分析化学知识点超全总结帖
分析方法的分类
1.按原理分:
化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法;
仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法;
光学分析方法:光谱法,非光谱法;
电化学分析法:伏安法,电导分析法等;
色谱法:液相色谱,气相色谱,毛细管电泳;
其他仪器方法:热分析。
2.按分析任务:
定性分析,定量分析,结构分析。
定量分析的操作步骤:
①取样;
②试样分解和分析试液的制备;
③分离及测定;
④分析结果的计算和评价。
3.按分析对象:
无机分析,有机分析,生物分析,环境分析等。
按试样用量及操作规模分:
常量、半微量、微量和超微量分析
按待测成分含量分:
常量分析(>1%)
微量分析(0.01%~1%)
痕量分析(<0.01%)
细说滴定分析法
(一)对化学反应的要求:
1.有确定的化学计量关系,反应按一定的反应方程式进行;
2.反应要定量进行;
3.反应速度较快;
4.容易确定滴定终点。
(二)滴定方式
1.直接滴定法
2.间接滴定法
如,Ca2+沉淀为CaC2O4,再用硫酸溶解,用KMnO4滴定C2O42-,间接测定Ca2+
3.返滴定法
如,测定CaCO3,加入过量盐酸,多余盐酸用标准氢氧化钠溶液返滴
4.置换滴定法:络合滴定多用
(三)基准物质和标准溶液
1.基准物质:
能用于直接配制和标定标准溶液的物质。
要求:
试剂与化学组成一致;
纯度高;
稳定;
摩尔质量大;
滴定反应时无副反应。
2.标准溶液:
已知准确浓度的试剂溶液。
配制方法有直接配制和标定两种。
(四)试样的分解
1.分析方法分为干法分析(原子发射光谱的电弧激发)和湿法分析
2.试样的分解:注意被测组分的保护
3.常用方法:溶解法和熔融法
对有机试样,灰化法和湿式消化法
(五)常用酸碱标准溶液的配制与标定
酸标准溶液:
HCl(HNO3,H2SO4)
配制:用市售HCl(12 mol·L-1),HNO3(16 mol·L-1), H2SO4(18 mol·L-1)稀释
标定:Na2CO3或硼砂(Na2B4O7·10H2O)
碱标准溶液:
NaOH
配制:以饱和的NaOH(约19 mol·L-1),用除去CO2的去离子水稀释;
标定:邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)或草酸(H2C2O4·2H2O)
(六)酸碱滴定法的应用
NaOH与Na2CO3混合碱的测定;极弱酸的测定;磷的测定;氮的测定
(七)影响滴定突跃的因素
滴定突跃pM':pcMsp+3.0~lgK'MY-3.0
浓度:增大10倍,突跃增加1个pM单位(下限)
K'MY:增大10倍,突跃增加1个pM单位(上限)
(八)准确滴定判别式
若ΔpM=±0.2, 要求:Et≤0.1%
根据终点误差公式,可知需lgcMsp·K'MY≥6.0
若cMsp=0.010mol·L-1时,则要求lgK'≥8.0
多种金属离子共存:
例:M,N存在时,分步滴定可能性的判断:
lgcMsp·K'MY≥6.0,考虑Y的副反应aY(H)<<aY(N)
cMK'MY≈cMKMY/aY(N)≈cMKMY/cNKNY
lg cMK'MY =△lgcK
所以:△lgcK≥6,即可准确滴定M
一般来说,分步滴定中,Et = 0.3%
△lgcK≥5
如cM=cN,则以△lgK≥5 为判据
分析化学概念对比
(一)准确度和精密度:
1.准确度:
测定结果与真值接近的程度,用误差衡量;
绝对误差:
测量值与真值间的差值,用E表示E=X-XT;
相对误差:
绝对误差占真值的百分比,用Er表示:
Er=E/XT=X-XT /XT×100%;
2.精密度:
平行测定结果相互靠近的程度,用偏差衡量。
偏差:
测量值与平均值的差值,用d表示;
①平均偏差:
各单个偏差绝对值的平均值:
②相对平均偏差:
平均偏差与测量平均值的比值:
③标准偏差:
④相对标准偏差
3.准确度与精密度的关系
精密度好是准确度好的前提;
精密度好不一定准确度高;
提高分析结果准确度方法:
选择恰当分析方法(灵敏度与准确度);
减小测量误差(误差要求与取样量);
减小偶然误差(多次测量,至少3次以上)
消除系统误差对照实验:
标准方法;
标准样品;
标准加入;
空白实验;
校准仪器;
校正分析结果;
(二)各种误差:
系统误差:
又称可测误差,具单向性、重现性、可校正特点;
方法误差:
溶解损失、终点误差-用其他方法校正;
仪器误差:
刻度不准、砝码磨损——校准(绝对、相对);
操作误差:
颜色观察;
试剂误差:
不纯-空白实验;
主观误差:
个人误差;
随机误差:
又称偶然误差,不可校正,无法避免,服从统计规律;
#不存在系统误差的情况下,测定次数越多其平均值越接近真值,一般平行测定4~6次。
(三)有效数字:
分析工作中实际能测得的数字,包括:全部可靠数字及一位不确定数字在内。
运算规则:
1.加减法:
结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数
(与小数点后位数最少的数一致)
0.112+12.1+0.3214=12.5
2.乘除法:
结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应
(与有效数字位数最少的一致)
0.0121×25.66×1.0578=0.328432
定量分析数据的评价——解决两类问题:
(1)可疑数据的取舍¾过失误差的判断:
方法:
4d法、Q检验法和格鲁布斯(Grubbs)检验法;
确定某个数据是否可用。
(2)分析方法的准确性¾系统误差及偶然误差的判断:
显著性检验:
利用统计学的方法,检验被处理的问题是否存在显著性差异。
方法:
①t检验法和F检验法;
②确定某种方法是否可用,判断实验室测定结果准确性。
(四)质子条件式
1.物料平衡(Material(Mass)Balance):
各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。
2.电荷平衡(ChargeBalance):
溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数(电中性原则)。
3.质子平衡(Proton Balance):
溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目:
(1)先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质),一般选取投料组分及H2O;
(2)将零水准得质子产物写在等式一边,失质子产物写在等式另一边;
(3)浓度项前乘上得失质子数。
注意:同一种物质,只能选择一个形态作为参考水准。
(五)酸度与酸的浓度:
酸度:
溶液中H+的平衡浓度或活度,通常用pH表示:
pH=-lg[H+];
酸的浓度:
酸的分析浓度;
包含:未解离的和已解离的酸的浓度;
对一元弱酸:CHA=[HA]+[A-]
(六)分布分数:
溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其分析浓度的分数,用δ表示:
“δ”将平衡浓度与分析浓度联系起来:
[HA]=δHA·c HA,[A-]=δA-cHA;
(七)缓冲溶液:
能减缓强酸强碱的加入或稀释而引起的pH变化;
缓冲溶液的选择原则:
不干扰测定,例如,EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-;
有较大的缓冲能力,足够的缓冲容量;
常用单一酸碱指示剂:
甲基橙MO(3.1~4.4)甲基红MR(4.4~6.2)酚酞 PP(8.0~9.6);
影响指示剂变色范围的因素:
指示剂用量:
宜少不宜多,对单色指示剂影响较大
离子强度:
影响pKHIn;
温度。
(八)吸光光度法:
分子光谱分析法的一种,又称分光光度法,属于分子吸收光谱分析方法;
基于外层电子跃迁。
(九)光吸收定律-朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律
当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时,溶液的吸光度与溶液的浓度及光程(溶液的厚度)成正比关系——朗伯比尔定律;
数学表达:
A=lg(1/T)=Kbc(其中,A:吸光度,T:透射比,K:比例常数,b:溶液厚度,c:溶液浓)
注意:
平行单色光;均相介质;无发射、散射或光化学反应。
(十)显色反应及影响因素
显色反应:
没有颜色的化合物,需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定——显色反应;
要求:
a.选择性好
b.灵敏度高(ε>104)
c.产物的化学组成稳定
d.化学性质稳定
e.反应和产物有明显的颜色差别(Δl>60nm)
显色反应类型:
络合反应;
氧化还原反应;离子缔合反应;成盐反应;褪色反应;吸附显色反应;
显色剂:
无机显色剂:
过氧化氢,硫氰酸铵,碘化钾
有机显色剂:
偶氮类:
偶氮胂III;
三苯甲烷类:
三苯甲烷酸性染料铬天菁S,三苯甲烷碱性染料结晶紫;邻菲罗啉类;新亚铜灵;
肟类:丁二肟
影响因素:
a.溶液酸度(pH值及缓冲溶液):
影响显色剂的平衡浓度及颜色,改变:Δl;
影响待测离子的存在状态,防止沉淀;
影响络合物组成;
b.显色剂的用量:
稍过量,处于平台区;
c.显色反应时间:
针对不同显色反应确定显示时间;
显色反应快且稳定;
显色反应快但不稳定;
显色反应慢,稳定需时间;
显色反应慢但不稳定;
d.显色反应温度:
加热可加快反应速度,导致显色剂或产物分解;
e.溶剂:
有机溶剂,提高灵敏度、显色反应速率;
f.干扰离子:
消除办法:
提高酸度,加入隐蔽剂;
改变价态;
选择合适参比;
褪色空白(铬天菁S测Al,氟化铵褪色,消除锆、镍、钴干扰);
选择适当波长。
B.痕量组分的富集和共沉淀分离
a.无机共沉淀剂进行共沉淀
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