析结果的表示
9.4 定量分析误差
9.5 有效数字及计算规则 9.6 分析数据的统计处理
9.7 滴定分析法概述
9.2 分析方法的分类
根据分析任务、分析对象、测定原理、操作方
法和具体要求不同，分析方法的分类很多。 1. 按任务分类：定性分析、定量分析、结构分析 定性分析的任务：鉴定物质所含的组分 （元素、离子基团、化合物） 定量分析的任务：测定各组分的相对含量。 结构分析的任务：研究物质的分子结构或晶 体结构 化学的发展逐步由定性 定量。
= －0.0001/0.2176 ×1000‰ = －0.5‰
偏差（ ）是测定值（ ）与一组平行测定值的
平均值（ ）之间的差，是衡量精密度高低的尺度，
d
X
X
偏差小表示精密度高，偏差大表示精密度低。
d XX
某一试样平行测量n次，测定值为X1,X2,…,Xn， 则：
X1 X 2 X n X n
可见，0.0121的有效数字位数最少（三位）相 对误差最大，故应以此数为准，将其它各数修约 为三位（指的是三位有效数字），然后相乘得： 0.0121×25.6×1.06=0.328
定量分析概论
相对误差
Ea
Er = xT ×100%
❖绝对误差和相对误差都有正值和负值
18
例: 滴定的体积误差
V
Ea
Er
20.00 mL 0.02 mL 0.1%
2.00 mL 0.02 mL 1.0%
19
例：测定含铁样品中wFe， 试比较测 定结果的准确度。
A.铁矿中, XT =62.38%, x = 62.32%
11
2. 定量分析过程
取样 → 均匀 有代表性 符合实际 妥善输送、 保存
处理 溶解 熔融 消解 灰化
→ 消除干扰 掩蔽 分离
→ 测定 → 数据处理 常量组分 (>1%,化学法) 微量组分 (仪器分析法)
12
四、定量分析结果表示方法
1.以待测组分的化学形式表示
(1)待测组分的实际存在形式表示（一般情况下） (2)以待测组分的氧化物或元素形式表示（不清
di xi x
di 100 % x
22
偏差表示方法（续）
（2）对平行测定中一组数据的偏差用
d 平均偏差 表示，
d | d1 | | d2 | | dn | | x1 x | | x2 x | | xn x |
n
n
标准偏差
n
(xi )2
i1 n
n为无限次
n
(xi x)2
0.05% 0.06% 0.04% 0.00% 0.03%
2.5×10-7 3.6×10-7 1.6×10-7
定量化学分析
1
第一章 定量化学分析概论 第一节 定量分析概述
问题 分析化学是怎样一门科学？它的任务 和作用是什么？其中定量分析的任务是什 么？对物质进行定量分析可用哪些方法？ 一般要经历哪些过程？最后分析结果该如 何表达？
第九章分析化学概论
第六章分析化学概论自测题1．判断题：6-1 分析化学根据分析原理或物质性质的不同可分为化学分析法和仪器分析法。
6-2 化学分析法多用于常量分析，不可用于微量分析。
6-3 偏差小，表示测定结果的精密度高。
6-4 绝对误差即测定值x与真实值T之差的绝对值。
6-5 标准偏差也称均方根偏差；标准偏差越小，准确度越高。
6-6 测定结果的重现性好，则精密度高，准确度也高。
6-7 在消除了系统误差之后，精密度越高，准确度才越高。
16-8 系统误差是指测定条件下由于某种固定因素引起的误差。
6-9 系统误差是不可测的。
6-10 系统误差在同一条件下重复测定时可重复出现。
6-1 √ 6-2 ×6-3 √ 6-4 ×6-5 ×6-6 ×6-7 √ 6-8 √ 6-9 ×6-10 √2．选择题：6-11 定量分析工作要求测定结果的误差（）。
（A）等于零（B）没有要求（C）略大于允许误差（D）在允许误差范围之内26-11 D 误差是客观存在，不会等于零；测定结果的误差应在允许误差范围之内。
6-12 从精密度好就可断定分析结果可靠的前提是( )。
（A）偶然误差小（B）系统误差小（C）绝对误差小（D）标准偏差小6-12 B 在消除了系统误差之后，精密度高，准确度就会高。
6-13 可减小分析测定的随机误差的方法是（）。
（A）提纯试剂（B）进行空白实验（C）进行回收实验（D）增加平行实验的次数36-13 D 平行测定的次数越多，随机误差出现正误差和负误差的总和越趋于零。
6-14 不能减小分析测定的系统误差的方法是（）。
（A）选择最佳测定方法（B）校正仪器（C）提高测定的精密度（D）进行对照实验6-14 C 有系统误差时，精密度再高，准确度也不会高。
6-15 下列情况可产生系统误差的是（）。
（A）试样未混匀（B）砝码未经校正（C）砝码读错（D）滴定管渗液滴46-15 B 砝码未校正，重复测定时误差也会重复出现，从而产生系统误差。
分析化学第9章-重量分析法
晶核形成之后，溶液中的构晶离子仍在向晶核表面扩散， 并且进入晶格，逐渐形成晶体(即沉淀微粒)。 影响沉淀颗粒大小和形态的因素： 聚集速率：构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒 的速度. 定向速率：构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度.
24
20 世纪初期，冯 · 韦曼 (van Weimarn) 以 BaSO4 沉淀为对 象，对沉淀颗粒大小与溶液浓度的关系作过研究。发现沉 淀颗粒的大小与形成沉淀的聚集速率(形成沉淀的初始速率) 有关，而初始速度又与溶液的相对过饱和度成正比。 形成沉淀的初始速率 v＝K(Q-S)/S他方法，使试样中的被测组分挥发逸出， 根据试样重量的减轻，计算组分的含量； 也可用一种适当的吸收剂，把逸出的该成分的气体全部 吸收，根据吸收剂重量的增加计算该组分的含量。 如，测定试样中的吸湿水，可将试样加热，用吸湿剂如 Mg(ClO4)2 吸收逸出的水份，根据吸湿剂吸水前后的重量 差(冷却到室温时)，计算出试样中水的含量。
6
被测物
沉淀剂
沉淀形式
滤洗、烘(烧)
称量形式
SO42-
BaCl2
BaSO4
滤,洗,800℃灼烧
BaSO4
N
Al3+
OH
Al
N OH 3
滤
2
℃ 00
烘
干 Al
OH
N
3
洗1 200 ℃
灼烧
Al2O3
7
一、对沉淀形式的要求
1. 沉淀的溶解度小-----沉淀完全，溶解损失忽略不计， 根据一般分析结果的误差要求，沉淀的溶解损失不应 超过分析天平的称量误差，即0.2mg；
例如：
待测组分 ClFe Fe3O4 FeS2中的Fe Na2SO4 As2O3 沉淀形式 AgCl Fe(OH)3 Fe(OH)3 BaSO4 BaSO4 Ag3AsO4 称量形式 AgCl Fe2O3 Fe2O3 BaSO4 BaSO4 AgCl F
定量分析化学概论
绪论1. 分析化学的任务和作用是研究物质的化学组成的分析方法及相关理论的科学任务: 确定组成物质的化学成分(元素.离子.化合物等)属于定性分析测定物质中各组分的相对含量属于定量分析确定物质分子内原子的空间排列(分子结构或晶体结构及其对性质的影响) 属于结构分析2. 分析方法的分类:根据分析任务,分析对象,测定原理,操作方法和具体的要求不同,又可分为定性分析, 定量分析, 结构分析,无机分析,化学分析,仪器分析,常量分析,半微量分析,微量分析,例行分析,仲裁分析,常量组分分析,微量成分分析和痕量成分分析.而化学分析法(包括滴定分析也称容量分析和重量分析)是根据物质的化学反应而建立起来的分析方法,仪器分析法(主要包括光学分析法,电化学分析法,热分析法,色谱分析法,质谱法,核磁共振,X衍射,电子显微镜分析法以及毛细管电泳分析法.则是通过物质的物理或者物理化学性质而建立起来的一种分析方法.3. 分析化学发展简史历史上曾经有三次重大的变革(1) 20世纪初,由于物理化学平衡理论的建立,为分析化学提供了理论依据,,建立了溶液四大平衡理论.形成了分析化学的学科.(2) 在第二次世界大仗时期,由于物理学和电子学的迅猛发展,促进了各种仪器分析方法的发展,形成了分析化学的另一个组成部分仪器分析法.(3) 20世纪70年代以来,以计算机应用为主的信息时代的到来,主要是生命科学,材料科学,环境科学,能源科学的发展需要,对分析化学提出了更高的要求,形成了现代分析化学法,不但要求尽可能提供更广,更全面组成,含量,结构的信息,而且要准确,快速,灵敏,用量少,对待测物质的无损分析.总之,分析化学吸取了当代科学技术的最新成果,已经成为最富有活力的学科之一.第一章定量分析化学概论1.1 概述一. 定量分析的过程定量分析的任务是测定物质组分的含量,完成一项定量分析的任务一般包括以下四个过程,(1) 取样最重要的是要使取样具有代表性(2) 试样的分解和分析试液的制备. 分解要完全,分解过程中绝不能引入其他的干扰杂质(3) 分离和测定应根据待测组分的性质,含量和对分析结果准确度的要求,选择合适的分析方法.要选择合适的分离方法分离对待测组分干扰的共存组分(4) 分析结果的计算及评价按照化学反应的化学计量关系进行计算并对测定结果及其误差分布情况应用统计学的方法进行评价.1.2 分析结果的表示(1) 待测组分的化学表现形式: 通常以待测组分的实际存在形式的含量表示.(2) 待测组分的含量的表示方法.a.固体试样 W = SB m m b 液体试样 物质的量浓度 mol/l 质量摩尔浓度 mol/kg (溶剂)质量分数 体积分数 摩尔分数 质量浓度 mg/l1.2 分析化学中的误差一. 真值(X T )二. 平均值 (X )三. 中位数.四. 准确度与精密度五. 误差和偏差六. 极差七.系统误差和随机误差八. 公差1.3 有效数字及其运算规则一. 有效数字及其运算规则1. 有效数字的意义和位数（1）有效数字：所有准确数字和一位可疑数字（实际能测到的数字）（2）有效位数及数据中的― 0 ‖1.0005， 五位有效数字0.5000， 31.05% 四位有效数字0.0540， 1.86 三位有效数字0.0054， 0.40% 两位有效数字0.5， 0.002% 一位有效数字2. 有效数字的表达及运算规则（1）记录一个测定值时，只保留一位可疑数据，（2）整理数据和运算中弃取多余数字时，采用―数字修约规则‖：四舍六入五考虑五后非零则进一五后皆零视奇偶五前为奇则进一五前为偶则舍弃不许连续修约（3）加减法：以小数点后位数最少的数据的位数为准，即取决于绝对误差最大的数据位数；（4）乘除法：由有效数字位数最少者为准，即取决于相对误差最大的数据位数；（5）对数：对数的有效数字只计小数点后的数字，即有效数字位数与真数位数一致；（6）常数：常数的有效数字可取无限多位；（7）第一位有效数字等于或大于8 时，其有效数字位数可多算一位；（8）在计算过程中，可暂时多保留一位有效数字；（9）误差或偏差取1~2 位有效数字即可。
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1、取样
从分析对象总体中取出用于分析的少量有代表 性的样品。
(1) 取样要具有代表性
茶叶中Fe、Al、Ca、Mg的具体含量是多少？
任务3、表征物质的化学结构、构象、形态等—— 结构分析、构象分析，形态分析
茶叶中的这些微量元素以什么形态存在？Fe的是 二价还是三价？与什么物质络合等？
【注意】形态分析是当今分析化学的一个主要研究内容。
As的形态分析：五价As无毒（或毒性很小）；而 三价As毒性很大；
社会需要
研究与发展
分析问题
分析化学
化学计量学 新技术 活体分析
表面分析
生物分析
单细胞分析
新仪器 环境分析
分析化学主 要发展趋向
新原理征
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
9.2 分析化学的分类
1、按方法原理分类：
化 学 分 析
分析化学是研究分析方法的科学或学科 是化学的一个分支
是一门人们赖以获得物质组成、结构和 形态的信息 的科学
是科学技术的眼睛、尖兵、侦察员，是进行科学研 究的基础学科
9.1 分析化学的任务和作用
分析化学是“表征与测量”的科学，其任务是确定物质的 化学组成，测量各组成的含量以及表征物质的化学结构。
“是什么 (What)”
以物质的化学反应为基础的分析方法。历史悠久，是分 析化学的基础，故又称经典分析方法。 主要有重量分析法 和滴定分析（容量分析）法。
【特点】仪器设备简单，适合常量组分分析，准确度高。
(2) 仪器分析法-Instrumental analysis:
以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。如光 学分析法；电化学分析法 ；热分析法；色谱法。
定量分析-Quantitative analysis: 测定物质中有关成分的含量。
结构分析- Structure analysis:
研究物质的分子结构或晶体结构。
3、按试样用量及操作规模分—— 常量分析、半微量分析和微量分析
方法
试样质量/ mg 试液体/mL
常量(Macro)分析
>100
>10
半微量(semimicro) 10~100
3、生命科学
确定 糖类、蛋白质、DNA、酶以及各种抗原抗体、 激素及激素受体的组成、结构、生物活性及免疫功能 等研究。
4、 工业
“工业眼睛”之称。资源勘探；产品质量检验；工艺流 程控制；三废的处理等。
5、农业
水土成分调查，农产品质量检验等。
6、 国防
新型武器材料；航天材料分析等。
社会
分析化学与社会和其它 其它科学技术领域 科学技术领域的关系
1~10
微量(micro)
0.1~10
0.01~1
超微量(ultramicro) <0.1
<0.01
注意区别常量分析、常量组分分析。
常量分析：按操作规模（取样多少），>100 g, >10 mL 常量组分分析：按待测组分含量分类，含量>1%。
按待测组分含量： 常量组分 微量组分 痕量组分 >1% 0.01%-1% <0.01%
4、按工作性质分类——常规分析和仲裁分析
常规分析- Routine analysis: 一般实验室日常生产中的分析。
仲裁分析-Referee analysis: 不同单位对分析结果有争论时，请权威单
位进行裁判的分析工作
9.3 定量分析过程和分析结果的表示
1 定量分析的操作步骤
1) 取样 2) 试样分解和分析试液的制备 3) 分离及测定 4) 分析结果的计算和评价
1% ~ 100%
<1% ~ 单分子、单原子
理论基础
化学、物理化学 （溶液四大平衡）
化学、物理、数学、电子学、 生物、等等
解决问题
定性、定量(绝对)
定性、定量、结构、形态、 能态、动力学等全面的信息
2、按任务分——定性、定量和结构分析
定性分析-Qualitative analysis: 鉴定物质由哪些元素、原子团或化合物所组成；
定性分析(Qualitative analysis)
“有多少(How much)”
定量分析(Quantitative analysis)
“怎么样(How)”
结构分析(Structural analysis)
任务1、确定物质的化学组成——定性分析
比如茶叶中含有哪些微量元素？
任务2、测量各组分的含量——定量分析
分析化学
定量分析化学
武汉大学 分析科学研究中心
第9章 定量分析化学概论
9.1 分析化学的任务和作用 9.2 分析方法的分类 9.3 定量分析过程和分析结果的表示 9.4 定量分析误差 9.5 有效数字及计算规则 9.6 分析数据的统计处理 9.7 滴定分析法概述
9.1 分析化学的任务和作用 1 分析化学的定义、任务和作用
分 析 化 学
仪 器 分 析
重量分析 滴定分析
电化学分析 光化学分析 色谱分析 波谱分析
酸碱滴定
配位滴定
氧化还原滴定
沉淀滴定
电导、电位、库仑、 极谱、伏安
发射、吸收，荧光、光度 气相、液相、离子、超临 界、薄层、毛细管电泳 紫外/可见、红外、核磁、
质谱
(1) 化学分析法-Chemical analysis:
只要涉及到物质及其变化的研究都需要使用分析化学的方 法。质量守恒的证实、原子量的测定、有机合成、催化等。
目前，分析化学已经超出化学领域，在生命、材料、能 源、环境、医疗卫生等众多领域也取得了广泛的应用。
2、 医药、卫生
用于诊断和治疗的临床检验（血液、头发中微量元素 的分析）、职业中毒检验、营养成分分析等、法医检验、 药物成分含量测定以及代谢动力学研究等。
Hg的形态分析：Hg2+毒性很大，但是有机汞毒性更 大（乙基汞）；
Cr的形态分析：六价Cr毒性很大，而三价Cr毒性 大大降低；
分析化学的作用
“分析化学”是化学学科的一个重要分支，不仅 对化学各学科的发展起着重要作用，而且在医药卫 生、工业、农业、国防、资源开发等许多领域中都 有广泛的应用。
1、在科学技术研究方面：
【特点】需要特殊的仪器；适于微量、痕量成分分 析；快速、灵敏，所需试样量少
项目 物质性质
化学分析与仪器分析方法比较
化学分析法 （经典分析法）
仪器分析法 （现代分析法）
化学性质
物理、物理化学性质
测量参数 体积、重量 吸光度、电位、发射强度等
误差
0.1 % ~0.2 % 1% ~ 2% 或更高
组分含量