無機(jī)與分析化學(xué)課件

無機(jī)與分析化學(xué)課件1第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六五.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)及活度使用經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)所存在的問題：①在同一溫度下，濃度較高時(shí)，經(jīng)驗(yàn)常數(shù)不能保持恒定；②當(dāng)反應(yīng)物的總分子數(shù)與生成物的總分子數(shù)不相等時(shí)，經(jīng)驗(yàn)常數(shù)是有量綱的。如果在平衡常數(shù)表達(dá)式中用組分的活度代替相應(yīng)濃度，就得到標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式：KEeFfBbDdq=..aaaa2第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六將一個(gè)物理量表示為基本量的冪次之積，稱為該物理量對(duì)選定的一組基本量(單位制)的量綱積或量綱。在國際單位制中七個(gè)基本量為：長度、質(zhì)量、時(shí)間、電流、溫度、物質(zhì)的量和光強(qiáng)度。速度的單位可以是：米/秒，千米/小時(shí)等，而它的量綱只有一個(gè)：長度時(shí)間-1。電位的單位可以是：伏特，毫伏等，而它的量綱是：長度2質(zhì)量時(shí)間-3電流-1。3第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

活度是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中起作用的“有效濃度”，其量綱為一。對(duì)理想溶液（或濃度很稀的真實(shí)溶液）而言，是物質(zhì)的濃度c與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的濃度c相比后所得的數(shù)值，即： a=c/c所以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)本身的活度為1。對(duì)真實(shí)溶液而言，活度a與濃度c之間的關(guān)系是： a=(c/c)式中：稱為活度系數(shù)，其數(shù)值區(qū)間為從0到1。 氣體的活度，一般又稱為逸度。4第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六對(duì)于溶質(zhì)：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為單位濃度(c=1mol/L)對(duì)于溶劑和固體：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為純物質(zhì)氣態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為一個(gè)大氣壓(p=101.325kPa)KaHBHBq=+-aaaKHBHBa=+-[][][]或六.電解質(zhì)溶液1.弱電解質(zhì)的解離平衡HB H++B-5第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六HB H++B-解離度=已離解的電解質(zhì)分子數(shù)溶液中原有的電解質(zhì)分子總數(shù)1:1的弱電解質(zhì)在溶液中的解離度與其解離平衡常數(shù)的平方根成正比，與濃度的平方根成反比。KHBHBa=+-[][][]=(c)(c)c(1)因11Kac或2aKca6第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六2.強(qiáng)電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)測得的強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中的解離度都小于1，稱為表觀解離度。

離子強(qiáng)

度I活度系數(shù)離子價(jià)數(shù)0.0010.0050.010.050.1一價(jià)離子0.960.950.930.850.80二價(jià)離子0.860.740.650.560.46三價(jià)離子0.720.620.520.280.20四價(jià)離子0.540.430.320.110.06a=(c/c)Iczczczii=+++121122222()L溶液離子強(qiáng)度7第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六根據(jù)德拜-休克爾公式可計(jì)算活度系數(shù)：IaB1Iz509.0lg2ii。+=g-式中，z為溶質(zhì)i所帶的電荷數(shù)，I為溶液的離子強(qiáng)度，B為常數(shù)，25C時(shí)其值為0.328，?為離子的體積參數(shù)，約等于水化離子的有效半徑，以埃為單位，一般可從有關(guān)的表中查得其數(shù)值。8第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六§2.定量分析方法的分類及一般過程 根據(jù)試樣中物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)確定其含量的過程，稱為定量分析。以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的定量分析方法主要有重量分析法和滴定分析法。絕大多數(shù)的定量分析方法都是建立在平衡基礎(chǔ)上的。在分析過程中，利用平衡的特性，使平衡向有利于定量完全的方向移動(dòng)，可提高分析方法的準(zhǔn)確度。9第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六 X + R = P（待測組分）（試劑）（產(chǎn)物）物理或物理化學(xué)性質(zhì)X的含量物理或物理化學(xué)性質(zhì)儀器分析法儀器分析法體積濃度滴定分析法質(zhì)量重量分析法一.定量分析方法與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系10第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六滴定分析方法（容量分析法）：待測組分和所加的化學(xué)試劑能發(fā)生具有確定計(jì)量關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)，利用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ甘净瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)的到達(dá)，根據(jù)所加入的化學(xué)試劑的量，確定待測組分在試樣中的含量。重量分析方法：利用各種化學(xué)和物理方法使待測組分與試樣中的其它組分分離后，通過稱重確定待測組分在試樣中的含量。11第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六二.定量分析方法的一般過程1. 取樣2. 樣品的制備3. 干擾的消除和分離4. 測定5. 計(jì)算和評(píng)價(jià)分析結(jié)果12第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六以一定的科學(xué)方法從整體物料中取出可代表整體平均組成的少量物料，稱為樣品。這一操作過程稱為取樣。樣品組成和整體物料的平均組成相符合的程度，稱為代表性。樣品的采集量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，Q=kd2式中：Q為取樣量(kg)；d為試樣中最大顆粒的直徑(mm)；k為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。13第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六這樣取得的樣品組成很不均勻，數(shù)量又太多，還不能直接用作試樣進(jìn)行分析，必須再經(jīng)過多次粉碎、過篩、混勻、縮分以制得少量供分析用的試樣?？s分的目的是使粉碎后的樣品減少，而又不失去其代表性。縮分的方法很多，最常用的是四分法。14第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六常用的試樣分解方法①用水、酸、堿等溶劑處理試樣②用適當(dāng)?shù)娜蹌┡c試樣在高溫下熔融不管采用何種方法，在制樣過程中都應(yīng)注意：①定量（使待測組分全部轉(zhuǎn)入試液）②不損失（在制樣過程中防止待測組分揮發(fā)）③不沾污（在制樣過程中不得引入待測組分）④分解試樣最好與分離干擾物質(zhì)相結(jié)合。15第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六試樣中常含有多種組分，有些共存組分對(duì)待測組分的測定會(huì)產(chǎn)生干擾。通過掩蔽劑消除干擾是一種采用化學(xué)處理而消除干擾的方法，也是一種比較簡單、有效的方法。常用的方法包括：配位掩蔽法、沉淀掩蔽法和氧化還原掩蔽法。在既沒有選擇性好的測定方法，又沒有合適的掩蔽方法時(shí)，則需要將干擾組分與待測組分分離，以排除干擾。常用的分離方法有：沉淀分離法、萃取分離法、離子交換分離法和色譜分離法（參見書中第二十二章）16第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六各種分析方法在準(zhǔn)確度、靈敏度、選擇性和適用范圍等方面有較大的差別，應(yīng)該根據(jù)對(duì)分析結(jié)果的要求、試樣的組成、待測組分的含量以及實(shí)驗(yàn)的具體條件正確地選擇分析方法。測定的方法不同，干擾的情況也不同。如：測定硅酸鹽中Fe2O3含量時(shí)，將試樣溶解，并分離SiO2后，溶液中含有Fe3+,Al3+,Ti4+,Ca2+,Mg2+等離子。17第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六灼燒重量法：Fe3+Fe(OH)3Fe2O3

稱重Al3+,Ti4+離子也生成氫氧化物沉淀，有干擾。氨水TiCl3氧化還原法：Fe3+Fe2+K2Cr2O7滴定配位滴定法：pH2，以磺基水楊酸為指示劑，用EDTA滴定，其它離子不干擾。比色法：Fe2O3的含量較低時(shí)，在pH811時(shí)，F(xiàn)e3+與磺基水楊酸生成黃色配合物，可進(jìn)行比色測定，其它離子不干擾。18第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六根據(jù)所取試樣的量、測定所得的數(shù)據(jù)和分析過程中所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)間的計(jì)量關(guān)系，就可以計(jì)算出樣品中待測組分的含量。同時(shí)還要應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)分析結(jié)果的可信賴程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，正確地報(bào)出分析結(jié)果，并能及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)工作。19第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六試液+指示劑滴定劑或標(biāo)準(zhǔn)溶液（已知準(zhǔn)確濃度）滴定管三.滴定分析法將一種已知濃度的試劑溶液，用滴定管滴加到含有待測組分的溶液中，直到化學(xué)反應(yīng)完成（化學(xué)計(jì)量點(diǎn)）為止。依據(jù)試劑與待測組分間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，通過測量所消耗已知濃度的試劑溶液的體積，求得待測組分的含量。20第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六酸堿滴定法（測定待測溶液中酸或堿的含量）

HCl+NaOH=NaCl+H2O配位滴定法（測定待測溶液中金屬離子含量）

Ca2++Y4-=CaY2-沉淀滴定法（測定銀離子或鹵離子、硫氰酸根、硫離子等）

Ag++X-=AgX↓氧化還原滴定法2MnO4-+5C2O42-+16H+

=2Mn2++10CO2↑+8H2O21第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六四.滴定分析法對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求①具有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系②反應(yīng)能定量地進(jìn)行到底③反應(yīng)的速度快④有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點(diǎn)22第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六1.直接滴定法

HCl+NaOH=NaCl+H2O2.返滴定法

Al3++Y4-=AlY-，（慢）Zn2++Y4-=ZnY2-3.置換滴定法

Cr2O72-+S2O32-

Cr3++S4O62-+SO42- Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O 2S2O32-+I2=S4O62-+2I-4.間接滴定法

Ca2++C2O42-=CaC2O4↓

2MnO7-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O23第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六等

級(jí)名

稱符號(hào)標(biāo)簽顏色一級(jí)品優(yōu)級(jí)純G.R.綠

色二級(jí)品分析純A.R.紅

色三級(jí)品化學(xué)純C.R.藍(lán)

色標(biāo)準(zhǔn)溶液是用來滴定的、具有準(zhǔn)確濃度的溶液，配制方法有兩種：直接法：準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后定量地轉(zhuǎn)移至容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。標(biāo)定法：大致按所需濃度配制溶液，然后，利用該物質(zhì)與基準(zhǔn)物質(zhì)的反應(yīng)來確定其準(zhǔn)確濃度。五.