《無機(jī)及分析化學(xué)》教材配套PPT課件

無機(jī)及分析化學(xué)教材配套PPT課件,無機(jī)及分析化學(xué),無機(jī),分析化學(xué),教材,配套,PPT,課件 第五章第五章 定量分析基礎(chǔ)定量分析基礎(chǔ)5.1 5.1 分析化學(xué)概論分析化學(xué)概論5.2 5.2 定量分析的誤差定量分析的誤差5.3 5.3 分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理5.45.4 滴定分析法滴定分析法1了解分析化學(xué)的任務(wù)和作用。了解分析化學(xué)的任務(wù)和作用。2了解定量分析方法的分類和定量分析的過程。了解定量分析方法的分類和定量分析的過程。3了了解解定定量量分分析析中中誤誤差差產(chǎn)產(chǎn)生生的的原原因因、表表示示方方法法以以及提高準(zhǔn)確度的方法。及提高準(zhǔn)確度的方法。4理解理解分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法。分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法。5掌握掌握有效數(shù)字的意義，并掌握其運(yùn)算規(guī)則。有效數(shù)字的意義，并掌握其運(yùn)算規(guī)則。6了解滴定分析法的基本知識。了解滴定分析法的基本知識。學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求25.1 5.1 分析化學(xué)概論分析化學(xué)概論化學(xué)化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其相互變化的一門基礎(chǔ)學(xué)科。分析化學(xué)分析化學(xué)是人們獲得物質(zhì)化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和信息的科學(xué)。5.1.1 5.1.1 分析化學(xué)的任務(wù)和作用分析化學(xué)的任務(wù)和作用3分析化學(xué)的任務(wù)：分析化學(xué)的任務(wù)：1.物質(zhì)中有哪些元素和(或)基團(tuán)(定性分析)2.每種成分的數(shù)量或物質(zhì)的純度如何(定量分析)3.物質(zhì)中原子間彼此如何連接及在空間如何排列(結(jié)構(gòu)和立體分析)4分析化學(xué)的研究對象：分析化學(xué)的研究對象：從單質(zhì)到復(fù)雜的混合物及大分子化合物；從無機(jī)物到有機(jī)物，乃至DNA、多肽、蛋白質(zhì)等；從低分子量的到高分子量的；從氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)；從取樣幾噸到幾十微克5分析化學(xué)的作用及意義分析化學(xué)的作用及意義：在在工業(yè)生產(chǎn)方面工業(yè)生產(chǎn)方面從原料的選擇、中間產(chǎn)品、成品的檢驗，從原料的選擇、中間產(chǎn)品、成品的檢驗，新產(chǎn)品的開發(fā)，以至生產(chǎn)過程中的三廢（廢水、廢氣、新產(chǎn)品的開發(fā)，以至生產(chǎn)過程中的三廢（廢水、廢氣、廢渣）的處理和綜合利用都需要分析化學(xué)。廢渣）的處理和綜合利用都需要分析化學(xué)。在在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，從土壤成分、肥料、農(nóng)藥的分析至農(nóng)作，從土壤成分、肥料、農(nóng)藥的分析至農(nóng)作物生長過程的研究也都離不開分析化學(xué)。物生長過程的研究也都離不開分析化學(xué)。在在國防和公安方面國防和公安方面，從武器裝備的生產(chǎn)和研制，至刑事案，從武器裝備的生產(chǎn)和研制，至刑事案件的偵破等也都需要分析化學(xué)的密切配合。件的偵破等也都需要分析化學(xué)的密切配合。在在科學(xué)技術(shù)方面科學(xué)技術(shù)方面，分析化學(xué)的作用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出化學(xué)的領(lǐng)，分析化學(xué)的作用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出化學(xué)的領(lǐng)域。它不僅對化學(xué)各學(xué)科的發(fā)展起著重要的推動作用，域。它不僅對化學(xué)各學(xué)科的發(fā)展起著重要的推動作用，而且對其他許多學(xué)科，如，生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、而且對其他許多學(xué)科，如，生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、地質(zhì)學(xué)等的發(fā)展，都有密切的關(guān)材料科學(xué)、能源科學(xué)、地質(zhì)學(xué)等的發(fā)展，都有密切的關(guān)系。系。6分析化學(xué)的發(fā)展趨勢：分析化學(xué)的發(fā)展趨勢：分析化學(xué)是人們認(rèn)識自然、改造自然的工具，是現(xiàn)代科技發(fā)展的眼睛。不是“化學(xué)正在走出出分析化學(xué)”，而是“新儀器和基于物理新成果的測量方法正在走進(jìn)進(jìn)分析化學(xué)”。71儀器化、自動化儀器化、自動化 可獲得高靈敏度、高選擇性的分析方法和結(jié)果?？色@得高靈敏度、高選擇性的分析方法和結(jié)果。2各種方法聯(lián)用各種方法聯(lián)用 已有已有 GC-MS HPLC-MS GC-FTIR等，可在等，可在短時間內(nèi)獲得最大量的信息短時間內(nèi)獲得最大量的信息;(多機(jī)聯(lián)用可在多機(jī)聯(lián)用可在10至至20分鐘同時獲得石油餾分中的幾百個組分鐘同時獲得石油餾分中的幾百個組分的定性定量信息分的定性定量信息)3改善預(yù)處理方法改善預(yù)處理方法 更簡單、更方便。更簡單、更方便。85.5.1.21.2 定量分析方法的分類定量分析方法的分類1.按按目的目的分：分：結(jié)構(gòu)分析確定分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)成分分析定性分析：確定物質(zhì)的元素、原子團(tuán)、官能團(tuán)定量分析：確定組分的含量2.按按對象對象分：分：無機(jī)分析確定元素的種類、各成分含量、存在形式等有機(jī)分析確定組成元素、官能團(tuán)種類、基本結(jié)構(gòu)等93.按按樣品量樣品量分：分：4.按按組分含量組分含量分：分：105.按按 方方 法法 分分最實用的分類最實用的分類化化學(xué)學(xué)分分析析方方法法以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的方法，屬常量分析，準(zhǔn)確度高（RE0.1%）重量分析法重量分析法測物質(zhì)的絕對值容容量量分分析析法法測物質(zhì)的相對量，以滴定分析法為主要手段儀器分析方法儀器分析方法以被測物質(zhì)的物理及物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法多屬微量分析，快速靈敏，RE較大，但絕對誤差不大。11125.5.1.31.3 定量分析的一般過程定量分析的一般過程一、定量分析的一般過程一、定量分析的一般過程1.取樣：取樣：所取樣品必須要有代表性2.試樣預(yù)處理試樣預(yù)處理（1）分解：）分解：分為干法和濕法分解；必須分解完全（2）分離及干擾消除）分離及干擾消除：對復(fù)雜樣品的必要過程3.測定：測定：根據(jù)樣品選擇合適方法；必須準(zhǔn)確可靠4.計算：計算：根據(jù)測定的有關(guān)數(shù)據(jù)計算出待測組分的含量，必須準(zhǔn)確無誤5.出報告：出報告：根據(jù)要求以合適形式報出13二、二、分析結(jié)果的表示方法分析結(jié)果的表示方法1.化學(xué)形式化學(xué)形式 視樣品不同而不同。2.含量含量 不同性質(zhì)的樣品有不同的表示方法A）固體樣品固體樣品（通常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）（通常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）含量低時可用其他單位（g/g、ng/g）14B)液體樣品液體樣品 通常以物質(zhì)的量濃度表示（mol/L）：微 量 組 分 mgL-1、gL-1、gmL-1、ngmL-1、pgmL-1（對應(yīng)于ppmppbppmppbppt)C)氣體樣品氣體樣品隨著對環(huán)保工作的重視，氣體分析的比例加大，現(xiàn)多用g/m3,mg/m3等表示155.2 5.2 定量分析中的誤差定量分析中的誤差誤差是客觀存在，不可避免的.了解分析過程中誤差產(chǎn)生的原因及其出現(xiàn)的規(guī)律，以便采取相應(yīng)的措施減小誤差，以提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。16 5.2.1 準(zhǔn)確度和精密度準(zhǔn)確度和精密度1)真真值值（XT）某一物理量本身具有的客觀存在的真實數(shù)值。（除理論真值、計量學(xué)約定真值和相對真值外通常未知）2)平平均均值值n次測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值173)準(zhǔn)準(zhǔn)確確度度在一定測量精度的條件下分析結(jié)果與真值的接近程度，常以絕對誤差（E）和相對誤差(RE)來表示。4)精精密密度度多次重復(fù)測定某一量時所得測量值的離散程度，常以偏差和相對偏差來表示。也稱為再現(xiàn)性或重復(fù)性（注意其區(qū)別）再再現(xiàn)現(xiàn)性性不同分析工作者在不同條件下所得數(shù)據(jù)的精密度。重重復(fù)復(fù)性性同一分析工作者在同樣條件下所得數(shù)據(jù)的精密度。185)準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系精密度高不一定準(zhǔn)確度好(可能有系統(tǒng)誤差),而欲得高準(zhǔn)確度，必須有高精密度。因為系統(tǒng)誤差只影響準(zhǔn)確度而不影響精密度(單向恒定)A精密度高且準(zhǔn)確度也好B精密度不高但其平均值的準(zhǔn)確度仍較好C精密度很高但明顯存在負(fù)的系統(tǒng)誤差D精密度很差，且準(zhǔn)確度也很差，不可取19以打靶為例也能說明精密度與準(zhǔn)確度的關(guān)系。（2）的精密度很高，但準(zhǔn)確度不高，而（3）的精密度不高，準(zhǔn)確度就更不用說了。205.2.2 定量分析誤差產(chǎn)生的原因定量分析誤差產(chǎn)生的原因1.系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 由某種固定因素引起的誤差，是在測量過程中重重復(fù)復(fù)出出現(xiàn)現(xiàn)、正正負(fù)負(fù)及及大大小小可可測測，并具具有有單單向向性性的誤差?？赏ㄟ^其他方法驗證而加以校正。21系統(tǒng)誤差的分類系統(tǒng)誤差的分類方法誤差由所選擇的方法本身（分析系統(tǒng)的化學(xué)或物理化學(xué)性質(zhì)）決定的，是無法避免的。操作誤差操作者本人所引起的，可通過提高操作者技能來消除或減少（所選試樣缺乏代表性、溶樣不完全、觀察終點(diǎn)有誤、觀察先入為主等）儀器及試劑誤差由儀器性能及所用試劑的性質(zhì)（儀器準(zhǔn)確度不夠、器皿間不配套、試劑不純等）所決定個人誤差 又稱主觀誤差，是由于分析人員的主觀原因。(如個人對顏色的敏感程度不同，在辨別滴定終點(diǎn)的顏色或偏深或偏淺）222.隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差:由測量過程中一系列有關(guān)因素的微小的隨機(jī)波動而引起的誤差，具有統(tǒng)計規(guī)律性，可用統(tǒng)計的方法進(jìn)行處理。多次測量時正負(fù)誤差可能相互抵消。無法嚴(yán)格控制，僅可盡量減少。3.過失誤差過失誤差指明顯與事實不符的誤差，即異常值，亦稱“過失誤差”。如看錯砝碼、讀錯數(shù)據(jù)等。23隨機(jī)誤差的的正態(tài)分布隨機(jī)誤差的的正態(tài)分布因測量過程中存在隨機(jī)誤差，使測量數(shù)據(jù)具有分散的特性，但仍具有一定的規(guī)律性：具有一定的集中趨勢。分散測量時誤差的不可避免，集中大誤差少而小誤差多標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線是以總體平均值為原點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)偏差為橫座標(biāo)單位的曲線。24由圖可得由圖可得：x=（即誤差為零）時Y值最大。說明大多數(shù)測量值集中在算術(shù)平均值附近，或曰算術(shù)平均值是最可信賴值。X值趨于或（即x與差很大）時，曲線以軸為漸近線，說明小誤差出現(xiàn)的概率大而大誤差出現(xiàn)的概率小。曲線以x=的直線呈軸對稱分布，即正、負(fù)誤差出現(xiàn)概率相等。值越大，測量值的分布越分散；越小，測量值越集中，曲線越尖銳。255.5.2.2.3 3 提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度方法提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度方法 分析結(jié)果的允許誤差應(yīng)視組分含量、分析對象等而改變對準(zhǔn)確度的要求。在常規(guī)分析中，應(yīng)控制在0.10.3%。26在定量分析中誤差是不可避免的，為了獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果，必須盡可能地減少分析過程中的誤差。可采用如下辦法：1、選擇合適的分析方法、選擇合適的分析方法容量分析的準(zhǔn)確度高。儀器分析靈敏度高。2、減少測量誤差、減少測量誤差 應(yīng)減少每個測量環(huán)節(jié)的誤差，天平稱量應(yīng)取樣0.2 克以上，滴定劑體積應(yīng)大于20毫升。3、增加平行測定次數(shù)，減小偶然誤差、增加平行測定次數(shù)，減小偶然誤差 分析化學(xué)通常要求在3-5次。274、消除系統(tǒng)誤差、消除系統(tǒng)誤差1）.對對照照試試驗驗以標(biāo)準(zhǔn)樣品代替試樣進(jìn)行的測定，以校正測定過程中的系統(tǒng)誤差。方法有標(biāo)準(zhǔn)樣比對法或加入回收法（用標(biāo)準(zhǔn)樣品、管理樣、人工合成樣等）、選擇標(biāo)準(zhǔn)方法（主要是國家標(biāo)準(zhǔn)等）、相互校驗（內(nèi)檢、外檢等）。2）.空空白白試試驗驗不加試樣但完全照測定方法進(jìn)行操作的試驗，消除由干擾雜質(zhì)或溶劑對器皿腐蝕等所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。所得結(jié)果為空白值，需扣除。若空白值過大，則需提純試劑或換容器。283）儀儀器器校校準(zhǔn)準(zhǔn)消除因儀器不準(zhǔn)引起的系統(tǒng)誤差。主要校準(zhǔn)砝碼、容量瓶、移液管，以及容量瓶與移液管的配套校準(zhǔn)。4）分分析析結(jié)結(jié)果果校校正正主要校正在分析過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。如：重量法測水泥熟料中SiO2含量，可用分光光度法測定濾液中的硅，將結(jié)果加到重量法數(shù)據(jù)中，可消除由于沉淀的溶解損失而造成的系統(tǒng)誤差。29 5.3 分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理按以下幾個步驟用統(tǒng)計方法進(jìn)行：(1)對于偏差較大的可疑數(shù)據(jù)按Q檢驗法進(jìn)行檢驗，決定其取舍；(2)計算出數(shù)據(jù)的平均值、各數(shù)據(jù)對平均值的偏差、平均偏差與標(biāo)準(zhǔn)偏差等；(3)按要求的置信度求出平均值的置信區(qū)間。305.3.1 平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差誤差有絕對誤差和相對誤差之分，偏差也有絕對偏差和相對偏差之分，一般可表示為：Rd31用平均偏差和相對偏差表示精密度比較簡單，如果按總的測定次數(shù)要求計算平均偏差，所得結(jié)果會偏小，大偏差得不到應(yīng)有的反映。如A、B二組數(shù)據(jù)，求得各次測定的絕對偏差分別為：dA:+0.15、+0.39、0.00、-0.28、+0.19、-0.29、+0.20、-0.22、-0.38、+0.30n=10，A=0.24 極差 0.77dB:-0.10、-0.19、+0.91*、0.00、+0.12、+0.11、0.00、+0.10、-0.69*、-0.18n=10，B=0.24 極差 1.60兩組平均偏差相同，而實際上B數(shù)據(jù)中出現(xiàn)二個較大偏差(+0.91，-0.69)，測定結(jié)果精密度較差。為了反映這些差別，引入標(biāo)準(zhǔn)偏差。32標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差又稱均方根偏差，當(dāng)測定次數(shù)趨于無窮大時，標(biāo)準(zhǔn)偏差用表示：式中 是無限多次測定結(jié)果的平均值，稱為總體平均值：顯然，在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，即為真實值。33在一般的分析工作中，只作有限次數(shù)的平行測定，這時標(biāo)準(zhǔn)偏差用s表示：相對標(biāo)準(zhǔn)偏差也稱變異系數(shù)（CV），其計算式為：34例：在分析某一樣品中NaCl時所得數(shù)據(jù)見下表左列，求各偏差值解：根據(jù)有關(guān)公式，計算結(jié)果列下表355.3.2 平均值的置信區(qū)間平均值的置信區(qū)間由正態(tài)分布得知，只要已知其真值 和標(biāo)準(zhǔn)偏差，便可以期望測量值會以一定概率落在值附近的一個區(qū)間內(nèi)。反之，當(dāng)未知時，也可期望測量值以一定概率包含在x值附近的一個區(qū)間內(nèi)。將以以測測定定結(jié)結(jié)果果為為中中心心，包包含含 值值在在內(nèi)內(nèi)的的可靠性范圍可靠性范圍稱為置信區(qū)間置信區(qū)間。真實值落在這一范圍的概率，稱為置置信信度或置信水準(zhǔn)度或置信水準(zhǔn).36曲線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示誤差出現(xiàn)的頻率，曲線與橫坐標(biāo)從-到+之間所包圍的面積表示具有各種大小誤差的測定值出現(xiàn)的概率的總和，設(shè)為100%。由數(shù)學(xué)統(tǒng)計計算可知，真實值落在、2和3的概率分別為68.3%、95.5%和99.7%。也就是說，在1000次的測定中，只有三次測量值的誤差大于3。37在多次測定求得平均值后，可得到估算置信區(qū)間的公式：在實驗次數(shù)并不多時，未知，只能用樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差替代總體標(biāo)準(zhǔn)偏差時，將引起對正態(tài)分布的偏離，需用t分布分布來處理。38因此，有限次測量的置信區(qū)間為在一定置信度下，增加平行測定次數(shù)可使置信區(qū)間縮小，說明測量的平均值越接近總體平均值。39例：例：測定某作物中的含糖量，結(jié)果為測定某作物中的含糖量，結(jié)果為15.40%，15.44%，15.34%，15.41%，15.38%，求置信度為，求置信度為95%時的置信區(qū)間。時的置信區(qū)間。解解：首首先先求求得得 平平均均值值為為15.40%，s=0.0385,n=5,f=4,=0.05查表得到查表得到 t=2.78 若求置信度為若求置信度為99%，則，則t=4.60，40即可理解為：總總體體平平均均值值 落落在在15.40 15.40 0.048%0.048%的區(qū)間內(nèi)的可能性是的區(qū)間內(nèi)的可能性是95%95%。不不能能理解為：未來測定的實驗平均值有95%的可能性落在15.40 0.048%的區(qū)間內(nèi)。415.5.3.3.3 3 可疑數(shù)據(jù)的取舍可疑數(shù)據(jù)的取舍在定量分析中，實驗數(shù)據(jù)往往會有一些偏差較大的，稱為可疑值或離群值。除非確定為過失誤差數(shù)據(jù)，任一數(shù)據(jù)均不能隨意地保留或舍去?？梢芍档娜∩釂栴}實質(zhì)上是區(qū)分隨機(jī)誤差與過失誤差的問題?？山杞y(tǒng)計檢驗來判斷。常用的有四倍法（也稱4d法）、格魯布斯法(Grubbs 法法)和Q檢驗法等，其中Q檢驗法比較嚴(yán)格而且又比較方便。42Q檢驗法檢驗法根據(jù)統(tǒng)計量根據(jù)統(tǒng)計量Q進(jìn)行判斷進(jìn)行判斷步驟：1.將數(shù)據(jù)順序排列為：x1，x2，xn-1，xn2.計算出統(tǒng)計量Q：43Q檢驗法檢驗法式中分子為可疑值與相鄰值的差值，分母為整組數(shù)據(jù)的極差。Q算越大，說明x1或xn離群越遠(yuǎn)。3.根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度由Q值表查得Q表（表值）4.再以計算值與表值相比較，若Q算Q表，則該值需舍去，否則必須保留。44 5.5.3.3.4 4 分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與報告分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與報告在實際工作中，分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理是非常重要的。在實驗和科學(xué)研究工作中，必須對試樣進(jìn)行多次平行測定（n3），然后進(jìn)行統(tǒng)計處理并寫出分析報告。45例如測定某礦石中鐵的含量（%），獲得如下數(shù)據(jù)：79.58、79.45、79.47、79.50、79.62、79.38、79.90。1.用Q檢驗法檢驗并且判斷有無可疑值舍棄。從上列數(shù)據(jù)看79.90偏差較大：現(xiàn)測定7次,設(shè)置信度P=90%，則Q表=0.51,所以Q算Q表，則79.90應(yīng)該舍去462.根據(jù)所有保留值，求出平均值：3.求出平均偏差：4.求出標(biāo)準(zhǔn)偏差s：475求出置信度為90%、n=6時，平均值的置信區(qū)間查表3-1得t=2.015485 5.3.5.3.5 有效數(shù)字及其計算規(guī)則有效數(shù)字及其計算規(guī)則 實驗數(shù)據(jù)不僅表示數(shù)值的大小，同時也反映了測量的精確程度。體積測量：記錄為25.00 mL和25.0 mL，雖然數(shù)值大小相同，但精密度卻相差10倍，前者說明是用移液管準(zhǔn)確移取或滴定管中放出的，而后者是由量筒量取的。因此，必須按實際測量精度記錄實驗數(shù)據(jù)，并且按照有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行測量結(jié)果的計算，報出合理的測量結(jié)果。49一、一、有效數(shù)字有效數(shù)字 有效數(shù)字有效數(shù)字實際能測量到的數(shù)字，只保實際能測量到的數(shù)字，只保留一位可疑值。不僅表示數(shù)量，也表示精度留一位可疑值。不僅表示數(shù)量，也表示精度。例：讀取同一滴定管刻度：甲24.55mL，乙24.54mL，丙24.53mL。三個數(shù)據(jù)中，前3位數(shù)字都相同且很準(zhǔn)確，但第4位是估計數(shù)，不確定，不同人讀取時稍有差別。例：分析天平稱取試樣質(zhì)量時應(yīng)記錄為0.2100g它表示0.210是確定的，最后一位0是不確定數(shù)，可能有正負(fù)一單位的誤差，即其實際質(zhì)量是0.21000.0001g范圍內(nèi)的某一值。其絕對誤差為0.0001，相對誤差為(0.0001/0.2100)100%=0.05%。50有效數(shù)字舉例試樣重（克）0.5180(4位,天平稱出)0.52(2位,臺秤)溶液體積(毫升)25.34(4位,滴定管）25.3(3位，量筒)離解常數(shù)1.8105（2位）pH值11.02(或4.35)（均為2位）整數(shù)部分1000（位數(shù)不清楚），為準(zhǔn)確可換成指數(shù)整倍數(shù)、分?jǐn)?shù)如化學(xué)計量數(shù)等，其有效位數(shù)為任意位e、等也同樣51有效數(shù)字中“0”的作用數(shù)據(jù)中的“0”如果作為普通數(shù)字使用，它就是有效數(shù)字；作為定位用，則不是。如滴定管讀數(shù)22.00mL，兩個“0”都是測量數(shù)字，為4位有效數(shù)字。改用升表示，為0.02200L，前面兩個“0”僅作定位用，不是有效數(shù)字，而后面兩個“0”仍是有效數(shù)字，仍為4位有效數(shù)字?？捎弥笖?shù)形式定位尾數(shù)為“0”的小數(shù)，以防止有效數(shù)字的混淆。如25.0mg改寫成g時，應(yīng)寫成2.50104g，不能寫成25000g。單位可以改變，但有效數(shù)字的位數(shù)不能任意改變，也就是說不能任意增減有效數(shù)字。52二、二、有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則數(shù)數(shù)字字修修約約確確定定有有效效位位數(shù)數(shù)后后對對多多余余位位數(shù)數(shù)的的舍舍棄過程，其規(guī)則為修約規(guī)則。棄過程，其規(guī)則為修約規(guī)則。四舍六入五留雙當(dāng)尾數(shù)4時舍棄；尾數(shù)6時則進(jìn)入；尾數(shù)=5時，按5前面為偶數(shù)者舍棄；為奇數(shù)者進(jìn)位3.74643.7463.52363.5247.215507.2166.534506.534尾數(shù)不止5時一律進(jìn)位6.534516.53553若某數(shù)字有效的首位數(shù)字8，則該有效數(shù)字的位數(shù)可多計算一位。如8.58可視為4位有效數(shù)字。在運(yùn)算過程中，有效數(shù)字的位數(shù)可暫時多保留一位，得到最后結(jié)果時再定位。使用計算器作連續(xù)運(yùn)算時，運(yùn)算過程中不必對每一步的計算結(jié)果進(jìn)行修約，但最后結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)必須按照以上規(guī)則正確地取舍。54運(yùn)算規(guī)則運(yùn)算規(guī)則加加減減法法有效位數(shù)以絕絕對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。例如:50.1+1.45+0.5812=?每個數(shù)據(jù)最后一位都有1的絕對誤差，在上述數(shù)據(jù)中，50.1的絕對誤差最大(0.1)，即小數(shù)點(diǎn)后第一位為不定值，為使計算結(jié)果只保留一位不定值，所以各數(shù)值及計算結(jié)果都取到小數(shù)點(diǎn)后第一位。50.1+1.45+0.5812=50.1+1.4+0.6=52.1552.18790.15460.06=2.190.15460.1=20.3各數(shù)的相對誤差分別為:1/21879100%=0.005%1/154100%=0.6%1/6006100%=0.02%上述數(shù)據(jù)中，有效位數(shù)最少的0.154，其相對誤差最大，因此，計算結(jié)果也只能取三位有效數(shù)字。乘除法乘除法有效位數(shù)以相相對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即有效位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。565.4 5.4 滴定分析法滴定分析法滴滴定定分分析析法法將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液（即標(biāo)準(zhǔn)溶液）滴加到被測物質(zhì)的溶液中（或反向滴加），根據(jù)所消耗的試劑量按化學(xué)計量關(guān)系來確定被測物質(zhì)的量。注意：注意：.用標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定.有一定的準(zhǔn)確性（精確計量）.有合適的指示劑（確定化學(xué)計量點(diǎn)或終點(diǎn)）幾幾個個概概念念：滴定、化學(xué)計量點(diǎn)、終點(diǎn)、指示劑、滴定誤差（TE）57 5.5.4.4.1 1 滴定分析的類型滴定分析的類型1.酸酸堿堿滴滴定定法法以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法(以所用酸堿強(qiáng)弱分類)2.絡(luò)絡(luò)合合滴滴定定法法以絡(luò)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法（以胺羧絡(luò)合劑為主）3.沉沉淀淀滴滴定定法法以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法（以所用指示劑分類）Mohr法 以K2CrO4為指示劑 Volhard法以鐵銨礬為指示劑Fajans法 以吸附指示劑指示終點(diǎn)584.氧氧化化還還原原滴滴定定法法以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法(以所用滴定劑分類)KMnO4法自身指示劑 K2Cr2O7法二苯胺磺酸鈉為指示劑 碘量法分間接碘量法和直接碘量法溴量法、鈰量法 等595.5.4.4.2 2 滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求和滴定方式滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求和滴定方式 一、對化學(xué)反應(yīng)的要求對化學(xué)反應(yīng)的要求1.反應(yīng)能按化學(xué)反應(yīng)式定定量量完完成成（沒有副反應(yīng)、反應(yīng)完全程度達(dá)99.9%以上）2.反應(yīng)能迅速完成迅速完成3.有合適的指示化學(xué)計量點(diǎn)（或終點(diǎn)）的方法（合適的指示劑合適的指示劑）4.無干擾主反應(yīng)的雜質(zhì)存在（無干擾雜質(zhì)無干擾雜質(zhì)）60 二、滴定方法二、滴定方法1.直直接接滴滴定定法法適用于滿足四個要求的滴定反應(yīng)（強(qiáng)酸強(qiáng)堿滴定及一般的絡(luò)合滴定）2.返返滴滴定定法法適用于反應(yīng)速度慢或無合適指示劑的反應(yīng)（如絡(luò)合滴定測鋁）3.置置換換滴滴定定法法適用于不按一定反應(yīng)式進(jìn)行或伴有副反應(yīng)的物質(zhì)的測定（K2Cr2O7碘量法標(biāo)定Na2S2O3)4.間間接接滴滴定定法法適用于不與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì)的測定。（KMnO4法測鈣）61 5.5.4.4.3 3 基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液（一一）、基基準(zhǔn)準(zhǔn)物物質(zhì)質(zhì)能能用用于于直直接接配配制制或或標(biāo)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)（二）、標(biāo)準(zhǔn)溶液（二）、標(biāo)準(zhǔn)溶液已知準(zhǔn)確濃度的溶液已知準(zhǔn)確濃度的溶液621 1、基準(zhǔn)物質(zhì)所必須具備的條件基準(zhǔn)物質(zhì)所必須具備的條件純度高99.9%性質(zhì)穩(wěn)定在空氣中不吸濕、不氧化、不分解組成確定與化學(xué)式相符，含結(jié)晶水?dāng)?shù)量也相符有較大的摩爾質(zhì)量保證稱量時有一定的重量能按反應(yīng)式定量完成所參與的反應(yīng)一、基準(zhǔn)物質(zhì)一、基準(zhǔn)物質(zhì)632、基準(zhǔn)物質(zhì)的類型、基準(zhǔn)物質(zhì)的類型酸 堿 反 應(yīng) 類：NaCO3（無 水）、Na2B4O710H2O、H2C2O4、C6H4(COOH)(COOK)絡(luò)合反應(yīng)類：CaCO3、ZnO及各種光譜純金屬沉淀反應(yīng)類：NaCl、KBr氧化還原類：K2Cr2O7、H2C2O42H2O64 二、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制二、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 1.1.直接配制法直接配制法 準(zhǔn)確稱取一定量的物質(zhì)，溶解后稀釋至一定體積，從而求出準(zhǔn)確濃度。2.2.間接配制法間接配制法粗略配制成近似濃度，再用基準(zhǔn)物質(zhì)或用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來確定其準(zhǔn)確濃度。65三、三、濃度的表示方法濃度的表示方法1.物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度即過去的“體體積積摩摩爾爾濃濃度度”，單位為“molL-1”在表示“物質(zhì)的量濃度”時必須注明其基基本本單單元元，基本單元不同則其摩爾質(zhì)量不同，濃度也不同：662.2.滴定度滴定度定定義義毫毫升升標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶溶液液（A）相相當(dāng)當(dāng)于于被被測測物物（B）的質(zhì)量或百分含量。的質(zhì)量或百分含量。分別表示為TB/A=gmL-1或%mL-1.如 TFe/K2Cr2O7=0.005260 gmL-1，表 示 1 mLK2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于0.005260gFe，也就是說1mLK2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液恰好能與0.005260gFe2+反應(yīng)675 5.4.4.4 4 滴定分析結(jié)果的計算滴定分析結(jié)果的計算一、滴定劑與被測物質(zhì)之間的計量關(guān)系一、滴定劑與被測物質(zhì)之間的計量關(guān)系如此，便可由所消耗的滴定劑的物質(zhì)的量以求得被測物的物質(zhì)的量。對于 tT+bB=cC+dD 的反應(yīng)，首先要確定滴定劑T與被測物B的物質(zhì)的量的相互關(guān)系,其化學(xué)計量數(shù)為 t/b,故而被測物的物質(zhì)的量 nB（摩爾數(shù)）與滴定劑的物質(zhì)的量 nT（摩爾數(shù)）間應(yīng)有如下關(guān)系：68二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計算二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計算1）以以基基準(zhǔn)準(zhǔn)物物直直接接配配制制：準(zhǔn)確稱取摩爾質(zhì)量為MB的B物質(zhì)mB克，并定容至VB升，則其濃度為：（單位單位 molL-1）例例1：欲欲配配制制濃濃度度為為0.01666 molL-1的的K2Cr2O7溶溶液液0.250升，需稱取基準(zhǔn)升，需稱取基準(zhǔn)K2Cr2O7多少克？多少克？解：根據(jù)公式，所需的K2Cr2O7的量可由B=BB B 計算 MB=0.016660.25294.18=1.2258（克）692）以標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定）以標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定:以另一濃度為（C）的標(biāo)準(zhǔn)溶液（)標(biāo)定一定量（B）待測標(biāo)準(zhǔn)溶液時，該待測標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為b/t：化學(xué)計量數(shù)，可由 nt 確定 nb。703）以滴定度表示：）以滴定度表示：由滴定度的定義，則在標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為時，71三、待測組分含量的計算三、待測組分含量的計算通常以某物質(zhì)的百分含量或用其在所測樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。其中的相關(guān)關(guān)系為：1 1、物質(zhì)的量物質(zhì)的量 n nB B:（1000是將體積單位由毫升轉(zhuǎn)化為升,下同）2、物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量 mB:3、被測物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)被測物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) B:724、被測物質(zhì)的百分含量（被測物質(zhì)的百分含量（）：5、與滴定度的關(guān)系與滴定度的關(guān)系：73例例2：在在0.1000克克（mB)Pb3O4中中加加入入HCl放放出出氯氯氣氣。此此氯氯氣氣與與KI溶溶液液反反應(yīng)應(yīng)，析析出出的的I2用用0.1000molL-1的的（CT）Na2S2O3滴滴定定，消耗消耗25.00ml（VT）。）。試求出試求出 Pb3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解解：因因為為有有定定量量關(guān)關(guān)系系的的物物質(zhì)質(zhì)是是樣樣品品和和Na2S2O3，故故必必須須先先找找出出它們間的化學(xué)計量數(shù)它們間的化學(xué)計量數(shù) Pb3O4 +HCl=Cl2+3PbCl2+4H2O Cl2 +2KI=I2 +2Kcl I2 +2 S2O3 2-=2I-+S4O62-1 Pb3O4=1Cl2=1I2=2 S2O3 2-所以其化學(xué)計量數(shù)為所以其化學(xué)計量數(shù)為 1/2 。Pb3O4 =1/2 CT VT MB/mB =0.50.10000.02500685.6/0.1000 =85.7074