分析化學(xué)知識點總結(jié)貼.doc

分析化學(xué)知識點總結(jié)貼分析化學(xué)是關(guān)于研究物質(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一門科學(xué)，是化學(xué)的一個重要分支。是鑒定物質(zhì)中含有那些組分，及物質(zhì)由什么組分組成，測定各種組分的相對含量，研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或晶體。今天，就從分析化學(xué)的發(fā)展歷史、分析方法、幾大分析方法等幾個角度介紹分析化學(xué)。一、發(fā)展歷史第一個重要階段20世紀(jì)二三十年代，利用當(dāng)時物理化學(xué)中的溶液化學(xué)平衡理論，動力學(xué)理論，如沉淀的生成和共沉淀現(xiàn)象，指示劑作用原理，滴定曲線和終點誤差，催化反應(yīng)和誘導(dǎo)反應(yīng)，緩沖作用原理大大地豐富了分析化學(xué)的內(nèi)容，并使分析化學(xué)向前邁進了一步.第二個重要階段20世紀(jì)40 年代以后幾十年，第二次世界大戰(zhàn)前后，物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展，促進了各種儀器分析方法的發(fā)展，改變了經(jīng)典分析化學(xué)以化學(xué)分析為主的局面。原子能技術(shù)發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)的興起，要求分析化學(xué)能提供各種靈敏準(zhǔn)確而快速的分析方法，如，半導(dǎo)體材料，有的要求純度達99.9999999%以上，在新形勢推動下，分析化學(xué)達到了迅速發(fā)展。最顯著的特點是：各種儀器分析方法和分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用。第三個重要階段自20世紀(jì)70年代以來，以計算機應(yīng)用為主要標(biāo)志的信息時代的到來，促使分析化學(xué)進入第三次變革時期。由于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)發(fā)展的需要，基礎(chǔ)理論及測試手段的完善，現(xiàn)代分析化學(xué)完全可能為各種物質(zhì)提供組成、含量、結(jié)構(gòu)、分布、形態(tài)等等全面的信息，使得微區(qū)分析、薄層分析、無損分析、瞬時追蹤、在線監(jiān)測及過程控制等過去的難題都迎刃而解。分析化學(xué)廣泛吸取了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的最新成就，成為當(dāng)代最富活力的學(xué)科之一。二、分析方法的分類1.按原理分：化學(xué)分析:以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法；儀器分析:以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法；光學(xué)分析方法：光譜法，非光譜法；電化學(xué)分析法：伏安法，電導(dǎo)分析法等；色譜法：液相色譜，氣相色譜，毛細管電泳；其他儀器方法：熱分析；2.按分析任務(wù)：定性分析，定量分析，結(jié)構(gòu)分析；定量分析的操作步驟：取樣；試樣分解和分析試液的制備；分離及測定；分析結(jié)果的計算和評價；3.按分析對象：無機分析，有機分析，生物分析，環(huán)境分析等；按試樣用量及操作規(guī)模分：常量、半微量、微量和超微量分析；按待測成分含量分：常量分析(>1%), 微量分析(0.011%), 痕量分析(<0.01)三、細說滴定分析法（一）對化學(xué)反應(yīng)的要求：1.有確定的化學(xué)計量關(guān)系，反應(yīng)按一定的反應(yīng)方程式進行；2.反應(yīng)要定量進行；3.反應(yīng)速度較快；4.容易確定滴定終點；（二）滴定方式1.直接滴定法；2.間接滴定法；如，Ca2+沉淀為CaC2O4，再用硫酸溶解，用KMnO4滴定C2O42-，間接測定Ca2+。3.返滴定法；如，測定CaCO3，加入過量鹽酸，多余鹽酸用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液返滴；4.置換滴定法：絡(luò)合滴定多用（三）基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液1.基準(zhǔn)物質(zhì):能用于直接配制和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。要求：試劑與化學(xué)組成一致；純度高；穩(wěn)定；摩爾質(zhì)量大；滴定反應(yīng)時無副反應(yīng)。2.標(biāo)準(zhǔn)溶液: 已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。配制方法有直接配制和標(biāo)定兩種（四）試樣的分解1.分析方法分為干法分析（原子發(fā)射光譜的電弧激發(fā)）和濕法分析；2.試樣的分解：注意被測組分的保護3.常用方法：溶解法和熔融法對有機試樣,灰化法和濕式消化法（五）常用酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定酸標(biāo)準(zhǔn)溶液:HCl (HNO3, H2SO4)配制:用市售HCl(12 molL-1),HNO3(16 molL-1), H2SO4(18 molL-1)稀釋.標(biāo)定: Na2CO3或硼砂(Na2B4O710H2O) 堿標(biāo)準(zhǔn)溶液:NaOH配制:以飽和的NaOH（約19 molL-1），用除去CO2 的去離子水稀釋；標(biāo)定: 鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)或草酸(H2C2O42H2O)（六）酸堿滴定法的應(yīng)用NaOH與Na2CO3混合堿的測定；極弱酸的測定；磷的測定；氮的測定；（七）影響滴定突躍的因素滴定突躍pM：pcMsp+3.0lgKMY-3.0濃度:增大10倍，突躍增加1個pM單位（下限）KMY:增大10倍，突躍增加1個pM單位（上限）（八）準(zhǔn)確滴定判別式若pM=0.2, 要求：Et0.1%,根據(jù)終點誤差公式，可知需lgcMspKMY6.0若cMsp=0.010molL-1時，則要求lgK8.0多種金屬離子共存：例：M，N存在時，分步滴定可能性的判斷：lgcMspKMY6.0，考慮Y的副反應(yīng)aY(H)<<aY(N)cMKMYcMKMY/aY(N)cMKMY/cNKNYlg cMKMY =lgcK所以：lgcK6，即可準(zhǔn)確滴定M一般來說，分步滴定中，Et = 0.3%lgcK5如，cMcN 則以lgK5 為判據(jù)四、分析化學(xué)概念對比（一）準(zhǔn)確度和精密度：1.準(zhǔn)確度:測定結(jié)果與真值接近的程度，用誤差衡量；絕對誤差:測量值與真值間的差值，用E表示E=X-XT；相對誤差:絕對誤差占真值的百分比，用Er表示：Er=E/XT=X-XT/XT100；2.精密度:平行測定結(jié)果相互靠近的程度，用偏差衡量。偏差:測量值與平均值的差值，用d表示；平均偏差：各單個偏差絕對值的平均值： 相對平均偏差：平均偏差與測量平均值的比值：標(biāo)準(zhǔn)偏差：相對標(biāo)準(zhǔn)偏差：3.準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系精密度好是準(zhǔn)確度好的前提；精密度好不一定準(zhǔn)確度高；提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度方法:選擇恰當(dāng)分析方法（靈敏度與準(zhǔn)確度）；減小測量誤差（誤差要求與取樣量）；減小偶然誤差（多次測量，至少3次以上）消除系統(tǒng)誤差對照實驗：標(biāo)準(zhǔn)方法；標(biāo)準(zhǔn)樣品；標(biāo)準(zhǔn)加入；空白實驗；校準(zhǔn)儀器；校正分析結(jié)果（二）各種誤差：系統(tǒng)誤差:又稱可測誤差，具單向性、重現(xiàn)性、可校正特點；方法誤差:溶解損失、終點誤差用其他方法校正；儀器誤差:刻度不準(zhǔn)、砝碼磨損校準(zhǔn)(絕對、相對)；操作誤差:顏色觀察；試劑誤差:不純空白實驗；主觀誤差:個人誤差；隨機誤差:又稱偶然誤差，不可校正，無法避免，服從統(tǒng)計規(guī)律；#不存在系統(tǒng)誤差的情況下，測定次數(shù)越多其平均值越接近真值，一般平行測定46次；（三）有效數(shù)字:分析工作中實際能測得的數(shù)字，包括：全部可靠數(shù)字及一位不確定數(shù)字在內(nèi)；運算規(guī)則：1.加減法:結(jié)果的絕對誤差應(yīng)不小于各項中絕對誤差最大的數(shù)。(與小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)一致)0.112+12.1+0.3214=12.5。2.乘除法:結(jié)果的相對誤差應(yīng)與各因數(shù)中相對誤差最大的數(shù)相適應(yīng)(與有效數(shù)字位數(shù)最少的一致)；0.012125.661.05780.328432；定量分析數(shù)據(jù)的評價解決兩類問題:(1)可疑數(shù)據(jù)的取舍過失誤差的判斷：方法:4d法、Q檢驗法和格魯布斯(Grubbs)檢驗法；確定某個數(shù)據(jù)是否可用。(2)分析方法的準(zhǔn)確性系統(tǒng)誤差及偶然誤差的判斷：顯著性檢驗：利用統(tǒng)計學(xué)的方法，檢驗被處理的問題是否存在顯著性差異。方法：t檢驗法和F檢驗法；確定某種方法是否可用，判斷實驗室測定結(jié)果準(zhǔn)確性；（四）質(zhì)子條件式1.物料平衡(Material(Mass)Balance):各物種的平衡濃度之和等于其分析濃度。2.電荷平衡(ChargeBalance):溶液中正離子所帶正電荷的總數(shù)等于負離子所帶負電荷的總數(shù)(電中性原則)。3.質(zhì)子平衡（Proton Balance）:溶液中酸失去質(zhì)子數(shù)目等于堿得到質(zhì)子數(shù)目：(1)先選零水準(zhǔn)(大量存在,參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移的物質(zhì))，一般選取投料組分及H2O；(2)將零水準(zhǔn)得質(zhì)子產(chǎn)物寫在等式一邊,失質(zhì)子產(chǎn)物寫在等式另一邊；(3)濃度項前乘上得失質(zhì)子數(shù)；注意：同一種物質(zhì)，只能選擇一個形態(tài)作為參考水準(zhǔn)；（五）酸度與酸的濃度：酸度：溶液中H的平衡濃度或活度，通常用pH表示：pH=-lgH+；酸的濃度：酸的分析濃度；包含：未解離的和已解離的酸的濃度；對一元弱酸：CHAHA+A-（六）分布分?jǐn)?shù)：溶液中某酸堿組分的平衡濃度占其分析濃度的分?jǐn)?shù)，用表示：“”將平衡濃度與分析濃度聯(lián)系起來：HAHAc HA，A-=A-cHA；（七）緩沖溶液：能減緩強酸強堿的加入或稀釋而引起的pH變化；緩沖溶液的選擇原則：不干擾測定，例如，EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-；有較大的緩沖能力，足夠的緩沖容量；常用單一酸堿指示劑：甲基橙MO（3.14.4）甲基紅MR（4.46.2）酚酞PP（8.09.6）；影響指示劑變色范圍的因素：指示劑用量:宜少不宜多，對單色指示劑影響較大離子強度：影響pKHIn；溫度；（八）吸光光度法：分子光譜分析法的一種，又稱：分光光度法，屬于分子吸收光譜分析方法；基于外層電子躍遷；（九）光吸收定律朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律當(dāng)一束平行單色光垂直照射到樣品溶液時，溶液的吸光度與溶液的濃度及光程（溶液的厚度）成正比關(guān)系朗伯比爾定律；數(shù)學(xué)表達：Alg(1/T)=Kbc(其中，A:吸光度，T:透射比，K:比例常數(shù)，b:溶液厚度，c:溶液濃)注意：平行單色光；均相介質(zhì)；無發(fā)射、散射或光化學(xué)反應(yīng)（十）顯色反應(yīng)及影響因素顯色反應(yīng)：沒有顏色的化合物，需要通過適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)定量生成有色化合物再測定顯色反應(yīng)；要求：a.選擇性好b.靈敏度高(>104)c.產(chǎn)物的化學(xué)組成穩(wěn)定d.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定e.反應(yīng)和產(chǎn)物有明顯的顏色差別(Dl>60nm)顯色反應(yīng)類型：絡(luò)合反應(yīng)；氧化還原反應(yīng)；離子締合反應(yīng)；成鹽反應(yīng)；褪色反應(yīng)；吸附顯色反應(yīng)；顯色劑：無機顯色劑:過氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀有機顯色劑：偶氮類：偶氮胂III；三苯甲烷類：三苯甲烷酸性染料鉻天菁S，三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫；鄰菲羅啉類；新亞銅靈；肟類：丁二肟影響因素：a.溶液酸度（pH值及緩沖溶液）：影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變：l；影響待測離子的存在狀態(tài)，防止沉淀；影響絡(luò)合物組成；b.顯色劑的用量：稍過量，處于平臺區(qū)；c.顯色反應(yīng)時間：針對不同顯色反應(yīng)確定顯示時間；顯色反應(yīng)快且穩(wěn)定；顯色反應(yīng)快但不穩(wěn)定；顯色反應(yīng)慢，穩(wěn)定需時間；顯色反應(yīng)慢但不穩(wěn)定；d.顯色反應(yīng)溫度：加熱可加快反應(yīng)速度，導(dǎo)致顯色劑或產(chǎn)物分解；e.溶劑：有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應(yīng)速率；f.干擾離子：消除辦法：提高酸度，加入隱蔽劑；改變價態(tài)；選擇合適參比；褪色空白(鉻天菁S測Al，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾)；選擇適當(dāng)波長。B.痕量組分的富集和共沉淀分離a.無機共沉淀劑進行共沉淀利用表面吸附進行痕量組分的共沉淀富集,選擇性不高。共沉淀劑為Fe(OH)3, Al(OH)3等膠狀沉淀, 微溶性的硫化物，如，Al(OH)3作載體共沉淀Fe3 +，TiO2+；HgS共沉淀Pb2+。利用生成混晶進行共沉淀，選擇性較好，如，硫酸鉛-硫酸鋇，磷酸銨鎂-砷酸銨鎂等。b.有機共沉淀劑進行共沉淀利用膠體的凝聚作用進行共沉淀，如，動物膠、丹寧；離子締合共沉淀，如，甲基紫與InI4-；利用“固體萃取劑”進行共沉淀，例，1-萘酚的乙醇溶液中，1-萘酚沉淀并將U(VI)與1-亞硝基-2-萘酚的螯合物共沉淀下來；