分析化學(xué)(第六版)總結(jié).doc
分析化學(xué)(第六版)總結(jié)第一章 緒論第一節(jié) 分析化學(xué)及其任務(wù)和作用定義:研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法及理 論的科學(xué),是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支,是一門實驗性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科第二節(jié) 分析方法的分類一、按任務(wù)分類 定性分析:鑒定物質(zhì)化學(xué)組成(化合物、元素、離子、基團(tuán)) 定量分析:測定各組分相對含量或純度 結(jié)構(gòu)分析:確定物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)(價態(tài)、晶態(tài)、平面與立體結(jié)構(gòu))二、按對象分類:無機(jī)分析,有機(jī)分析三、按測定原理分類(一)化學(xué)分析 定義:以化學(xué)反應(yīng)為為基礎(chǔ)的分析方法,稱為化學(xué)分析 法.分類: 定性分析 重量分析:用稱量方法求得生成物W重量 定量分析 滴定分析:從與組分反應(yīng)的試劑R的濃度和體積求得組分C的含量 反應(yīng)式:mC+nRCmRn X V W特點:儀器簡單,結(jié)果準(zhǔn)確,靈敏度較低,分析速度較慢,適于常量組分分析(二)儀器分析:以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的分析方法。儀器分析分類:電化學(xué)分析 (電導(dǎo)分析、電位分析、庫倫分析等)、光學(xué)分析 (紫外分光光度法、紅外分光光度法、原子吸收分光光度核磁共振波譜分析等)、色譜分析(液相色譜、氣相色譜等)、質(zhì)譜分析、放射化學(xué)分析、流動注射分析、熱分析特點:靈敏,快速,準(zhǔn)確,易于自動化,儀器復(fù)雜昂貴,適于微量、痕量組分分析四、按被測組分含量分類-常量組分分析:>1%;微量組分分析:0.01%1%;痕量組分分析;< 0.01%五、按分析的取樣量分類 試樣重 試液體積 常量分析 >0.1g >10ml 半微量 0.10.01g 101ml 微量 100.1mg 10.01ml 超微量分析 <0.1mg 0.01ml六、按分析的性質(zhì)分類:例行分析(常規(guī)分析)、仲裁分析第三節(jié) 試樣分析的基本程序1、取樣(采樣):要使樣品具有代表性,足夠的量以保證分析的進(jìn)行2、試樣的制備:用有效的手段將樣品處理成便于分析的待測樣品,必要時要進(jìn)行樣品的分離與富集。3、分析測定:要根據(jù)被測組分的性質(zhì)、含量、結(jié)果的準(zhǔn)確度的要求以及現(xiàn)有條件選擇合適的測定方法。4、結(jié)果的計算和表達(dá):根據(jù)選定的方法和使用的儀器,對數(shù)據(jù)進(jìn)行正確取舍和處理,合理表達(dá)結(jié)果。第二章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理第一節(jié) 誤差定量分析中的誤差就其來源和性質(zhì)的不同,可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和過失誤差。一、系統(tǒng)誤差定義:由于某種確定的原因引起的誤差,也稱可測誤差特點:重現(xiàn)性,單向性,可測性(大小成比例或基本恒定)分類:1. 方法誤差: 由于不適當(dāng)?shù)膶嶒炘O(shè)計或所選方法不恰當(dāng)所引起。 2. 儀器誤差: 由于儀器未經(jīng)校準(zhǔn)或有缺陷所引起。3. 試劑誤差: 試劑變質(zhì)失效或雜質(zhì)超標(biāo)等不合格 所引起4. 操作誤差: 分析者的習(xí)慣性操作與正確操作有一定差異所引起。 操作誤差與操作過失引起的誤差是不同的。二、偶然誤差定義:由一些不確定的偶然原因所引起的誤差,也叫隨機(jī)誤差. 偶然誤差的出現(xiàn)服從統(tǒng)計規(guī)律,呈正態(tài)分布。特點:隨機(jī)性(單次)大小相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會相等。小誤差出現(xiàn)的機(jī)會多,大誤差出現(xiàn)的機(jī)會少。三、過失誤差1、過失誤差:由于操作人員粗心大意、過度疲勞、精神不集中等引起的。其表現(xiàn)是出現(xiàn)離群值或異常值。2、過失誤差的判斷離群值的舍棄 a) 在重復(fù)多次測試時,常會發(fā)現(xiàn)某一數(shù)據(jù)與平均值的偏差大于其他所有數(shù)據(jù),這在統(tǒng)計學(xué)上稱為離群值或異常值。b) 離群值的取舍問題,實質(zhì)上就是在不知情的情況下,區(qū)別兩種性質(zhì)不同的偶然誤差和過失誤差。離群值的檢驗方法:(1)Q 檢驗法:該方法計算簡單,但有時欠準(zhǔn)確。設(shè)有n個數(shù)據(jù),其遞增的順序為x1,x2,xn-1,xn,其中x1或xn可能為離群值。當(dāng)測量數(shù)據(jù)不多(n=310)時,其Q的定義為具體檢驗步驟是:1) 將各數(shù)據(jù)按遞增順序排列;2)計算最大值與最小值之差;3)計算離群值與相鄰值之差;4) 計算Q值;5)根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度,查表得到Q表值;6)若Q >Q表,則舍去可疑值,否則應(yīng)保留。該方法計算簡單,但有時欠準(zhǔn)確。(2)G檢驗法:該方法計算較復(fù)雜,但比較準(zhǔn)確。具體檢驗步驟是:1)計算包括離群值在內(nèi)的測定平均值;2)計算離群值與平均值 之差的絕對值3)計算包括離群值在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差S4)計算G值。5)若G > G,n ,則舍去可疑值,否則應(yīng)保留第二節(jié) 測量值的準(zhǔn)確度和精密度一、準(zhǔn)確度與誤差 1.準(zhǔn)確度:指測量結(jié)果與真值的接近程度,反映了測量的正確性,越接近準(zhǔn)確度越高。系統(tǒng)誤差影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度 。 2.誤差:準(zhǔn)確度的高低可用誤差來表示。誤差有絕對誤差和相對誤差之分。(1)絕對誤差:測量值x與真實值之差 (2)相對誤差:絕對誤差占真實值的百分比3.真值與標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)任何測量都存在誤差,絕對真值是不可能得到的,我們常用的真值是1) 理論真值:如三角形的內(nèi)角和為180等。2) 約定真值:由國際權(quán)威機(jī)構(gòu)國際計量大會定義的單位、數(shù)值,如 時間、長度、原子 量、物質(zhì)的量等,是全球通用的 3) 相對真值:由某一行業(yè)或領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威機(jī)構(gòu)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)方法獲得的測量值,如衛(wèi)生部藥品檢定所派發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì),應(yīng)用范圍有一定的局限性。4) 標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì):具有相對真值的物質(zhì),也稱為標(biāo)準(zhǔn)品,標(biāo)樣,對照品。應(yīng)有很好的均勻性和穩(wěn)定性,其含量測量的準(zhǔn)確度至少要高于實際測量的3倍。二、精密度與偏差1精密度:平行測量值之間的相互接近程度,反映了測量的重現(xiàn)性,越接近精密度越高。偶然誤差影響分析結(jié)果的精密度, 2偏差精密度的高低可用偏差來表示。偏差的表示方法有(1)絕對偏差 :單次測量值與平均值之差:(2)平均偏差:絕對偏差絕對值的平均值(3)相對平均偏差:平均偏差占平均值的百分比:(4)標(biāo)準(zhǔn)偏差(5)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD, 又稱變異系數(shù)CV )(必考相關(guān)大題)例:用鄰二氮菲顯色法測定水中鐵的含量,結(jié)果為10.48, 10.37, 10.47, 10.43, 10.40 mg/L; 計算單次分析結(jié)果的平均偏差,相對平均偏差,標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差和置信區(qū)間(95和99)。(相關(guān)題目,此題做不成)三、準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系1. 準(zhǔn)確度高,一定要精密度好2. 精密度好,不一定準(zhǔn)確度高。只有在消除了系統(tǒng)誤差的前提下,精密度好,準(zhǔn)確度才會高四、誤差的傳遞:誤差的傳遞分為系統(tǒng)誤差的傳遞和偶然誤差的傳遞。1.系統(tǒng)誤差的傳遞 和、差的絕對誤差等于各測量值絕對誤差的和、差R = x + y -z R=x+y-z 積、商的相對誤差等于各測量值相對誤差的和、差 R = x y / z 2.偶然誤差的傳遞 和、差結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方,等于各測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方和。R = x + y -z 積、商結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方,等于各測量值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方和。R = x y / z 3.測量值的極值誤差 在分析化學(xué)中,若需要估計一下整個過程可能出現(xiàn)的最大誤差時,可用極值誤差來表示。它假設(shè)在最不利的情況下各種誤差都是最大的,而且是相互累積的,計算出結(jié)果的誤差當(dāng)然也是最大的,故稱極值誤差。五、提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法1、系統(tǒng)誤差的判斷與評估(1)對照試驗:選用組成與試樣相近的標(biāo)準(zhǔn)試樣,在相同條件下進(jìn)行測定,測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對照,判斷有無系統(tǒng)誤差,又可用此差值對測定結(jié)果進(jìn)行校正。(2)回收試驗:其結(jié)果用于系統(tǒng)誤差的評估,不能用于結(jié)果的校正。2、消除系統(tǒng)誤差的方法(一)選擇恰當(dāng)?shù)姆治龇椒?,消除方法誤差:不同方法,其靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度和選擇性是不相同的,應(yīng)根據(jù)待測組分的含量、性質(zhì)、試樣的組成及對準(zhǔn)確度的要求來選擇,還要考慮現(xiàn)有條件和分析成本。(二)校準(zhǔn)儀器,消除儀器誤差:對砝碼、移液管、酸度計等進(jìn)行校準(zhǔn),消除儀器引起的系統(tǒng)誤差(三)采用不同方法, 減小測量的相對誤差(四)空白實驗,消除試劑誤差:在不加試樣的情況下,按試樣分析步驟和條件進(jìn)行分析實驗,所得結(jié)果為空白值,從試樣測定結(jié)果中扣除即可以消除試劑、蒸餾水和容器引入的雜質(zhì)。(五)遵守操作規(guī)章,消除操作誤差3、減小偶然誤差的方法:增加平行測定次數(shù),用平均值報告結(jié)果,一般測35次。第三節(jié) 有效數(shù)字及其運算法則一、有效數(shù)字1.定義:為實際能測到的數(shù)字。有效數(shù)字的位數(shù)和分析過程所用的測量儀器的準(zhǔn)確度有關(guān)。 有效數(shù)字準(zhǔn)確數(shù)字+ 最后一位欠準(zhǔn)的數(shù)(1) 如滴定管讀數(shù)23.57ml,4位有效數(shù)字。稱量質(zhì)量為6.1498g,5位有效數(shù)字2. “0”的作用:作為有效數(shù)字使用或作為定位的標(biāo)志。例:滴定管讀數(shù)為20.30毫升, 有效數(shù)字位數(shù)是四位。表示為0.02030升,前兩個0是 起定位作用的,不是有效數(shù)字,此數(shù)據(jù)仍是四位有效數(shù)字。3. 規(guī)定(1)改變單位并不改變有效數(shù)字的位數(shù)。20.30ml 0.02030L(2)在整數(shù)末尾加0作定位時,要用科學(xué)計數(shù)法表示。 例:3600 3.610 3 兩位 3.6010 3三位(3)在分析化學(xué)計算中遇到倍數(shù)、分?jǐn)?shù)關(guān)系時,視為無限多位有效數(shù)字。(4)pH、pC、logK等對數(shù)值的有效數(shù)字位數(shù)由小數(shù)部分?jǐn)?shù)字的位數(shù)決定。 H+= 6.310 -12 mol/L pH = 11.20 兩位(5)首位為8或9的數(shù)字,有效數(shù)字可多計一位。例92.5可以認(rèn)為是4位有效數(shù); 二、有效數(shù)字的修約規(guī)則1. 基本規(guī)則:四舍六入五成雙:當(dāng)尾數(shù)4時則舍,尾數(shù)6時則入;尾數(shù)等于5而后面的數(shù)都為0時,5前面為偶數(shù)則舍,5前面為奇數(shù)則入;尾數(shù)等于5而后面還有不為0的任何數(shù)字,無論5前面是奇或是偶都入。例:將下列數(shù)字修約為4位有效數(shù)字。0.526647-0.5266 10.23500-10.24 250.65000-250.618.085002-18.09 351746-35172. 一次修約到位,不能分次修約 錯誤修約:4.1349 4.135 4.14 正確修約:4.1349 4.133. 在修約相對誤差、相對平均偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等表示準(zhǔn)確度和精密度的數(shù)字時,一般取12位有效數(shù)字,只要尾數(shù)不為零,都可先多保留一位有效數(shù)字,從而提高可信度三、有效數(shù)字的運算法則(一)加減法:以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)(即以絕對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)) 例: 50.1 + 1.45 + 0.5812 = 52.1 0.1 0.01 0.0001(二)乘除法:以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)(即以相對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)) 0.0001 0.01 0.00001例: 0.0121 25.64 1.05782 = 0.328 RE 0.8% 0.4% 0.009%(三)乘方、開方:結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)不變(四)對數(shù)換算:結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)不變H+= 6.310 - 12 mol/L pH = 11.20 兩位四、在分析化學(xué)中的應(yīng)用1.數(shù)據(jù)記錄:如在萬分之一分析天平上稱得某物體重0.2500g,只能記錄為0.2500g,不能記成0.250g或0.25g。又如從滴定管上讀取溶液的體積為24mL時,應(yīng)該記為24.00mL,不能記為24mL或24.0 mL。2.儀器選用:若要稱取約3.0g的樣品時,就不需要用萬分之一的分析天平,用十分之一的天平即可。3.結(jié)果表示:如分析煤中含硫量時,稱樣量為3.5g。兩次測定結(jié)果:甲為0.042%和0.041%;乙為0.04201%和0.04199%。顯然甲正確,而乙不正確。 第四節(jié) 分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理 一、偶然誤差的正態(tài)分布偶然誤差符合正態(tài)分布, 正態(tài)分布的概率密度函數(shù)式:正態(tài)分布的兩個重要參數(shù):(1)為無限次測量的總體均值,表示無限個數(shù)據(jù)的集中趨勢(無系統(tǒng)誤差時即為真值) (2)是總體標(biāo)準(zhǔn)偏差,表示數(shù)據(jù)的離散程度特點:1. x =時,y 最大2. 曲線以x =的直線為對稱3. 當(dāng)x 或時,曲線以x 軸為漸近線4. ,y, 數(shù)據(jù)分散,曲線平坦;,y, 數(shù)據(jù)集中,曲線尖銳5. 測量值都落在,總概率為1為了計算和使用方便,作變量代換以u為變量的概率密度函數(shù)表示的正態(tài)分布曲線稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線(u分布),此曲線的形狀與大小無關(guān)二、t分布曲線在t分布曲線中,縱坐標(biāo)仍為概率密度,橫坐標(biāo)是統(tǒng)計量t而不是u。t定義為 或t分布曲線隨自由度fn-1變化,當(dāng)n時,t分布曲線即是正態(tài)分布。 三、平均值的精密度和置信區(qū)間(一)平均值的精密度平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差與樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差(即單次測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差)S的關(guān)系:(二)平均值的置信區(qū)間我們以x為中心,在一定置信度下,估計值所在的范圍(xtS),稱為單次測量值的置信區(qū)間: Xts 我們以為中心,在一定置信度下,估計值所在的范圍稱為平均值的置信區(qū)間:注意:1. 置信度越大且置信區(qū)間越小時,數(shù)據(jù)就越可靠2. 置信度一定時,減小偏差、增加測量次數(shù)以減小置信區(qū)間3. 在標(biāo)準(zhǔn)偏差和測量次數(shù)一定時,置信度越大,置信區(qū)間就越大四、顯著性檢驗在分析工作中常碰到兩種情況:用兩種不同的方法對樣品進(jìn)行分析,分析結(jié)果是否存在顯著性差異; 不同的人或不同單位,用相同的方法對試樣進(jìn)行分析,分析結(jié)果是否存在顯著性差異。這要用統(tǒng)計的方法加以檢驗。(一) F檢驗:比較兩組數(shù)據(jù)的方差(S2),確定它們的精密度是否存在顯著性差異,用于判斷兩組數(shù)據(jù)間存在的偶然誤差是否顯著不同。(用來做什么?考點)檢驗步驟:計算兩組數(shù)據(jù)方差的比值F,查單側(cè)臨界臨界值比較判斷: 兩組數(shù)據(jù)的精密度不存在顯著性差別,S1與S2相當(dāng)。 兩組數(shù)據(jù)的精密度存在著顯著性差別,S2明顯優(yōu)于S1。(二)t 檢驗:將平均值與標(biāo)準(zhǔn)值或兩個平均值之間進(jìn)行比較,以確定它們的準(zhǔn)確度是否存在顯著性差異,用來判斷分析方法或操作過程中是否存在較大的系統(tǒng)誤差。(用來做什么?考點)1. 平均值與標(biāo)準(zhǔn)值(真值)比較檢驗步驟:a) 計算統(tǒng)計量t, b)查雙側(cè)臨界臨界值比較判斷:1) 當(dāng)t 時,說明平均值與標(biāo)準(zhǔn)值存在顯著性差異,分析方法或操作中有較大的系統(tǒng)誤差存在,準(zhǔn)確度不高;2) 當(dāng)t <時,說明平均值與標(biāo)準(zhǔn)值不存在顯著性差異,分析方法或操作中無明顯的系統(tǒng)誤差存在,準(zhǔn)確度高。2. 平均值與平均值比較:兩個平均值是指試樣由不同的分析人員測定,或同一分析人員用不同的方法、不同的儀器測定。檢驗步驟:計算統(tǒng)計量t,式中SR稱為合并標(biāo)準(zhǔn)偏差:查雙側(cè)臨界臨界值(總自由度 f =n1+n22)比較判斷:當(dāng)t 時,說明兩個平均值之間存在顯著性差異,兩個平均值中至少有一個存在較大的系統(tǒng)誤差;當(dāng)t < 時,說明兩個平均值之間不存在顯著性差異,兩個平均值本身可能沒有系統(tǒng)誤差存在,也可能有方向相同、大小相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)誤差存在。注意:要檢查兩組數(shù)據(jù)的平均值是否存在顯著性差異,必須先進(jìn)行 F 檢驗,確定兩組數(shù)據(jù)的精密度無顯著性差異。如果有,則不能進(jìn)行 t 檢驗。第三章 重量分析法重量分析法簡稱重量法,是通過精密稱量物質(zhì)的質(zhì)量來進(jìn)行定量分析的方法。分類:揮發(fā)法、萃取法、沉淀法等。特點:常量分析準(zhǔn)確,不需要標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。操作較煩瑣、費時;對低含量組分的測定誤差較大第一節(jié) 揮發(fā)法一、直接揮發(fā)法:通過加熱等方法使試樣中揮發(fā)性組分逸出,用適宜的吸收劑將其全部吸收,稱量吸收劑所增加的質(zhì)量來計算該組分含量的方法。二、間接揮發(fā)法 :通過加熱等方法使試樣中揮發(fā)性組分逸出后,稱其殘渣,有樣品質(zhì)量的減少來計算待測組分的含量。常用的干燥失重方法有常壓加熱干燥、減壓加熱干燥和干燥劑干燥等。注:其中“恒重”系指藥典規(guī)定藥物連續(xù)兩次干燥或灼燒后稱得的重量差在0.3mg以下。第二節(jié) 萃取法:根據(jù)被測組分在兩種不相溶的溶劑中溶解度的不同,采用溶劑萃取的方法使之與其它組分分離,揮去萃取液中的溶劑,稱量干燥萃取物的重量,求出待測組分含量的方法。原理:物質(zhì)在水相和與水互不相溶的有機(jī)相中都有一定的溶解度,在液液萃取分離時,被萃取物質(zhì)在有機(jī)相和水相中的濃度之比稱為分配比,用D表示 注:在實際工作中一般至少要求D10。當(dāng)D不很高,一次萃取不能滿足要求時,可采用多次連續(xù)萃取以提高萃取率。第三節(jié) 沉淀法利用沉淀反應(yīng)將待測組分以難溶化合物形式沉淀下來,經(jīng)過濾、洗滌、烘干或灼燒后,轉(zhuǎn)化成具有確定組成的稱量形式,稱量并計算被測組分含量的分析方法。(一) 試樣的稱取和溶解在沉淀法中,試樣的稱取量必須適當(dāng),若稱取量太多使沉淀量過大,給過濾、洗滌都帶來困難;稱樣量太少,則稱量誤差以及各個步驟中所產(chǎn)生的誤差將在測定結(jié)果中占較大比重,致使分析結(jié)果準(zhǔn)確度降低。 取樣量可根據(jù)最后所得稱量形式的重量為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。所得晶體沉淀可取0.10.5g,所得非晶形沉淀則以0.080.1g為宜。 取樣后,需用適當(dāng)?shù)娜軇┤芙庠嚇?,常用的溶劑是水。對難溶于水的試樣,可用酸、堿及氧化物等溶劑(二)沉淀的制備1、沉淀形式和稱量形式 被測組分與試樣溶液分離時,生成沉淀的化學(xué)組成稱為沉淀形式; 沉淀形式經(jīng)過處理,供最后稱量的物質(zhì)的化學(xué)組成稱為稱量形式。2沉淀法對沉淀形式的要求 (1)溶解度?。ㄈ芙鈸p失不超過0.2mg);(2)易過濾和洗滌(沉淀顆粒粗大,比較緊密)(3)純凈;(4)易轉(zhuǎn)化成稱量形式3沉淀法對稱量形式的要求(1)確定的化學(xué)組成(確定計量關(guān)系);(2)較大的摩爾質(zhì)量(減小稱量的相對誤差)(3)性質(zhì)穩(wěn)定(不受空氣中的H2O、O2和CO2的影響) (三)沉淀的過濾、洗滌、烘干與灼燒1. 過濾:將沉淀與母液中其它組分分離濾器:玻璃砂芯坩堝、漏斗 濾紙:無灰濾紙 過濾方法: 傾瀉法2. 洗滌:洗去雜質(zhì)和母液選擇洗滌液原則: 溶解度小的晶形沉淀蒸餾水 溶解度較大的晶形沉淀沉淀劑稀溶液 易發(fā)生膠溶的無定形沉淀易揮發(fā)性電解質(zhì)稀溶液,如稀HNO3、NH4Cl等洗滌方法:少量多次3. 干燥或灼燒:除去沉淀中吸留水分和其它揮發(fā)性物質(zhì),將沉淀形式定量轉(zhuǎn)變?yōu)榉Q量形式(干燥溫度一般在150度以下,烘箱中進(jìn)行;灼燒溫度一般在800度以上,馬弗爐中進(jìn)行,反復(fù)干燥或灼燒,直到恒重為止。)二、沉淀的溶解度及影響因素沉淀法中要求沉淀完全程度大于99.9。而沉淀完全與否是根據(jù)反應(yīng)達(dá)平衡后,沉淀的溶解度來判斷。影響沉淀溶解度的主要因素有以下幾種: 1. 同離子效應(yīng):當(dāng)沉淀達(dá)平衡后,若向溶液中加入組成沉淀的構(gòu)晶離子試劑或溶液,使沉淀溶解度降低的現(xiàn)象沉淀劑用量: 一般 過量50%100%為宜,非揮發(fā)性 過量20%30% 2. 異離子效應(yīng)(鹽效應(yīng)):溶液中存在大量強(qiáng)電解質(zhì)使沉淀溶解度增大的現(xiàn)象3. 酸效應(yīng):溶液酸度對沉淀溶解度的影響稱為酸效應(yīng)。如:弱酸鹽沉淀的溶解度受溶液的pH值影響很大,溶液H 大,沉淀溶解度增大。4. 配位效應(yīng):配位劑與構(gòu)晶離子形成配位體,使沉淀的溶解度增大的現(xiàn)象三、沉淀的純度及影響因素影響沉淀純度的原因主要有兩個:共沉淀和后沉淀。1. 共沉淀:當(dāng)一種沉淀從溶液中析出時,溶液中某些本來可溶的雜質(zhì)也同時沉淀下來的現(xiàn)象。 (1)表面吸附:由于沉淀表面吸附所引起的雜質(zhì)共沉淀的現(xiàn)象 表面吸附是有選擇性的,選擇吸附的規(guī)律是: 第一吸附層:先吸附過量的構(gòu)晶離子,再吸附與構(gòu)晶離子大小接近、電荷相同的離子,濃度較高的離子被優(yōu)先吸附 第二吸附層:優(yōu)先吸附與構(gòu)晶離子形成的鹽溶解度小的離子。離子價數(shù)高、濃度大的離子,優(yōu)先被吸附 減小方法:制備大顆粒沉淀或晶形沉淀,適當(dāng)提高溶液溫度,洗滌沉淀。 (2)形成混晶:沉淀過程中雜質(zhì)離子占據(jù)沉淀中某些晶格位置而進(jìn)入沉淀內(nèi)部 形成混合晶體。減小方法:將雜質(zhì)事先分離除去,或加入絡(luò)合劑或改變沉淀劑(3)包藏或吸留:沉淀速度過快,表面吸附的雜質(zhì)來不及離開沉淀表面就被隨后沉積下來的沉淀所覆蓋,包埋在沉淀內(nèi)部。 減小方法:改變沉淀條件,重結(jié)晶或陳化2. 后沉淀:溶液中某些本來可溶的雜質(zhì)在沉淀放置一端時間后沉淀到原沉淀表面的現(xiàn)象減小方法:縮短沉淀與母液的共置時間,或沉淀生成后,及時過濾 3. 提高沉淀純度的措施(1)選擇合理的分析步驟 ;(2)降低易被吸附雜質(zhì)離子的濃度 ;(3)選擇合適的沉淀劑 (4)選擇合理的沉淀條件 ;(5)必要時進(jìn)行再沉淀 四、沉淀的類型與沉淀條件1. 沉淀類型2. 沉淀的形成及其影響因素3. 沉淀條件(1)晶形沉淀的條件:(稀、攪、熱、陳) 在稀溶液中進(jìn)行,降低Q值 ,降低雜質(zhì)濃度在熱溶液中進(jìn)行,增大溶解度,減少雜質(zhì)吸附充分?jǐn)嚢柘侣渭映恋韯?,防止局部過飽和 陳化:當(dāng)沉淀完全析出后,讓初生的沉淀與母液一起放置一段時間的這一過程(陳化時間:室溫下,幾小時到十幾小時。時間過長,后沉淀加重。)(2)非晶形沉淀的條件:在濃溶液中進(jìn)行在熱溶液中進(jìn)行加入電解質(zhì) 不陳化,應(yīng)趁熱過濾、洗滌。(考點,計算)五、沉淀法中分析結(jié)果的計算1. 稱量形式與被測組分形式一樣2. 稱量形式與被測組分形式不一樣(a,b是使分子和分母中所含相關(guān)原子或基團(tuán)個數(shù)相等所配的系數(shù))換算因數(shù)的含義是:單位質(zhì)量的稱量形式相當(dāng)于多少質(zhì)量的被測組分。第四章 滴定分析法概論(考)定義:將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液滴加到待測物質(zhì)的溶液中,直到所滴加的試劑與待測物質(zhì)按化學(xué)計量關(guān)系定量反應(yīng)為止,然后根據(jù)試液的濃度和體積,通過定量關(guān)系計算待測物質(zhì)含量的方法(容量分析)基本概念: 滴定:將滴定劑通過滴管滴入待測溶液中的過程 標(biāo)準(zhǔn)溶液:已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液 滴定劑:用于滴定的標(biāo)準(zhǔn)溶液 化學(xué)計量點:滴定劑(標(biāo)準(zhǔn)溶液)與待測物質(zhì)按化學(xué)計量關(guān)系恰好完全反應(yīng)的那一點,簡稱計量點。(理論值) 指示劑:能在計量點附近發(fā)生顏色變化的試劑 滴定終點:滴定分析中指示劑發(fā)生顏色改變的那一點(實測值) 終點誤差(滴定誤差):滴定終點與化學(xué)計量點不一致造成的誤差分類:滴定分析法可分為酸堿滴定,沉淀滴定, 氧化-還原滴定,配位滴定。大多數(shù)滴定都是在水溶液中進(jìn)行的,若在水以外的溶劑中進(jìn)行,稱為非水滴定法。特點:儀器簡單,操作簡便、快速,應(yīng)用廣泛,用于常量分析,準(zhǔn)確度高,相對誤差為0.2第一節(jié) 滴定反應(yīng)條件和滴定方式一、滴定反應(yīng)條件1.有確定的化學(xué)計量關(guān)系2.反應(yīng)定量完成3.反應(yīng)速度要快4.有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定滴定終點二、滴定方式1. 直接滴定法:用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測物質(zhì)溶液。2. 剩余滴定法(返滴定法):先準(zhǔn)確加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,與被測物完全反應(yīng)后,再用另外一個標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液。如碳酸鈣的測定CaCO3 +2 HCl = CO2 + H2O + CaCl2 NaOH + HCl = NaCl + H2O3. 置換滴定法:先用適當(dāng)試劑與待測物質(zhì)反應(yīng),定量置換出另一種物質(zhì) ,再用標(biāo)準(zhǔn)溶液去滴定該物質(zhì)的方法。4. 間接滴定法:將被測物通過一定的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì),再用滴定劑滴定。第二節(jié) 基準(zhǔn)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液一、基準(zhǔn)物質(zhì):能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)基準(zhǔn)物質(zhì)具備的條件:1.組成與化學(xué)式相符;2.具有較大的摩爾質(zhì)量;3.純度高;4.性質(zhì)穩(wěn)定常用的基準(zhǔn)物質(zhì)有Na2CO3、KHC8H4O4、Na2B4O710H2O, CaCO3、K2Cr2O7、H2C2O42H2O、NaCl、Zn 等二、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定濃度準(zhǔn)確已知的試劑溶液1、直接法:準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì),溶解,轉(zhuǎn)移到容量瓶中,稀釋至刻度。根據(jù)基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積算出標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。2、間接法(標(biāo)定法):先配制成一種近似于所需濃度的溶液,再利用基準(zhǔn)物質(zhì)或另一標(biāo)準(zhǔn)溶液來確定該溶液的準(zhǔn)確濃度。三、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法(一)物質(zhì)的量濃度:單位體積溶液所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量(計算題)(二)滴定度:TA/B指每毫升滴定劑溶液相當(dāng)于待測物的質(zhì)量(g/ml) (A指滴定劑,B指待測物)滴定劑的量濃度與滴定度的換算aA + bB = cC + dD滴定劑 被測物第三節(jié) 滴定分析中的計算一、基本計算公式1. 物質(zhì)的量2. 物質(zhì)的量濃度3. 滴定度 或4.化學(xué)反應(yīng)計量關(guān)系aA + bB = cC + dD5.質(zhì)量分?jǐn)?shù)6. 質(zhì)量濃度7. 被測物質(zhì)含量的計算 被測組分的含量是指被測組分(mA)占樣品質(zhì)量(S)的百分比(1)直接滴定法(2)返滴定法第五章 酸堿滴定法第一節(jié) 水溶液中的酸堿平衡一、酸堿質(zhì)子理論:酸是能給出質(zhì)子的物質(zhì),堿是能接受質(zhì)子的物質(zhì)。 既可以是酸,又可以是堿,這類物質(zhì)稱為兩性物質(zhì)。實質(zhì)上是發(fā)生在兩對共軛酸堿對之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng),由兩個酸堿半反應(yīng)組成。二、酸堿溶液中各型體的分布(一)分布系數(shù):溶液中某型體的平衡濃度在溶質(zhì)總濃度所占的比例,以i表示 式中:i為某種型體(二)弱酸(弱堿)各型體的分布系一元弱酸二元弱酸(二)酸度對弱酸(堿)各型體分布的影響弱酸(弱堿)各型體的分布系數(shù)與溶液的酸度和酸堿的離解常數(shù)有關(guān),而與分析濃度無關(guān)。(三)水溶液中酸堿平衡的處理方法1、質(zhì)量平衡(物料平衡):在一個化學(xué)平衡體系中,某一組分的分析濃度等于該組分各種存在型體的平衡濃度之和,稱為質(zhì)量平衡C mol/L Na2CO3溶液的質(zhì)量平衡式2、電荷平衡:在一個化學(xué)平衡體系中,正離子電荷的總和與負(fù)離子電荷的總和相等,稱為電荷平衡C mol/L Na2CO3 水溶液的電荷平衡式:3、質(zhì)子平衡:酸堿反應(yīng)達(dá)平衡時,酸失去的質(zhì)子數(shù)等于堿得到的質(zhì)子數(shù),稱為質(zhì)子平衡質(zhì)子參考水準(zhǔn):能參與質(zhì)子交換的組分的初始形態(tài)以及溶劑水。例:寫出Na(NH4)HPO4水溶液的質(zhì)子條件式-H+得質(zhì)子產(chǎn)物 參考水準(zhǔn) 失質(zhì)子產(chǎn)物-H+H+H2PO4- NH4+ NH3-H+2H+H+H3PO4 HPO42- PO43- H3O+(H+) H2O OH-三、酸堿溶液中pH的計算(1)當(dāng)Ca20 ,同時Ca/500時,最簡式:(2)弱酸HA(濃度為Ca mol/L)與共軛堿A-(濃度為Cb mol/L)的PH計算當(dāng)Ca20H+, Cb20H+時 緩沖溶液第二節(jié) 基本原理一、酸堿指示劑(一)變色范圍HIn H+ + In-酸式 堿式故指示劑的理論變色范圍是: pH=pKHIn1由于人眼對深色比淺色靈敏,實際變色范圍與理論推算的的變色范圍并不完全相同。pKa 理論范圍 實際范圍 酸色 堿色甲基橙 3.4 2.44.4 3.14.4 紅 黃甲基紅 5.1 4.16.1 4.46.2 紅 黃 酚酞 9.1 8.110.1 8.010.0 無 紅百里酚酞 10.0 9.011.0 9.410.6 無 藍(lán)注:一般而言,人們觀察指示劑顏色的變化約有0.20.5pH單位的誤差,稱之為觀測終點的不確定性,用pH來表示,一般按pH=0.2來考慮,作為使用指示劑目測終點的分辨極限值。 (三)影響指示劑變色范圍的因素1. 指示劑的用量 對于雙色指示劑用量多少對色調(diào)變化有影響,用量太多或太少都使色調(diào)變化不鮮明。 對于單色指示劑用量多少對色調(diào)變化影響不大,但影響變色范圍和終點。 指示劑本身都是弱酸或弱堿,也會參與酸堿反應(yīng)。2. 溫度:溫度變時指示劑常數(shù)和水的離子積都會變,則指示劑的變色范圍也隨之發(fā)生改變。3. 中性電解:溶液中中性電解質(zhì)的存在增加了溶液的離子強(qiáng)度,使指示劑的表觀離解常數(shù)改變,將影響指示劑的變色范圍。某些鹽類具有吸收不同波長光波的性質(zhì),也會改變指示劑顏色的深度和色調(diào)。4.滴定程序:為了達(dá)到更好的觀測效果,在選擇指示劑時還要注意它在終點時的變色情況。例如:酚酞由酸式無色變?yōu)閴A式紅色,易于辨別,適宜在以強(qiáng)堿作滴定劑時使用。同理,用強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿時,采用甲基橙就較酚酞適宜。(四)混合指示劑:混合指示劑是把兩種或兩種以上試劑混合,利用它們顏色的互補(bǔ)性,使終點顏色變化更鮮明,變色范圍更窄。 混合指示劑通常有兩種配制方法:1指示劑+惰性染料:對于這種混合指示劑,變色范圍和終點基本不變,但色調(diào)變化更明。2. 指示劑指示劑:對于這種混合指示劑,變色范圍、終點以及色調(diào)均發(fā)生了改變?;旌?后的指示劑,色調(diào)變化更鮮明,變色范圍更窄。 注:混合指示劑在配制時,應(yīng)嚴(yán)格按比例混合。二、滴定曲線 在滴定過程中,我們把計量點附近溶液某種參數(shù)(如PH)的急劇變化稱為滴定突躍 滴定百分率為99.9至100.1即滴定相對誤差為0.1時,溶液某種參數(shù)(如PH)的變化范圍稱為滴定突躍范圍。 滴定突躍范圍是選擇指示劑的重要依據(jù)。酸堿指示劑的選擇原則:指示劑的變色范圍要全部或至少有一部分落在滴定突躍范圍內(nèi)。三、滴定突躍與指示劑選擇一、(1)影響滴定突躍范圍的因素: 對于強(qiáng)酸強(qiáng)堿,溶液濃度越大,突躍范圍越大,可供選擇的指示劑愈多;濃度越小,突躍范圍越小,可供選擇的指示劑就越少。當(dāng)突躍范圍小于0.4PH時(C=10-4mol/L)就沒有合適的指示劑了。 對于弱酸弱堿的滴定,濃度越大、離解常數(shù)越大,則突躍范圍就越大,反之則越小。當(dāng)突躍范圍減小至約0.4PH時(CK=10-8),指示劑就不合適了。(2)指示劑的選擇 強(qiáng)酸強(qiáng)堿的滴定,計量點時溶液呈中性,突躍范圍橫跨酸性區(qū)和堿性區(qū),突躍范圍較大,酸性范圍內(nèi)和堿性范圍內(nèi)變色的指示劑都可以考慮選用。 強(qiáng)堿滴定弱酸,計量點時溶液呈弱堿性,突躍范圍較小,位于堿性區(qū),堿性范圍內(nèi)變色的指示劑可以考慮選用。 強(qiáng)酸滴定弱堿,計量點時溶液呈弱酸性,突躍范圍較小,位于酸性區(qū),酸性范圍內(nèi)變色的指示劑可以考慮選用。 強(qiáng)酸強(qiáng)堿準(zhǔn)確滴定的條件: 一元弱酸弱堿準(zhǔn)確滴定的條件:(二)一元弱酸弱堿的滴定1. 滴定曲線 現(xiàn)以NaOH滴定一元弱酸HAc為例:設(shè)HAc為濃度 Ca0.1000mol/L,體積Va 20.00ml;NaOH的濃度 Cb0.1000mol/L,滴定時加入的體積為Vb ml, 滴定反應(yīng):HAc+OH-=H2O+Ac-滴定反應(yīng)常數(shù): 滴定開始前 滴定開始至化學(xué)計量點前 當(dāng)Vb=19.98 ml 即相對誤差為0.1時, 化學(xué)計量點 化學(xué)計量點后 由于過量NaOH的存在,抑制了Ac 的水解,溶液的pH值僅由過量的NaOH的量和溶液體積來決定,其計算方法與強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸相同。 當(dāng)Vb=20.02 ml 即相對誤差為+0.1時,(三)多元酸堿的滴定1. 多元酸的滴定多元酸準(zhǔn)確(分步)滴定的條件: 當(dāng)CaKai <10-8時,第 i 級離解的H不能準(zhǔn)確滴定,沒有滴定突躍 當(dāng)CaKai 10-8時,若Kai/Kai+1 104,則第 i 級離解的H可以準(zhǔn)確滴定,有滴定突躍; 若Ka/Kai+1 <104,則第 i 級離解的H不能準(zhǔn)確滴定,沒有滴定突躍例:用1mol/LNaOH滴定20.00ml 1mol/LH3PO41mol/L 的H3PO4 可以用NaOH準(zhǔn)確分步進(jìn)行滴定,有兩個滴定突躍。對于H3PO4的滴定,第一計量點:可選甲基橙、甲基紅指示劑,也可選甲基橙與溴甲酚綠的混合指示劑第二計量點:可選酚酞、百里酚酞指示劑,也可選酚酞與百里酚酞的混合指示劑。2. 多元堿的滴定:多元堿準(zhǔn)確(分步)滴定的條件與多元酸相同。第三節(jié) 滴定終點誤差(必考)定義:由于指示劑的變色不恰好在化學(xué)計量點而使滴定終點和化學(xué)計量點不相符合所致的相對誤差,也稱滴定誤差(TE);常用百分?jǐn)?shù)表示。一、強(qiáng)酸強(qiáng)堿滴定的終點誤差:式中:OH-、H+分別為滴定前的原始濃度;、為化學(xué)計量點時被測物的實際濃度和體積;為滴定終點時溶液的體積,因,帶入上式,得二、弱酸(堿)的滴定終點誤差強(qiáng)堿滴定一元弱酸強(qiáng)酸滴定一元弱堿滴定誤差也可用PH按林邦誤差公式直接計算式中:pX為滴定過程中發(fā)生變化的參數(shù),如pH或pM;pX為終點與計量點之差;pX=;Kt為滴定反應(yīng)平衡常數(shù)即滴定常數(shù),c與計量點時滴定產(chǎn)物的總濃度有關(guān)。三、應(yīng)用示例1. 乙酰水楊酸的測定乙酰水楊酸(阿司匹林)是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥,屬芳酸酯類結(jié)構(gòu),可用標(biāo)準(zhǔn)堿溶液直接滴定,以酚酞為指劑,其滴定反應(yīng)為: 2.藥用氫氧化鈉的測定 (計算題)藥用氫氧化鈉易吸收空氣中的CO2 ,形成NaOH和Na2CO3 的混合物。該混合堿的測定有兩種方法。 (1)氯化鋇法稱取一定量樣品ms g,溶解并稀釋至一定體積為Va ml。吸取等體積的兩份試液,各為Vbml。一份以甲基橙為指示劑,用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗體積為V1 ml另一份先加入過量的BaCl2 ,再以酚酞為指示劑,用HCl標(biāo)液滴定至終點,消耗體積為V2 ml,顯然,V1 > V2(2)雙指示劑法稱取一份試樣,溶解,先以酚酞為指示劑,用HCl標(biāo)液滴定至終點,消耗體積為V1 ml,再加入甲基橙指示劑,繼續(xù)用HCl標(biāo)液滴定至終點,消耗體積為V2 ml,顯然,V2 < V1雙指示劑法操作簡便,但在使用酚酞時誤差較大,氯化鋇法準(zhǔn)確度較高。(考點)用雙指示劑法判斷混合堿試樣的組成:有一堿溶液可能是NaOH,NaHCO3,Na2CO3或以上幾種物質(zhì)混合物,用HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,以酚酞為指示劑滴定到終點時消耗HCL V1 mL;繼續(xù)以甲基橙為指示劑滴定到終點時消耗HCL V2 mL,由以下V1和V2的關(guān)系判斷該堿溶液的組成。 (1)V1 > 0, V2 = 0 NaOH (2)V2 > 0, V1 = 0 NaHCO3 (3)V1 = V2 Na2CO3 (4)V1 > V2 > 0 NaOH + Na2CO3 (5)V2 > V1 > 0 Na2CO3 + NaHCO34、氮的測定加熱(1) 蒸餾法a NH4+ + OH - NH3+ H2O NH3 + HCL(定過量) NH4CL HCL(過量)+ NaOH NaCL + H2Ob NH4+ + OH - NH3+ H2O NH3 + H3BO3 NH4+ + H2BO3- H2BO3- + HCL CL- + H3BO3(2) 甲醛法:甲醛與銨鹽生成六次甲基四胺離子,同時放出定量的酸,再以酚酞為指示劑,用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定4NH4+ + 6HCHO (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O第六章 沉淀滴定法沉淀滴定法是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。用于沉淀滴定法的反應(yīng),主要是生成難溶性銀鹽的反應(yīng)。 利用生成難溶性銀鹽的沉淀滴定法,習(xí)慣上稱為銀量法 第一節(jié)一、滴定曲線二、終點的指示方法(一)鉻酸鉀指示劑法(Mohr法,莫爾法):以鉻酸鉀為指示劑的銀量法。 1. 原理2. 滴定條件(1)指示劑的用量要適當(dāng)(2)應(yīng)在中性或弱堿性溶液中進(jìn)行(3)滴定時應(yīng)劇烈搖動:AgCl對Cl -、AgBr對Br有較強(qiáng)吸附,劇烈搖動可以有效解吸附,防止終點提前。(4) 預(yù)先分離干擾離子能與Ag+生成沉淀的陰離子有:能與CrO42-生成沉淀的陽離子有: Ba2+、Pb2+等這些干擾離子應(yīng)預(yù)先分離3. 應(yīng)用范圍可測CL-, Br-,Ag+ ,CN-,不可測I- ,SCN- ,因為吸附太強(qiáng)烈 。(二)鐵銨釩指示劑法(Volhard法,佛爾哈德法 ):以鐵銨釩 NH4Fe(SO4)2 12H2O 為指示劑的銀量法。1. 原理直接滴定剩余滴定2. 滴定條件(1)在HNO3溶液中進(jìn)行:可防止Fe3+的水解,許多能與Ag+生成沉淀的陰離子如PO43-、AsO43-、CO32-等也不產(chǎn)生干擾。(2)充分振搖:直接滴定時,AgSCN吸附Ag+;返滴定時,沉淀吸附Cl-、Br-、I-、SCN-(3)指示劑的濃度要適當(dāng):理論計算指示劑的濃度(Fe3+的濃度)為0.043mol/L,但這時黃色較深,一般控制Fe3+的濃度為0.015mol/L,誤差在0.1以內(nèi)。(4)測Cl-時應(yīng)防止AgCl轉(zhuǎn)化為AgSCN返滴定法測Cl-,當(dāng)?shù)味ǖ竭_(dá)終點時,AgSCN的溶度積( KSP1.010 -12)小于AgCl的溶度積常數(shù)(KSP=1.810-10 ),沉淀轉(zhuǎn)化 發(fā)生 AgCl + SCN- AgSCN + Cl- 促使已生成的Fe(SCN)2+ 又分解,使紅色褪去。(考點)為了避免上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)的發(fā)生,可以采取下列措施之一:將生成的AgCl沉淀濾去;用有機(jī)物覆蓋AgCl沉淀(5)測 I 應(yīng)先加AgNO3后加指示劑若先加指示劑,I -與Fe 3+ 反應(yīng)而析出I 2 ,造成誤差。其反應(yīng)為:2Fe3+ + 2I-2Fe2+ +I2若先加AgNO3生成AgI沉淀,I-的濃度降低,電極電位升高,使Fe3+不能氧化I- 3. 應(yīng)用范圍返滴定法測定CL-,Br-,I-,SCN-,直接滴定測Ag+(三)吸附指示劑法(Fayans法,法揚司法 ):以吸附指示劑確定滴定終點的銀量法。 1. 原理AgNO3標(biāo)液滴定NaCl,以熒光黃(HFl)為指示劑終點前 HFI = H+ + FI Cl-過量 AgClCl-M+終點時 Ag+稍過量 AgClAg+AgClAg+ + FI = AgCIAgFI 黃綠色 淡紅色2. 滴定條件(1)溶液的酸度要適當(dāng)(2)加入糊精保護(hù)劑:可加入糊精等親水性高分子物質(zhì),保護(hù)膠體,以防止膠體的凝聚,使AgX沉淀具有較大的表面積.(3) 膠體顆粒對指示劑的吸附力,應(yīng)略小于被測離子的吸附力 (4) 應(yīng)避免在強(qiáng)光照射下進(jìn)行滴定 3. 應(yīng)用范圍:可直接測定CL-,Br-,I-,SCN-和Ag +第七章 配位滴定法 配位滴定對反應(yīng)的要求:配位比恒定;配合物穩(wěn)定性高;反應(yīng)迅速; 有適當(dāng)方法確定終點。 配位劑種類:無機(jī)配位劑, 有機(jī)配位劑 配位滴定最常使用的是氨羧配位劑(使用最廣的是乙二胺四乙酸EDTA) EDTA配合物特點:1.配位比簡單2.穩(wěn)定性高3.水溶性好4.大多無色第一節(jié) 配位平衡一、配合物的絕對穩(wěn)定常數(shù)(穩(wěn)定常數(shù))和累積穩(wěn)定常數(shù)M + Y = MY 式中: 為一定溫度時金屬EDTA配合物的穩(wěn)定常數(shù),此值越大,配合物越穩(wěn)定;M為未參加配位反應(yīng)的金屬離子濃度;MY為生成的配合物濃度;Y為未參加配位反應(yīng)的配位劑濃度。二、配位反應(yīng)的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)副反應(yīng)的發(fā)生程度以副反應(yīng)系數(shù)加以描述。1.EDTA的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)(1)酸效應(yīng)與酸效應(yīng)系數(shù)由于H+ 與Y4- 的結(jié)合使主反應(yīng)的程度降低,這種現(xiàn)象稱為酸效應(yīng)。酸效應(yīng)的大小用酸效應(yīng)系數(shù) 來衡量。1,酸度越高(PH越?。?,酸效應(yīng)系數(shù)就越大,酸效應(yīng)就越強(qiáng)(2)共存離子效應(yīng)和共存離子效應(yīng)系數(shù)其它共存金屬離子N與Y配位使主反應(yīng)的程度降低,這種現(xiàn)象稱為共存離子效應(yīng)。共存離子效應(yīng)的大小用共存離子效應(yīng)系數(shù) 來衡量。Y(N)1 ,N的濃度越大、KNY 越大,Y(N)就越大,共存離子效應(yīng)就越強(qiáng)。注:當(dāng)酸效應(yīng)和共存離子效應(yīng)同時發(fā)生時,EDTA總的副反應(yīng)系數(shù)是2. 金屬離子的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)其它配位劑L與M發(fā)生配位反應(yīng),使主反應(yīng)的程度降低,這種現(xiàn)象稱配位效應(yīng),其大小用配位效應(yīng)系數(shù) 來衡量。 1。平衡時,游離L的濃度越大、ML各級配合物的穩(wěn)定常數(shù)越大,M(L)就越大,配位效應(yīng)就越強(qiáng)。注:如果有P個配位劑與金屬離子發(fā)生副反應(yīng),則M總的副反應(yīng)系數(shù)是3. 配合物MY的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)MY總的副反應(yīng)系數(shù)為:三、配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)在一般情況下,MY的副反應(yīng)可以忽略,Y(H)=1,則第二節(jié) 基本原理一、滴定曲線影響滴定突躍范圍的因素 一定時,濃度越大,突躍范圍越大濃度一定時, 越大,突躍范圍越大。所有對 產(chǎn)生影響的因素如酸效應(yīng)、配位效應(yīng)等,也會影響突躍范圍的大小。二、化學(xué)計量點pM值的計算式中:表示化學(xué)計量點時金屬離子的總濃度,若滴定劑與被滴定物濃度相等即為金屬離子原始濃度的三、金屬指示劑(一)必備條件1) 指示劑與金屬離子形成的配合物與指示劑自身的顏色應(yīng)有顯著的區(qū)別2) 顯色反應(yīng)必須靈敏、快速,并有良好的變色可逆性3) 配合物MIn的穩(wěn)定性適當(dāng),要求>1024) 金屬指示劑要控制pH,pH影響指示劑的形體從而直接影響它的顏色(二)指示劑的封閉現(xiàn)象和僵化現(xiàn)象1. 封閉現(xiàn)象:滴定達(dá)到計量點后,過量的EDTA不能奪取MIn中的金屬離子,In無法釋放出來,因而在計量點附近看不到溶液顏色的變化現(xiàn)象產(chǎn)生封閉現(xiàn)象有兩種情況:一種情況是由被測離子引起的, >。如EBT與Fe3+、Al3+生成的配合物非常穩(wěn)定,置換反應(yīng)不能發(fā)生。在直接滴定這些離子時,不能使用EBT指示劑。另一種情況是由共存金屬離子引起的,>。如在pH=10時,以鉻黑T為指示劑滴定Ca2+、Mg2+總量時,若含有Fe3+、Al3+、Co2+、Ni2+、Cu2+會封閉EBT。解決的辦法是加入掩蔽劑,使干擾離子生成更穩(wěn)定的配合物,從而不再與指示劑作用??杉尤掖及费诒蜦e3+、Al3+,加KCN掩蔽Co2+、Ni2+、Cu2+。 2. 僵化現(xiàn)象:有些金屬-指示劑配合物難溶于水,使得滴定劑與金屬-指示劑絡(luò)合物置換反應(yīng)緩慢,終點拖長,這種現(xiàn)象稱為指示劑的僵化。解決的辦法是加入有機(jī)溶劑或加熱,以增大其溶解度,加快反應(yīng)。(三)指示劑顏色轉(zhuǎn)變點 的計算(計算)對于M與In的反應(yīng),只考慮In的酸效應(yīng),其它副反應(yīng)忽略平衡時(四)常用的金屬指示劑第三節(jié) 滴定條件的選擇一、配位滴定的終點誤差二、酸度的選擇和控制1.單一金屬離子滴定的最高酸度最高酸度可根據(jù),先計算,再查表或 酸效應(yīng)曲線即可求得對應(yīng)得PH2.單一金屬離子滴定的最低酸度我們把金屬離子發(fā)生水解時溶液的pH值稱為單一金屬離子滴定的最低酸度(最高pH)。注:最高酸度和最低酸度就構(gòu)成了單一金屬離子M滴定的適宜酸度范圍,滴定必須在該范圍內(nèi)進(jìn)行。3. 單一金屬離子滴定的最佳酸度我們選擇指示劑時希望(即)與盡可能接近,終點誤差最小,這時的酸度稱為最佳酸度。 三、配位滴定的選擇性(一)選