分析化学8标准溶液及计算.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章 定量分析概论,Quantitative Analysis,第一节 滴定分析概述,第二节 误差与偏差,第三节 标准溶液,第四节 滴定分析中计算,第五节 分析数据处理,1/69,学习目标,原始测量,数据,测量结果,x,1,x,2,x,3,计算公式,待分析对象,测量结果保留几位？,有效数字及“量”概念,误差是必定存在,误差分类、特点及消除或减小,怎样用,x,1,x,2,x,3,科学地表示,2/69,第五章 定量分析概论,Quantitative Analysis,第三节 标准溶液,3/69,学习内容,明确,基准物质,作用及具备条件,掌握滴定分析中惯用,法定计量单位,4/69,第三节 标准溶液,回顾：,什么是标准溶液？,已知其准确浓度溶液。,(惯用四位有效数字表示),比如：,c,HCl,=0.1002 mol.L,-1,tips:,标准溶液浓度准确度直接影响分析结果准确度，所以，配制标准溶液在方法、使用仪器、量具和试剂方面都有严格要求。,5/69,普通试剂等级及标志,级别 汉字名称 英文名称 标签颜色 主要用途,一级 优级纯 GR 绿 精密分析试验,二级 分析纯 AR 红 普通分析试验,三级 化学纯 CP 蓝 普通化学试验,生物化 生化试剂 BR 咖啡色 生物化学及,学试剂 生物染色剂 （染色剂：玫红色）医用化学试验,补充：,6/69,标准溶液配制规程,1、制备标准溶液用水，在未注明其它要求时应符合GB6682中,三级水,规格。,2、全部试剂纯度应在,分析纯以上,。,3、所用分析天平砝码、滴定管、容量瓶及移液管均需,定时校正,。,4,、制备,标准溶液浓度,是指在,20时浓度,，在标定和使用时，如温度有差异应给予补正。,5、制备标准溶液浓度与要求浓度相对误差不得大于,5%,。,6、配置适用标准溶液浓度时，应用,煮沸后冷却水,将标准溶液母液稀释至使用浓度。,7、使用碘量法时，溶液温度不能过高，普通在,15-20,之间进行。,8、滴定分析用标准溶液在常温（15-20）下保留时间普通不得超出两个月。,9、每瓶标准溶液必须标明,名称、规格、浓度和配置日期,标签。,10、禁止用手直接接触腐蚀性及有剧毒溶液，剧毒废液应作解毒处理，不可直接倒入下水道。使用溶液后要进行消毒处理。,7/69,一、标准溶液配制方法,1.直接法,直接配制法,在分析天平上准确称取,一定量已干燥,“基准物”,溶于,水,后，转入,已校正,容量瓶中用水稀释至刻度，摇匀，即可算出其准确浓度。,8/69,基准物质,基准物,能直接配制标准溶液物质,具备条件：,纯度高,组成与化学式相符,性质稳定,摩尔质量较大,9/69,标定对象,基准物质,干燥后组成,干燥条件/C,名称,化学式,酸,碳酸氢钠,十水合碳酸钠,无水碳酸钠,碳酸氢钾,硼砂,NaHCO,3,Na,2,CO,3,.10H,2,O,Na,2,CO,3,KHCO,3,Na,2,B,4,O,7,.10H,2,O,NaHCO,3,Na,2,CO,3,Na,2,CO,3,KHCO,3,Na,2,B,4,O,7,.10H,2,O,270300,270300,270300,270300,放在装有NaCl和蔗糖饱和溶液干燥器中,碱或KMnO,4,碱,二水合草酸,邻苯二甲酸氢钾,H,2,C,2,O,4,.2H,2,O,KHC,8,H,4,O,4,H,2,C,2,O,4,.2H,2,O,KHC,8,H,4,O,4,室温空气干燥,105110,还原剂,重铬酸钾,溴酸钾,碘酸钾,铜,K,2,Cr,2,O,7,KBrO,3,KIO,3,Cu,K,2,Cr,2,O,7,KBrO,3,KIO,3,Cu,120,180,180,室温干燥器中保留,氧化剂,三氧化二砷,草酸钠,As,2,O,3,Na,2,C,2,O,4,As,2,O,3,Na,2,C,2,O,4,硫酸干燥器中保留,105,EDTA,碳酸钙,锌,氧化锌,CaCO,3,Zn,ZnO,CaCO,3,Zn,ZnO,110,室温干燥器中保留,800,AgNO,3,氯化钠,氯化钾,NaCl,KCl,NaCl,KCl,500550,500550,氯化物,硝酸银,AgNO,3,AgNO,3,硫酸干燥器中保留,10/69,直接配制法,流程,：,基准物质,称量 溶解 定量转移至,容量瓶 稀释至刻度 依据称量质量,和体积计算标准溶液准确浓度。,比如:欲配制 0.01000mol.L,-1,K,2,Cr,2,O,7,溶液1L时，首先在分析天平上准确称取2.9420 克K,2,Cr,2,O,7,置于烧杯中，加入适量水溶解后，定量转移到1000mL容量瓶中，再定容即得。,11/69,一、标准溶液配制方法,2.间接法（标定法）,使用条件：,物质纯度达不到基准试剂纯度要求,在空气中不稳定,方法：,粗略地称取一定量物质或量取一定体积溶液，配制成靠近所需浓度溶液，然后用另一标准溶液来,标定,。,12/69,如：0.1mol.L,-1,NaOH溶液；先配成约为0.1mol.L,-1,溶液，再用邻苯二甲酸氢钾标定，计算出NaOH准确浓度。,1.,配制溶液：,粗称或量取一定量物质，溶于一定体积（用量筒量取）溶剂中，配制成近似所需浓度溶液。,2.,标定：,用基准物或另一个已知浓度标准溶液来测定其准确浓度。确定浓度操作称为标定。,间接配制法流程：,13/69,14/69,标准溶液标定要求,依据化学试剂标准滴定溶液制备要求，标定准滴定溶液浓度时，须,两人,进行试验，分别做,4组平行,，每人平行测定结果,极差相对值,小于,0.15%,。两人8组，测定结果极差相对值小于,0.18%,。,结果取,平均值,。,浓度值取,四位,小数。,滴定分析标准溶液在常温（15-25）下，保留时间普通不超出两个月。,极差相对值=,（C,max,-C,min,）/C,平均,100%,15/69,二、标准溶液浓度,（1）,物质量浓度,：,单位体积溶液中所含溶,质物质量。,c,B,单位,：,molL,-1,（2）,滴定度,：,每毫升标准溶液相当被测组分,质量。,表示法,：,T,待测物,/,滴定剂,单位,：gmL,-1,T,A,/,B,单位,：gmL,-1,16/69,例,：,用,0.02718 molL,-1,高锰酸钾标准溶液测,定铁含量,，,其浓度用滴定度表示为,：,T,Fe/KMnO,4,=0.007590gmL,-1,即:表示1mL KMnO,4,标准溶液相当于0.007590g,Fe，测定时，依据滴定所消耗标准溶液,体积，可方便地确定试样中铁含量：,m,Fe,=,T,Fe/KMnO,4,V,KMnO,4,17/69,18/69,三、滴定分析误差,（1）,测量误差容积校正,仪器-,玻璃膨胀,=0.000025,溶液,-,体积改变,19/69,三、滴定分析误差,（2）,滴定误差,1、滴定终点与化学计量点不吻合,2、指示剂消耗标准溶液,3、标准溶液用量,4、杂质影响,选取适当指示剂,用量、空白试验,滴定体积2030mL,消除杂质,20/69,三、滴定分析误差,（,3,）,浓度误差,1、标准溶液浓度过浓或过稀,2、标准溶液浓度随温度改变,0.10.2mol/L,a.容积校准,b.浓度修正,21/69,1、,有一瓶化学试剂标签为红色，其英文字母缩写为,A.G.R,B.A.R C.C.P D.,L,.R,2、,用基准物质Na,2,CO,3,标定HCl溶液时，HCl与Na,2,CO,3,反应换算因数a/t为,A.1,B.1/2,C.1/3 D.1/5,E.2/5,3、,T,B,/A,表示意义是,A.1mL滴定,剂,相当于被测物质质量,B.1mL滴定剂中所含溶质质量,C.1L滴定剂相当于被测物质质量,D.1L滴定剂所含溶质质量,小试锋芒,B,B,A,22/69,3、,以下物质可用于标定HCl溶液是,A.H,2,C,2,O,4,B.ZnO,C.As,2,O,3,D.Na,2,CO,3,4、,25时水密度0.9961gml，若由滴定管放出19.82g水，问放出水实际体积应为,A19.82ml B.19.90ml C.20.00ml,D.,19ml,E.20.21ml,5、,用T,HCl,/,NaOH,0.004000gm,l,HCI溶液滴定NaOH终点时消耗HCl20.00m,L,试样中含NaOH质量为,A.0.8000g,B.0.08000g,C.0.004000g D.0.008000g,小试锋芒,D,B,B,23/69,6、,以下能够作为基准物质是,A.NaOH B.HCl C.H,2,SO,4,D.Na,2,CO,3,E.H,2,CO,3,7、,以下试剂中能直接用来配制滴定剂是,A.HCl B.NaOH C.KMnO,4,D.K,2,Cr,2,O,7,E.H,2,CO,3,8、,将0.2500gNa,2,CO,3,基准物溶于适量水中后，用0.2mol/LHCl滴定至终点，大约消耗此HCl溶液体积是,A.18ml,B.20ml,C.24ml,D.26ml,E.30ml,9、,已知T,Fe,/K2Cr2O7,=0.005000g/ml，假如测定含铁供试品时消耗K,2,Cr,2,O,7,滴定液20.60ml，被测供试品中铁质量约为,A.0.01g,B.0.1g,C.0.2g,D.0.3g,E.0.02g,小试锋芒,D,D,C,B,24/69,第五章 定量分析概论,Quantitative Analysis,第四节 滴定分析中计算,25/69,一、计算标准,滴定分析计算依据是“,等物质量规则,”,。,被测物与,滴定剂,之间物质量关系,被测物,与,滴定剂,之间反应式为,：,A+,B,C+,D,当滴定到化学计量点时,，,被测物,A,与,滴定剂,B,作用完全则,26/69,基本单元确实定,滴定分析中，通常以实际反应最小单元为基本单元。,对于质子转移酸碱反应，通常以,转移一个质子,特定组合作为反应物基本单元。,27/69,基本单元确实定,2HCl+Na,2,CO,3,2NaCl+H,2,O+CO,2,n,(,HCl,),=,n,(,),Na,2,CO,3,反应中盐酸给出一个质子，碳酸钠接收2个质子，所以分别,选取HCl和 作为,基本单元。因为反应中盐酸给出质子数必定等于碳酸钠接收质子数，所以依据质子转移数选取基本单元后，反应抵达化学计量点时：,Na,2,CO,3,28/69,滴定分析确定被测组分基本单元步骤：,1、写出相关化学方程式，配平；,2、找出被测物质与标准溶液化学计量数；,3、确定标准溶液基本单元，普通以标准溶液分子系数为1；,4、确定被测组分基本单元，使之符合等物质量规则。,29/69,1.若待测物A为液体，滴定剂B为液体，即,液-,液反应,，则:,书本165页,二、计算示例,30/69,例:,滴定NaOH溶液(0.1000mol/L)20.00mL,至化学计量点时,消耗 H,2,SO,4,溶液19.95mL,问H,2,SO,4,溶,液浓度为多少?,2NaOH+H,2,SO,4,Na,2,SO,4,+2H,2,O,31/69,解:,选取NaOH和 H,2,SO,4,为基本,单元,反应抵达化学计量点时,则,32/69,1、1L盐酸溶液中含溶质HCl3.646g，该溶液物质量浓度为,A0.1000molL,B1.000molL,C0.3646gmL,D.0.003646g/ml,小试锋芒,A,33/69,2.若待测物A为固体，滴定剂B为液体，即,固-液,反应,，则:,或,书本166页,34/69,例:,欲配制,c,(,Na,2,C,2,O,4,)为0.1000mol/L,溶液500.00mL,需用Na,2,C,2,O,4,2H,2,O,多少克?,解:已知Na,2,C,2,O,4,2H,2,O,M,r=170.0,35/69,基准物选择,标定HCl时，选取哪一个基准物更适当？,硼砂,Na,2,B,4,O,7,10H,2,O,M,=381.4 g,mol,-1,无水,碳酸钠,Na,2,CO,3,M,=106.0 g,mol,-1,酸碱滴定中,，,标准溶液浓度通常为,0.1 molL,-1,，依据滴定剂消耗体积在,2030mL,之间,，,可计算出称取试样量范围,=(1/2)0.1(2030)10,-3,106.0,=0.110.16g,=(1/2)0.1(2030)10,-3,381.4,=0.380.57g,所以,，,选取硼砂,Na,2,B,4,O,7,10H,2,O,作基准物更适当,，,可减小称量相对误差,。,36/69,补充：,说明：定量分析结果表示,1.待测组分化学表示形式,分析结果通常以,待测组分实际存在形式含量表示,；,假如待测组分实际存在形式不清楚，则分析结果最好以,氧化物或元素形式含量表示,；,电解质溶液分析结果常以所存在,离子含量表示,。,2.待测组分含量表示方法,（1）固体试样：待测组分含量通常以,质量分数表示,。,（2）液体试样：,物质量浓度 惯用单位为mol/L。,质量分数 表示待测组分质量除以试液质量。,体积分数 表示待测组分体积V,B,除以试液体积Vs。,质量浓度 表示单位体积试液中被测组分B质量，以符号表示,单位为g/L、mg/L、g/L或g/mL、ng/mL、pg/mL等。,37/69,3,、被测物含量计算,m,A,=,c,B,V,B,M,A,式中,为质量分数,，,m,为试样质量,。,书本169页,38/69,设测定时称取试样质量为,m,s,(g),则待测组分质量分数为,求待测组分A质量分数及质量浓度,39/69,例:,称取不纯草酸试样0.1500g,溶于适量水后,用,c,(NaOH)为,0.09000mol/L标准溶液滴定,共用去 25.00mL,求试样中,H,2,C,2,O,4,2H,2,O含量。,40/69,解:反应式为,H,2,C,2,O,4,+2 NaOH Na,2,C,2,O,4,+2H,2,O,依据等物质量反应规则,n,(NaOH)=,n,(H,2,C,2,O,4,),41/69,T,B,/,A,=,c,A,M,B,10,-3,4、,滴定度T与物质量浓度C,换算,P,A,+,B,书本169页,42/69,T,B,与,c,B,间换算,滴定度,T,B,是指1mL标准滴定溶液所,含溶质克数,T,B,1000为1L标准滴定,溶液中所含溶质克数,再除以溶质摩尔质量,M,B,即为物质量浓度,c,B。,43/69,例:,Na,2,CO,3,溶液,T,Na,2,CO,3,=,0.001060g/mL,试换算成 表示浓度。,44/69,例:,已知盐酸对碳酸钙滴定度,T,CaCO,3,/HCl,=0.05004g/mL,求,c,(HCl)表示浓度。,45/69,1、T,HCl,/,NaOH,=0.003646gmL,c,NaOH,为,(M,HCl,3646gmol),A.0.1000 molL,B.0.003646molL.,C.0.004000 molL,D.0.0001molL,E.0.002molL,小试锋芒,A,46/69,作业,P1,78,4,P,179,6、9、11、16,47/69,第五章 定量分析概论,Quantitative Analysis,第五节 分析数据处理,48/69,有效数字：在分析工作中实际测量到数字包含一位可疑数字,（估读）,如：滴定管 25.1,2,mL,1.“0”作用：,0.000100,三位,定位,0.50000,五位,28.0030,六位,2.指数与对数：,pH=2.00,两位,如,pH=0.097,三位,Ka=1.810,-5,两位,pKa=4.74,两位,一、,有效数字和运算规则,49/69,有效数字修约法则：,“四舍六入五成双”,1.,当测量值中被修约那个数4时，该数舍去；被修约那个数6时，则进位；等于5时如进位后末位数为偶数则进位，舍去后末位数为偶数则舍去。,12.14,12.16,12.25,12.75,保留三位,12.1,12.2,12.2,12.8,pKa、pH,值有效数字位数取决于小数点后数字位数,pH=0.03,转化为,H,+,=?,0.93 molL,-1,50/69,12.450001,12.5,12.4,7.5,2.当修约那个数字等于5时,假如其后还有其它数字，则该数总是比5大，在这种情况下以进位为宜。,3.,数字修约要一次性修约,保留三位,12.35002,7.54999 保留二位,计算规则：先修约后计算,1.,加、减法运算：,以,小数点后位数最少者,为准进行修约,例：,下例运算结果应保留几位小数？,213.64+4.4028+0.324,（2位）,4.4+23.879+315.69,（1位）,51/69,计算 0.012626.521.06283=,四位四位9.20,四位,0.012626.51.060.354,2.,乘、除法运算：,以,有效数字位数最少者,为准进行修约,说明,（1）在乘除法运算中经常会碰到8以上大数如9.10,9.56等通常看作四位有效数字,（多看一位）,（2）在相关化学平衡和,误差计算,普通保留二位有效数字,52/69,有效数字在分析试验中应用,正确统计数据,滴定管 23.10,mL,23.1mL,移液管 25.00,mL 25mL,分析天平 0.2300,g 0.23g,正确选取量器：,53/69,3.低含量组分,1,要求报出二位有效数字。,正确选取化学试剂,优级纯,分析纯,化学纯,生化试剂,GR（,绿）,AR（,红）,CP（,蓝）,BR(,褐),正确报出分析结果,1.高含量组分10要求报出四位有效数字。,2.中含量组分110要求报出三位有效数字。,如：称取3.5,00g,煤测其,S%,甲报出,S=0.042%,乙报出,S=0.04232%,问哪一个报出正确？,54/69,（多项选择）1、,以下属于四位有效数字数据是,A0.100,B.0.5000,CpH=11.10,D1.010,E.1.010,2,（单项选择）2、,有一瓶化学试剂标签为红色，其英文字母缩写为,A.G.R,B.A.R C.C.P D.,L,.R,小试锋芒,BD,B,55/69,可疑值取舍,二、,分析结果数据处理,x,T,0,6次测定,是一个离群值,是舍去还是保留？,56/69,(,一)4,法：,如有6次测量值 40.00 40.20 40.18 40.16 40.12 40.19,1.将数据有小到大排列,确定异常值,40.00 40.12 40.16 40.18 40.19 40.20,40.00离群太远是异常值,2.计算不包含异常值在内平均值(,x,n-1,),和平均偏差(,d,n-1,),57/69,3.判断异常值取舍,异常值舍去,异常值保留,上例：,40.022,异常值40.00应该舍去,此法优点是不查表，直接计算得出结论,58/69,(二),Q,检验法,1.先将,数据有小到大排列,确定异常值(仍以上题为例),40.00,40.12 40.16 40.18 40.19 40.20,2.计算,3.依据不一样置信度要求查,Q,表值与,Q,计,比较,若,Q,计,Q,表,异常舍去,若,Q,计,Q,表,异常值保留,用,p=90%,置信度，,Q,计,=0.6,Q,表(0.90,6),=0.56 40.00舍去,59/69,测定药品中,Co,质量分数（,10,-6,）得到以下结果：,1.25,，,1.27,，,1.31,，,1.40,。分别用4d法和,Q,检验法判断是否存在可疑值（,p=95%,）。,解：,4d法：,舍去,Q,检验法：,保留,置信度不一样得到结果可能不一样；4d法和,Q,法检验结果也未必相同。,60/69,二、平均值置信区间,平均值置信区间:,表示在一定置信度下，以测定结果平均值,X,为中心，包含总体平均值,范围.,（分析结果表示方法）,置信区间,总体平均值,X,试验所得数据平均值,S,标准偏差,t,表值（置信因数）,书本175页,n,测量次数,61/69,置信区间,置信度,62/69,例,对某未知试样中,Cl,-,测定4次，47.64%47.69%47.52%47.55%计算置信度90%95%99%时,总体平均值,置信区间,解：,X47.60%,P=90%,时，,t=2.35,P=95%,时，,t=3.18,P=99%,时，,t=5.84,63/69,说明：要求,P,（置信度）,不一样，包含,（总体平均值）,范围不一样；,P,越高，置信区间越宽即所预计区间包含,可能性就越大；,p,越小，置信区间越窄，精密度好但可靠性差即包含,可能性就小。,在分析工作中即要考虑可靠性又要考虑置信区间,普通选,p=95%,或,p=90%.,64/69,可靠性检验,在实际工作中往往会碰到以下几个情况：,a.,某一分析人员对标准试样进行屡次分析,所得平均值与,标准值进行比较存在差异,b.,采取两种不一样方法,分析同一试样所得两组数据平均,值有差异,c.,两个不一样分析人员或不一样试验室,对同一试样进行分析,所得结果也存在差异,65/69,t,检验,在一定置信度下,检验一组测量值在测量过程中有没有系统,误差；也可检验一个分析方法是否存在系统误差；或者与,标准值比较是否存在显著性差异。,同,t,表值进行比较,若,t,计,t,表,说明分析方法准确可靠，不存在系统误差。,若,t,计,t,表,说明分析方法不可靠，存在系统误差。,66/69,例,采取一个新分光光度法测定不锈钢中,Ni%,得以下结果：,1.56 1.40 1.48 1.42 1.46 1.48已知标样中,Ni,含量,标准值为1.40,当置信度95时，,(1)测量结果置信区间 (2)新方法是否存在系统误差,解：,(1),P=95%,时查表，,(2),t,检验,t,表,=2.57,新方法不可靠，新方法存在系统误差,t=2.57,67/69,例,电分析法测定某患者血糖浓度(,mmol/L)10,次测定结果：,7.5 7.4 7.7 7.6 7.5 7.6 7.6 7.5 7.6 7.6.,求,(,1,),置信区间（,p=95%),(,2,),正常人血糖标准值为6.7,mmol/L,问此人血糖是否异常,解,：(1),(2),说明测结果差异大，此人血糖有异常。,t,表,=2.26,68/69,作业,P1,80,24、26、27,P,1,81,29,69/69,