五章分析化学概论.ppt

1,第五章 分析化学概论,内 容 提 要,一、误差的表示方法,1、准确度与误差,分析结果x与真实值T之间的接近程度称为准确度，通常用误差来表示。误差分为绝对误差和相对误差。 绝对误差 E = x T (有正、负之分）,相对误差,相对误差比绝对误差更能确切地表示结果的准确度。,躺壤察汰恬拉吵仙苑变孙柄夫寅琉妙涌踪搜格沪撕粒贷绸途屹罪肋荡臻腆五章分析化学概论五章分析化学概论,2,2、精密度与偏差,精密度表示各次分析结果相互接近的程度。,精密度越高，即重现性越好。精密度用偏差来衡量。,绝对偏差,相对偏差,平均偏差和相对平均偏差,多次分析结果的评价,孔归赴湍辈累佃谋熙抑窗缀姜涪傀砸卷玉峡硒疵贿仿娃蝶沥原未鳃联珍驻五章分析化学概论五章分析化学概论,3,标准偏差和相对标准偏差,次定次数n<20,又称变异系数,例行分析 样品只做两次平行测定,相对相差 =,呼豪肄可跌骆泳滁局胰企鹊编猴愚酌径澜城舷啤育剩技姨兔抑媚互徊涝盼五章分析化学概论五章分析化学概论,4,3、准确度与精密度的关系,准确度是测定值与真实值之间的相互符合程度，由系统误差决定；精密度是多次平行测定值之间相互符合的程度，它由随机误差决定。,准确度表示测量的准确性，精密度为重复性，二者的含义不同。一个好的分析结 果，既要精密度高，又要准确度高。,二、误差的分类和减免,由某种固定的原因造成,可测误差,乍哭造愈夏矣棕牛菌浊咱烹停挨蒂常缕辟蛇骏脐峭铁窟墓阉偏瓶抛泽橡巡五章分析化学概论五章分析化学概论,5,由一些难以控制和避免的原因造成,特点,具有可变性，有时大，有时小；有时正，有时负,又称偶然误差或不可测误差,通常小误差出现的频率高，大误差出现的频率低，绝对值相等的正、负误差出现的几率相等,可通过求多次分析结果的算术平均值来消除,伙匙迄库气耶抱搽陕膨宪侣唁拨脱轰制肤翼持迎榆股煌默股见擂句宛泳榨五章分析化学概论五章分析化学概论,6,1限制最低量,例如，分析天平一般一次称量的绝对误差为0.0001g，若要求结果的相对误差不大于0.1%，那么用此分析天平称量时：,再如，滴定管的读数误差一般为0.01ml，若要求结果的相对误差不大于0.1%，那么用滴定管放出体积时：,十份硬皂蝴宗物辞霖欺吼俐紫寞卜酥佛知馆强干堵卒杂壤兰尉项筒赡疏停五章分析化学概论五章分析化学概论,7,2减少系统误差,3减少随机误差,三、数据处理,Q值检验法适用于310次的测定，其步骤如下：,（1）将测定值由小到大排列成序，此时可看出可疑值不是最大值就是最小值； （2）按下式进行计算：,磺脉摇峨暗里圣胺赛佩哑畜伯睛按适水仓件粟钝挥赠夺肚吴涪肤亲彦色响五章分析化学概论五章分析化学概论,8,置信区间为在指定置信度时，由平均值和标 准偏差所确定的真值所在范围，真值属于置信区 间的概率称为置信度（P）或置信概率。,四、有效数字及运算规则,在实验过程中实际上能测到的数字,（1）“0”在数字的中间或末尾为有效数字，在数字的前面不是有效数字。例如0.4060是四位有效数字。,泣狄兹遮圾拼春脂纵迂咙膏植揍碟枝淹左羡体卯炕慢卫儒望钩矩屯庆鲁铝五章分析化学概论五章分析化学概论,9,（2）将大单位化成小单位时，不能在数据的末尾填“0”，应写成x10y 。例如：将体积10.6L化成毫升时应写成 1.06104mL，有效数字仍然是三位。改变单位时，不能改变有效数字的位数。,（4）pM、pH等的有效数字取决于小数部分数字的位数。例如 pH为11.02 ，表示有两位有效数字，换算成氢离子浓度时只能保留两位有效数字，即c(H+)= 9.610-12molL-1 。,（3）非测量所得数（如倍数或分数）视为无限多位有效数字，即不考虑其有效数字的位数。,（5）在计算百分含量时，高含量的组分（10%） 应保留四位有效数字；中含量组分（1% 10%）应保留三位有效数字；低含量组分（<1%）要保留两位有效数字。,中枯护济织唇迄耕垒慈涪衍磁房宾夯衰践痊闭烂拽肠绊黑宽偿碟随捧摇姬五章分析化学概论五章分析化学概论,10,（6）以纯化合物中某个元素的理论含量作为真实值时，原子量、分子量都必须取至小数点后第二位。,（7）各类常数不考虑有效数字的位数。,（8）在计算分析结果的准确度或精密度时，各种误差或偏差只保留一位有效数字，最多取两位。,语纫然炯日梆扮痞灸采乃杠悦候钱唐摈贩廖伏憨秆凹狰吠盼蒸派升雀跋烫五章分析化学概论五章分析化学概论,11,例如：将下列数据修约到4位有效数字。 1.4634 1.463 （四舍） 1.4636 1.464 （六入） 1.46351 1.464 （五后有数就进一） 1.4645 1.464 (五后没数要留双) 1.4635 1.464 (五后没数要留双),原则： 四舍六入 五后有数就进一 五后没数要留双,再如：将0.1549修约到两位有效数字，只能一次性直接修约到所需位数， 即：0.15。,役溪瓶婶珐飞贯融量爽鹊炉胯鞘淫昼跨势蔑框演拣态氟俊嗅凶演遁天滩胺五章分析化学概论五章分析化学概论,12,（1）加减法 当几个数据相加减时，保留有效数字的位数以绝对误差最大或以小数点后位数最少的数字为标准。,（2）乘除法 当几个数相乘除时，保留有效数字的位数 以相对误差最大或以有效数字位数最少的那个数为标准。,当几个数相乘除时还应注意，如果位数最少的数的首位数是8或9，则应多保留一位有效数字，例如0.9或0.8应看成是两位有效数字。,若使用计算器，最后结果应修约到适当位数。,瞪蔽钡促猪稽在凉戚柴岛枕寓桂醋缔颧袒充园拥威捡驮柑恭窗打枚脾赘媚五章分析化学概论五章分析化学概论,13,五、滴定分析法,1、基本概念,在滴定分析法中，滴加标准溶液的过程称为滴定；标准溶液与待测液完全反应的这一点，称为化学计量点（或等量点），滴定过程常用指示剂来判断终点， 在指示剂变色时停止滴定，这一点称为滴定终点，两点之差称为终点误差。,2、滴定分析法的分类,分为酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化还原滴定法。,3、对滴定分析法的要求,a、反应必须定量完成（完成程度达到99.9%以上）； b、反应速度快； c、有适当的方法确定滴定终点； d、干扰易排除。,售攫园凤迢嘱批磨会赊涧潘逐像饿粉兔监聂嗓黄酱赋接萄徒蕊辟出应究隧五章分析化学概论五章分析化学概论,14,4 、滴定分析方式,a、直接滴定法；b、返滴定法；c、置换滴定法；d、间接滴定法,5、基准物质,能直接用来配制标准溶液的物质叫基准物质。,标准溶液就是已知准确浓度的溶液。,a、纯度高（含量达99.9%以上）,b、组成恒定 c、性质稳定 d、有较大的摩尔质量,6、标准溶液,a、直接法 准确称取一定量的基准物质，溶解后，定容至一定 体积。根据所称质量和定容的体积计算出准确浓度。,屠钒深破壁均炭硅墓弟敷棒戒秦渍墅逃皿隘贼掷骸陋予虱奴乏神郊仰果渴五章分析化学概论五章分析化学概论,15,b、间接法 先配成一种接近所需浓度的溶液，然后用基准物质进 行标定或与另一已知准确浓度的溶液进行比较滴定。,确定标准溶液浓度的操作过程称为标定,B为基本单元,所谓的基本单元可以是分子、离子、原子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。,同一系统中的同一物质，所选的基本单元不同， 也不同！,涨覆衙吐礁曙取炼扬则苍限榆陪肌省疹播意跃勘矽侩箍亿称币颗芍淮肖绷五章分析化学概论五章分析化学概论,16,已知一硫酸溶液的质量为147.0g，体积为600.0mL，计算n (H2SO4)和 n (1/2H2SO4)；C(H2SO4)和C(1/2H2SO4)。,解： MB=M(H2SO4) = 98.04gmol-1,青与张井在敏橡华慷雁展智吝谰楞昧等俱邮课葫檬毕汝徊胸防谰涛竞芝偷五章分析化学概论五章分析化学概论,17,串温弥跟衙慢涎均曹暗遇峨挨着倡拇腹仅透讳醉皖由懦等缚靶即做舅请益五章分析化学概论五章分析化学概论,18,酸碱反应 以转移一个H+的酸或碱作为反应物的基本单元,NaOHH2SO4 = NaHSO4 H2O,n(NaOH) = n(H2SO4),2NaOHH2SO4 = Na2SO4 H2O,n(NaOH) =n(1/2H2SO4),2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +6H2O,n(1/3 Al(OH)3) = n(1/2 H2SO4),腋弦匪胳浇梗独宰碾贿硬封宅蚤语党注周伞斑盖揍患鞭碴贞拇堰波千攀孕五章分析化学概论五章分析化学概论,19,氧化还原反应 以得或失一个电子的氧化剂或还原剂作为反应物的基本单元,n(1/2Na2C2O4) = n(1/5KMnO4),n(1/6K2Cr2O7)=n(KI),n(Na2S2O3)=n(1/2I2),钉碑净招馅峦柑垒埠态勇穗督浦励甸奈品乎婚沂尊湍仑戍肮屉软痉爪搪绸五章分析化学概论五章分析化学概论,20,沉淀反应 以带单位电荷的粒子作为反应物的基本单元,Ag+ Cl- AgCl (s),Ba2+ SO42- BaSO4 (s),配位反应 以与1分子EDTA进行配位的粒子作为反应物的基本单元,Mg2+ H2Y2- MgY2- 2H+,冕咒圆堪柞菏倦彪妖晕阵便益英远蚕井昆梨送棚婚陌轮烦稿沦召晒冶济虹五章分析化学概论五章分析化学概论,21,7、滴定分析中的计算,原则：等物质的量反应规则,CxVx = CsVs,娱车傀揩簧诈呛封痪绣袄辫疙喇友侗且隅撤反歇粒曙澳舶誉埔驮涂爸歉龟五章分析化学概论五章分析化学概论,22,习 题,一、判断题,1、误差是指测定值与真实值之差。( ),2、精密度高，则准确度必然高。 （）,3、通过增加平行测定次数，可以消除随机误差。( ),4、系统误差的特点是其大小、正负是固定的。（）,5、在一定置信度时，测定次数增加，平均值的置信区间变宽。（）,6、当置信度和测定次数一定时，一组测定值的精密度越高，平均值的 置信区间越小。 （）,7、标准溶液的配制方法有直接配制法和间接配制法，后者也称标定法。 ( ),8、PH=10.02的有效数字是四位。（）,虹魔渴去蹿增寓衬希蹭砂搔狭拌观日逸西践败棚峪阮慑管握堆丢邓唬榴邢五章分析化学概论五章分析化学概论,23,9、凡是基准物质均可用直接法配制标准溶液。( ),10、偏差与误差一样有正、负之分，但平均偏差恒为正值。( ),二、选择题,1、误差的正确定义是（ C ） A.测定值与其算数平均值之差 B.含有误差之值与其真值之差 C.测定值与其真值之差 D.错误值与其真值之差,2、滴定分析中，一般利用指示剂颜色的突变来判断等量点的到达，在 指示剂变色时停止滴定，这一点称为（ C ） A.化学计量点 B.滴定分析 C.滴定终点 D.滴定误差,3、下列物质中不能作为基准物质的是（ B ） A.K2Cr2O7 B.NaOH C.Na2C2O4 D.Na2B4O710H2O,奥焙罕拆笆峨会曼袒内谣棵棉向庶封蹦崭下搂趋沛侥惺敖集酱生粥腺勘筏五章分析化学概论五章分析化学概论,24,4、属于随机误差的是（ B ） A.滴定终点与化学计量点不一致 B.把滴定管的读数22.45读成22.46 C.用纯度为98%的CaCO3标定EDTA标准溶液的浓度 D.称量时把1g砝码看成2g,5、可以减少分析测试中随机误差的措施是（ A ） A.增加平行测定次数 B.进行方法校正 C.进行空白试验 D.进行仪器校正,6、下列说法错误的是（ C ) A.方法误差属于系统误差 B.系统误差又称可测误差 C.系统误差服从正态分布 D.系统误差具有单向性,雇析未仿兴兵霓矮蚜颐圣绢妄华乞似托抿撒遂代紧躲量梳韦柬坎带堕炸嚣五章分析化学概论五章分析化学概论,25,7、在滴定分析中，将导致系统误差的是（ C ) A、试样未经充分混匀 B、滴定时有液滴溅出 C、称量时试样吸收了空气中水份 D、天平零点稍有变动,8、下面是某人的滴定管初读数，正确的是（ D ） A、0mL B、0.0mL C、0.000mL D、0.00mL,9、在定量分析中，精密度与准确度之间的关系是（ C ） A.精密度高，准确度必然高 B.准确度高，精密度也就高 C.精密度是保证准确度的前提 D.准确度是保证精密度的前提,10、从精密度好就可以断定分析结果可靠的前提是 （B) A.随机误差小 B.系统误差小 C.平均偏差小 D.标准偏差小,诬贰动螟失广掏剩批留齿厨到袜亡窑镀从纳缎佛靖七幂化裹甚熏乒羽理风五章分析化学概论五章分析化学概论,26,11、下列各数中有效数字位数为四位的是 （ D ） A.0.0001 B.C(H+)=0.0235molL-1 C.PH=4.462 D.CaO%=35.30,12、欲配制草酸钠溶液用以标定浓度约为0.04molL-1的KMnO4溶液，如要使标定 时两种溶液的体积相等，则所需配制草酸钠溶液的物质的量浓度为( A ) A.0.1molL-1 B.0.04molL-1 C.0.05molL-1 D. 0.06molL-1,5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2+ 8H2O,13、标定某溶液浓度(molL-1)三次平行测定结果分别0.1023，0.1020，0.1024, 欲使第四次测定结果不为Q法所舍弃(n=4，Q0.90=0.76)最低值应为( C ) A、0.1070 B、0.1020 C、0.1008 D、0.1004,反啪将墨嚣烁猴咎歇孔缩篮拧赘瓶趁售裁当及诗丰纲唁尤敖磊布瞎瘟捣铺五章分析化学概论五章分析化学概论,27,14、以EDTA滴定法测定石灰石中CaO（分子量为56.08）的含量，采用0.02molL-1 EDTA滴定。设试样中含CaO约50%，试样溶解后定容至250mL,移取25mL进行滴， 则试样称取量为（ C ） A.0.1g左右 B.0.20.4g左右 C.0.40.7g左右 D.1.22.4g左右,15、用c(NaOH)0.10molL-1NaOH溶液和c(1/5KMnO4)0.10molL-1的KMnO4 溶液分 别滴定相同质量的KHC2O4H2C2O42H2O则滴定消耗的两种溶液的体积关系是（ D ) A. VNaOH=VKMnO4 B. 5VNaON=VKMnO4 C. 3VNaOH=4VKMnO4 D. 4VNaOH=3VKMnO4,解：下面将KHC2O4H2C2O42H2O简写成 F,芽绒晓捷隙兆啼产逗经茧栅畦岂利鼻其洋撞挣衬某饰屁讽否疑鼎空常镣癸五章分析化学概论五章分析化学概论,28,三、填空题,1、正态分布规律反应了 随机 误差的分布特点。,2、根据反应类型的不同，滴定分析法可分为 酸碱滴定法 、沉淀滴定法 、 氧化还原滴定法 、配位滴定法,3、滴定分析中有不同的滴定方式，除了 直接滴定法 这种基本方式外，还有 返滴定法 、 置换滴定法 、 间接滴定法 等。,4、在滴定分析中，根据指示剂颜色的突变即停止滴定，此时称之为 滴定终点， 而标准溶液与被测物质刚好反应完全的这一点称为 化学计量点 ，由于二者 之间存在的差异所引起的误差称为 终点误差,5、标准溶液是指 已知其准确浓度的溶液 ； 基准物质是指 能直接用来配制标准溶液的物质,费剥映贮酵兵荤鲸肺寿喜努脐氖歹纶颠隘轮服掖钠糠污贰样熊病尊联搜沂五章分析化学概论五章分析化学概论,29,6、滴定管的读数误差为0.1mL，则在一次滴定中的测量误差为 0.2 mL， 要使滴定误差不大于0.1%，滴定剂的体积至少需要 20 mL。,7、平行四次测定某溶液的物质的量浓度，结果分别为（molL-1）：0.2041， 0.2049，0.2039，0.2043，其平均值为 0.2043 ，平均偏差为 0.0003 ， 标准偏差为 0.0004 ，相对标准偏差为 0.2% 。,8、下列情况属于系统误差还是随机误差： （1）天平称量时最后一位读数估计不准 随机误差 ； （2）终点与化学计量点不符合 系统误差 ； （3）砝码被腐蚀 系统误差 ； （4）试剂中有干扰离子 系统误差 ； （5）天平零点在称量时稍有变动 随机误差 。,吧羡偷融贿椭十涂绑躬惭醒娶分旦剂涧葵怜狱慷虱游斤冬稠鸿课群板饱么五章分析化学概论五章分析化学概论,30,9、将下列数据修约到4位有效数字。 （1）1.4634 1.463 （2）1.4636 1.464 （3）1.46351 1.464 （4）1.4645 1.464 （5）1.4635 1.464,10、计算式为 ，结果应报出几位有效 数字 三位 。,11、根据有效数字运算规则计算下列各式的结果 (1)124.4568.21.4250 = 134.1 (2)0.0252（4.1ll02）1.506（6.22105）= 2.5110-5,12、如果用台秤和分析天平分别称取分析纯NaCl35.8g和4.5162g，然后合并 在一起溶解，并稀释至1.000L，该溶液物质的量浓度为 0.690molL-1,厩关烷荫坠填亦涩柿馈滋池琐奖弹绽嗡瓮烘撑悍玄敝腮审册赏阁捷责菱田五章分析化学概论五章分析化学概论,31,四、计算题,1、某人用一个新的分析方法测定了一个标准样品，得到下列数据（%）： 80.00,80.15,80.16,80.18,80.20。求（1）检验是否有可疑值舍弃（置信度 P=95%);(2)计算测定结果的平均值、标准偏差、相对标准偏差；（3）置信 度为95%时平均值的置信区间。,解：（1）设80.00为可疑值,当n=5，p=95%时， Q(表）=0.73,所以，80.00在置信度为95%时为可疑值，应舍弃。,（2）,侥踩盈银孩舞狮奴黄藕锤嘶辊第逊终琵蔬么蔽艾儡淌父踌皮妒通穗二肮矗五章分析化学概论五章分析化学概论,32,（3）当n=4，P=95%时，校正系数t=3.18,2、将2.5000g分析纯CaCO3完全溶于45.56mLHCl标准溶液中，过量的HCl溶液用标准 NaOH溶液2.25mL滴定至终点。已知43.33mLNaOH标准溶液可以中和46.46mLHCl 标准溶液。试计算HCl溶液和NaOH溶液物质的量浓度各为多少？,渤贯荔权渐狐薛旗缩模锁咯关帚饱苗捌茄秆训吠爽疯管姑华通江挟令增奔五章分析化学概论五章分析化学概论,33,3、称取含有相等物质的量的Na2C2O4和KHC2O4混合物试样两份，其中一份在酸性介质中， 以0.02000molL-1KMnO4标准溶液滴定至终点时，消耗KMnO4溶液40.00mL，另一份 若以0.1000molL-1NaOH标准溶液滴定至终点时，需消耗NaOH标准溶液多少毫升？ M(NaC2O4)=134.00gmol-1，M(KHC2O4)=128.125gmol-1,解：因Na2C2O4和KHC2O4物质的量相等，即各物质的量均为n，有：,蒲稚氓遣布训购晕嚼绵文佐彩苔猖己僚七享侗潍彼宫右果弥撩挪蘑兢接揣五章分析化学概论五章分析化学概论,34,4、测定试样中铝含量时，称取试样0.2000g，溶解后加入0.05100molL-1EDTA标准溶液 30.00mL，当Al3+与EDTA配位完全后，过量的EDTA以0.05115molL-1标准锌溶液返滴 定，用去10.50mL，求试样中的质量分数（Al)和（Al2O3)。,解：,自像谭擞方暂皆贴撇歇逆学衙蛾莲讯做螺饯小基凯迈腰既茂挞品弯奥初厂五章分析化学概论五章分析化学概论,35,5、25.00mL的碘化钾溶液，用稀盐酸及10.00mL0.05000molL-1的KIO3标准溶液（过量） 加以处理，煮沸溶液以挥发产生的I2，冷却后加过量的KI使之与剩余的KIO3作用， 此时生成的I2需要0.1008molL-1硫代硫酸钠溶液21.14mL滴定至终点。试计算该碘化 钾溶液的物质的量浓度。,解： KIO3+5 KI+6HCl=6 KCl+3I2+3H2O,2S2O32- + I2 = 2I- + S4O62-,箩膳钵纫卷凶锯腮谋芒舍凝蓝盂彼阅丫书禾臃喧霄俘鹰处仰哩陵忿嘴饵明五章分析化学概论五章分析化学概论,