分析化学知识点总结.docx
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分析化学知识点总结
1.分析方法的分类
按原理分:
化学分析:
以物质的化学反应为基础的分析方法
仪器分析:
以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法
光学分析方法:
光谱法,非光谱法
电化学分析法:
伏安法,电导分析法等
色谱法:
液相色谱,气相色谱,毛细管电泳
其他仪器方法:
热分析
按分析任务:
定性分析,定量分析,结构分析
按分析对象:
无机分析,有机分析,生物分析,环境分析等
按试样用量及操作规模分:
常量、半微量、微量和超微量分析
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%)
2.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
3.滴定分析法对化学反应的要求
Ø有确定的化学计量关系,反应按一定的反应方程式进行
Ø反应要定量进行
Ø反应速度较快
Ø容易确定滴定终点
4.滴定方式
a.直接滴定法
b.间接滴定法
如Ca2+沉淀为CaC2O4,再用硫酸溶解,用KMnO4滴定C2O42-,间接测定Ca2+
c.返滴定法
如测定CaCO3,加入过量盐酸,多余盐酸用标准氢氧化钠溶液返滴
d.置换滴定法
络合滴定多用
5.基准物质和标准溶液
基准物质:
能用于直接配制和标定标准溶液的物质。
要求:
试剂与化学组成一致;纯度高;稳定;摩尔质量大;滴定反应时无副反应。
标准溶液:
已知准确浓度的试剂溶液。
配制方法有直接配制和标定两种。
6.试样的分解
分析方法分为干法分析(原子发射光谱的电弧激发)和湿法分析
试样的分解:
注意被测组分的保护
常用方法:
溶解法和熔融法
对有机试样,灰化法和湿式消化法
7.准确度和精密度
准确度:
测定结果与真值接近的程度,用误差衡量。
绝对误差:
测量值与真值间的差值,用E表示E=x-xT
相对误差:
绝对误差占真值的百分比,用Er表示Er=E/xT=x-xT/xT×100%
精密度:
平行测定结果相互靠近的程度,用偏差衡量。
偏差:
测量值与平均值的差值,用d表示
平均偏差:
各单个偏差绝对值的平均值
相对平均偏差:
平均偏差与测量平均值的比值
标准偏差:
s
相对标准偏差:
RSD
准确度与精密度的关系
1.精密度好是准确度好的前提;
2.精密度好不一定准确度高
8.系统误差与随机误差
系统误差:
又称可测误差,具单向性、重现性、可校正特点
方法误差:
溶解损失、终点误差-用其他方法校正
仪器误差:
刻度不准、砝码磨损-校准(绝对、相对)
操作误差:
颜色观察
试剂误差:
不纯-空白实验
主观误差:
个人误差
随机误差:
又称偶然误差,不可校正,无法避免,服从统计规律
不存在系统误差的情况下,测定次数越多其平均值越接近真值。
一般平行测定4-6次
9.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
运算规则:
加减法:
结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数。
(与小数点后位数最少的数一致)0.112+12.1+0.3214=12.5
乘除法:
结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应(与有效数字位数最少的一致)0.0121×25.66×1.0578=0.328432
10.定量分析数据的评价---解决两类问题:
(1)可疑数据的取舍过失误差的判断
方法:
4d法、Q检验法和格鲁布斯(Grubbs)检验法
确定某个数据是否可用。
(2)分析方法的准确性系统误差及偶然误差的判断
显著性检验:
利用统计学的方法,检验被处理的问题是否存在显著性差异。
方法:
t检验法和F检验法
确定某种方法是否可用,判断实验室测定结果准确性
11.提高分析结果准确度方法
Ø选择恰当分析方法(灵敏度与准确度)
Ø减小测量误差(误差要求与取样量)
Ø减小偶然误差(多次测量,至少3次以上)
Ø消除系统误差对照实验:
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
12.质子条件式
物料平衡(Material(Mass)Balance):
各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。
电荷平衡(ChargeBalance):
溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数(电中性原则)。
质子平衡(ProtonBalance):
溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。
(1)先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质),一般选取投料组分及H2O
(2)将零水准得质子产物写在等式一边,失质子产物写在等式另一边
(3)浓度项前乘上得失质子数
注意:
同一种物质,只能选择一个形态作为参考水准
13.酸度:
溶液中H+的平衡浓度或活度,通常用pH表示
pH=-lg[H+]
14.酸的浓度:
酸的分析浓度,包含未解离的和已解离的酸的浓度
对一元弱酸:
cHA=[HA]+[A-]
15.分布分数:
溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其分析浓度的分数,用δ表示
“δ”将平衡浓度与分析浓度联系起来
[HA]=δHAcHA,[A-]=δA-cHA
16.缓冲溶液:
能减缓强酸强碱的加入或稀释而引起的pH变化
缓冲溶液的选择原则:
不干扰测定,例如:
EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-
有较大的缓冲能力,足够的缓冲容量
常用单一酸碱指示剂:
甲基橙MO(3.1~4.4)甲基红MR(4.4~6.2)酚酞PP(8.0~9.6)
影响指示剂变色范围的因素:
指示剂用量:
宜少不宜多,对单色指示剂影响较大
离子强度:
影响pKHIn;温度;其他
17.影响滴定突跃的因素
滴定突跃:
pKa+3~-lg[Kw/cNaOH(剩余)]
Ø浓度:
增大10倍,突跃增加1个pH单位(上限)
ØKa:
增大10倍,突跃增加1个pH单位(下限)
Ø弱酸准确滴定条件:
cKa≥10-8
对于0.1000mol·L-1的HA,Ka≥10-7才能准确滴定
18.多元酸能分步滴定的条件:
Ø被滴定的酸足够强,cKan≥10-8
Ø相邻两步解离相互不影响,△lgKa足够大,
若△pH=±0.2,允许Et=±0.3%,
则需△lgKa≥5
19.混合酸分步滴定:
两弱酸混合(HA+HB)
被滴定的酸足够强,cKa≥10-8,c1Ka/c2Ka’>105
强酸+弱酸(H++HA)
Ka>10-7,测总量;Ka<10-7,测强酸量
20.终点误差:
指示剂确定的滴定终点(EP)与化学计量点(SP)之间存在着差异(pHep≠pHsp),使滴定结果产生的误差,用Et表示。
21.常用酸碱标准溶液的配制与标定
酸标准溶液:
HCl(HNO3,H2SO4)
配制:
用市售HCl(12mol·L-1),HNO3(16mol·L-1),H2SO4(18mol·L-1)稀释.
标定:
Na2CO3或硼砂(Na2B4O7·10H2O)
碱标准溶液:
NaOH
配制:
以饱和的NaOH(约19mol·L-1),用除去CO2的去离子水稀释.
标定:
邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)或草酸(H2C2O4·2H2O)
22.酸碱滴定法的应用
NaOH与Na2CO3混合碱的测定;极弱酸的测定;磷的测定;氮的测定
23.络合物的分布分数
δM=[M]/CM=1/(1+1[L]+2[L]2+…+n[L]n)
δML=[ML]/CM=1[L]/(1+1[L]+2[L]2+…+n[L]n)=δM1[L]
……
δMLn=[MLn]/CM=n[L]n/(1+1[L]+2[L]2+…+n[L]n)=δMn[L]n
24.影响滴定突跃的因素
滴定突跃pM:
pcMsp+3.0~lgKMY-3.0
Ø浓度:
增大10倍,突跃增加1个pM单位(下限)
ØKMY:
增大10倍,突跃增加1个pM单位(上限)
络合滴定准确滴定条件:
lgcMsp·KMY≥6.0
对于0.0100mol·L-1的M,lgKMY≥8才能准确滴定
25.络合滴定法测定的条件
考虑到浓度和条件常数对滴定突跃的共同影响,用指示剂确定终点时,
若ΔpM=±0.2,要求Et≤0.1%,则需lgcMsp·KMY≥6.0
若cMsp=0.010mol·L-1时,则要求lgK≥8.0
26.金属离子指示剂
要求:
指示剂与显色络合物颜色不同(合适的pH);
显色反应灵敏、迅速、变色可逆性好;
稳定性适当,KMIn 金属离子指示剂封闭、僵化和变质 Ø指示剂的封闭现象 若KMIn>KMY,则封闭指示剂 Fe3+、Al3+、Cu2+、Co2+、Ni2+ 对EBT、XO有封闭作用; 若KMIn太小,终点提前 Ø指示剂的僵化现象 PAN溶解度小,需加乙醇、丙酮或加热 Ø指示剂的氧化变质现象 金属离子指示剂变色点pMep的计算 变色点: [MIn]=[In] 故pMep=lgKMIn=lgKMIn-lgIn(H) In(H)=1+[H+]/Ka2+[H+]2/Ka1Ka2 27.准确滴定判别式 若ΔpM=±0.2,要求Et≤0.1%, 根据终点误差公式,可知需lgcMsp·KMY≥6.0 若cMsp=0.010mol·L-1时,则要求lgK≥8.0 多种金属离子共存 例: M,N存在时,分步滴定可能性的判断 lgcMsp·KMY≥6.0,考虑Y的副反应Y(H)< cMK'MY≈cMKMY/Y(N)≈cMKMY/cNKNY lgcMK'MY=△lgcK 所以: △lgcK≥6即可准确滴定M 一般来说,分步滴定中,Et=0.3% △lgcK≥5 如cM=cN则以△lgK≥5为判据 28.提高络合滴定选择性 M,N共存,且△lgcK<5 ⏹络合掩蔽法 ⏹沉淀掩蔽法降低[N] ⏹氧化还原掩蔽法 ⏹采用其他鳌合剂作为滴定剂改变K 29.络合滴定方式及应用 直接滴定法: lgcK≥6;反应速率快;有合适指示剂指示终点;被测离子不水解 返滴定法: 封闭指示剂;被测M与Y络合反应慢;易水解 置换滴定法: 置换金属离子: 被测M与Y的络合物不稳定 间接滴定法: 测非金属离子: PO43-、SO42-;待测M与Y的络合物不稳定: K+、Na+ 30.氧化还原电对 可逆电对: 任一瞬间都能建立平衡,电势可用能斯特方程描述。 Fe3+/Fe2+,I2/I-等 不可逆电对: Cr2O72-/Cr3+,MnO4-/Mn2+等, 达到平衡时也能用能斯特方程描述电势 对称电对: 氧化态和还原态的系数相同 Fe3+/Fe2+,MnO4-/Mn2+等 不对称电对: Cr2O72-/Cr3+,I2/I-等 31.条件电势: 特定条件下,cOx=cRed=1mol·L-1或浓度比为1时电对的实际电势,用E反应了离子强度及各种副反应影响的总结果,与介质条件和温度有关。 32.影响条件电势的因素 Ø离子强度 Ø酸效应 Ø络合效应 Ø沉淀 33.影响氧化还原反应速率的因素 Ø反应物浓度: 反应物c增加,反应速率增大 Ø温度: 温度每增高10℃,反应速率增大2~3倍 例: KMnO4滴定H2C2O4,需加热至75-85℃ Ø催化剂(反应): 如KM
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