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1、分析化学复习,考试内容:分析化学概论*定量分析概论*定量分析误差*酸碱滴定*配位滴定*氧化还原滴定*沉淀滴定*重量分析 吸光光度法 分离方法,题型:选择、判断、填空、解释、计算 解题方法1.分析题义弄清要解决的问题2.找出解决的途径、原理、条件、公式3.列式计算*概念、典型例题、作业题要求掌握,绪 论 目的要求:(1)弄清分析化学的性质;任务、作用、特点(2)分析化学的分类;分析对象、任务、试样用量及操作方法、物质不同性质作测定基 础(测定原理)、目的(3)分析化学的发展趋势;准确度、灵敏度、速度及自动化程 度、遥测、微区分析(4)分析化学学习方法。1.学习目的、态度,掌握适宜学习方法*。2.
2、牢固掌握“三基”知识。3.重视实验操作能力培养。4.树立准确“量”的概念。5.学会查、用参考书 6.教材为主,笔记为辅;复习后独立完成作业。期末总评成绩中平时成绩占30%,作业1/3以上不交者,不能参加期末考试。,*第二章 定量分析概论 目的要求:(1)弄清定量分析过程;(2)分析化学中的误差;(3)有效数字及运用;(4)滴定分析基本知识(特点、分类、方式、反应要求等);(5)滴定分析的基本计算。,*1.基本概念:误差、偏差,准确度、精密度及相互关系;有效数字,滴定分析法一套(计量点(等量点)、终点、滴定、滴定误差、滴定分析、标液),基准物2.定量分析过程(1)采样、制样采样:代表性、据分析对
3、象不同用不同取样方法公式 mQKda(Kg),制样:破碎、过筛、混匀、缩分四个步骤,按四分法缩分(2)试样分解 要求:分解完全、无损失、不引入待测与干扰;方法有溶解法(酸、碱溶;溶剂水、酸、碱和混合酸)和熔融法*(3)消除干扰与测定(分析实际存在困难问题)消除干扰方法:a.掩蔽络合,沉淀,氧化还原法 b.分离沉淀,萃取,离子交换法等测定:应据待测组分性质、含量、分析结果准确度要求及实验室设备等选择最合适的分析方法。,*(4)分析结果计算与评价 化学表示形式(化学式):实际存在形式、氧化物和元素形式、所需组分、离子含量。含量表示形式:a.常量组分 相对百分含量 b.低含量组分gg1,ngg 1,
4、pgg 1表示 以前用 ppM ppb ppt表示,*3.误差、偏差来源、计算公式(1)误差来源、分类;主要系统(重复性、单向性、数值基本不变性)a.方法误差 b.仪器和试剂误差 c操作误差 d.主观(随机)误差*规范、正确操作(2)误差、偏差计算公式误差E=xi-xT 偏差相对误差,相对偏差平均偏差相对平均偏差,*4.有效数字和运算规则1.有效数字(概念)A.*0的作用定位/测量 0.03020B.对数与负对数 pH=10.21 lgK=18.20C.含量:小数点后两位 55.32%5.32%0.32%D.误差与平衡常数:两位2.记录规则:仪器精准度3.修约规则:四舍六入五成双4.运算规则:
5、加减 乘除,*5.滴定分析(1)滴定分析特点与主要方法:特点、测定原理(化学计量数、等物质量反应规则)、要求三准(浓度、体积、终点)、主要方法(酸碱、络合、氧化还原、沉淀)(2)滴定分析对反应要求和滴定方式要求:反应完全(反应定量完成,99.9%,按一定反应式反应,有确定化学计量关系)、反应速度快、有适当简便方法确定终点。方式:直接、返滴、置换、间接*6.基准物与标液(1)基准物质要求:a.试剂组成与化学式完全相符,b.试剂的纯度足够高c.性质稳定,d.试剂最好有较大摩尔质量,没有副反应。*判断是否基准物质(2)标准溶液配制方法:直接法+标定法(间接法),*7.滴定分析计算方法:化学计量数+等
6、物质量反应规则(基本单元);4位有效数字(1).标液浓度表示:量浓度CB(基本单元选择)+滴定度Ts/x(g/mL或%/mL)滴定度与物质量浓度换算(CV)K2Cr207=1/6(m/M)Fe1000(2)T与X间计量关系tT+bB cC+dDnB=b/tnT,或 nT=t/b nB2MnO4+5C2O42+16H+=2Mn2+10CO2+8H2On(1/5 KMnO4)=n(1/2 H2C2O4),(3).标准溶液浓度的计算 A.直接配制法 B.标定法 a.标液标定 tT+bBcC+dD b.基准物标定 tT+bBcC+dD nT=t/b nB,,4待测组分含量计算 T cT VT 反应 t
7、T+bBcC+dD B MB mB 例5-45-7,*1.基本概念:标准偏差、自由度、置信度、显著性、平均值置信区间*2.标准偏差3.正态分布、t分布、*t检验方法*4.平均值置信区间*5.可疑值的取舍 4 法;|x异-|4,舍去 0)若 T计 T,n 舍去x异 保留x异(参与平均)Q检验法(了解),*6、提高分析结果准确度的方法A.选择合适的分析方法B.减小测量误差 称样量 0.2 g 关键测量 适当 测量体积 20 mL C.减小随机误差-增加平行测定次数,n=34D.消除系统误差 a.对照试验(1)标样对照(2)加入回收法(3)用其他可靠分析方法对照 b.空白试验 c.校准仪器 d.分析
8、结果校正,第三章酸碱滴定法Acid-base titration目的要求:(1)酸碱质子理论及酸碱平衡(2)酸度对弱酸(碱)型体分布影响;(3)各类酸碱溶液pH计算(4)各类酸碱滴定pH变化情况及指示 剂选择;(5)滴定反应完全程度及酸碱滴定应用 理论计算 解决酸度途径 实测 重点酸度计算及对反应影响、应用,*1.基本概念:酸碱质子理论一套(酸、碱、酸碱半反应、共轭酸碱对、两性物质、酸碱反应、共轭酸碱对Ka 与Kb关系 一元KaKb=Kw,二元Ka1 Kb3=Ka2 Kb2=Ka3 Kb1=Kw 交叉关系)、PBE、酸(碱)的浓度与酸(碱)度、分析浓度(C)、平衡浓度(x)、缓冲溶液、缓冲指数
9、、指示剂变色点、变色范围、突跃范围 2.活度*3.酸碱平衡中有关浓度计算(1)、x 2位有效(2)MBE、CBE、*PBE熟练正确写出 例Na2CO3(3).溶液pH计算 总结公式、条件列表、例题 a.强酸(碱)C10-6 H+=CHCl C10-6.b.一元酸(碱)条件、公式,重点近似式、最简式,c.多元酸:近似一元酸(碱)条件 0.05 或Ka1 Ka2 d.两性物多元酸酸式盐,重点近似式、最简式 e.缓冲溶液,*4.缓冲溶液 缓冲原理、分类、配制计算、计算=HA=2.3HAACHA、max条件pKa=pH,max=0.58C、缓冲范围pH=pka 1;缓冲溶液选择原则(会选)对测量过程没
10、有干扰,所需控制pH应在缓冲范围内,pKa值尽量与所需控制工作pH一致,即pKa=pH;有足够缓冲容量,以满足工作需要,组分比最好1:1,总浓度在0.01-1 molL1之间;缓冲物质应廉价易得,避免污染。*5.酸碱指示剂 变色原理 A.变色点pH=pKHIn、变色范围pH=pKHIn 1 B.常用指示剂MO/MR/PP C.指示剂选择原则*6.滴定原理(1).滴准判据式:一元弱酸、碱TE%01,pH=0.3,Kac108多元酸分步滴准判别式 T E%=0.3,pH=0.3,CKa1108,CKa2108 Ka1/Ka2105(2).滴定曲线突跃及影响因素C,Ka,一元强、弱,多元,(3).指
11、示剂选择(粗算计量点pH值)据突跃pH范围选择合适指示剂其pKapHsp,变色范围应完全或基本落在突跃范围内,则TE%0.1%。(4).终点误差林帮公式(5).酸碱滴定中C02的影响*7.酸碱滴定法应用:测酸碱的总浓度、定性、定量、测M 或Ka。*铵盐中含氮量测定(蒸馏法、甲醛法)*混合碱测定(双指示剂法)HCl,NaOH标定,基准物测M 或Ka,第四章 络合滴定法目的要求(1)弄清分析化学中的络合物,特别是 EDTA本身及络合物的特性(2)络合平衡各种常数表示法(3)导出副反应系数及条件稳定常数(4)络合滴定基本原理及应用(滴定曲线、适宜酸度、酸效应曲线、络合指示剂 选择、终点误差)(5)提
12、高络合滴定选择性,*1.基本概念:逐级稳定与逐级离解常数,1:n型交叉倒数关系、累积稳定常数、副反应系数、酸效应、络合效应、共存效应、K稳与KMY及关系、最高酸度、最低酸度、最佳酸度、封闭2.EDTA特性:络合剂受酸度影响EDTA-M特性:广泛性 稳定性、络合比简单(1:1)水溶性 M无色则MY亦无色、M有色则MY色更深*3.络合物各种平衡常数意义、表示及相互关系 稳定常数(形成常数)k 1 k2 Kn 离解常数(不稳定常数)k1=1/k n kn-1=1/k 2 kn=1/k 1交叉倒数关系逐级累积稳定常数n=K稳1K稳2K稳n质子化常数K H i、H iK稳=1/K不稳 pK不稳=lgK稳
13、4.络合物的分布、平均配位数,*5.副反应及副反应系数 副反应影响(大)用副反应系数表示=总/=1/,=总/,M(L)=1+i L i查表 M(OH)=1+i OH-i A(B)=1+i B i Y(H)=1+i H+i Y(N)=1+KNY NY=Y(H)+Y(N)-1;M=M(OH)+M(L)-1 X=X总/i*6.lgK MY计算M+Y=MYM Y MY 1gKMY=1g KMY-1gM-1gY+lgMY=1g KMY-1gM-1gY 近似式 MY略=1g KMY-1gY(H)最简式M=1,Y(H)Y(N)络合物稳定性与pH关系;稳定性,允许pH;,(1)比较实际稳定性KMY应用(2)判
14、断能否滴准lgKMY8(3)滴定允许最高酸度(4)控制酸度选择滴定(连续滴定)*7.滴定原理(1).突跃及影响因素 CM、KMY(酸度)(2).滴准判据单一离子:pM=0.2,Et0.1,1g(C spM KMY)6 lgKMY8混合离子:pM=0.2,Et=0.3,lg(C spM KMY)5lg(C spM KMY)=lg(C spM KMY)-lg(KNY C spN)5 或 lg(Kc)5/有副反应lg(KC)5 lgK7(3)pMsp=1/2(lg KMY+pCspM)pMep=1gKMIn=pMep-lgM=lg KMIn-lgIn(H)-lgM,(4)(5)a.单一离子适宜酸度范
15、围“最高酸度”(最低pH)lgY(H)=lgKMY-lg KMY pH 最低酸度 pH 最佳酸度pMsp=pMep pH,查表 b.混合离子适宜酸度范围 N存在时滴定M最高酸度同单一离子最高酸度。最低酸度以Y(H)=1/10 Y(N)1/10KNYCspN值所对应酸度 8.指示剂(1).指示剂条件,变色原理,举例*(2).常用指示剂 EBT/XO(3).指示剂选择原则:考虑体系酸度使pMep pMsp尽量一 致;考虑体系酸度+突跃*(4).指示剂存在问题 封闭与掩蔽 水硬度测定Fe、Al干扰,加TEA掩蔽,酸度条件 置换方法提高指示剂灵敏度Ca-EBT Mg-EBT,9.提高络合滴定选择性途径
16、(1)lg(KC)5,控制溶液酸度分别滴定,例Pb+Bi(2)1g(KC)5,掩蔽(*络合+沉淀+氧化还原)+解蔽(置换F-+苦杏仁酸)+更换滴定剂*10.应用:水的总硬度;A1滴定;测Pb+Bi,第五章氧化还原滴定法Oxidation Reoluction mathod目的要求(1)从条件电位、化学平衡来研究氧化还原 反应的方向和进行程度(2)从动力学观点研究氧化还原的速度.(3)从氧化势的改变研究突跃及氧化还原 指示剂的选择及应用(4)各种典型的氧化还原方法及应用.(5)氧化还原滴定结果计算.,*1.基本概念:E 0、E 0、催化反应、诱导反应*2.Nernst方程计算E、E 0(优点)*
17、3.氧化还原反应方向及程度 滴准判据TE%=0.1,lgK3(n1+n2)/E0=0.3-0.4v4.反应速度平衡角度可行,但不一定快速,反应历程 催化反应、诱导反应、副反应关系*5.滴定原理E=f(v)突跃E及影响因素n、E 0(可逆电对),对称电对sp点及ep点在突跃中位置*5.指示剂 3类 氧化还原型 变色范围、变色点;自身指示剂;特殊指示剂终点误差林邦误差公式*6.氧化还原滴定结果计算 氧化还原反应复杂,同一物质在不同条件下反应得不同产物。计算结果步骤:a.弄清分析程序,做什么?滴定方式(直接、返滴)b.正确写出有关氧化还原反应方程并配平,包括过程及滴定方程 c.据反应式确定化学计量系
18、数。由各步反应计量关系得:aXbYcZdT,aXdT d.计算,*7.应用:三种方法比较,列表、注意事项(1).KMnO4法原理(基本反应、E 0)、条件、硫酸介质、指示剂、特点 KMnO4配制、标定及条件、基准物、应用H2O2(2).K2Cr2O7法原理、条件、酸性介质、应用测铁 条件、指示剂/加H3PO4作用、应用亚铁(3).碘量法 指示剂+操作(防止I2挥发和I-氧化)直接碘量法测还原剂条件,I2液配制、标定、应用、KI作用 间接碘量法应用、测氧化剂条件 弱酸性或中性、应用铜,Na2S2O3配制与标定典型例题p137,1-4p140,6、7p150,9p15211-13思考题1、7、8、
19、13、14作业题1、3、4、12、16、17、22、24,第六章 重量分析和沉淀滴定法 目的要求(1)认识重量分析的实质、应用范围(2)明确重量分析对沉淀的要求.(3)掌握沉淀平衡及形成过程理论,进而掌 握进行沉淀的条件和沉淀剂的选择、用量(4)理解共沉淀理论及影响,如何减免沉淀玷 污的应用.(5)沉淀滴定法的基本原理和条件控制.,*1.基本概念:同离子效应、盐效应、酸效应、络合效应、相对过饱和度、均相、异相成核、共沉淀、同时沉淀、继沉淀、表面吸附、混晶、陈化 2.重量分析特点及要求-高含量准确度高(1)重量分析与容量分析区别(2)沉淀形式与称量形式要求*(3)重量分析方法要求(三保)*3.沉
20、淀溶解度及影响因素(保量)(1)溶解度及溶度积 s=s0+s离子(2)影响因素:,四大效应主要(盐效应较小常忽略)比较不同类型沉淀Ksp与S关系,同离子影响大小。实际四大效应综合考虑重点,但同离子效应必须考虑。(定性判断s大小;公式定量计算s)同 S MA(s)=M+A 无络合的强酸盐沉淀 盐 常忽略 酸 S 弱酸盐及难溶酸盐 络 有络合尤其稳定者,S又较大*一般推导的公式是单一一种效应,而实际都是两种效应以上,故计算必须按照例题的方法进行。?结合例题总结同+盐、同+酸、同+络三种实际情况S计算方法其他因素影响 较小(温度、溶剂),4.沉淀形成(保形)(1).沉淀分类(2)槐氏公式 意义、定性
21、使用(3)沉淀形成理论 均相、异相成核,临界CQ s意义 成核作用 长大过程 凝聚 无定形 构晶离子 晶核 沉淀颗粒 成长,定向排列晶体 5.影响纯度因素(保质)表面吸附 吸附本质(双电层)优先吸附构晶 离子,Ksp小,价高,C大优先共沉淀 混晶 条件 半径与构晶离子相近,晶体结构相同 吸留与包夹继沉淀与共沉淀区别减少沉淀玷污方法,*6.沉淀条件的选择(1).晶形沉淀条件稀、热、慢、搅、陈 作用 三保(2).非晶形沉淀条件浓、热、快、电解质、不陈化 作用破坏胶体、防止胶溶、加速沉淀凝聚*7.换算因数F 例2PP2O5,,8.*沉淀滴定 三种方法比较,重点两种,列表 原理、终点、滴定剂、指示剂、
22、条件、干扰、应用(1).莫尔法 分步沉淀,AgCl(白色)Ag2Cr04(砖红色),AgNO3,K2Cr04,条件pH=6.5-10.5,铵盐存在,指示剂用量CK2Cr04=5.010-3 molL-1,消除干扰,NaCl 标定AgNO3,直接滴定Cl-或Br-(2).佛尔哈德法 NH4SCN标定应用:含量计算典型例题p1813、4,p184,5思考题1、3、4、5、7、8(1)(2)(4)、9作业题4、a、d,5、8、b,10、11、16、17、22,第七章 吸(分)光光度法目的要求(1)掌握光度法的基本原理及朗伯-比尔定律(2)熟悉吸光光度仪器的基本构造及作用.(3)掌握光度法的条件,包括
23、显色反应、显色条件及测量条件的选择.(4)熟悉光度法的误差来源及减免方法.(5)几种吸光光度法定量的基本原理和应用.,*1.概念:单色光、复合光、互补色光、朗伯比尔定律、透光率、吸光度、吸收曲线、max、工作曲线、光吸收曲线(吸收光谱曲线)2.吸光光度法特点(1)max定性,也决定物质颜色(2)灵敏度高、准确度较高、应用广泛、仪器简单、操作简便、快速*3.朗伯比尔定律 A=lg Io/I=lg1/T=Kbc 物理意义、K(吸收系数)与吸光物质性质、入射光波长及温度等有关。吸光度加和性进行多组分测定测定及平衡常数测定。A=A1+A2=K1b1c 1+K2b2c2*摩尔吸光系数(Lmol1 cm
24、1)计算求得:反映吸光物质对光吸收能力,光度法灵敏度,值是选择显色反应重要依据104。(1)计算近似(2)受溶剂极性及溶液性质、入射光波长等影响,表示时应用注明(3)与C无关在稀溶液中成立桑德尔灵敏度S(g/cm2):S与关系 S=M/仪器检测极限A=0.001时,单位截面积光程内所能检测出的吸光物质最低含量,S与关系:S=M/,4.比色法和吸光光度法及其仪器(1)目视比色法特点(2)吸光光度法特点:A.入射光是高纯度单色光,减少偏离朗伯比尔定律,标准曲线直线部分范围大,分析结果准确度高。B.可任意选取某波长单色光,利用吸光度加和性,可同时测定溶液中两种或两种以上的组分。C.与目视比用光电管代
25、眼睛测量,提高准确度D.用工作曲线,快速,可用一段时间 F.有色物共存,可选适当波长(相互不干扰)或参比液来消除干扰,提高选择性。F.许多无色物若在紫外及红外有吸收峰,也可测定。*(3)分光光度计基本部件及功能:光源、单色器(光栅)、比色皿、检测器和显示装置。5.显色反应选择(氧化还原+络合反应)显色反应要求a选择性好;灵敏度足够高,104。b有色化合物组成恒定,符合一定的化学式。必须注意控制实验条件,使生成一定组成络合物。c有色化合物性质稳定,保证在测量过程中(30min)吸光度基本恒定。要求有色化合物不易受外界条件影响。d.有色化合物MR与显色剂R之间颜色差别要大,要求两者吸收峰波长之差(
26、对比度、反衬度)=MR-R 60 nm。e.显色条件易于控制 显色剂 无机+有机,6.显色条件选择 通过条件实验确定合适条件,包括:溶液酸度,显色剂用量,试剂加入顺序,显色时间,显色温度,有机络合物稳定性及共存离子干扰等。消除干扰方法 a控制溶液酸度 b加入掩蔽剂c利用氧化还原反应,改变干扰离子的价态 d.利用校正系数 e利用参比溶液f选择适当波长 g共存消耗显色剂干扰离子,增加显色剂用量。h分离*7.测量波长和吸光度范围选择(1)测量波长选择:无干扰,最大吸收。在最大吸收波长处有干扰,吸收最大、干扰最小(2).吸光度范围选择 A=0.20.8;控制方法 A.控制浓度,改变称样量及适当稀释。B
27、.选不同厚度吸收池。c.改变,另选入射光波长,工作曲线重绘。D.示差法*8.参比溶液选择原则 a当试液及显色剂均无色时,用蒸馏水。b显色剂无色,被测试液中共存有色离子,用不加显色剂被测试液。c显色剂有色,可选不加试液的试剂空白作。d显色剂和试液均有色,将一份试液加适当掩蔽剂掩蔽被测组分,使之不再与显色剂作用,而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入,以此作参比,可消除显色剂和一些共存组分干扰。e改变加入试剂顺序,使被测组分不显色,以此溶液作参比消除干扰。,9.标准曲线A-C(校准、工作)一条过原点直线。*a.标准曲线不过原点也可用,在线性范围内。b.一直线过原点,可用比较法。c.操作手续或仪器、
28、试剂变动,重绘。d.用同类标样使标液与试液组成尽量接近。标准曲线不通过原点原因:参比溶液选择不当,吸收池厚度不等,位置不妥,透光面不清洁等。偏离不严重,仍可用。10.对朗伯比尔定律偏离 标准曲线不呈直线,偏离朗伯比尔定律。偏离不严重,即标准曲线弯曲程度不严重,仍可用于定量。原因主要是仪器(物理)或溶液(化学)实际条件与朗伯比尔定律所要求理想条件不一致。(1)非单色光引起偏离,准曲线向浓度轴弯曲(负偏离),单色器越差,吸收池越厚,浓度越大,偏离越严重。应尽量使用好单色器,将入射光波长选在被测物质最大吸收处。(2).介质不均匀引起偏离 散射损失,应避免产生胶体、混浊(3)由于溶液本身化学反应引起偏
29、离 选等吸收点;解离、缔合、水解、形成新化合物或互变异构等化学变化而改变其浓度,导致偏离朗伯比尔定律。,11.吸光度测量的误差 吸光度标尺刻度不均匀。吸光度越大,读数波动所引起的吸光度误差也越大,使待测溶液的透射比T在15-65之间,或使吸光度A在之间,才能保证测量的相对误差较小.当吸光度A=0.434(或透射比T=36.8)时,测量的相对误差最小。12.光度分析法应用光度法应用广泛,微量、常量、多组分;化学平衡,有机物纯度、分子量、结构测定;主要示差法,络合物组成测定*(1).示差吸光光度法(适于高含量分析)原理,主要区别是所采用参比不同。用比待测溶液浓度稍低标液作参比溶液,C参Cx,调T=
30、100%,即A=0;A相对=A=Ax-Ao=b(Cx-Co)=b C=bC相对 A-C的标准曲线,Cx=Co+c 示差光度法误差 检流计标尺扩展,最小误差可达0.3。,(2).双波长吸光光度法原理 A与吸光物质浓度成正比,定量分析依据。应用:a混浊试液中组分的测定 相同浊度的参比溶液,实际难找合适b.单组分的测定 c.两组分共存时的分别测定(3).弱酸和弱碱解离常数的测定(4).络合物组成测定(5).光度法在有机分析中应用,第八章 分析化学中常用的分离 和富集方法 目的要求:(1)弄清楚定量分离原理(2)了解常用的分离法.,*1.概念:小体积沉淀法、萃取剂、萃取溶剂、助萃剂、分配比 2.分离要求:回收率*3.沉淀分离法:NaOH法与氨水法方法应用:4.痕量组分的共沉淀分离和富集5.挥发和蒸馏分离法*6.液液萃取分离法:萃取过程的本质、物质亲水性强弱规律、分配比、萃取百分率,一般3次7.重要萃取体系:萃取条件的选择:萃取剂、萃取溶剂、助萃剂、干扰离子的消除、酸度(1).螯合物萃取体系(2).离子缔合物萃取,*8.离子交换分离法:离子交换剂的种类和性质、结构、交联度和交换容量、离子交换树脂的亲和力、离子交换分离操作交换过程、洗脱曲线、离子交换分离法应用(水的净化),