笔记
👨🏼‍🔬分析化学
00 分钟
2023-9-13
2023-12-6
type
status
date
slug
summary
tags
category
password
icon
😀
重点知识和关键词 - 化学分析、仪器分析 - 误差、偏差 - 系统误差、随机误差 - 空白实验、对照实验
👎🏼
下学期的分析化学实验会去四平做
📖
教材：华东理工版分析化学 课件：ppt 网课：慕课、canvas 第十七周 随堂考试
考勤10

成绩占比

作业15
出勤与平时作业50分。每无故缺勤一次减2分。每缺交 一次作业减2分，迟交（迟2天为准）一次减1分。 QQ群讨论：25分。课程相关内容体会、讨论；课上发布的讨论题，课堂积极交流互动：２５分
平时成绩15
期末60

📝 学习六环节

  1. 预习
  1. 课堂
  1. 复习
  1. 习题
  1. 答疑
  1. 考试

🤗 每周教学点

绪论

💡
分析化学是化学学科的重要分支

定义：

研究获得物质的化学组成、化合物结构信息、分析方法及相关理论的科学

不重要

分析化学的社会责任

农业：水土调查、农产品检验、农药残留检测
工业：产品质量控制，原料分析、过程分析
社会活动：毒品检验，刑事侦查，文物鉴定，奥运会兴奋剂检测
生活：。。。
 

分析化学分类

不能损坏样品——无损分析 对局部分析——微区分析 。。。
无机分析 有机分析 。。。 化学分析法、仪器分析法
 
/

误差及分析数据的统计处理

误差理论

测定结果偏离真值的程度

绝对误差

常量组分分析：
微量： 2%

相对误差

 

系统误差

定义：无限次测量均值与真值之差 , 已经消除偶然误差
a 方法误差——选择的方法不够完善
b 仪器误差——仪器本身的缺陷
c 试剂误差——所用试剂有杂质 去离子水不合格、试剂纯度不够
d 主观误差——人的主观因素造成 如读数不准
e 环境效应误差 如温度变化、电磁场、湿度
特点：
  1. 重复性：同一条件下重复测定，重复出现

    系统误差的判定与消除

    空白与对照实验
    💡
    空白实验 不含待测物的 空白样本 与待测物同样处理后测定 消除试剂的误差
    💡
    对照实验 消除操作的误差

    偶然误差

    无法控制的不确定因素引起的（随机、不确定）
    性质
    1. 不确定性：大小正负不定
    1. 不可避免：难以校正
    1. 符合正态分布统计规律：无限多个随机误差的代数和必互相抵消
    💡
    消除方法：多次实验取平均值

    偏差

    测定值与平均值的差值
     

    平均偏差

    平行测定值彼此越接近(离散性越小)，平均偏差或相对平均偏差就越小，测量值的精密度越高

    标准偏差

    总体：当测定无限多次
    样本：当测定小于30次

    准确度与精密度

    💡
    准确度：测量值与真值接近的程度
     
    💡
    精密度：测量值与平均值接近的程度
    精密度高不一定准确度高 精密度说保证准确度的先决条件 消除系统误差后，高精密度才能保证高准确度

    测定准确度的提高

    😗
    开放作业1
     
    🎨
    有效数字=全部确定数字+一位可疑数字
    含义：
    1. 表示测量值的大小
    1. 表示不确定程度
    如分析天平秤量：2.5000g（精确到0.0001g）

    确定有效数字的基本原则

    🎨
    从左边第一个不为零的数字开始，有几位数字就有几位有效数字
    滴定管读数中24.24mL，最后一个4是可疑数字，也是四位有效数字

    常数等非测量数字（e/)无限位有效数字

    首位数8、9的情况

    第一位数字大于8时可多取一位 如9.49可按4位算
    对数的有效数字： 对数的小数点后才是有效数字

    注意点

    1. 容量器皿（保留四位有效数字）

    一 保留规则：四舍六入，五留双

    1. 多余数字的第一位小于等于4，舍去；大于等于6，进1
    1. 多余数字的第一位是5，而气候有非零数字时，进一
    1. 多余的数字第一位是5，二其后皆为0则奇数进一，偶数舍去（前一个数字）

    有效数字运算规则

    二 加减法

    即以小数点后数字位数最少的为准 多余位数则修约

    三 乘除法

    以有效数字最少的数字为准。
    有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数

    对数和反对数运算

    在对数与反对数的运算中，对数的小数点后位数与真数的有效数字位数相同

    误差的传递

    加减法模型

    标准曲线的回归分析

    为了获得两个物理量之间的关系 利用回归曲线、回归方程
    🎨
    回归曲线： 各实验点到回归曲线的距离最短（误差最小） 用最小二乘法计算出回归方程，即可绘制回归曲线

    回归方程的检验（相关系数r）

    相关系数：表示两个物理量之间的相关关系
    完全符合，绝对值越接近1越符合
    则有意义

    偶然误差的正态分布

    误差出现的概率
    x：测定值
     
    🎨
    可疑数据的取舍 方法：Q检验法 格鲁布斯检验法 作用：确定某个数据是否可用

    Q检验法

    步骤 1. 由小到大排序 2. 求极差 3. 求可疑值与旁边数据之差 4.Q=第三步/第二步 5. 根据测定次数和要求的置信度，查表2-4 6. 将Q与相比

    格鲁布斯检验法

    1. 由小到大排序
    1. 求平均值和标准偏差
    1. 计算G值，
       

      F检验目的：两组数据的方差是否存在显著差异

      作业canvas交

      滴定分析概论

      滴定要求

      1. 计量、定量：确定化学方程式无副反应，>99.9%
      1. 快速：或改变条件使其快速
      1. 必须有适当简便的方法确定滴定终点

        滴定方式

        直接滴定：酸碱滴定法
        间接滴定：KMnSO
        返滴定法：可先准确加入过量标准溶液，使之与待测物质进行反应，待反应完成后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液
        滴定方式
        测定过程
        适用范围（原因）
        直接滴定法
        T→B
        T与B能反应且快准狠
        返滴定法
        R+B→R'；T→R'
        T与B能反应但慢或无适合指示剂
        间接滴定法
        R+B→R'；T→R'
        T与B不反应
        置换滴定法
        R+B→R'；T→R'
        T与B能反应但不定量反应
        注：表格中，T表示滴定剂，即具有已知浓度的标准溶液；B表示待测组分，含量未知，需要测定；R表示试剂，即具有已知浓度的辅助试剂，R'表示试剂的另一种型体。
         

        标准溶液

        基本物质

        能用于直接配置或标定标准溶液的物质
        🎨
        要求 纯，含量>99.9% 组成与化学式一致

        计算

        滴定反应
        化学计量点时，a molA与bmol B作用完全
         

        酸碱滴定法

        4.1酸碱平衡理论基础

        酸——凡能给出质子的物质 H2SO4、 HAc、NH4+、H2PO4- 碱——凡能接受质子的物质 NaOH、Ac-、NH3、H2PO4-
        💡
        酸和碱的解离反应是不能单独存在的

        酸碱解离常数

        二元酸碱

        4.2 平衡浓度和分析浓度

        平衡浓度: 达平衡时实际存在的浓度 分析浓度: 有关形式平衡浓度的总和 滴定测得分析浓度

        4.3 酸碱溶液pH的计算

        常见情况的近似公式

        一元强酸： 一元、多元弱酸： 两性物质:如 缓冲溶液

        4.4 酸碱指示剂

        实际变色范围

        🎨
        甲基橙:pH = 3.1-4.4(红-黄) 酚酞: pH = 8-10(无-红) 甲基红:pH = 4.4 -6.2(红-黄)
        与理论变色范围不同的原因是：人眼分辨能力的限制

        4.5 酸碱滴定曲线

         

        4.6 酸碱滴定应用实例

         

        配位消定

        EDTA的性质

        结构

        notion image

        特点

        1. 配位能力强：（2个）氨氮和（4个）羧氧两种配位原子
        2. 与金属离子能形成多个五元环结构，配合物的稳定性高
        3. 与大多数金属离子1∶1配位，计算方便
        4. 多元弱酸：EDTA可获得两个质子，生成六元弱酸
        无色金属离子形成的配合物仍无色， 有色金属离子的配合物颜色更深

        稳定常数具有以下规律

        a ．碱金属离子不稳定，lg KMY < 3
        ｂ．碱土金属离子的 lgKMY = 8-11
        ｃ．过渡金属、稀土金属离子和Al3+的 lgKMY =15-19
        ｄ．三价，四价金属离子及Hg2+的lgKMY > 20
        稳定常数具有以下规律：
        • 无副反应的情况下
        • 配合物的稳定性受两方面的影响：金属离子自身性质和外界条件-溶液酸度、其他配位剂、干扰离子等
        • 需要引入：条件稳定常数
        notion image
         
        notion image
         

        酸效应

        [Y’] ：EDTA七种存在形式浓度的总和：
        [Y’] = [H6Y2+]+[H5Y+]+…+[HY3- ]+[Y4 - ]

        考虑酸效应时的条件稳定常数𝑲‘MY

        notion image

        两个稳定常数的区别与联系

        稳定常数

        条件稳定常数

        💡
         
        氧化还原浦定S沉淀滴定

        电位分析

        基本原理

        利用Nernst方程所提供的电位与离子活度之间的关系，通过测量电极电位来测定某物质含量的方法，称之为电位分析法

        参比电极

        要求：1)可逆性；2)重现性；3)稳定性

        常用

        1 甘汞电极
        电极反应:
        2 Ag-AgCl电极
        notion image
        3 硫酸亚汞电极
        期中互动及测试

        吸光光度分析

        朗伯-比尔定律表达式

        notion image
        notion image
        (1)影响ε的因素：吸光物质的性质、实验温度、介质的状况（溶剂及共存的试剂等）、入射光的波长λ 特别注意： ε= f (λ) （2）物理意义：b=1 cm，c=1 mol/L时，ε=A （3）测定灵敏度的标志：ε↑，测定灵敏度↑
        >105: 超高灵敏; 104～105 :高灵敏; < 103 :不灵敏

        吸收曲线

        用不同波长的单色光照射，测每一个波长处的吸光度— 以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，所得到的一条吸光度随波长变化的曲线为吸收光谱或称吸收曲线。

        作用

        2．作用
        （1）初步定性（不同物质的吸收曲线和λm一般都是不一样的;不同浓度的同一物质，吸收曲线相似,λm不变）；
        （2）为选择入射光提供依据（无干扰时，λm时，ε最大，测定的灵敏度也最大）

        偏离朗伯-比尔定律

        notion image
         
        引起这种偏离的因素（两大类）： ① 仪器因素： a) 非单色光 ② 试样因素 a) 介质因素（散射损失） b) 化学因素（组分之间相互作用） c) 溶液浓度

        仪器因素：非单色光

        • 入射光必须是单色光
        • 仪器采用较小波长范围的复合光
        改进仪器，得较纯的单色光 ② 选ε变化较小处测量，如

        试样因素

        1. 介质因素：不均匀（胶体、乳状液、悬浮物）
        • 定律适用于均相
        • 混浊溶液散射，使吸收光度值变大，产生正偏离
        • 对紫外区测定影响大
        建议
        • 避免乳浊或悬浊物存在
        1. 化学因素：组分间相互作用，如解离/缔合等
        又一前提: 吸光物质间无相互作用
        显色剂浓度(配比)/溶剂影响ε 例: Fe3+ SCN配合物（Fe3+与低浓度SCN会形成Fe(SCN)2+，而与高浓度形成Fe(SCN)3
        酸碱度影响ε CrO(黄/碱)+ 2 = CrO (橙/酸) + H2O
        💡
        建议 保持相同条件:
        pH值/溶剂/显色剂浓度/温度/离子强度 等
         
        S荧光光谱补充光谱：拉曼光谱S原子光谱色谱分析 质谱 总复习
         
        上一篇
        线性代数B
        下一篇
        概率论与数理统计
        评论