分析化學(xué)課程知識點(diǎn)總結(jié)_第1頁
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文檔簡介

1、分析化學(xué)課程知識點(diǎn)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(gè)重要分支,是一門實(shí)驗(yàn)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(jià)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

2、濃度和體積求得組分C的含量 反應(yīng)式:mC+nRCmRn X V W特點(diǎn):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(dòng)注射分析、熱分析特點(diǎn):靈敏,快速,準(zhǔn)確,易于自動(dòng)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;<

3、 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(shí)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(jì)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)

4、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 - 章節(jié)小結(jié)(一) 1基本概念及術(shù)語準(zhǔn)確度:分析結(jié)果與真實(shí)值接近的程度,其大小可用誤差表示。精密度:平行測量的各測量值之間互相接近的程度,其大小可用偏差表示。系統(tǒng)誤差:是由某種確定的原因所引起的誤差,一般有固定的方向(正負(fù))和大小,重復(fù)測定時(shí)重復(fù)出現(xiàn)。包括方法誤差、儀器或試劑誤差及操作誤差三種。偶然誤差:是由某些偶然因素所引起的誤差,其大小和正負(fù)均不固定。有效數(shù)字:是指在分析工作中實(shí)際上能測量到的數(shù)字。通常包括全部準(zhǔn)確值和最末一位欠準(zhǔn)值(有±1個(gè)單位的誤差)。t分布:指少量測量數(shù)據(jù)平均值的概率誤差分布??刹捎胻分布對有限測量

5、數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。F檢驗(yàn):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(diǎn))檢驗(yàn)步驟:計(jì)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(yàn):將平均值與標(biāo)準(zhǔn)值或兩個(gè)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(diǎn))1. 平均值與標(biāo)準(zhǔn)值(真值)比較檢驗(yàn)步驟:a) 計(jì)算統(tǒng)計(jì)量t, b)查雙側(cè)臨界臨界值比較判斷:1) 當(dāng)t 時(shí)

6、,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(shí),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(gè)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(yàn)步驟:計(jì)算統(tǒng)計(jì)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(shí),說明兩個(gè)平均值之間存在顯著性差異,兩個(gè)平均值中至少有一個(gè)存在較大的系統(tǒng)誤差;當(dāng)t < 時(shí),說明兩個(gè)平均值之間不存在顯著性差異,兩個(gè)平均值本身可能沒有系統(tǒng)誤差置信水平與顯著性

7、水平: 指在某一t值時(shí),測定值x落在±tS范圍內(nèi)的概率,稱為置信水平(也稱置信度或置信概率),用P表示;測定值x落在±tS范圍之外的概率(1P),稱為顯著性水平,用表示。置信區(qū)間與置信限:系指在一定的置信水平時(shí),以測定結(jié)果x為中心,包括總體平均值在內(nèi)的可信范圍,即 x±u,式中u為置信限。分為雙側(cè)置信區(qū)間與單側(cè)置信區(qū)間。顯著性檢驗(yàn):用于判斷某一分析方法或操作過程中是否存在較大的系統(tǒng)誤差和偶然誤差的檢驗(yàn)。包括t檢驗(yàn)和F檢驗(yàn)。2重點(diǎn)和難點(diǎn)(1)準(zhǔn)確度與精密度的概念及相互關(guān)系 準(zhǔn)確度與精密度具有不同的概念,當(dāng)有真值(或標(biāo)準(zhǔn)值)作比較時(shí),它們從不同側(cè)面反映了分析結(jié)果的可靠

8、性。準(zhǔn)確度表示測量結(jié)果的正確性,精密度表示測量結(jié)果的重復(fù)性或重現(xiàn)性。雖然精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件,但高的精密度不一定能保證高的準(zhǔn)確度,因?yàn)榭赡艽嬖谙到y(tǒng)誤差。只有在消除或校正了系統(tǒng)誤差的前提下,精密度高的分析結(jié)果才是可取的,因?yàn)樗罱咏谡嬷担ɑ驑?biāo)準(zhǔn)值),在這種情況下,用于衡量精密度的偏差也反映了測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。(2)系統(tǒng)誤差與偶然誤差的性質(zhì)、來源、減免方法及相互關(guān)系 系統(tǒng)誤差分為方法誤差、儀器或試劑誤差及操作誤差。系統(tǒng)誤差是由某些確定原因造成的,有固定的方向和大小,重復(fù)測定時(shí)重復(fù)出現(xiàn),可通過與經(jīng)典方法進(jìn)行比較、校準(zhǔn)儀器、作對照試驗(yàn)、空白試驗(yàn)及回收試驗(yàn)等方法,檢查及減免系統(tǒng)誤差。偶然誤差

9、是由某些偶然因素引起的,其方向和大小都不固定,因此,不能用加校正值的方法減免。但偶然誤差的出現(xiàn)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律,因此,適當(dāng)?shù)卦黾悠叫袦y定次數(shù),取平均值表示測定結(jié)果,可以減小偶然誤差。二者的關(guān)系是,在消除系統(tǒng)誤差的前提下,平行測定次數(shù)越多,偶然誤差就越小,其平均值越接近于真值(或標(biāo)準(zhǔn)值)。(3)有效數(shù)字保留、修約及運(yùn)算規(guī)則 保留有效數(shù)字位數(shù)的原則是,只允許在末位保留一位可疑數(shù)。有效數(shù)字位數(shù)反映了測量的準(zhǔn)確程度,絕不能隨意增加或減少。在計(jì)算一組準(zhǔn)確度不等(有效數(shù)字位數(shù)不等)的數(shù)據(jù)前,應(yīng)采用“四舍六入五留雙”的規(guī)則將多余數(shù)字進(jìn)行修約,再根據(jù)誤差傳遞規(guī)律進(jìn)行有效數(shù)字的運(yùn)算。幾個(gè)數(shù)據(jù)相加減時(shí),和或差有效數(shù)字

10、保留的位數(shù),應(yīng)以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少(絕對誤差最大)的數(shù)據(jù)為依據(jù);幾個(gè)數(shù)據(jù)相乘除時(shí),積或商有效數(shù)字保留的位數(shù),應(yīng)以相對誤差最大(有效數(shù)字位數(shù)最少)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn),即在運(yùn)算過程中不應(yīng)改變測量的準(zhǔn)確度。有效數(shù)字1.定義:為實(shí)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(gè)0是起定位作用的,不是有效數(shù)字,此數(shù)據(jù)仍是四

11、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(shí),要用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示。 例:3600 3.6×10 3 兩位 3.60×10 3三位(3)在分析化學(xué)計(jì)算中遇到倍數(shù)、分?jǐn)?shù)關(guān)系時(shí),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+= 6.3×10 -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(jì)一位。例92.5可以認(rèn)為是4位有效數(shù);有效數(shù)字的運(yùn)算法則(一)加減法:以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)(即以絕對誤差最大的

12、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+= 6.3×10 - 12 mol/L pH = 11.20

13、 兩位(4)有限測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理與t分布 通常分析無法得到總體平均值和總體標(biāo)準(zhǔn)差,僅能由有限測量數(shù)據(jù)的樣本平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)差S來估計(jì)測量數(shù)據(jù)的分散程度,即需要對有限測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,再用統(tǒng)計(jì)量去推斷總體。由于和S均為隨機(jī)變量,因此這種估計(jì)必然會引進(jìn)誤差。特別是當(dāng)測量次數(shù)較少時(shí),引入的誤差更大,為了補(bǔ)償這種誤差,可采用t分布(即少量數(shù)據(jù)平均值的概率誤差分布)對有限測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。 (5)置信水平與置信區(qū)間的關(guān)系 置信水平越低,置信區(qū)間就越窄,置信水平越高,置信區(qū)間就越寬,即提高置信水平需要擴(kuò)大置信區(qū)間。置信水平定得過高,判斷失誤的可能性雖然很小,卻往往因置信區(qū)間過寬而降低了估計(jì)精度,

14、實(shí)用價(jià)值不大。在相同的置信水平下,適當(dāng)增加測定次數(shù)n,可使置信區(qū)間顯著縮小,從而提高分析測定的準(zhǔn)確度。(6)顯著性檢驗(yàn)及注意問題 t檢驗(yàn)用于判斷某一分析方法或操作過程中是否存在較大的系統(tǒng)誤差,為準(zhǔn)確度檢驗(yàn),包括樣本均值與真值(或標(biāo)準(zhǔn)值)間的t檢驗(yàn)和兩個(gè)樣本均值間的t檢驗(yàn);F檢驗(yàn)是通過比較兩組數(shù)據(jù)的方差S2,用于判斷兩組數(shù)據(jù)間是否存在較大的偶然誤差,為精密度檢驗(yàn)。兩組數(shù)據(jù)的顯著性檢驗(yàn)順序是,先由F檢驗(yàn)確認(rèn)兩組數(shù)據(jù)的精密度無顯著性差別后,再進(jìn)行兩組數(shù)據(jù)的均值是否存在系統(tǒng)誤差的t檢驗(yàn),因?yàn)橹挥挟?dāng)兩組數(shù)據(jù)的精密度或偶然誤差接近時(shí),進(jìn)行準(zhǔn)確度或系統(tǒng)誤差的檢驗(yàn)才有意義,否則會得出錯(cuò)誤判斷。需要注意的是:檢

15、驗(yàn)兩個(gè)分析結(jié)果間是否存在著顯著性差異時(shí),用雙側(cè)檢驗(yàn);若檢驗(yàn)?zāi)撤治鼋Y(jié)果是否明顯高于(或低于)某值,則用單側(cè)檢驗(yàn);由于 t與F等的臨界值隨的不同而不同,因此置信水平P或顯著性水平的選擇必須適當(dāng),否則可能將存在顯著性差異的兩個(gè)分析結(jié)果判為無顯著性差異,或者相反。(7)可疑數(shù)據(jù)取舍 在一組平行測量值中常常出現(xiàn)某一、兩個(gè)測量值比其余值明顯地偏高或偏低,即為可疑數(shù)據(jù)。首先應(yīng)判斷此可疑數(shù)據(jù)是由過失誤差引起的,還是偶然誤差波動(dòng)性的極度表現(xiàn)?若為前者則應(yīng)當(dāng)舍棄,而后者需用Q檢驗(yàn)或G檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法,確定該可疑值與其它數(shù)據(jù)是否來源于同一總體,以決定取舍。 (8)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的基本步驟 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的基本步驟

16、是,首先進(jìn)行可疑數(shù)據(jù)的取舍(Q檢驗(yàn)或G檢驗(yàn)),而后進(jìn)行精密度檢驗(yàn)(F檢驗(yàn)),最后進(jìn)行準(zhǔn)確度檢驗(yàn)(t檢驗(yàn))。 (9)相關(guān)與回歸分析 相關(guān)分析就是考察x與y兩個(gè)變量間的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)r越接近于±1,二者的相關(guān)性越好,實(shí)驗(yàn)誤差越小,測量的準(zhǔn)確度越高。回歸分析就是要找出x與y兩個(gè)變量間的函數(shù)關(guān)系,若x與y之間呈線性函數(shù)關(guān)系,即可簡化為線性回歸。 (10) 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

17、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(jì)一下整個(gè)過程可能出現(xiàn)的最大誤差時(shí),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(jì)算出結(jié)果的誤差當(dāng)然也是最大的,故稱極值誤差。(11) 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(yàn):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

18、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(yàn):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(jì)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(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn),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)

19、。(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(bào)告結(jié)果,一般測35次。3基本計(jì)算(1)絕對誤差:x-(2)相對誤差:相對誤差(/)×100% 或 相對誤差(/x)×100%(3)絕對偏差:d = xi(4)平均偏差:(5)相對平均偏差:(6)標(biāo)準(zhǔn)偏差:或(7)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差:(8)樣本均值與標(biāo)準(zhǔn)值比較的t 檢驗(yàn):(9)兩組數(shù)據(jù)均值比較的t檢驗(yàn):(10)兩組數(shù)據(jù)方差比較的F檢驗(yàn):(S1>S2)(11)可疑數(shù)據(jù)取舍的Q檢驗(yàn): (12)可疑數(shù)據(jù)取舍的G檢驗(yàn):離群值的檢驗(yàn)方法:(1)Q 檢驗(yàn)法:該方法計(jì)算簡單,但有時(shí)欠準(zhǔn)確。設(shè)有n個(gè)數(shù)據(jù),其

20、遞增的順序?yàn)閤1,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(shí),其Q的定義為具體檢驗(yàn)步驟是:1) 將各數(shù)據(jù)按遞增順序排列;2)計(jì)算最大值與最小值之差;3)計(jì)算離群值與相鄰值之差;4) 計(jì)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(jì)算簡單,但有時(shí)欠準(zhǔn)確。(2)G檢驗(yàn)法:該方法計(jì)算較復(fù)雜,但比較準(zhǔn)確。具體檢驗(yàn)步驟是:1)計(jì)算包括離群值在內(nèi)的測定平均值 ;2)計(jì)算離群值與平均值 之差的絕對值3)計(jì)算包括離群值在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差S4)計(jì)算G值。5)若G > G,n ,則舍去可疑值,否則應(yīng)保留第三

21、章 滴定分析法概論 - 章節(jié)小結(jié)一、主要內(nèi)容1基本概念化學(xué)計(jì)量點(diǎn):滴定劑的量與被測物質(zhì)的量正好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的計(jì)量關(guān)系的一點(diǎn)。滴定終點(diǎn):滴定終止(指示劑改變顏色)的一點(diǎn)。滴定誤差:滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不完全一致所造成的相對誤差??捎昧职钫`差公式計(jì)算。滴定曲線:描述滴定過程中溶液濃度或其相關(guān)參數(shù)隨加入的滴定劑體積而變化的曲線。滴定突躍和突躍范圍:在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%,溶液濃度及其相關(guān)參數(shù)發(fā)生的急劇變化為滴定突躍。突躍所在的范圍稱為突躍范圍。指示劑:滴定分析中通過其顏色的變化來指示化學(xué)計(jì)量點(diǎn)到達(dá)的試劑。一般有兩種不同顏色的存在型體。指示劑的理論變色點(diǎn):指示劑具有不同顏色的兩種

22、型體濃度相等時(shí),即In=XIn時(shí),溶液呈兩型體的中間過渡顏色,這點(diǎn)為理論變色點(diǎn)。指示劑的變色范圍:指示劑由一種型體顏色變?yōu)榱硪恍腕w顏色時(shí)溶液參數(shù)變化的范圍。標(biāo)準(zhǔn)溶液:濃度準(zhǔn)確已知的試劑溶液。常用作滴定劑?;鶞?zhǔn)物質(zhì):可用于直接配制或標(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2基本理論(1)溶液中各型體的分布:溶液中某型體的平衡濃度在溶質(zhì)總濃度中的分?jǐn)?shù)稱為分布系數(shù)i。弱酸HnA有n+1

23、種可能的存在型體,即HnA,Hn-1A-HA(n-1)和An。各型體的分布系數(shù)的計(jì)算:分母為H+n+H+n-1Ka1+H+Ka1Ka2+Ka(n-1)+Ka1Ka2+Kan,而分子依次為其中相應(yīng)的各項(xiàng)。能形成n級配合物MLn的金屬離子在配位平衡體系中也有n+1種可能的存在型體。各型體的分布系數(shù)計(jì)算:分母為1+1L+ 2L2+nLn,分子依次為其中相應(yīng)的各項(xiàng)。(2)化學(xué)平衡處理方法:質(zhì)量平衡:平衡狀態(tài)下某一組分的分析濃度等于該組分各種型體的平衡濃度之和。注意:在質(zhì)量平衡式中,各種型體平衡濃度前的系數(shù)等于1摩爾該型體中含有該組分的摩爾數(shù)。電荷平衡:溶液中荷正電質(zhì)點(diǎn)所帶正電荷的總數(shù)等于荷負(fù)電質(zhì)點(diǎn)所帶

24、負(fù)電荷的總數(shù)。注意:在電荷平衡方程中,離子平衡濃度前的系數(shù)等于它所帶電荷數(shù)的絕對值;中性分子不包括在電荷平衡方程中。質(zhì)子平衡:酸堿反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),酸失去的質(zhì)子數(shù)與堿得到的質(zhì)子數(shù)相等。寫質(zhì)子條件式的要點(diǎn)是:a從酸堿平衡體系中選取質(zhì)子參考水準(zhǔn)(又稱零水準(zhǔn)),它們是溶液中大量存在并參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的物質(zhì)。b根據(jù)質(zhì)子參考水準(zhǔn)判斷得失質(zhì)子的產(chǎn)物及其得失的質(zhì)子數(shù),繪出得失質(zhì)子示意圖(包括溶劑的質(zhì)子自遞反應(yīng))。c根據(jù)得、失質(zhì)子數(shù)相等的原則寫出質(zhì)子條件式。質(zhì)子條件式中應(yīng)不包括質(zhì)子參考水準(zhǔn),也不含有與質(zhì)子轉(zhuǎn)移無關(guān)的組分。由于水溶液中的水也參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移,所以水是一個(gè)組分。注意:在質(zhì)子條件式中,得失質(zhì)子產(chǎn)物平衡濃度前

25、的系數(shù)等于其得、失質(zhì)子數(shù)。還可采用質(zhì)量平衡和電荷平衡導(dǎo)出質(zhì)子條件式。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-3基本計(jì)算(1)滴定分析的化學(xué)計(jì)量關(guān)系:tT + bB = cC + dD,nT/nB=t/b(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制:cT = mT/( VT×MT)(3)標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定:(兩種溶液)(B為固體基準(zhǔn)物質(zhì))(4)被測物質(zhì)質(zhì)量:(5)有關(guān)滴定度計(jì)算:TT/BmB/VT(與物質(zhì)量濃度的關(guān)系)(6)林邦誤差公式:pX為滴

26、定過程中發(fā)生變化的與濃度相關(guān)的參數(shù),如pH或pM;pX為終點(diǎn)pXep與計(jì)量點(diǎn)pXsp之差即pXpXeppXsp;Kt為滴定反應(yīng)平衡常數(shù)即滴定常數(shù);c與計(jì)量點(diǎn)時(shí)滴定產(chǎn)物的總濃度csp有關(guān)。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)(一)滴定分析本章介紹了各種滴定分析過程和概念、滴定曲線和指示劑的一般性質(zhì)。在學(xué)習(xí)滴定分析各論之前,本章能起到提綱挈領(lǐng)的作用;在學(xué)習(xí)各論之后,它又是各章的總結(jié)。有關(guān)問題有待在其后各章的學(xué)習(xí)中加深理解。滴定曲線是以加入的滴定劑體積(或滴定百分?jǐn)?shù))為橫坐標(biāo),溶液中組分的濃度或其有關(guān)某種參數(shù)(如pH、電極電位等)為縱坐標(biāo)繪制的曲線。滴定曲線一般可以分為三段,其中在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后±0.1%(滴定

27、分析允許誤差)范圍內(nèi),溶液濃度或性質(zhì)參數(shù)(如酸堿滴定中的pH)的突然改變稱為滴定突躍,突躍所在的范圍稱為突躍范圍。一般滴定反應(yīng)的平衡常數(shù)越大,即反應(yīng)越完全,滴定突躍就越大,滴定越準(zhǔn)確。雖然大部分滴定(酸堿滴定、沉淀滴定、配位滴定)曲線的縱坐標(biāo)都是溶液中組分(被測組分或滴定劑)濃度的負(fù)對數(shù),但為了把氧化還原滴定(以溶液的電極電位為縱坐標(biāo))包括在內(nèi),因而選用某種“參數(shù)”為縱坐標(biāo)。還應(yīng)當(dāng)指出,本章描述的只是滴定曲線的一種形式,即隨著標(biāo)準(zhǔn)溶液的加入,“參數(shù)”(如pH)升高。實(shí)際還有與此相反的滴定曲線,如以酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定堿時(shí),隨著酸的加入,溶液的pH值降低。(二)滴定分析計(jì)算滴定分析計(jì)算是本章的重點(diǎn),本

28、章學(xué)習(xí)的計(jì)算公式,可用于各種滴定分析法。1滴定分析計(jì)算的一般步驟正確寫出滴定反應(yīng)及有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)方程式。找出被滴定組分與滴定劑之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系(摩爾數(shù)比)。根據(jù)計(jì)算關(guān)系和有關(guān)公式進(jìn)行正確計(jì)算。2滴定分析計(jì)算應(yīng)注意的問題(1)找準(zhǔn)化學(xué)計(jì)量關(guān)系:反應(yīng)物之間的計(jì)量關(guān)系是滴定分析計(jì)算的基礎(chǔ)。對于比較簡單的一步反應(yīng),由反應(yīng)式即可看出計(jì)量關(guān)系。對于步驟比較多的滴定分析,如返滴定、置換滴定和間接滴定,則需逐步分析各反應(yīng)物間的計(jì)量關(guān)系,然后確定待分析組分與標(biāo)準(zhǔn)溶液間的計(jì)量關(guān)系。(2)各物理量的單位(量綱):一般,質(zhì)量m的單位為g,摩爾質(zhì)量M的單位為g/mol,n的單位為mol,體積V的單位為L,但在滴定分析

29、中常以ml為單位,因此計(jì)算時(shí)需將ml轉(zhuǎn)換成以L為單位,或?qū)轉(zhuǎn)換成以mg為單位。(3)摩爾數(shù)比和物質(zhì)的量相等兩種方法的比較:因?yàn)槲镔|(zhì)的量濃度與物質(zhì)的基本單元密切相關(guān),因此進(jìn)行滴定分析計(jì)算時(shí)要特別注意物質(zhì)的基本單元。教材采用摩爾數(shù)比的計(jì)算方法,在此方法中,物質(zhì)的基本單元就是反應(yīng)方程式中的分子式,其摩爾質(zhì)量就是通常的分子量,反應(yīng)物之間的摩爾數(shù)比就是反應(yīng)式中的系數(shù)之比。如果采用物質(zhì)的量相等(等物質(zhì)的量)的方法進(jìn)行計(jì)算,即計(jì)量點(diǎn)時(shí)兩反應(yīng)物的物質(zhì)的量相等,則需要注意,這時(shí)物質(zhì)的基本單元要根據(jù)具體化學(xué)反應(yīng)來決定,一般來說,在酸堿滴定中得失一個(gè)質(zhì)子的單元或氧化還原滴定中得失一個(gè)電子的單元為基本單元。(三)分

30、布系數(shù)和化學(xué)平衡1水溶液中溶質(zhì)各型體的分布和分布系數(shù)在平衡體系中,一種溶質(zhì)往往以多種型體存在于溶液中。其分析濃度是溶液中該溶質(zhì)各種型體平衡濃度的總和,平衡濃度是某型體的濃度,以符號 表示。分布系數(shù)是溶液中某型體的平衡濃度在該溶質(zhì)總濃度中所占的分?jǐn)?shù),又稱為分布分?jǐn)?shù),即:ii/C。(1)弱酸(堿)分布系數(shù):決定于該酸(堿)的性質(zhì)(即Ka或Kb)和溶液的酸度,而與總濃度無關(guān)。(2)配位平衡中各型體(各級配合物)的分布系數(shù)與配合物本身的性質(zhì)(累積穩(wěn)定常數(shù))及L的大小有關(guān)。對于某配合物,i值是一定的,因此,i值僅是L的函數(shù)。M離子各型體MLi的平衡濃度均可由下式求得:MLiiCM通過學(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)該能自己推

31、導(dǎo)出其他體系(如弱堿溶液)中的各型體分布。學(xué)習(xí)分布系數(shù)的目的是為后續(xù)幾章的副反應(yīng)系數(shù)(如酸效應(yīng)系數(shù)、配位效應(yīng)系數(shù)等)奠定基礎(chǔ)。2化學(xué)平衡包括質(zhì)量平衡、電荷平衡和質(zhì)子平衡,其中質(zhì)子平衡是學(xué)習(xí)的重點(diǎn),這為酸堿滴定中溶液pH計(jì)算奠定基礎(chǔ)。質(zhì)子平衡:當(dāng)酸堿反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),酸失去的質(zhì)子數(shù)與堿得到的質(zhì)子數(shù)相等。寫出質(zhì)子條件式的要點(diǎn)是:選取溶液中大量存在并參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的物質(zhì)為質(zhì)子參考水準(zhǔn)(又稱零水準(zhǔn))。找出得失質(zhì)子的產(chǎn)物及其得失質(zhì)子的物質(zhì)的量。根據(jù)得失質(zhì)子的量相等的原則寫出質(zhì)子條件式。質(zhì)子條件式中不包括質(zhì)子參考水準(zhǔn)本身,也不含有與質(zhì)子轉(zhuǎn)移無關(guān)的組分。第四章 酸堿滴定法 - 章節(jié)小結(jié)Ø 1基本概

32、念(1)混合指示劑:兩種或兩種以上指示劑相混合,或一種指示劑與另一種惰性染料相混合。利用顏色互補(bǔ)原理,使終點(diǎn)顏色變化敏銳。(2)滴定反應(yīng)常數(shù)(Kt):是滴定反應(yīng)平衡常數(shù)。強(qiáng)堿(酸)滴定強(qiáng)酸(堿):Kt1/Kw1014;強(qiáng)堿(酸)滴定弱酸(堿):KtKa(b) /Kw。Kt值越大,該滴定反應(yīng)越完全,滴定突躍越大。(3)滴定曲線:以滴定過程中溶液pH值的變化對滴定體積(或滴定百分?jǐn)?shù))作圖而得的曲線。(4)滴定突躍:化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近(±0.1%)pH的突變。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)。(5)滴定誤差:滴定終

33、點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致引起的誤差,與指示劑的選擇有關(guān)。(6)質(zhì)子溶劑:能給出質(zhì)子或接受質(zhì)子的溶劑。包括酸性溶劑、堿性溶劑和兩性溶劑。(7)無質(zhì)子溶劑:分子中無轉(zhuǎn)移性質(zhì)子的溶劑。包括偶極親質(zhì)子溶劑和惰性溶劑。(8)均化效應(yīng)和均化性溶劑:均化效應(yīng)是指當(dāng)不同的酸或堿在同一溶劑中顯示相同的酸堿強(qiáng)度水平;具有這種作用的溶劑稱為均化性溶劑。(9)區(qū)分效應(yīng)和區(qū)分性溶劑:區(qū)分效應(yīng)是指不同的酸或堿在同一溶劑中顯示不同的酸堿強(qiáng)度水平;具有這種作用的溶劑稱為區(qū)分性溶劑。2基本原理(1)酸堿指示劑的變色原理:指示劑本身是一類有機(jī)弱酸(堿),當(dāng)溶液的pH改變時(shí),其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,引起顏色的變化而指示滴定終點(diǎn)。酸堿指示劑的變

34、色范圍:pHpKHIn±1;理論變色點(diǎn):pHpKHIn(2)選擇指示劑的原則:指示劑變色的pH范圍全部或大部分落在滴定突躍范圍內(nèi),均可用來指示終點(diǎn)。(3)影響滴定突躍范圍的因素:酸(堿)的濃度,ca(b)越大,滴定突躍范圍越大。強(qiáng)堿(酸)滴定弱酸(堿),還與Ka(b)的大小有關(guān)。Ka(b)越大,滴定突躍范圍越大。(4)酸堿滴定的可行性:強(qiáng)堿(酸)滴定一元弱酸(堿):ca(b)Ka(b)10-8,此酸、堿可被準(zhǔn)確滴定。多元酸(堿):ca1(b1)Ka1(b1)10-8,ca2(b2)Ka2(b2)10-8,則兩級離解的H+均可被滴定。若Ka1(b1)/Ka2(b2)>105,則可

35、分步滴定,形成二個(gè)突躍。若Ka1(b1)/Ka2(b2)<105,則兩級離解的H+(OH-)被同時(shí)滴定,只出現(xiàn)一個(gè)滴定終點(diǎn)。若ca1(b1)Ka1(b1)10-8,ca2(b2)Ka2(b2)<10-8,則只能滴定第一級離解的H+(OH-)。(5)溶質(zhì)在溶劑SH中的表觀酸(堿)常數(shù):三、滴定突躍與指示劑選擇一、(1)影響滴定突躍范圍的因素:Ø 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(shí)(C=10-4mol/L)就沒有合適的指示劑了。Ø 對于弱酸弱堿的滴定,濃度越大、離

36、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(shí)(CK=10-8),指示劑就不合適了。(2)指示劑的選擇Ø 強(qiáng)酸強(qiáng)堿的滴定,計(jì)量點(diǎn)時(shí)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。Ø 強(qiáng)堿滴定弱酸,計(jì)量點(diǎn)時(shí)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。Ø 強(qiáng)酸滴定弱堿,計(jì)量點(diǎn)時(shí)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

37、. 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(shí)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(jì)量點(diǎn)前 當(dāng)Vb=19.98 ml 即相對誤差為0.1時(shí), 化學(xué)計(jì)量點(diǎn) 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)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(jì)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(shí),(三)多元酸堿的滴定1. 多元酸的滴定多元酸準(zhǔn)確(分步)滴

38、定的條件: 當(dāng)CaKai <10-8時(shí),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(shí),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(gè)滴定突躍。對于H3PO4的滴定,第一計(jì)量點(diǎn):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(jì)量點(diǎn):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

39、的滴定:多元堿準(zhǔn)確(分步)滴定的條件與多元酸相同。3基本計(jì)算(1)H+的計(jì)算:一元強(qiáng)酸(堿):若ca(b)20OH-,用最簡式:H+ca;OH-cb。一元弱酸(堿):若cKa(b)20Kw,c/Ka(b)500,用最簡式,。多元弱酸(堿):若只考慮第一級離解,按一元弱酸(堿)處理:caKa1(b1)20Kw,c/Ka1(b1)500,用最簡式:;。酸式鹽:若 cKa20Kw,c20Ka1,用最簡式:。弱酸弱堿鹽:若cKa'20Kw,c20Ka,用最簡式:。緩沖溶液:若ca>20OH-、cb>20H+,用最簡式:(2)終點(diǎn)誤差:強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的滴定誤差公式:強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿的滴定誤

40、差公式:一元弱酸的滴定誤差公式:一元弱堿的滴定誤差公式:第五章 配位滴定法 - 章節(jié)小結(jié)1基本概念穩(wěn)定常數(shù):為一定溫度時(shí)金屬離子與EDTA配合物的形成常數(shù),以KMY表示,此值越大,配合物越穩(wěn)定。逐級穩(wěn)定常數(shù)和累積穩(wěn)定常數(shù):逐級穩(wěn)定常數(shù)是指金屬離子與其它配位劑L逐級形成MLn型配位化合物的各級形成常數(shù)。將逐級穩(wěn)定常數(shù)相乘,得到累積穩(wěn)定常數(shù)。副反應(yīng)系數(shù):表示各種型體的總濃度與能參加主反應(yīng)的平衡濃度之比。它是分布系數(shù)的倒數(shù)。配位劑的副反應(yīng)系數(shù)主要表現(xiàn)為酸效應(yīng)系數(shù)Y(H) 和共存離子效應(yīng)Y(N)系數(shù)。金屬離子的副反應(yīng)系數(shù)以M表示,主要是溶液中除EDTA外的其他配位劑和羥基的影響。金屬指示劑:一種能與金

41、屬離子生成有色配合物的有機(jī)染料顯色劑,來指示滴定過程中金屬離子濃度的變化。金屬指示劑必須具備的條件:金屬指示劑與金屬離子生成的配合物顏色應(yīng)與指示劑本身的顏色有明顯區(qū)別。金屬指示劑與金屬配合物(MIn)的穩(wěn)定性應(yīng)比金屬-EDTA配合物(MY)的穩(wěn)定性低。一般要求KMY'>KMIn'>102。最高酸度:在配位滴定的條件下,溶液酸度的最高限度。最低酸度:金屬離子發(fā)生水解的酸度。封閉現(xiàn)象:某些金屬離子與指示劑生成極穩(wěn)定的配合物,過量的EDTA不能將其從MIn中奪取出來,以致于在計(jì)量點(diǎn)附近指示劑也不變色或變色不敏銳的現(xiàn)象。2基本原理(1)配位滴定法:EDTA與大多數(shù)金屬離子能

42、形成穩(wěn)定配位化合物,此類配合物不僅穩(wěn)定性高,且反應(yīng)速度快,一般情況下,其配位比為1:1,配合物多為無色。所以目前常用的配位滴定法就是EDTA滴定,常被用于金屬離子的定量分析。1.配位比簡單2.穩(wěn)定性高3.水溶性好4.大多無色(2)準(zhǔn)確滴定的條件:在配位滴定中,若化學(xué)計(jì)量點(diǎn)和指示劑的變色點(diǎn)pM'=±0.2,將lgC×KMY'6 或 C×KMY'106作為能進(jìn)行準(zhǔn)確滴定的條件,此時(shí)的終點(diǎn)誤差在0.1%左右。(3)酸度的控制:在配位滴定中,由于酸度對金屬離子、EDTA和指示劑都可能產(chǎn)生影響,所以必須控制溶液的酸度,需要考慮的有:滿足條件穩(wěn)定常數(shù)3

43、8時(shí)的最高酸度;金屬離子水解最低酸度;指示劑所處的最佳酸度等。(4)選擇滴定的條件:當(dāng)有干擾離子N共存時(shí),應(yīng)滿足lgCK'=lgCMKMY'-lgCNKMY'5(TE%=0.3,混合離子選擇滴定允許的誤差可稍大)??刹捎每刂扑岫群褪褂醚诒蝿┑仁侄蝸韺?shí)現(xiàn)選擇性滴定的目的。 (5)配位滴定中常用的掩蔽方法:配位掩蔽法、沉淀掩蔽法和氧化還原掩蔽法。(6)配位滴定法能直接或間接測定大多數(shù)的金屬離子,所采用的方式有直接滴定法、返滴定法、置換滴定法和間接滴定法。只要配位反應(yīng)符合滴定分析的要求,應(yīng)盡量采用直接滴定法。若無法滿足直接滴定的要求或存在封閉現(xiàn)象等可靈活應(yīng)用返滴定法、置換滴定

44、法和間接滴定法。3基本計(jì)算 (1)條件穩(wěn)定常數(shù):lgKMY'=lgKMY-lgM - lgY + lgMY(2)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pM':pM'=0.5×(pCMSP + lgKMY')(3)終點(diǎn)時(shí)的pM'(即指示劑的顏色轉(zhuǎn)變點(diǎn),以pMt表示): pMt = lgKMIn - lgIn(H)(4)Ringbom誤差公式: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(shí)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

45、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?。嵝?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(shí)發(fā)生時(shí),EDTA總的副反應(yīng)系數(shù)是2.

46、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(shí),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(gè)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(shí),濃度越大,突躍范圍越大濃度一定時(shí), 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

47、。二、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pM值的計(jì)算式中:表示化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)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(jì)量點(diǎn)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(jì)量點(diǎn)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, &

48、gt;。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(shí),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(shí),以鉻黑T為指示劑滴定Ca2+、Mg2+總量時(shí),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(diǎn)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)

49、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(diǎn) 的計(jì)算(計(jì)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(shí)(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(diǎn)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(jì)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(shí)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(shí)希望(即)與盡可能接近,終點(diǎn)誤差最小,這

50、時(shí)的酸度稱為最佳酸度。 三、配位滴定的選擇性(一)選擇性滴定M的條件設(shè)溶液中有M和N兩種金屬離子共存,只考慮共存離子效應(yīng),忽略其它副反應(yīng),則計(jì)量點(diǎn)時(shí)把pH=0.2,TE0.3代入林邦公式,得選擇性滴定M的條件是(二)提高配位滴定選擇性的途徑1. 控制溶液酸度:當(dāng)lgCK5時(shí),可通過控制溶液的酸度,實(shí)現(xiàn)M的選擇性準(zhǔn)確滴定2. 使用掩蔽劑配位掩蔽法:例:EDTACa2+,Mg2+,加入三乙醇胺掩蔽Fe2+和AL3+沉淀掩蔽法:例:Ca2+,Mg2+時(shí)共存溶液,加入NaOH溶液,使pH>12, Mg2+Mg(0H)2 ,從而消除Mg2+干擾氧化還原掩蔽法:例:EDTA測Bi3+,F(xiàn)e3+等,加

51、入抗壞血酸將Fe3+Fe2+第四節(jié) 應(yīng)用與示例一、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定(一)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定Ø EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.05mol/L)的配制:取EDTA二鈉鹽19g,溶于約300ml溫蒸餾水中,冷卻后稀釋至1L,搖勻即得。Ø 常用基準(zhǔn)物ZnO、Zn粒、CaCO3等標(biāo)定EDTA,用EBT或XO作指示劑。Ø 步驟:取于約800灼燒至恒重的基準(zhǔn)氧化鋅0.12g,精密稱定,加稀鹽酸3ml使溶解,加水25ml,加0.025%甲基紅的乙醇溶液1滴,滴加氨試液至溶液顯微黃色,加水25ml與氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)10ml,再加鉻黑T指示劑少量,用本液滴定至溶

52、液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色,并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。(二)鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.05mol/L)的配制:方法一:取硫酸鋅約15g,加稀鹽酸10ml與適量蒸餾水,稀釋到1L,搖勻即得。方法二:取純鋅粒3.269g,加蒸餾水5ml及鹽酸10ml,置水浴上溫?zé)崾谷芙?,俟冷,轉(zhuǎn)移至1L容量瓶中,加水至刻度,即得。用0.05mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定二、滴定方式1. 直接滴定法 用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測金屬離子。 例如 MgSO4的含量測定:Mg2+ + Y4- MgY2-2. 返滴定法:在試液中先加入已知量過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,用另一種金屬鹽類的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA

53、返滴定法主要用于下列情況: 缺乏符合要求的指示劑,或者被測離子對指示劑有封閉作用; 被測離子與EDTA的絡(luò)合速度很慢; 被測離子發(fā)生水解等副反應(yīng),影響測定。 例如Al3的測定,由于存在下列問題,不宜采用直接滴定法。 Al3+對二甲酚授等指示劑有封閉作用。 Al3+與EDTA絡(luò)合緩慢, 在酸度不高時(shí),Al3+水解生成一系列羥基配合物,注:為了避免發(fā)生上述問題,可采用返滴定法。為此,可先加入一定量過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,在pH 3.5時(shí),煮沸溶液。由于此時(shí)酸度較大(pH < 4.1),故不會發(fā)生水解;又因EDTA過量較多,故能使Al3+與EDTA配位完全。反應(yīng)完全后,調(diào)節(jié)溶液 pH至 56(

54、此時(shí) AlY穩(wěn)定也不會重新水解),加入二甲酚橙,用Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行返滴定。 3. 置換滴定法:利用置換反應(yīng),置換出等物質(zhì)的量的另一金屬離子,或置換出EDTA,然后滴定,這就是置換滴定法。置換滴定法的方式靈活多樣。 (1)置換出金屬離子 被測離子M與EDTA反應(yīng)不完全或所形成的絡(luò)合物不穩(wěn)定??勺孧置換出另一絡(luò)合物(如 NL)中等物質(zhì)的量的N,用 EDTA滴定N,即可求得M的含量。 (2)置換出EDTA將被測離子M與干擾離子全部用EDTA絡(luò)合,加入選擇性高的絡(luò)合劑L以奪取 M,并釋放出EDTA,用金屬鹽類標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出來的EDTA,即可測得M的含量。 4. 間接滴定法:有些金屬離子和非金屬離子不與EDTA絡(luò)合或生成的絡(luò)合物不穩(wěn)定,這時(shí)可以采用間接滴定法。(間接滴定法手續(xù)較煩瑣,引入誤差的機(jī)會較多,故不是一種理想的方法。 )第六章 氧化還原滴定

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