工科化学9章31-32.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层波函数本身没有明确的物理意义，但它的平方,2,代表电子在空间各点出现的概率密度。若用黑点的疏密程度来表示空间各点电子概率密度的大小，则,2,大的地方黑点较密，其概率密度大；反之,2,小的地方黑点较疏，概率密度小。在原子核外分布的小黑点，好象一团带负电的云，把原子核包起来，如同天空中的云雾一样，所以又称为电子云（,electron cloud,）。即通常把,2,在核外空间分布的图形称电子云。,第三层,第四层,第五层,*,*,*,第九章 化学分析法,本章要求,1,掌握,准确度与误差、精密度与偏差、平均偏差、标准偏差等基本概念。,2,明确,精密度与准确度之间的关系。,3,了解,误差的来源及分类，,明确,有效数字的基本概念及分析结果的数据处理方法。,4,掌握,标准溶液的配制方法；,了解,指示剂的变色原理和选择原则,5,明确,常规化学分析的原理、方法及其应用；,了解,滴定曲线的计算方法；,掌握,酸碱滴定中化学计量点时的,pH,和,pH,突越的计算；,了解,滴定突越对滴定分析的作用。,6,理解,直接滴定法的准确滴定条件；,了解,配位滴定条件的选择。,7,了解,沉淀形式和称量形式的概念，以及晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件。,8,掌握,酸碱、配位、氧化还原等滴定分析法的应用。,8/27/2025,1,8.1,分析化学概述,分析化学,(analytical chemistry),化学学科的一个重要分支,对象研究物质化学,成分,及其,含量,、,组成,与,结构,的测试方法和原理的科学,意义,对元素的发现、相对原子质量的确定、,相关化学基本定律的建立等都曾起过重要作用,是现代科学研究的基础和工具，生产管,理和产品质量控制的眼睛，科学取证的手段,（矿井瓦斯）,8/27/2025,2,一、定性分析、定量分析、结构分析和形态分析,定性分析,(qualitative analysis),确定分析对象由哪些组分（元素、原子团或化合物等）组成,定量分析,(quantitative analysis),确定分析对象中有关组分的含量,结构分析,(structural analysis),研究物质中原子、分子的排列方式，确定分子结构或晶体结构等,(Na,2,S,2,O,3,),二、常量组分分析、微量组分分析和痕量组分分析,常量组分分析待测组分,B,含量,w,B,0.01,微量组分分析,0.0001,w,B,0.01,痕量组分分析,w,B,0.0001,8/27/2025,3,三、化学分析和仪器分析,化学分析,（,chemical analysis,）,原理以物质的,化学反应,为基础,分类滴定分析、重量分析,仪器分析,（,instrumental analysis,）,原理以物质的,物理和物理化学性质,为基础,特点常需较复杂或特殊仪器：光学分析仪、电化学分析仪、色谱分析仪、质谱分析仪,8/27/2025,4,二者关系,仪器分析代表了分析化学发展方向,仪器分析建立在化学分析的基础上，其原理涉及化学分析的基本理论；有些还必须与试样处理、分离及掩蔽等化学分析手段相结合，才能完成分析的全过程。仪器分析有时还需采用化学富集的方法提高灵敏度；仪器分析给出的往往是非化学性质的信息，需要化学分析予以标定,仪器分析和化学分析互为补充、相互配合，二者结合使分析化学更完善、有效,8/27/2025,5,第三节 滴定分析法概述,化学分析法,以,化学反应,为基础的分析方法。有重量分析法和滴定分析法两种，用于,常量组分,分析。滴定分析操作简便、快速，测定结果的准确度较高（一般相对误差为,0.2%,，,0.15%,），仪器简单，是重要的测试手段之一。有很高实用价值,一、滴定分析的基本概念,标准溶液,(standard solution),已知准确浓度的试剂溶液。例，,0.1000,mol,dm,-3,K,2,Cr,2,O,4,滴定分析法,(,titrimetric,analysis),原理,滴加标准溶液到待测溶液到待测组分恰好完全反应。此时，标准溶液的物质的量与待测组分的物质的量符合反应式的化学计量关系。根据标准溶液的浓度与所耗体积，算出待测组分的含量,8/27/2025,6,滴定,（,titrate,）滴加标准溶液的操作过程,化学计量点,(special point,，,sp),标准溶液与待测组分恰好反应完全的点,指示剂,(indicator),可通过颜色变化判断化学计量点的物质（如酚酞）,滴定终点,（,end point,）（,ep,）指示剂变色时停止滴定的点,终点误差,分析操作中滴定终点与理论上的化学计量点往往有一定的差别，由此引起的误差称终点误差,8/27/2025,7,二、滴定分析法分类与滴定方式,（一）滴定分析法分类,根据反应类型不同，分为,酸碱滴定法,配位滴定法,氧化还原滴定法,沉淀滴定法,8/27/2025,8,（二）滴定方式,1.,直接滴定法,直接将标准溶液滴入待测溶液，求得其含量,条件,(1),反应定量完成，要达,99.9%,以上,(2),反应速率要快，若慢，可设法加快速率,(3),有适当方法确定终点,示例,用,HCl,滴定,NaOH,，用,K,2,Cr,2,O,4,滴定,Fe,2+,直接滴定法是最常用和最基本的滴定方式。若不能完全符合上述要求，可采用下述几种间接方式滴定,8/27/2025,9,2.,返滴定法（回滴法）,适用范围,反应较慢或反应物是固体,原理,先加入,一定量、过量,滴定剂，使反应加速。反应完全后，用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂,示例,Al,3+,与,EDTA,配位反应速率慢，向,Al,3+,溶液加入已知过量的,EDTA,标准溶液，加热，反应完全后，用,Zn,2+,或,Cu,2+,标准溶液滴定剩余的,EDTA,Al,3+,EDTA,Zn,2+,8/27/2025,10,3.,置换滴定法,适用范围,不按一定反应式进行或有副反应的反应,原理,将,被测物定量地置换成另一物质，用标准溶液滴定此物,示例,Na,2,S,2,O,3,不能直接滴,K,2,Cr,2,O,7,等强氧化剂，因它们将,Na,2,S,2,O,3,氧化为,S,4,O,6,2-,和,SO,4,2-,，没有确定计量关系,作法,酸性,K,2,Cr,2,O,4,溶液中加过量,KI,，与,K,2,Cr,2,O,4,生成的,I,2,可用,Na,2,S,2,O,3,标准溶液直接滴定,8/27/2025,11,4.,间接滴定法,适用范围,有些不能与滴定剂直接反应的物质，可通过另外的化学反应间接测定,示例,Ca,2+,无可变价态，不能直接用氧化还原法滴定。将其沉淀为,CaC,2,O,4,，过滤洗净后溶于,H,2,SO,4,，用,KMnO,4,标准液滴定草酸，间接测定,Ca,2+,含量,8/27/2025,12,三、标准溶液与基准物,（一）标准溶液的配制,有直接和间接两种方法,1.,直接法,方法,准确称定量物质，溶解后，定量转入容量瓶，用蒸馏水释至刻度。据称取物质量和容量瓶体积，计算标准溶液准确浓度,称量要点,称量,0.0001g,误差，减量法称量，欲控制称量的相对误差在,0.1%,以内，每份基准物质至少应为,直接法的条件,(1),试剂纯度足够高（,99.9%,以上）。可用基准试剂或优级纯试剂,(2),物质的组成与化学式完全相符。结晶水含量应与化学式相符,(3),试剂稳定。如不易吸收空气中的水分和及被空气氧化,8/27/2025,13,2.,间接法（标定法）,方法,大致按所需浓度配制溶液，再利用该物质与基准物质（或已知准确浓度的另一溶液）的反应确定其准确浓度。这种确定标准溶液浓度的操作称为,标定,(demarcate),示例,配制,0.1mol,dm,3-,KOH,标准溶液，先配,约,0.1mol,dm,3-,KOH,溶液，用该溶液滴定准确称量的邻苯二甲酸氢钾，邻苯二甲酸氢钾的质量，可算出溶液的准确浓度,8/27/2025,14,（二）基准物质,(base material),定义,用以直接配制标准溶液或标定溶液浓度的物质,条件,除须符合直接法配制标准溶液物质应具备的三个条件外，为了降低称量误差，,最好具有较大的摩尔质量,基准物质,干燥后的组成,干燥条件,/,标定对象,名称,分子式,碳酸氢钠,270,300,酸,十水合碳酸钠,270,300,酸,硼砂,放在装有,NaCl,和蔗糖饱和溶液的干燥器中,酸,碳酸氢钾,270,300,酸,二水合草酸,室温空气干燥,碱，,8/27/2025,15,邻苯二甲酸氢钾,110,120,碱,重铬酸钾,140,150,还原剂,溴酸钾,130,还原剂,碘酸钾,130,还原剂,铜,室温干燥器中,还原剂,三氧化二砷,室温干燥器中,氧化剂,草酸纳,130,氧化剂,碳酸钙,110,锌,室温干燥器中,氧化锌,900,1000,氯化钠,500,600,氯化钾,500,600,硝酸银,220,250,氯化物,8/27/2025,16,四、滴定分析中的计算,（一）被测物的物质的量,n,A,与滴定剂的物质的量,n,B,的关系,直接滴定法,设反应,达化学计量点，,a,molA,恰与,b,molB,作用完全,n,A,n,B,=,ab,，,故,被测物是溶液，体积,V,A,，浓度,c,B,，达化学计量点，用去浓度,c,B,滴定剂体积,V,B,，则,示,例，用,NaOH,标定,H,2,SO,4,达化学计量点故,8/27/2025,17,间接滴定法,特点,常涉及两个以上反应，应,找出参加反应物质量之间关系,示,例,1,酸性液，以,KBrO,3,基准物标定,Na,2,S,2,O,3,，分两步进行,首先，,KBrO,3,与,过量,KI,反应析出,I,2,然后，用,NaS,2,O,3,为滴定剂，滴定析出的,I,2,综合两式,KBrO,3,3I,2,6NaS,2,O,3,故,示,例,2,KMnO,4,法测定,Ca,2+,，经如下几步,所以,8/27/2025,18,（二）被测物百分含量的计算,概况,若称取试样的质量为,G,，测得被测物的质量为,m,A,，则被测物,A,在试样中的百分含量为,通式,若,A,与滴定剂,B,反应的物质的量比为,a,b,，则,于是,质量分数,w,A,表达式,滴定度表达式,(P11,滴定度每毫升标准溶液相当的待测组分的质量，用,T,待测物,/,滴定剂,单位：,g,ml,-1,),用待测组分,A,对标准溶液,B,的滴定度,T,A/B,计算被测物,A,的含量,8/27/2025,19,思考题,P263,6,7,作业,P263,11,15,20,2004,年,11,月,1,日,31-32,到此止,8/27/2025,20,