化學分析知識培訓材料

1、 化學分析基礎知識培訓 2010年12月1 1、概述本節(jié)重點內(nèi)容掌握滴定分析中的幾個常用名詞術(shù)語1.標準溶液2.滴定3.化學計量點4.指示劑5.滴定誤差2色譜分析基礎知識培訓1、概述(P189-193)1.1分析化學的任務和作用 1.1.1分析化學的任務是鑒定物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)，化學成分及測定各成分的含量。 定性分析的任務就是確定物質(zhì)由那些哪些元素、離子、有機官能團或化合物組成；定量分析任務就是測定物質(zhì)中各種組分的相對含量。嚴細認真，準確及時3色譜分析基礎知識培訓1.1.2分析化學的作用 a、在國民經(jīng)濟各部門，分析化學有巨大的實用價值。 b、在科學研究方面，分析化學是一門有力的工具科學，具有重要意

2、義，起著眼睛的作用。 c、分析化學是環(huán)境科學、材料化學、生命科學、能源科學等專業(yè)的基礎課程之一。 總之，分析化學是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的眼睛，它是研究物質(zhì)組成、含量、結(jié)構(gòu)等信息的一門科學。嚴細認真，準確及時4色譜分析基礎知識培訓1.2分析方法分類（通常按照測定原理及使用儀器分類）分析方法化學分析與儀器分析是緊密關聯(lián)，相互補充的。嚴細認真，準確及時51.3滴定分析法的要求及分類1.3.1滴定分析中的幾個名詞術(shù)語a、標準溶液b、滴定c、化學計量點d、指示劑e、滴定誤差嚴細認真，準確及時61.3.2滴定分析法的要求及分類a、作為滴定用的化學反應應具備條件 反應必須按一定的反應式進行，即反應具有確定的化學計量關

3、系；反應迅速；主反應不受共存物質(zhì)的干擾；有確定計量點的方法。b、分類 酸堿滴定法；配位滴定法；氧化還原滴定法；沉淀滴定法。嚴細認真，準確及時7 2、酸堿滴定法本節(jié)重點內(nèi)容1.酸堿質(zhì)子理論2.計算溶液的PH3.掌握緩沖溶液相關知識4.酸堿滴定指示劑變色原理，如何選擇指示劑5.酸堿滴定曲線意義、突躍大小的影響因素嚴細認真，準確及時82.酸堿滴定法（P193-220） 2.1酸堿平衡 2.1.1酸堿質(zhì)子理論 酸堿的定義：電離理論與質(zhì)子理論是如何定義的？有何實際意義？ 2.1.2共軛酸堿對 什么是共軛酸堿對?什么是兩性物質(zhì)？ 請大家判斷一下下列物質(zhì)哪些是酸、哪些是堿、哪些是兩性物質(zhì)？ NH4CL H2

4、S NaHCO3 Na2SO4 Na2S 水的質(zhì)子自遞過程與Kw的來由，有什么意義？ 2.1.3酸堿反應的本質(zhì) 酸堿反應的本質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移，當反應達到平衡時，酸失去質(zhì)子數(shù)與堿得到的質(zhì)子數(shù)一定相等。嚴細認真，準確及時92.2酸堿的強度2.2.1如何衡量水溶液中酸堿的強度 此處針對弱酸、弱堿而言（強酸、強堿例外），Ka、Kb的定義？如何利用Ka、Kb數(shù)值衡量酸堿的強度？2.2.2共軛酸堿對的Ka、 Kb的關系 以HAc-Ac-為例推導出KaKb=KW嚴細認真，準確及時102.3溶液中H+的計算2.3.1分析濃度、平衡濃度、酸堿度的定義，必須區(qū)別酸溶液的濃度與酸度的關系，不能混淆。 c、酸度（PH）

5、， PH=-H+ a、 分析濃度 C mol/L b、 平衡濃度 mol/L嚴細認真，準確及時112.3.2物料平衡、電荷平衡和質(zhì)子條件 以NaAc為例簡單介紹上述概念，但是必須清楚質(zhì)子條件是導出H+計算公式的基礎。2.3.3幾種溶液中H+的計算 a、強酸、強堿溶液H+的計算 b、一元弱酸、弱堿溶液H+的計算 c、多元酸堿溶液H+的計算 d、兩性物質(zhì)溶液H+的計算嚴細認真，準確及時122.4酸堿緩沖溶液2.4.1什么是酸堿緩沖溶液？緩沖機理是什么？一般組成方式有幾種？2.4.2緩沖溶液的PH值計算（弱酸與其共軛堿、弱堿與其共軛酸兩種情況）2.4.3緩沖容量及緩沖范圍2.4.5緩沖溶液的作用以及

6、選擇原則嚴細認真，準確及時132.5滴定方法 學習酸堿滴定法，必須了解滴定過程中PH的變化曲線，特別是計量點附近的突變，以便選擇指示劑。2.5.1指示劑變色原理；指示劑變色范圍；變色點PT。 什么是混合指示劑？ 利用顏色互補作用，使顏色變化更加敏銳。嚴細認真，準確及時142.5.2幾種酸堿滴定曲線以及指示劑的選擇 簡單計算繪制以下幾種滴定曲線 a、強堿滴定強酸（強酸滴定強堿） b、強堿滴定弱酸 c、強酸滴定弱堿 d、多元酸(堿)的滴定曲線嚴細認真，準確及時15a、0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL 0.100molL-1的HCl0.0 2嚴細認真，準確及時16滴定曲線NaO

7、H加入量02468101214010203040pH嚴細認真，準確及時17 不同濃度NaOH溶液滴定不同濃度HCl溶液的滴定曲線02468101214010203040pHNaOH加入量紅1.0molL-1橙0.10 molL-藍 0.010molL-1 嚴細認真，準確及時18b、強堿滴定弱酸（NaOH溶液滴定HAC等 弱酸）(I)Ka=10-3Ka=10-5Ka=10-7Ka=10-9HAc滴定曲線嚴細認真，準確及時H2CO3滴定曲線19c、強酸滴定多元堿 （HCl滴定Na2CO3的滴定曲線）PH=8.31酚酞PH=3.89甲基橙嚴細認真，準確及時20 思考一下！ 酸堿滴定中標準溶液及被滴定

8、的物質(zhì)的濃度是否是越大越好？指示劑用量呢？嚴細認真，準確及時21 3、配位滴定法本節(jié)重點內(nèi)容1.EDTA有關特性及其在配位滴定中的應用2.配位化合物的穩(wěn)定常數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)3.配位滴定是否可以準確滴定的判別4.金屬指示劑變色原理，如何選擇指示劑5.配位滴定曲線突躍大小的影響因素6.如何提高配位滴定的選擇性嚴細認真，準確及時223、配位滴定法(P225-245)3.1方法簡介3.1.1配位滴定反應的要求，無機配合物一般不能用于滴定分析。因此，配位滴定僅限于有機配位滴定，具體而言采用EDTA。3.1.2配位滴定對反應的要求（配位化合物穩(wěn)定、絡合比固定、反應迅速）。嚴細認真，準確及時233.2 ED

9、TA及其應用3.2.1EDTA性質(zhì) EDTA微溶于水，常用其二鈉鹽配制溶液，在水溶液中相當于6元酸，存在7種分布形態(tài)。嚴細認真，準確及時243.2.3 EDTA與金屬離子配合的特點a、和絕大多數(shù)金屬離子生成配合物b、配合物的顏色取決于金屬離子的顏色c、所有配合物易溶于水d、配合比較固定1:13.3配位平衡3.3.1穩(wěn)定常數(shù) 衡量配位化合物穩(wěn)定性指標。嚴細認真，準確及時253.3.2酸效應及酸效應系數(shù) 由于溶液中H+影響，使EDTA與離子配合的能力下降。配合能力影響程度可以用酸效應系數(shù)來衡量。 3.3.3條件穩(wěn)定常數(shù) 滴定過程中溶液實際環(huán)境必然影響配位化合物的穩(wěn)定性。 Y(H)=1+1H+ +6

10、H6嚴細認真，準確及時263.3.4準確滴定的判別 配位滴定中準確滴定的判別可以采用假設被測定金屬離子濃度、條件穩(wěn)定常數(shù)及誤差來推導。 假設 M=2C，用濃度為2C的EDTA溶液滴定M，推導出準確滴定的條件為： CK,MY 106 如果C=0.01mol/L,那么 即K,MY 108 K,MY 8 嚴細認真，準確及時273.3.5林旁曲線（各種金屬離子單獨滴定的允許酸度）嚴細認真，準確及時283.4滴定方法3.4.1金屬指示劑 變色原理；金屬指示劑應具備的條件；指示劑的封閉；指示劑的僵化。 幾種常用指示劑（XO EBT NN）嚴細認真，準確及時293.4.2滴定曲線 可以利用滴定曲線來選擇指示

11、劑，但是有時因缺少指示劑的平衡常數(shù)，無法計算，多數(shù)情況下采用實驗方法來選指示劑。嚴細認真，準確及時303.4.3化學計量點是金屬離子濃度的計算變色點時，根據(jù)指示劑來計算根據(jù)滴定計量點的平衡計算兩者接近程度決定著誤差的大小嚴細認真，準確及時313.4.4提高配位滴定的選擇性 通過調(diào)整滴定條件提高選擇性 （1）控制酸度 通過調(diào)整溶液酸度，達到不同離子分步滴定的目的 （2）利用掩蔽解蔽 通過加入掩蔽劑、沉淀劑等將干擾離子先絡合起來或產(chǎn)生沉淀，不干擾被測離子的測定，然后視情況加入解蔽劑后再對干擾離子進行分析。嚴細認真，準確及時32 練習題：1、已知KZnY=16.50,PH=2時的酸效應系數(shù)是aY=1

12、3.52、PH=5時的酸效應系數(shù)是aY=6.45,請問是否可以在上述條件下用0.020mol/L的EDTA滴定0.020mol/L的Zn2+？2、現(xiàn)有濃度為0.020mol/L的Zn2+和Ca2+混合溶液，在PH=5.5時，能否用0.020mol/L的EDTA準確滴定其中的Zn2+？（KZnY=16.50，KCaY=10.69，aY=5.51）試一試嚴細認真，準確及時33 4、氧化還原滴定法本節(jié)重點內(nèi)容1.氧化還原反應的實質(zhì)2.了解電極電位、能斯特方程、標準電極電位及條件電位3.KMnO4 K2Cr2O7法的優(yōu)缺點4.碘量法的的誤差來源5.如何判斷氧化還原反應的方向6.氧化還原反應速度的影響因

13、素嚴細認真，準確及時344、氧化還原滴定法（P248-266）4.1簡介 氧化還原滴定法以氧化還原反應為基礎的滴定方法。操作步驟與酸堿滴定相似，但原理上有本質(zhì)的不同，酸堿滴定是一個質(zhì)子傳遞的過程，反應迅速，而氧化還原反應是電子的轉(zhuǎn)移，反應復雜，反應速度甚至反應方向都會受到外界條件的影響。嚴細認真，準確及時354.2氧化還原反應的平衡4.2.1什么是氧化劑、還原劑、電極電位（標準電位、條件電位）？4.2.2氧化還原反應的方向和速度 如何判斷氧化還原反應的方向；氧化還原反應的方向的影響因素；氧化還原反應的速度影響因素有哪些？嚴細認真，準確及時364.3滴定方法4.3.1滴定曲線(以0.01mol/

14、lCe4+滴定0.01mol/lFe2+為例) Ce4+加入量%00.41.21.4050100 150200電位0.861.26嚴細認真，準確及時374.3.2氧化還原指示劑 a、自身指示劑 b、專屬指示劑（淀粉的使用） c、氧化還原指示劑（變色范圍）4.3.3三種方法 a、 KMnO4法 (為什么用HNO3酸化？標定時注意事項) b、K2Cr2O7法（與KMnO4相比有優(yōu)點，但必須另選指示劑） c、I2法（誤差來源；滴定過程中的注意事項）嚴細認真，準確及時38 練習題： 稱取草酸鈉試樣0.2203克，需用濃度為 0.02156mol/L的KMnO4溶液29.30ml才能反應完全，求草酸鈉試

15、樣的純度？試一試嚴細認真，準確及時39 5、沉淀滴定法本節(jié)重點內(nèi)容1.溶度積原理，溶度積和溶解度的換算2.了解三種沉淀滴定法的方法原理3.分級沉淀及沉淀的轉(zhuǎn)化嚴細認真，準確及時405、沉淀滴定法（P268-278）5.1方法簡介 什么是沉淀滴定法？對沉淀反應有何要求？ 目前僅限于銀量法。主要測定鹵素化合物。按照指示劑不同，可以分為三種，即莫爾法、佛爾哈德法、法揚司法。嚴細認真，準確及時415.2沉淀的溶解平衡5.2.1溶度積原理 沉淀的溶解平衡是一個動態(tài)平衡，此時溶液中溶解速度和沉淀速度相等。而且溶液中相關離子濃度的乘積為一常數(shù)，即溶度積常數(shù)Ksp(與溫度有關)。5.2.2溶度積與溶解度的換算

16、5.2.3什么是分級沉淀5.2.4沉淀的轉(zhuǎn)化條件嚴細認真，準確及時425.3莫爾法5.3.1方法原理 以K2CrO4為指示劑，AgNO3為滴定劑，直接測定Cl- Br-5.3.2測定條件 溶液酸度 指示劑用量 測定過程中應劇烈搖動5.3.3分析對象 直接分析Cl- Br- ，不能分析I- SCN- 5.3.4干擾離子 能與CrO42- Ag+反應的離子產(chǎn)生干擾嚴細認真，準確及時435.4佛爾哈德法 以鐵銨礬為指示劑，NH4SCN的銀量法。5.4.1直接滴定法（測定Ag+）5.4.2返滴定法 加入定量過量的AgNO3，然后返滴定Ag+測定Br- I- SCN- Cl- ，但分析I-時應先在加入AgNO3后加入指示