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文檔簡介

1、第二章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理 - 章節(jié)小結(jié)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(cè)量的各測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)平均值的概率誤差分布。可采用t分布對(duì)有限測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。置信水平與顯著性水平:

2、 指在某一t值時(shí),測(cè)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(cè)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(cè)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)果的可靠性。準(zhǔn)

3、確度表示測(cè)量結(jié)果的正確性,精密度表示測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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。偶然誤差是由某

4、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(cè)定次數(shù),取平均值表示測(cè)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(cè)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(cè)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)字保留的

5、位數(shù),應(yīng)以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少(絕對(duì)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(duì)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(cè)量的準(zhǔn)確度。(4)有限測(cè)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(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)的分散程度,即需要對(duì)有限測(cè)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(huì)引進(jìn)誤差。特別是當(dāng)測(cè)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(duì)有限測(cè)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)

6、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,實(shí)用價(jià)值不大。在相同的置信水平下,適當(dāng)增加測(cè)定次數(shù)n,可使置信區(qū)間顯著縮小,從而提高分析測(cè)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

7、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(huì)得出錯(cuò)誤判斷。需要注意的是:檢驗(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(cè)量值中常常出現(xiàn)某一、兩個(gè)測(cè)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

8、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(cè)量的準(zhǔn)確度越高?;貧w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。3基本計(jì)算(1)絕對(duì)誤差:x-(2)相對(duì)誤差:相對(duì)誤差(/)×

9、100% 或 相對(duì)誤差(/x)×100%(3)絕對(duì)偏差:d = xi(4)平均偏差:(5)相對(duì)平均偏差:(6)標(biāo)準(zhǔn)偏差:或(7)相對(duì)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):第三章 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(cè)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(duì)誤差??捎昧职钫`差公式計(jì)算。滴

10、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)。2基本理

11、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(jí)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

12、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(duì)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

13、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。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(cè)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pXpXeppXs

14、p;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

15、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(cè)組分或滴定劑)濃度的負(fù)對(duì)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

16、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(duì)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(duì)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

17、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

18、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(hào) 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(jí)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(duì)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)

19、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)1基本概念(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。

20、(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(duì)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。(5)滴定誤差:滴定終點(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

21、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

22、。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(jí)離解的H+均可被滴定。若Ka1(b1)/Ka2(b2)>105,則可分步滴定,形成二個(gè)突躍。若Ka1(b1)/Ka2(b2)<105,則兩級(jí)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(jí)離解

23、的H+(OH-)。(5)溶質(zhì)在溶劑SH中的表觀酸(堿)常數(shù):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(jí)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)

24、堿的滴定誤差公式: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(jí)穩(wěn)定常數(shù)和累積穩(wěn)定常數(shù):逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù)是指金屬離子與其它配位劑L逐級(jí)形成MLn型配位化合物的各級(jí)形成常數(shù)。將逐級(jí)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:

25、一種能與金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)

26、金屬離子能形成穩(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。(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(duì)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)38時(shí)的最高酸度;金屬離子水解最低酸度;指

27、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)。可采用控制酸度和使用掩蔽劑等手段來實(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(cè)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、置換滴定法和間接滴定法。3基本計(jì)算 (1)條件穩(wěn)

28、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:第六章 氧化還原滴定法 - 章節(jié)小結(jié)1基本概念條件電位'、自動(dòng)催化反應(yīng)、自身指示劑、外指示劑。2基本理論(1)影響條件電位的因素:鹽效應(yīng),生成沉淀,生成配合物,酸效應(yīng)。(2)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度:條件平衡常數(shù)K越大,反應(yīng)向右進(jìn)行得越完全。滿足lgK3(n1+n2)

29、或'0.059×3(n1+n2)/n1n2的氧化還原反應(yīng)才可用于滴定分析。一般來說,只需'大于0.3V0.4V,均可滿足滴定分析的要求。(3)氧化還原滴定曲線計(jì)算及影響滴定突躍范圍的因素:化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前一般用被測(cè)物電對(duì)計(jì)算;化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后利用滴定液電對(duì)計(jì)算;化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)電位值計(jì)算公式:滴定突躍范圍及影響因素:'越大,突躍范圍較大。氧化還原滴定電位突躍范圍由下式計(jì)算:(4)碘量法:I2+2e=2I- =0.5345V直接碘量法以I2為標(biāo)準(zhǔn)溶液,在酸性、中性、弱堿性溶液中測(cè)定還原性物質(zhì),滴定前加入淀粉指示劑,以藍(lán)色出現(xiàn)為終點(diǎn)。間接碘量法以Na2S2O3為標(biāo)準(zhǔn)溶液,在中

30、性或弱酸性溶液中滴定I2,滴定反應(yīng)為:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,其中I-是由氧化劑與I-反應(yīng)定量置換而來,稱置換碘量法;若I2是還原性物質(zhì)與定量過量I2標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)后剩余的,則稱剩余碘量法或回滴法。間接碘量法應(yīng)在近終點(diǎn)時(shí)加入淀粉指示劑,以藍(lán)色褪去為終點(diǎn)。該法應(yīng)特別注意I2的揮發(fā)及I-的氧化。掌握I2及Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、標(biāo)定及相關(guān)計(jì)算。(5)高錳酸鉀法:MnO4-+8H+5e=Mn2+4H2OKMnO4為標(biāo)準(zhǔn)溶液,自身指示劑,宜在1mol/L2mol/L的H2SO4酸性中測(cè)還原性物質(zhì)。掌握用草酸鈉作基準(zhǔn)物標(biāo)定KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的反應(yīng)、條件和注意事項(xiàng)。(6)重氮化法:A

31、rNH2+NaNO2+2HCl=Ar-N+NCl-+NaCl+2H2ONaNO2為標(biāo)準(zhǔn)溶液,在1mol/L的HCl酸性溶液中,用快速滴定法測(cè)芳伯胺類化合物,外指示劑(KI-淀粉)法或永停滴定法指示終點(diǎn)。第七章 沉淀滴定法和重量分析法 - 章節(jié)小結(jié)沉淀滴定法和重量分析法是以沉淀平衡為基礎(chǔ)的分析方法。沉淀的完全,沉淀的純凈及選擇合適的方法確定滴定終點(diǎn)是沉淀滴定法和重量分析法準(zhǔn)確定量測(cè)定的關(guān)鍵。(一)沉淀滴定法鉻酸鉀指示劑法是用K2Cr2O4作指示劑,在中性或弱堿性溶液中,用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定Cl-(或Br-)。根據(jù)分步沉淀的原理,首先是生成AgCl沉淀,隨著AgNO3不斷加入,溶液中Cl-

32、濃度越來越少,Ag+濃度則相應(yīng)地增大,磚紅色Ag2CrO4沉淀的出現(xiàn)指示滴定終點(diǎn)。應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)必須控制K2Cr2O4的濃度。實(shí)驗(yàn)證明,K2Cr2O4濃度以5×10-3mol/L左右為宜。(2)適宜pH范圍是6.510.5。(3)含有能與CrO42-或Ag+發(fā)生反應(yīng)離子均干擾滴定,應(yīng)預(yù)先分離。(4)只能測(cè)Cl-、Br-和CN-,不能測(cè)定I-和SCN-。鐵銨釩指示劑法是以KSCN或NH4SCN為滴定劑,終點(diǎn)形成紅色FeSCN2+指示終點(diǎn)的方法。分為直接滴定法和返滴定法兩種:(1)直接滴定法是以NH4SCN(或KSCN)為滴定劑,在HNO3酸性條件下,直接測(cè)定Ag+。(2)返滴定

33、法是在含有鹵素離子的HNO3溶液中,加入一定量過量的AgNO3,用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定過量的AgNO3。用返滴定法測(cè)定Cl-時(shí),為防止AgCl沉淀轉(zhuǎn)化,需在用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定前,加入硝基苯等防止AgCl沉淀轉(zhuǎn)化。吸附指示劑法是以吸附劑指示終點(diǎn)的銀量法。為了使終點(diǎn)顏色變化明顯,要注意以下幾點(diǎn):(1)沉淀需保持膠體狀態(tài)。(2)溶液的酸度必須有利于指示劑的呈色離子存在。(3)滴定中應(yīng)當(dāng)避免強(qiáng)光照射。(4)膠體顆粒對(duì)指示劑的吸附能力應(yīng)略小于對(duì)被測(cè)離子的吸附能力。莫爾法、佛爾哈德法和法揚(yáng)司法的測(cè)定原理及應(yīng)用見下表7-1。常用的吸附指示劑及其適用范圍和條件列于表7-2。表7-1 莫爾法、佛爾

34、哈德法和法揚(yáng)司法的測(cè)定原理及應(yīng)用 莫爾法佛爾哈德法法揚(yáng)司法指示劑K2Cr2O4Fe3+吸附指示劑滴定劑AgNO3NH4SCN或KSCNCl-或AgNO3滴定反應(yīng)2Ag+Cl-=AgClSCN-+Ag+=AgSCNCl-+Ag+=AgCl終點(diǎn)指示反應(yīng)2Ag+CrO42-=Ag2Cr2O4(磚紅色)SCN-+Fe3+=FeSCN2+(紅色)AgCl·Ag+FIn-= AgCl·Ag+·FIn-(粉紅色)滴定條件(1)pH=6.510.5(2)5%K2CrO41ml(3)劇烈搖蕩(4)除去干擾(1)0.11mol/LHNO3介質(zhì)(2)測(cè)Cl-時(shí)加入硝基苯或高濃

35、度的Fe3+(3)測(cè)I-時(shí)要先加AgNO3后加Fe3+(1)pH與指示劑的Ka有關(guān),使其以FIn-型體存在(2)加入糊精(3)避光(4)F指示劑<F離子測(cè)定對(duì)象Cl-、CN-、Br-直接滴定法測(cè)Ag+;返滴定法測(cè)Cl-、Br-、I-、SCN-、PO43-和AsO43-等Cl-、Br-、SCN-、SO42-和Ag+等表7-2 常用的吸附指示劑指示劑名稱待測(cè)離子滴定劑適用的pH范圍熒光黃Cl-Ag+pH710(常用78)二氯熒光黃Cl-Ag+pH410(常用58)曙紅Br-、I-、SCN-Ag+pH210(常用38)甲基紫SO42-、Ag+Ba2+、Cl-pH1.53.5橙黃素Cl-、I-混合液及生物堿鹽類Ag+微酸性氨基苯磺酸溴酚藍(lán)二甲基二碘熒光黃I-Ag+中性(二)沉淀重量分析法1對(duì)沉淀形式和稱量形式的要求對(duì)沉淀形式的要求:沉淀完全且溶解度?。怀恋淼募兌雀?;沉淀便于洗滌和過濾;易于轉(zhuǎn)化為稱量形式。對(duì)稱量形式的要求:化學(xué)組成確定;化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;摩爾質(zhì)量大。2沉淀的形成 沉淀的形成一般經(jīng)過晶核形成和晶核長大兩個(gè)過程。晶核的形成有兩種,一種是均相成核,一種是異相成核。晶核長大形成沉淀顆粒,沉淀顆粒大小由聚集速度和定向速度的相對(duì)大小決定。如果聚集速度大于定向速度,則生成的晶核數(shù)較多,來

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