《分析化學(xué)概論》PPT課件.pptVIP

1,第五章 分析化學(xué)概論,內(nèi) 容 提 要,一、誤差的表示方法,1、準(zhǔn)確度與誤差,分析結(jié)果x與真實(shí)值T之間的接近程度稱為準(zhǔn)確度，通常用誤差來表示。誤差分為絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。 絕對(duì)誤差 E = x T (有正、負(fù)之分）,相對(duì)誤差,相對(duì)誤差比絕對(duì)誤差更能確切地表示結(jié)果的準(zhǔn)確度。,2,2、精密度與偏差,精密度表示各次分析結(jié)果相互接近的程度。,精密度越高，即重現(xiàn)性越好。精密度用偏差來衡量。,絕對(duì)偏差,相對(duì)偏差,平均偏差和相對(duì)平均偏差,多次分析結(jié)果的評(píng)價(jià),3,標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,次定次數(shù)n20,又稱變異系數(shù),例行分析 樣品只做兩次平行測(cè)定,相對(duì)相差 =,4,3、準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系,準(zhǔn)確度是測(cè)定值與真實(shí)值之間的相互符合程度，由系統(tǒng)誤差決定；精密度是多次平行測(cè)定值之間相互符合的程度，它由隨機(jī)誤差決定。,準(zhǔn)確度表示測(cè)量的準(zhǔn)確性，精密度為重復(fù)性，二者的含義不同。一個(gè)好的分析結(jié) 果，既要精密度高，又要準(zhǔn)確度高。,二、誤差的分類和減免,由某種固定的原因造成,可測(cè)誤差,5,由一些難以控制和避免的原因造成,特點(diǎn),具有可變性，有時(shí)大，有時(shí)??；有時(shí)正，有時(shí)負(fù),又稱偶然誤差或不可測(cè)誤差,通常小誤差出現(xiàn)的頻率高，大誤差出現(xiàn)的頻率低，絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的幾率相等,可通過求多次分析結(jié)果的算術(shù)平均值來消除,6,1限制最低量,例如，分析天平一般一次稱量的絕對(duì)誤差為0.0001g，若要求結(jié)果的相對(duì)誤差不大于0.1%，那么用此分析天平稱量時(shí)：,再如，滴定管的讀數(shù)誤差一般為0.01ml，若要求結(jié)果的相對(duì)誤差不大于0.1%，那么用滴定管放出體積時(shí)：,7,2減少系統(tǒng)誤差,3減少隨機(jī)誤差,三、數(shù)據(jù)處理,Q值檢驗(yàn)法適用于310次的測(cè)定，其步驟如下：,（1）將測(cè)定值由小到大排列成序，此時(shí)可看出可疑值不是最大值就是最小值； （2）按下式進(jìn)行計(jì)算：,8,置信區(qū)間為在指定置信度時(shí)，由平均值和標(biāo) 準(zhǔn)偏差所確定的真值所在范圍，真值屬于置信區(qū) 間的概率稱為置信度（P）或置信概率。,四、有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則,在實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)際上能測(cè)到的數(shù)字,（1）“0”在數(shù)字的中間或末尾為有效數(shù)字，在數(shù)字的前面不是有效數(shù)字。例如0.4060是四位有效數(shù)字。,9,（2）將大單位化成小單位時(shí)，不能在數(shù)據(jù)的末尾填“0”，應(yīng)寫成x10y 。例如：將體積10.6L化成毫升時(shí)應(yīng)寫成 1.06104mL，有效數(shù)字仍然是三位。改變單位時(shí)，不能改變有效數(shù)字的位數(shù)。,（4）pM、pH等的有效數(shù)字取決于小數(shù)部分?jǐn)?shù)字的位數(shù)。例如 pH為11.02 ，表示有兩位有效數(shù)字，換算成氫離子濃度時(shí)只能保留兩位有效數(shù)字，即c(H+)= 9.610-12molL-1 。,（3）非測(cè)量所得數(shù)（如倍數(shù)或分?jǐn)?shù)）視為無限多位有效數(shù)字，即不考慮其有效數(shù)字的位數(shù)。,（5）在計(jì)算百分含量時(shí)，高含量的組分（10%） 應(yīng)保留四位有效數(shù)字；中含量組分（1% 10%）應(yīng)保留三位有效數(shù)字；低含量組分（1%）要保留兩位有效數(shù)字。,10,（6）以純化合物中某個(gè)元素的理論含量作為真實(shí)值時(shí)，原子量、分子量都必須取至小數(shù)點(diǎn)后第二位。,（7）各類常數(shù)不考慮有效數(shù)字的位數(shù)。,（8）在計(jì)算分析結(jié)果的準(zhǔn)確度或精密度時(shí)，各種誤差或偏差只保留一位有效數(shù)字，最多取兩位。,11,例如：將下列數(shù)據(jù)修約到4位有效數(shù)字。 1.4634 1.463 （四舍） 1.4636 1.464 （六入） 1.46351 1.464 （五后有數(shù)就進(jìn)一） 1.4645 1.464 (五后沒數(shù)要留雙) 1.4635 1.464 (五后沒數(shù)要留雙),原則： 四舍六入 五后有數(shù)就進(jìn)一 五后沒數(shù)要留雙,再如：將0.1549修約到兩位有效數(shù)字，只能一次性直接修約到所需位數(shù)， 即：0.15。,12,（1）加減法 當(dāng)幾個(gè)數(shù)據(jù)相加減時(shí)，保留有效數(shù)字的位數(shù)以絕對(duì)誤差最大或以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)字為標(biāo)準(zhǔn)。,（2）乘除法 當(dāng)幾個(gè)數(shù)相乘除時(shí)，保留有效數(shù)字的位數(shù) 以相對(duì)誤差最大或以有效數(shù)字位數(shù)最少的那個(gè)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。,當(dāng)幾個(gè)數(shù)相乘除時(shí)還應(yīng)注意，如果位數(shù)最少的數(shù)的首位數(shù)是8或9，則應(yīng)多保留一位有效數(shù)字，例如0.9或0.8應(yīng)看成是兩位有效數(shù)字。,若使用計(jì)算器，最后結(jié)果應(yīng)修約到適當(dāng)位數(shù)。,13,五、滴定分析法,1、基本概念,在滴定分析法中，滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的過程稱為滴定；標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)液完全反應(yīng)的這一點(diǎn)，稱為化學(xué)計(jì)量點(diǎn)（或等量點(diǎn)），滴定過程常用指示劑來判斷終點(diǎn)， 在指示劑變色時(shí)停止滴定，這一點(diǎn)稱為滴定終點(diǎn)，兩點(diǎn)之差稱為終點(diǎn)誤差。,2、滴定分析法的分類,分為酸堿滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化還原滴定法。,3、對(duì)滴定分析法的要求,a、反應(yīng)必須定量完成（完成程度達(dá)到99.9%以上）； b、反應(yīng)速度快； c、有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定滴定終點(diǎn)； d、干擾易排除。,14,4 、滴定分析方式,a、直接滴定法；b、返滴定法；c、置換滴定法；d、間接滴定法,5、基準(zhǔn)物質(zhì),能直接用來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)叫基準(zhǔn)物質(zhì)。,標(biāo)準(zhǔn)溶液就是已知準(zhǔn)確濃度的溶液。,a、純度高（含量達(dá)99.9%以上）,b、組成恒定 c、性質(zhì)穩(wěn)定 d、有較大的摩爾質(zhì)量,6、標(biāo)準(zhǔn)溶液,a、直接法 準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后，定容至一定 體積。根據(jù)所稱質(zhì)量和定容的體積計(jì)算出準(zhǔn)確濃度。,15,b、間接法 先配成一種接近所需濃度的溶液，然后用基準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn) 行標(biāo)定或與另一已知準(zhǔn)確濃度的溶液進(jìn)行比較滴定。,確定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的操作過程稱為標(biāo)定,B為基本單元,所謂的基本單元可以是分子、離子、原子及其他粒子，或這些粒子的特定組合。,同一系統(tǒng)中的同一物質(zhì)，所選的基本單元不同， 也不同！,16,已知一硫酸溶液的質(zhì)量為147.0g，體積為600.0mL，計(jì)算n (H2SO4)和 n (1/2H2SO4)；C(H2SO4)和C(1/2H2SO4)。,解： MB=M(H2SO4) = 98.04gmol-1,17,18,酸堿反應(yīng) 以轉(zhuǎn)移一個(gè)H+的酸或堿作為反應(yīng)物的基本單元,NaOHH2SO4 = NaHSO4 H2O,n(NaOH) = n(H2SO4),2NaOHH2SO4 = Na2SO4 H2O,n(NaOH) =n(1/2H2SO4),2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +6H2O,n(1/3 Al(OH)3) = n(1/2 H2SO4),19,氧化還原反應(yīng) 以得或失一個(gè)電子的氧化劑或還原劑作為反應(yīng)物的基本單元,n(1/2Na2C2O4) = n(1/5KMnO4),n(1/6K2Cr2O7)=n(KI),n(Na2S2O3)=n(1/2I2),20,沉淀反應(yīng) 以帶單位電荷的粒子作為反應(yīng)物的基本單元,Ag+ Cl- AgCl (s),Ba2+ SO42- BaSO4 (s),配位反應(yīng) 以與1分子EDTA進(jìn)行配位的粒子作為反應(yīng)物的基本單元,Mg2+ H2Y2- MgY2- 2H+,21,7、滴定分析中的計(jì)算,原則：等物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則,CxVx = CsVs,22,習(xí) 題,一、判斷題,1、誤差是指測(cè)定值與真實(shí)值之差。( ),2、精密度高，則準(zhǔn)確度必然高。 （）,3、通過增加平行測(cè)定次數(shù)，可以消除隨機(jī)誤差。( ),4、系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是其大小、正負(fù)是固定的。（）,5、在一定置信度時(shí)，測(cè)定次數(shù)增加，平均值的置信區(qū)間變寬。（）,6、當(dāng)置信度和測(cè)定次數(shù)一定時(shí)，一組測(cè)定值的精密度越高，平均值的 置信區(qū)間越小。 （）,7、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法有直接配制法和間接配制法，后者也稱標(biāo)定法。 ( ),8、PH=10.02的有效數(shù)字是四位。（）,23,9、凡是基準(zhǔn)物質(zhì)均可用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。( ),10、偏差與誤差一樣有正、負(fù)之分，但平均偏差恒為正值。( ),二、選擇題,1、誤差的正確定義是（ C ） A.測(cè)定值與其算數(shù)平均值之差 B.含有誤差之值與其真值之差 C.測(cè)定值與其真值之差 D.錯(cuò)誤值與其真值之差,2、滴定分析中，一般利用指示劑顏色的突變來判斷等量點(diǎn)的到達(dá)，在 指示劑變色時(shí)停止滴定，這一點(diǎn)稱為（ C ） A.化學(xué)計(jì)量點(diǎn) B.滴定分析 C.滴定終點(diǎn) D.滴定誤差,3、下列物質(zhì)中不能作為基準(zhǔn)物質(zhì)的是（ B ） A.K2Cr2O7 B.NaOH C.Na2C2O4 D.Na2B4O710H2O,24,4、屬于隨機(jī)誤差的是（ B ） A.滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致 B.把滴定管的讀數(shù)22.45讀成22.46 C.用純度為98%的CaCO3標(biāo)定EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度 D.稱量時(shí)把1g砝碼看成2g,5、可以減少分析測(cè)試中隨機(jī)誤差的措施是（ A ） A.增加平行測(cè)定次數(shù) B.進(jìn)行方法校正 C.進(jìn)行空白試驗(yàn) D.進(jìn)行儀器校正,6、下列說法錯(cuò)誤的是（ C ) A.方法誤差屬于系統(tǒng)誤差 B.系統(tǒng)誤差又稱可測(cè)誤差 C.系統(tǒng)誤差服從正態(tài)分布 D.系統(tǒng)誤差具有單向性,25,7、在滴定分析中，將導(dǎo)致系統(tǒng)誤差的是（ C ) A、試樣未經(jīng)充分混勻 B、滴定時(shí)有液滴濺出 C、稱量時(shí)試樣吸收了空氣中水份 D、天平零點(diǎn)稍有變動(dòng),8、下面是某人的滴定管初讀數(shù)，正確的是（ D ） A、0mL B、0.0mL C、0.000mL D、0.00mL,9、在定量分析中，精密度與準(zhǔn)確度之間的關(guān)系是（ C ） A.精密度高，準(zhǔn)確度必然高 B.準(zhǔn)確度高，精密度也就高 C.精密度是保證準(zhǔn)確度的前提 D.準(zhǔn)確度是保證精密度的前提,10、從精密度好就可以斷定分析結(jié)果可靠的前提是 （B) A.隨機(jī)誤差小 B.系統(tǒng)誤差小 C.平均偏差小 D.標(biāo)準(zhǔn)偏差小,26,11、下列各數(shù)中有效數(shù)字位數(shù)為四位的是 （ D ） A.0.0001 B.C(H+)=0.0235molL-1 C.PH=4.462 D.CaO%=35.30,12、欲配制草酸鈉溶液用以標(biāo)定濃度約為0.04molL-1的KMnO4溶液，如要使標(biāo)定 時(shí)兩種溶液的體積相等，則所需配制草酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為( A ) A.0.1molL-1 B.0.04molL-1 C.0.05molL-1 D. 0.06molL-1,5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O,13、標(biāo)定某溶液濃度(molL-1)三次平行測(cè)定結(jié)果分別0.1023，0.1020，0.1024, 欲使第四次測(cè)定結(jié)果不為Q法所舍棄(n=4，Q0.90=0.76)最低值應(yīng)為( C ) A、0.1070 B、0.1020 C、0.1008 D、0.1004,27,14、以EDTA滴定法測(cè)定石灰石中CaO（分子量為56.08）的含量，采用0.02molL-1 EDTA滴定。設(shè)試樣中含CaO約50%，試樣溶解后定容至250mL,移取25mL進(jìn)行滴， 則試樣稱取量為（ C ） A.0.1g左右 B.0.20.4g左右 C.0.40.7g左右 D.1.22.4g左右,15、用c(NaOH)0.10molL-1NaOH溶液和c(1/5KMnO4)0.10molL-1的KMnO4 溶液分 別滴定相同質(zhì)量的KHC2O4H2C2O42H2O則滴定消耗的兩種溶液的體積關(guān)系是（ D ) A. VNaOH=VKMnO4 B. 5VNaON=VKMnO4 C. 3VNaOH=4VKMnO4 D. 4VNaOH=3VKMnO4,解：下面將KHC2O4H2C2O42H2O簡寫成 F,28,三、填空題,1、正態(tài)分布規(guī)律反應(yīng)了 隨機(jī) 誤差的分布特點(diǎn)。,2、根據(jù)反應(yīng)類型的不同，滴定分析法可分為 酸堿滴定法 、沉淀滴定法 、 氧化還原滴定法 、配位滴定法,3、滴定分析中有不同的滴定方式，除了 直接滴定法 這種基本方式外，還有 返滴定法 、 置換滴定法 、 間接滴定法 等。,4、在滴定分析中，根據(jù)指示劑顏色的突變即停止滴定，此時(shí)稱之為 滴定終點(diǎn)， 而標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測(cè)物質(zhì)剛好反應(yīng)完全的這一點(diǎn)稱為 化學(xué)計(jì)量點(diǎn) ，由于二者 之間存在的差異所引起的誤差稱為 終點(diǎn)誤差,5、標(biāo)準(zhǔn)溶液是指 已知其準(zhǔn)確濃度的溶液 ； 基準(zhǔn)物質(zhì)是指 能直接用來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì),29,6、滴定管的讀數(shù)誤差為0.1mL，則在一次滴定中的測(cè)量誤差為 0.2 mL， 要使滴定誤差不大于0.1%，滴定劑的體積至少需要 20 mL。,7、平行四次測(cè)定某溶液的物質(zhì)的量濃度，結(jié)果分別為（molL-1）：0.2041， 0.2049，0.2039，0.2043，其平均值為 0.2043 ，平均偏差為 0.0003 ， 標(biāo)準(zhǔn)偏差為 0.0004 ，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 0.2% 。,8、下列情況屬于系統(tǒng)誤差還是隨機(jī)誤差： （1）天平稱量時(shí)最后一位讀數(shù)估計(jì)不準(zhǔn) 隨機(jī)誤差 ； （2）終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不符合 系統(tǒng)誤差 ； （3）砝碼被腐蝕 系統(tǒng)誤差 ； （4）試劑中有干擾離子 系統(tǒng)誤差 ； （5）天平零點(diǎn)在稱量時(shí)稍有變動(dòng) 隨機(jī)誤差 。,30,9、將下列數(shù)據(jù)修約到4位有效數(shù)字。 （1）1.4634 1.463 （2）1.4636 1.464 （3）1.46351 1.464 （4）1.4645 1.464 （5）1.4635 1.464,10、計(jì)算式為 ，結(jié)果應(yīng)報(bào)出幾位有效 數(shù)字 三位 。,11、根據(jù)有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則計(jì)算下列各式的結(jié)果 (1)124.4568.21.4250 = 134.1 (2)0.0252（4.1ll02）1.506（6.22105）= 2.5110-5,12、如果用臺(tái)秤和分析天平分別稱取分析純NaCl35.8g和4.5162g，然后合并 在一起溶解，并稀釋至1.000L，該溶液物質(zhì)的量濃度為 0.690molL-1,31,四、計(jì)算題,1、某人用一個(gè)新的分析方法測(cè)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，得到下列數(shù)據(jù)（%）： 80.00,80.15,80.16,80.18,80.20。求（1）檢驗(yàn)是否有可疑值舍棄（置信度 P=95%);(2)計(jì)算測(cè)定結(jié)果的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；（3）置信 度為95%時(shí)平均值的置信區(qū)間。,解：（1）設(shè)80.00為可疑值,當(dāng)n=5，p=95%時(shí)， Q(表）=0.73,所以，80.00在置信度為95%時(shí)為可疑值，應(yīng)舍棄。,（2）,32,（3）當(dāng)n=4，P=95%時(shí)，校正系數(shù)t=3.18,2、將2.5000g分析純CaCO3完全溶于45.56mLHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液中，過量的HCl溶液用標(biāo)準(zhǔn) NaOH溶液2.25mL滴定至終點(diǎn)。已知43.33mLN