分析化学知识点总结贴.docx

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分析化学知识点总结贴

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分析化学知识点总结贴

分析化学是关于研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论的一门科学，是化学的一个重要分支。

是鉴定物质中含有那些组分，及物质由什么组分组成，测定各种组分的相对含量，研究物质的分子结构或晶体。

今天，就从分析化学的发展历史、分析方法、几大分析方法等几个角度介绍分析化学。

一、发展历史

第一个重要阶段

20世纪二三十年代，利用当时物理化学中的溶液化学平衡理论，动力学理论，如沉淀的生成和共沉淀现象，指示剂作用原理，滴定曲线和终点误差，催化反应和诱导反应，缓冲作用原理大大地丰富了分析化学的内容，并使分析化学向前迈进了一步.

第二个重要阶段

20世纪40年代以后几十年，第二次世界大战前后，物理学和电子学的发展，促进了各种仪器分析方法的发展，改变了经典分析化学以化学分析为主的局面。

原子能技术发展，半导体技术的兴起，要求分析化学能提供各种灵敏准确而快速的分析方法，如，半导体材料，有的要求纯度达99.9999999%以上，在新形势推动下，分析化学达到了迅速发展。

最显著的特点是：

各种仪器分析方法和分离技术的广泛应用。

第三个重要阶段

自20世纪70年代以来，以计算机应用为主要标志的信息时代的到来，促使分析化学进入第三次变革时期。

由于生命科学、环境科学、新材料科学发展的需要，基础理论及测试手段的完善，现代分析化学完全可能为各种物质提供组成、含量、结构、分布、形态等等全面的信息，使得微区分析、薄层分析、无损分析、瞬时追踪、在线监测及过程控制等过去的难题都迎刃而解。

分析化学广泛吸取了当代科学技术的最新成就，成为当代最富活力的学科之一。

二、分析方法的分类

1.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；

2.按分析任务：

定性分析，定量分析，结构分析；

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.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％）

三、细说滴定分析法

（一）对化学反应的要求：

1.有确定的化学计量关系，反应按一定的反应方程式进行；

2.反应要定量进行；

3.反应速度较快；

4.容易确定滴定终点；

（二）滴定方式

1.直接滴定法；

2.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+。

3.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；

4.置换滴定法：

络合滴定多用

（三）基准物质和标准溶液

1.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。

2.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

（四）试样的分解

1.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；

2.试样的分解：

注意被测组分的保护

3.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

（五）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）

（六）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；

（七）影响滴定突跃的因素

滴定突跃pM¢：

pcMsp+3.0～lgK¢MY-3.0

浓度:

增大10倍，突跃增加1个pM单位（下限）

K¢MY:

增大10倍，突跃增加1个pM单位（上限）

（八）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·K¢MY≥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·K¢MY≥6.0，考虑Y的副反应aY（H）<

cMK'MY≈cMKMY/aY（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

四、分析化学概念对比

（一）准确度和精密度：

1.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％；

2.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；

①平均偏差：

各单个偏差绝对值的平均值：

②相对平均偏差：

平均偏差与测量平均值的比值：

③标准偏差：

④相对标准偏差：

3.准确度与精密度的关系

精密度好是准确度好的前提；

精密度好不一定准确度高；

提高分析结果准确度方法:

选择恰当分析方法（灵敏度与准确度）；

减小测量误差（误差要求与取样量）；

减小偶然误差（多次测量，至少3次以上）

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

（二）各种误差：

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；

（三）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：

1.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。

2.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；   

定量分析数据的评价——解决两类问题:

（1）可疑数据的取舍¾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¾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：

①t检验法和F检验法；

②确定某种方法是否可用，判断实验室测定结果准确性；

（四）质子条件式

1.物料平衡（Material（Mass）Balance）:

各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。

2.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）。

3.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；

（五）酸度与酸的浓度：

酸度：

溶液中H＋的平衡浓度或活度，通常用pH表示：

pH=-lg[H+]；

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-]

（六）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]＝δHA·cHA，[A-]=δA-cHA；

（七）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；

（八）吸光光度法：

分子光谱分析法的一种，又称：

分光光度法，属于分子吸收光谱分析方法；

基于外层电子跃迁；

（九）光吸收定律－朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律

当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度）成正比关系－－朗伯比尔定律；

数学表达：

A＝lg（1/T）=Kbc（其中，A:

吸光度，T:

透射比，K:

比例常数，b:

溶液厚度，c:

溶液浓）

注意：

平行单色光；均相介质；无发射、散射或光化学反应

（十）显色反应及影响因素

显色反应：

没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定－－显色反应；

要求：

a.选择性好

b.灵敏度高（ε>104）

c.产物的化学组成稳定

d.化学性质稳定            

e.反应和产物有明显的颜色差别（Dl>60nm）

显色反应类型：

络合反应；

氧化还原反应；离子缔合反应；成盐反应；褪色反应；吸附显色反应；

显色剂：

无机显色剂:

过氧化氢，硫氰酸铵，碘化钾

有机显色剂：

偶氮类：

偶氮胂III；

三苯甲烷类：

三苯甲烷酸性染料铬天菁S，三苯甲烷碱性染料结晶紫；邻菲罗啉类；新亚铜灵；

肟类：

丁二肟

影响因素：

a.溶液酸度（pH值及缓冲溶液）：

影响显色剂的平衡浓度及颜色，改变：

Δl；

影响待测离子的存在状态，防止沉淀；

影响络合物组成；

b.显色剂的用量：

稍过量，处于平台区；

c.显色反应时间：

针对不同显色反应确定显示时间；

显色反应快且稳定；

显色反应快但不稳定；

显色反应慢，稳定需时间；

显色反应慢但不稳定；

d.显色反应温度：

加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解；

e.溶剂：

有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率；

f.干扰离子：

消除办法：

提高酸度，加入隐蔽剂；

改变价态；

选择合适参比；

褪色空白（铬天菁S测Al，氟化铵褪色，消除锆、镍、钴干扰）；

选择适当波长。

B.痕量组分的富集和共沉淀分离

a.无机共沉淀剂进行共沉淀

利用表面吸附进行痕量组分的共沉淀富集, 选择性不高。

共沉淀剂为Fe（OH）3,Al（OH）3等胶状沉淀,微溶性的硫化物，如，Al（OH）3作载体共沉淀Fe3+，TiO2+；HgS共沉淀Pb2+。

利用生成混晶进行共沉淀，选择性较好，如，硫酸铅-硫酸鋇，磷酸铵镁-砷酸铵镁等。

。

。

b.有机共沉淀剂进行共沉淀

利用胶体的凝聚作用进行共沉淀，如，动物胶、丹宁；

离子缔合共沉淀，如，甲基紫与InI4-；

利用“固体萃取剂”进行共沉淀，例，1-萘酚的乙醇溶液中，1-萘酚沉淀并将U（VI）与1-亚硝基-2-萘酚的螯合物共沉淀下来；