大學分析化學知識點總結(jié)[共38頁]
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1、 分析化學 第一章 緒論 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括分析化學的任務(wù)和作用;分析化學的發(fā)展;分析化學的方法分類(定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析和形態(tài)分析;無機分析和有機分析;化學分析和儀器分析;常量、半微量、微量和超微量分析;常量組分、微量組分和痕量組分分析);分析過程和步驟(明確任務(wù)、制訂計劃、取樣、試樣制備、分析測定、結(jié)果計算和表達);分析化學的學習方法。 【基本要求】 了解分析化學及其性質(zhì)和任務(wù)、發(fā)展趨勢以及在各領(lǐng)域尤其是藥學中的作用;分析方法的分類及分析過程和步驟。 第二章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理 【基本內(nèi)容
2、】 本章內(nèi)容包括與誤差有關(guān)的基本概念:準確度與誤差,精密度與偏差,系統(tǒng)誤差與偶然誤差;誤差的傳遞和提高分析結(jié)果準確度的方法;有效數(shù)字及其運算法則;基本統(tǒng)計概念:偶然誤差的正態(tài)分布和t分布,平均值的精密度和置信區(qū)間,顯著性檢驗(t檢驗和F檢驗),可疑數(shù)據(jù)的取舍;相關(guān)與回歸。 【基本要求】 掌握準確度與精密度的表示方法及二者之間的關(guān)系,誤差產(chǎn)生的原因及減免方法,有效數(shù)字的表示方法及運算法則;誤差傳遞及其對分析結(jié)果的影響。 熟悉偶然誤差的正態(tài)分布和t分布,置信區(qū)間的含義及表示方法,顯著性檢驗的目的和方法,可疑數(shù)據(jù)的取舍方法,分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理的基本步驟。 了解用相關(guān)與
3、回歸分析處理變量間的關(guān)系。 第三章 滴定分析法概論 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括滴定分析的基本概念和基本計算;滴定分析的特點,滴定曲線,指示劑,滴定誤差和林邦誤差計算公式,滴定分析中的化學計量關(guān)系,與標準溶液的濃度和滴定度有關(guān)的計算,待測物質(zhì)的質(zhì)量和質(zhì)量分數(shù)的計算;各種滴定方式及其適用條件;標準溶液和基準物質(zhì);水溶液中弱酸(堿)各型體的分布和分布系數(shù);配合物各型體的分布和分布系數(shù);化學平衡的處理方法:質(zhì)子平衡、質(zhì)量平衡和電荷平衡。 【基本要求】 掌握滴定反應(yīng)必須具備的條件;選擇指示劑的一般原則;標準溶液及其濃度表示方法;滴定分析法中的有關(guān)計算,包括標準溶液濃度的計算、物質(zhì)的
4、量濃度和滴定度的換算、試樣或基準物質(zhì)稱取量的計算、待測物質(zhì)質(zhì)量和質(zhì)量分數(shù)的計算;水溶液中弱酸(堿)和配合物各型體的分布和分布系數(shù)的含義及分布系數(shù)的計算;質(zhì)子平衡的含義及其平衡式的表達。 熟悉滴定分析中的常用術(shù)語:標準溶液,化學計量點,滴定終點,滴定誤差及林邦誤差公式,滴定突躍,突躍范圍,指示劑,指示劑的理論變色點和變色范圍;質(zhì)量平衡和電荷平衡及其平衡式的表達。 了解滴定分析的一般過程和滴定曲線、一般指示劑的變色原理和指示終點的原理;常用的滴定方式。 第四章 酸堿滴定法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括各種酸堿溶液pH值的計算;酸堿指示劑的變色原理和變色范圍及其影響因素,常
5、用酸堿指示劑及混合指示劑;強酸(堿)、一元弱酸(堿)、多元酸(堿)的滴定曲線特征,影響其滴定突躍范圍的因素及指示劑的選擇;一元弱酸(堿)、多元酸(堿)準確滴定可行性的判斷;強酸(堿)、一元弱酸(堿)滴定終點誤差的計算;酸堿標準溶液的配制與標定;非水溶液中酸堿滴定法基本原理:溶劑的分類,溶劑的性質(zhì)(離解性、酸堿性、極性、均化效應(yīng)和區(qū)分效應(yīng)),溶劑的選擇;非水溶液中酸的滴定和堿的滴定。 【基本要求】 掌握酸堿指示劑的變色原理、變色范圍、影響因素;各種類型酸堿滴定過程中尤其是化學計量點pH的計算,滴定突躍范圍,并據(jù)此選擇恰當?shù)闹甘緞?;各種類型酸、堿能否被準確滴定,多元酸、堿能否分步滴定的判
6、斷條件;酸堿滴定分析結(jié)果的有關(guān)計算和滴定誤差的計算;溶劑的酸堿性對溶質(zhì)酸堿強度的影響,溶劑的均化效應(yīng)和區(qū)分效應(yīng),非水酸堿滴定中溶劑的選擇,非水溶液中堿的滴定。 熟悉影響各類型滴定曲線的因素;幾種常用指示劑的變色范圍及終點變化情況。非水溶劑的離解性和極性(介電常數(shù))及其對溶質(zhì)的影響,非水酸堿滴定常用的標準溶液、基準物質(zhì)和指示劑。 了解酸堿標準溶液的配制與標定;非水滴定法的特點,非水溶劑的分類,非水溶液中酸的滴定。 第五章 配位滴定法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括配位平衡;EDTA配位化合物的特點,副反應(yīng)(酸效應(yīng)、共存離子效應(yīng)、配位效應(yīng))系數(shù)的含義及計算,穩(wěn)定常數(shù)及條件穩(wěn)
7、定常數(shù)的概念及計算;配位滴定曲線;金屬指示劑;配位滴定中標準溶液的配制和標定;配位滴定的終點誤差;配位滴定中酸度的選擇和控制,提高配位滴定的選擇性;配位滴定的各種方式。 【基本要求】 掌握EDTA配位化合物的特點,副反應(yīng)(酸效應(yīng)、共存離子效應(yīng)、配位效應(yīng))系數(shù)的意義及計算,穩(wěn)定常數(shù)及條件穩(wěn)定常數(shù)的概念及計算,化學計量點pM’的計算;金屬指示劑的作用原理及使用條件,變色點pMt的計算;終點誤差的計算,準確滴定的判斷式,控制滴定條件以提高配位滴定的選擇性。 熟悉影響滴定突躍范圍的因素,配位滴定中常用的標準溶液及其標定,常用的金屬指示劑。 了解配位滴定曲線,配位滴定的滴定方式
8、。 第六章 氧化還原滴定法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括氧化還原反應(yīng)及其特點;條件電位及其影響因素;氧化還原反應(yīng)進行程度的判斷;影響氧化還原反應(yīng)速度的因素;氧化還原滴定曲線及其特點、指示劑;滴定前的試樣預處理;碘量法、高錳酸鉀法、亞硝酸鈉法基本原理及測定條件、指示劑、標準溶液的配制與標定;溴酸鉀法、溴量法、重鉻酸鉀法、鈰量法和高碘酸鉀法的基本原理。 【基本要求】 掌握條件電位計算及其影響因素,氧化還原反應(yīng)進行的程度及用于滴定分析的要求;碘量法、高錳酸鉀法、亞硝酸鈉法的基本原理、測定條件、指示劑、標準溶液配制與標定。氧化還原滴定結(jié)果的計算。 熟悉影響氧化還原反應(yīng)速度的
9、因素,氧化還原滴定曲線及影響電位突躍范圍的因素,溴酸鉀法和溴量法、重鉻酸鉀法、鈰量法的基本反應(yīng)及測定條件。 了解滴定前的試樣預處理,高碘酸鉀法的基本反應(yīng)及測定條件。 第七章 沉淀滴定法和重量分析法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括銀量法的基本原理;三種確定滴定終點的方法,即鉻酸鉀指示劑法、鐵銨礬指示劑法和吸附指示劑法,每種方法的指示終點的原理、滴定條件和應(yīng)用范圍。重量分析法中的沉淀法,沉淀的形態(tài)和沉淀的形成;沉淀的完全程度及其影響因素,溶度積與溶解度,條件溶度積;影響沉淀溶解度的主要因素:同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、酸效應(yīng)和配位效應(yīng);影響沉淀純度的因素:共沉淀、后沉淀;沉淀條件的選擇:晶
10、形沉淀和無定形沉淀的條件選擇;沉淀的濾過、洗滌、干燥、灼燒和恒重;稱量形式和結(jié)果計算;揮發(fā)法,干燥失重。 【基本要求】 掌握銀量法中三種確定滴定終點方法的基本原理、滴定條件和應(yīng)用范圍;沉淀溶解度及其影響因素,沉淀的完全程度及其影響因素,溶度積與溶解度,條件溶度積及其計算;重量分析法結(jié)果的計算。 熟悉銀量法滴定曲線、標準溶液的配制和標定;沉淀重量分析法對沉淀形式和稱量形式的要求,晶形沉淀和無定形沉淀的沉淀條件。 了解沉淀的形態(tài)和形成過程,沉淀重量分析法的操作過程,揮發(fā)法,干燥失重。 第八章 電位法和永停滴定法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括電化學分析法及其分類;
11、化學電池的組成,相界電位,液接電位;指示電極及其分類,常見的參比電極;pH玻璃電極構(gòu)造、響應(yīng)機制、Nernst方程式和性能,測量溶液pH的原理和方法,復合pH電極;離子選擇電極基本結(jié)構(gòu)、Nernst方程式、選擇性系數(shù),電極分類及常見電極、測量方法及測量誤差;電化學生物傳感器與微電極技術(shù);電位滴定法的原理和特點,確定終點的方法;永停滴定法的原理、I-V滴定曲線。 【基本要求】 掌握電位法常用指示電極及參比電極的結(jié)構(gòu)、電極反應(yīng)、電極電位;pH玻璃電極構(gòu)造、響應(yīng)機制、Nernst方程式和性能;測定溶液pH的電極、測量原理、方法;電位滴定法的原理及確定終點的方法,永停滴定法的原理及滴定曲線;
12、本章有關(guān)計算。 熟悉化學電池組成及分類,離子選擇電極響應(yīng)機制、測量方法、測量誤差,離子選擇電極結(jié)構(gòu)、分類、常見電極。 了解電化學分析法及其分類,各種類型的電位滴定,電化學生物傳感器與微電極技術(shù)。 第九章 光譜分析法概論 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括電磁輻射及其與物質(zhì)的相互作用:電磁輻射的概念與特征,波長、波數(shù)、頻率和能量之間的關(guān)系及其計算,電磁波譜的分區(qū),電磁輻射與物質(zhì)作用的常用術(shù)語;光學分析法的分類:非光譜法和光譜法;原子光譜法和分子光譜法;吸收光譜法和發(fā)射光譜法;光譜分析儀器的主要部件;分光光度計中常用的光源、分光系統(tǒng)和檢測器;光譜分析法的發(fā)展概況。 【基本要求
13、】 掌握電磁輻射的能量、波長、波數(shù)、頻率之間的相互關(guān)系;光譜法的分類。 熟悉電磁波譜的分區(qū);分光光度計的主要部件及各類光源、單色器、檢測器。 了解光學分析法的分類,原子光譜法、分子光譜法、吸收光譜法和發(fā)射光譜法的起源;光譜分析法的發(fā)展。 第十章 紫外-可見分光光度法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括紫外-可見分光光度法的基本原理和概念:電子躍遷類型,紫外-可見吸收光譜法中的一些常用術(shù)語,吸收帶及其與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,影響吸收帶的因素,分光光度法的基本定律(朗伯-比爾定律),偏離比爾定律的兩大因素;紫外-可見分光光度計的主要部件,儀器類型及光學性能;紫外-可見分光光度
14、分析方法:定性鑒別,純度檢查,單組分定量及多組分定量(計算分光光度法),紫外吸收光譜法用于有機化合物分子結(jié)構(gòu)研究及比色法。 【基本要求】 掌握紫外-可見吸收光譜產(chǎn)生的原因及特征,電子躍遷類型、吸收帶的類型、特點及影響因素以及一些基本概念;Lambert-Beer定律的物理意義,成立條件,影響因素及有關(guān)計算;紫外-可見分光光度法單組分定量的各種方法,多組分定量的線性方程組法和雙波長法。 熟悉紫外-可見分光光度計的基本部件,工作原理及幾種光路類型;用紫外-可見分光光度法對化合物進行定性鑒別和純度檢查的方法;多組分定量的其他方法。 了解紫外光譜與有機物分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,比色法
15、的原理及應(yīng)用。 第十一章 熒光分析法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括熒光及其產(chǎn)生,激發(fā)光譜和發(fā)射光譜及其特征;熒光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,影響熒光強度的因素;熒光強度與物質(zhì)濃度的關(guān)系,定量分析方法;熒光分光光度計;其他熒光分析技術(shù)簡介。 【基本要求】 掌握分子熒光的發(fā)生過程,激發(fā)光譜和發(fā)射光譜,熒光光譜的特征,分子結(jié)構(gòu)與熒光的關(guān)系;影響熒光強度的因素,熒光定量分析方法。 熟悉分子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)的各種途徑,熒光壽命與熒光效率。 了解熒光分光光度計與其他熒光分析技術(shù)。 第十二章 紅外吸收光譜法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括紅外吸收光譜法的基本原理,即分子振動
16、能級和振動形式、紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件和吸收峰強度、吸收峰的位置、特征峰和相關(guān)峰;脂肪烴類、芳香烴類、醇、酚及醚類、含羰基化合物、含氮有機化合物等的典型光譜;紅外光譜儀的主要部件及性能;試樣的制備;紅外光譜解析方法及解析示例。 【基本要求】 掌握振動形式的書寫及讀音,基團振動形式的表述;紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件及吸收峰的強度;吸收峰位置的分布規(guī)律及影響峰位的因素;基頻峰和泛頻峰,特征峰和相關(guān)峰;常見有機化合物的典型光譜;紅外光譜的解析方法。 熟悉振動能級和振動頻率;振動自由度;紅外光譜儀的性能。 了解紅外光譜儀的主要部件及其工作原理;試樣的制備。 第十三章 原子吸收分
17、光光度法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括原子吸收分光光度法的基本原理:原子的量子能級,原子在各能級的分布;共振吸收線,譜線輪廓和譜線變寬的影響因素;原子吸收的測量:積分吸收法、峰值吸收法;原子吸收值與原子濃度的關(guān)系;原子吸收分光光度計的基本結(jié)構(gòu)及各部件的作用;原子吸收分光光度分析測定條件的選擇,干擾與抑制,靈敏度和檢出限;定量分析方法。 【基本要求】 掌握基本概念:共振吸收線、半寬度、原子吸收曲線、積分吸收、峰值吸收等;原子吸收值與原子濃度的關(guān)系及原子吸收光譜測定原理。 熟悉原子吸收分光光度法的特點;原子在各能級的分布;吸收線變寬的主要原因;原子吸收分光光度計的基本構(gòu)造
18、,定量分析的三種基本方法。 了解光譜項及能級圖;實驗條件的選擇,干擾與其消除方法。 第十四章 核磁共振波譜法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括核磁共振波譜法的基本原理:原子核的自旋,自旋能級分裂和共振吸收,自旋弛豫;化學位移:屏蔽效應(yīng),化學位移的表示,化學位移的影響因素,幾類質(zhì)子的化學位移;自旋偶合和自旋分裂,偶合常數(shù),磁等價,自旋系統(tǒng)的命名,一級和二級圖譜;氫譜的峰面積(積分高度)與基團氫核數(shù)目的關(guān)系;氫譜解析方法;碳譜和相關(guān)譜;核磁共振儀。 【基本要求】 掌握核自旋類型和核磁共振波譜法的原理;共振吸收條件,化學位移及其影響因素;自旋偶合和自旋分裂;廣義n+1規(guī)律;氫
19、譜的峰面積(積分高度)與基團氫核數(shù)目的關(guān)系;核磁共振氫譜一級圖譜的解析。 熟悉自旋系統(tǒng)及其命名原則,常見的質(zhì)子化學位移以及簡單的二級圖譜的解析。 了解碳譜及相關(guān)譜;核磁共振儀。 第十五章 質(zhì)譜法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括質(zhì)譜法的基本原理及特點;質(zhì)譜儀及其工作原理、主要部件和性能指標;質(zhì)譜中的主要離子:分子離子,碎片離子,同位素離子,亞穩(wěn)離子;陽離子裂解類型:單純開裂和重排開裂;質(zhì)譜分析法:分子式的測定,有機化合物的結(jié)構(gòu)鑒定;幾類有機化合物的質(zhì)譜及質(zhì)譜解析;綜合波譜解析。 【基本要求】 掌握質(zhì)譜法的基本原理,分子離子峰的判斷依據(jù),不同離子類型在結(jié)構(gòu)分析中的
20、作用,常見陽離子裂解類型及在結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用。 熟悉質(zhì)譜儀主要部件的工作原理,幾類有機化合物的質(zhì)譜及質(zhì)譜解析的一般步驟,綜合波譜解析方法及一般步驟。 第十六章 色譜分析法概論 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括色譜分析法及其分類和發(fā)展;色譜過程;色譜流出曲線和有關(guān)概念:保留值、峰高和峰面積、區(qū)域?qū)挾取⒎蛛x度;分配系數(shù)和保留因子,色譜分離的前提;色譜法的分類,各類色譜的分離機制;色譜基本理論:塔板理論,二項式分布和色譜流出曲線方程,速率理論,范第姆特方程及其各項的含義;色譜分析法的發(fā)展。 【基本要求】 掌握色譜法的有關(guān)概念和各種參數(shù)的計算公式,包括保留值:保留時間、保留體積
21、、調(diào)整保留時間及體積、死時間及死體積、保留指數(shù),區(qū)域?qū)挾龋簶藴什?、半峰寬和峰寬;分配系?shù)和保留因子的定義及二者之間的關(guān)系,保留時間與分配系數(shù)和保留因子的關(guān)系;色譜分離的前提;塔板理論,理論塔板高度和理論塔板數(shù);速率理論及影響柱效的各種動力學因素。 熟悉色譜過程;分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜和空間排阻色譜四類基本類型色譜的分離機制、固定相和流動相、影響組分保留行為的因素。 了解色譜法的分類及色譜法的發(fā)展。 第十七章 氣相色譜法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括氣相色譜法的特點;氣相色譜儀的組成及工作流程;氣液色譜固定液的分類:非極性、中等極性、極性以及氫鍵型固定液,固定
22、液的選擇;載體及其鈍化方法;氣固色譜用固定相,高分子多孔微球;氣相色譜流動相(載氣);檢測器及其性能指標,氫焰檢測器、熱導檢測器和電子捕獲檢測器及其檢測原理;氣相色譜速率理論;氣相色譜實驗條件的選擇;定性、定量分析方法:歸一化法、內(nèi)標法、外標法和內(nèi)標對比法;毛細管氣相色譜法的特點和實驗條件的選擇,毛細管氣相色譜系統(tǒng):分流進樣和柱后尾吹裝置。 【基本要求】 加深對色譜法的基本術(shù)語和基本公式的理解和掌握,并能靈活運用。掌握速率理論在氣相色譜法中的具體運用,范第姆特方程簡式,以及各項在氣相色譜法中含義;固定液的分類及選擇;分離方程式及分離條件的選擇;熱導檢測器,氫焰離子化檢測器;定量方法中
23、歸一化法和內(nèi)標法以及相對重量校正因子的計算。 熟悉范第姆特方程在填充柱和毛細管氣相色譜法詳細式及含義;氣相色譜儀的主要部件,柱溫的選擇,載氣及其選擇,檢測器的分類以及選擇,。 了解氣相色譜法的一般流程、分類與特點;高分子多孔微球,載體;毛細管氣相色譜法的特點、分類和操作條件;定性分析方法。 第十八章 高效液相色譜法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括高效液相色譜法的主要類型;化學鍵合相色譜法:正相、反相鍵合相色譜法和反相離子對色譜法;疏溶劑理論;其他高效液相色譜法:離子色譜法、手性色譜法、親合色譜法;化學鍵合相的種類、性質(zhì)和特點,溶劑強度和選擇性,流動相優(yōu)化方法簡介;高效液
24、相色譜中的速率理論;各類高效液相色譜分離條件的選擇;分離模式的選擇;高效液相色譜儀;定性和定量分析方法。 【基本要求】 掌握反相鍵合相色譜法的分離機制、保留行為的主要影響因素和分離條件選擇;化學鍵合相的性質(zhì)、特點和種類及使用注意事項;流動相對色譜分離的影響;HPLC中的速率理論及其對選擇實驗條件的指導作用;定量分析方法。 熟悉反相離子對色譜法和正相鍵合相色譜法及其分離條件的選擇;高效液相色譜儀的部件;紫外檢測器和熒光檢測器的檢測原理和適用范圍。 了解離子色譜法、手性色譜法和親合色譜法及其常用固定相;溶劑強度和選擇性,混合溶劑強度參數(shù)的計算和流動相優(yōu)化方法。 第十九章
25、 平面色譜法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括平面色譜參數(shù):比移值及其與保留因子的關(guān)系、相對比移值、分離度和分離數(shù);薄層色譜法及其主要類型;吸附薄層色譜中吸附劑和展開劑及其選擇;薄層色譜操作步驟,定性和定量分析;高效薄層色譜法;薄層掃描法;紙色譜法。 【基本要求】 掌握薄層色譜和紙色譜的原理,常用的固定相和流動相(展開劑);比移值與分配系數(shù)、保留因子的關(guān)系。吸附薄層色譜中吸附劑和展開劑的選擇;薄層色譜中薄層板的種類,顯色方法。 熟悉平面色譜法分類,面效參數(shù)與分離參數(shù),薄層色譜和紙色譜的操作方法,定性定量分析方法。 了解薄層掃描法,高效薄層色譜法。 第二十章 毛細
26、管電泳法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括毛細管電泳的基礎(chǔ)理論:電泳和電泳淌度,電滲和電滲淌度,表觀淌度,分離效率和譜帶展寬及主要影響因素,分離度;毛細管電泳的幾種主要操作模式:毛細管區(qū)帶電泳,膠束電動毛細管色譜,毛細管凝膠電泳,毛細管電色譜,非水毛細管電泳;毛細管電泳儀器的主要部件。 【基本要求】 掌握毛細管電泳分析的基本理論和基本術(shù)語,電泳和電泳淌度,電滲和電滲淌度,表觀淌度;毛細管電泳中幾種基本的分離模式:毛細管區(qū)帶電泳、膠束電動毛細管色譜、毛細管電色譜。 熟悉評價分離效果的參數(shù)及影響分離的主要因素,操作條件的選擇。 了解毛細管電泳儀器的主要組成。 第二十
27、一章 色譜聯(lián)用分析法 【基本內(nèi)容】 本章內(nèi)容包括氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的原理,儀器(接口、色譜系統(tǒng)、質(zhì)譜系統(tǒng));毛細管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用簡介;色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的主要掃描模式及所提供的信息,全掃描:總離子流色譜圖、質(zhì)量色譜圖、色譜-質(zhì)譜三維譜及質(zhì)譜圖,選擇離子監(jiān)測,選擇反應(yīng)監(jiān)測;色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析法的特點;氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用;高效液相色譜-核磁共振波譜聯(lián)用;全二維氣相色譜;高效液相色譜-高效液相色譜聯(lián)用;薄層色譜有關(guān)的聯(lián)用簡介。 【基本要求】 掌握色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的主要掃描模式及所提供的信息,全掃描、選擇離子監(jiān)測、選擇反應(yīng)監(jiān)測;高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用
28、的主要接口:電噴霧和大氣壓化學電離。 熟悉氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的接口技術(shù);全二維氣相色譜;高效液相色譜-高效液相色譜聯(lián)用。 了解色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析方法的特點;毛細管電泳-質(zhì)譜、高效液相色譜—核磁共振波譜聯(lián)用及薄層色譜有關(guān)的聯(lián)用技術(shù)。 章節(jié)小結(jié) 第2章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理 1.基本概念及術(shù)語 準確度:分析結(jié)果與真實值接近的程度,其大小可用誤差表示。 精密度:平行測量的各測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)和大小,重復測定時重復出現(xiàn)。包括方法
29、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,其大小和正負均不固定。 有效數(shù)字:是指在分析工作中實際上能測量到的數(shù)字。通常包括全部準確值和最末一位欠準值(有±1個單位的誤差)。 t分布:指少量測量數(shù)據(jù)平均值的概率誤差分布??刹捎胻分布對有限測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理。 置信水平與顯著性水平: 指在某一t值時,測定值x落在μ±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;測定值x落在μ±tS范圍之外的概率(1-P),稱為顯著性水平,用α表示。 置信區(qū)間與置信限:系指在一定的置信水平時,以測定結(jié)果x為中心,包括總體平均值μ
30、在內(nèi)的可信范圍,即 μ=x±uσ,式中uσ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: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。包括t檢驗和F檢驗。 2.重點和難點 ?。?)準確度與精密度的概念及相互關(guān)系 準確度與精密度具有不同的概念,當有真值(或標準值)作比較時,它們從不同側(cè)面反映了分析結(jié)果的可靠性。準確度表示測量結(jié)果的正確性,精密度表示測量結(jié)果的重復性或重現(xiàn)性。雖然精密度是保證準確度的先決條件,但高的精密度不一定能保證高的準確度,因為可能存在系統(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,因為它最接近于真值(
31、或標準值),在這種情況下,用于衡量精密度的偏差也反映了測量結(jié)果的準確程度。 ?。?)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,重復測定時重復出現(xiàn),可通過與經(jīng)典方法進行比較、校準儀器、作對照試驗、空白試驗及回收試驗等方法,檢查及減免系統(tǒng)誤差。偶然誤差是由某些偶然因素引起的,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)計規(guī)律,因此,適當?shù)卦黾悠叫袦y定次數(shù),取平均值表示測定結(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,平行測定次數(shù)越多,偶然
32、誤差就越小,其平均值越接近于真值(或標準值)。 ?。?)有效數(shù)字保留、修約及運算規(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)反映了測量的準確程度,絕不能隨意增加或減少。在計算一組準確度不等(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)字進行修約,再根據(jù)誤差傳遞規(guī)律進行有效數(shù)字的運算。幾個數(shù)據(jù)相加減時,和或差有效數(shù)字保留的位數(shù),應(yīng)以小數(shù)點后位數(shù)最少(絕對誤差最大)的數(shù)據(jù)為依據(jù);幾個數(shù)據(jù)相乘除時,積或商有效數(shù)字保留的位數(shù),應(yīng)以相對誤差最大(有效數(shù)字位數(shù)最少)的數(shù)據(jù)為準,即在運算過程中不應(yīng)改變測量的準確度。 ?。?)有限測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理與t
33、分布 通常分析無法得到總體平均值μ和總體標準差σ,僅能由有限測量數(shù)據(jù)的樣本平均值和樣本標準差S來估計測量數(shù)據(jù)的分散程度,即需要對有限測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理,再用統(tǒng)計量去推斷總體。由于和S均為隨機變量,因此這種估計必然會引進誤差。特別是當測量次數(shù)較少時,引入的誤差更大,為了補償這種誤差,可采用t分布(即少量數(shù)據(jù)平均值的概率誤差分布)對有限測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理。 (5)置信水平與置信區(qū)間的關(guān)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精度,實用價值不大。在相同的置信
34、水平下,適當增加測定次數(shù)n,可使置信區(qū)間顯著縮小,從而提高分析測定的準確度。 ?。?)顯著性檢驗及注意問題 t檢驗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,為準確度檢驗,包括樣本均值與真值(或標準值)間的t檢驗和兩個樣本均值間的t檢驗;F檢驗是通過比較兩組數(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。兩組數(shù)據(jù)的顯著性檢驗順序是,先由F檢驗確認兩組數(shù)據(jù)的精密度無顯著性差別后,再進行兩組數(shù)據(jù)的均值是否存在系統(tǒng)誤差的t檢驗,因為只有當兩組數(shù)據(jù)的精密度或偶然誤差接近時,進行準確度或系統(tǒng)誤差的檢驗才有意義,否則會得出錯誤判斷。 需要注意的是:①檢驗兩個分
35、析結(jié)果間是否存在著顯著性差異時,用雙側(cè)檢驗;若檢驗?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;②由于 t與F等的臨界值隨α的不同而不同,因此置信水平P或顯著性水平α的選擇必須適當,否則可能將存在顯著性差異的兩個分析結(jié)果判為無顯著性差異,或者相反。 ?。?)可疑數(shù)據(jù)取舍 在一組平行測量值中常常出現(xiàn)某一、兩個測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,還是偶然誤差波動性的極度表現(xiàn)?若為前者則應(yīng)當舍棄,而后者需用Q檢驗或G檢驗等統(tǒng)計檢驗方法,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。 ?。?)數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理的基本步驟 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處
36、理的基本步驟是,首先進行可疑數(shù)據(jù)的取舍(Q檢驗或G檢驗),而后進行精密度檢驗(F檢驗),最后進行準確度檢驗(t檢驗)。 (9)相關(guān)與回歸分析 相關(guān)分析就是考察x與y兩個變量間的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)r越接近于±1,二者的相關(guān)性越好,實驗誤差越小,測量的準確度越高。回歸分析就是要找出x與y兩個變量間的函數(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.基本計算 (1)絕對誤差:δ=x-μ ?。?)相對誤差:相對誤差=(δ/μ)×100% 或 相對誤差=(δ/x)×100% ?。?)絕對偏差:d = xi- (4)平均偏差: ?。?)相對平均偏差: ?。?
37、)標準偏差:或 ?。?)相對標準偏差: (8)樣本均值與標準值比較的t 檢驗: ?。?)兩組數(shù)據(jù)均值比較的t檢驗: ?。?0)兩組數(shù)據(jù)方差比較的F檢驗:(S1>S2) (11)可疑數(shù)據(jù)取舍的Q檢驗: ?。?2)可疑數(shù)據(jù)取舍的G檢驗: 第三章 滴定分析法概論 一、主要內(nèi)容 1.基本概念 化學計量點:滴定劑的量與被測物質(zhì)的量正好符合化學反應(yīng)式所表示的計量關(guān)系的一點。 滴定終點:滴定終止(指示劑改變顏色)的一點。 滴定誤差:滴定終點與化學計量點不完全一致所造成的相對誤差??捎昧职钫`差公式計算。 滴定曲線:描述滴定過程中溶液濃度或其相關(guān)參數(shù)隨
38、加入的滴定劑體積而變化的曲線。 滴定突躍和突躍范圍:在化學計量點前后±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計量點到達的試劑。一般有兩種不同顏色的存在型體。 指示劑的理論變色點:指示劑具有不同顏色的兩種型體濃度相等時,即[In]=[XIn]時,溶液呈兩型體的中間過渡顏色,這點為理論變色點。 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顏色時溶液參數(shù)變化的范圍。 標準溶液:濃度準確已知的試劑溶液。常用作滴定劑。 基準物質(zhì):可用于直接配制或標定標準溶液的物質(zhì)。 2
39、.基本理論 ?。?)溶液中各型體的分布:溶液中某型體的平衡濃度在溶質(zhì)總濃度中的分數(shù)稱為分布系數(shù)δi。 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。 能形成n級配合物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)計算:分母為1+β1[L]+ β2[L]2+……+βn[L]n,分子依次為其中相應(yīng)的各項。 (2)化學平衡處理方法:
40、①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的系數(shù)等于1摩爾該型體中含有該組分的摩爾數(shù)。 ?、陔姾善胶猓喝芤褐泻烧娰|(zhì)點所帶正電荷的總數(shù)等于荷負電質(zhì)點所帶負電荷的總數(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)的絕對值;中性分子不包括在電荷平衡方程中。 ?、圪|(zhì)子平衡:酸堿反應(yīng)達平衡時,酸失去的質(zhì)子數(shù)與堿得到的質(zhì)子數(shù)相等。 寫質(zhì)子條件式的要點是: a.從酸堿平衡體系中選取質(zhì)子參考水準(又稱零水準),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)子參考水準判
41、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,也不含有與質(zhì)子轉(zhuǎn)移無關(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出質(zhì)子條件式。 3.基本計算 ?。?)滴定分析的化學計量關(guān)系:tT + bB = cC + dD,nT/nB=t/b ?。?)標準溶液配制:cT = mT/( VT×MT) ?。?)標準溶液的標定: ?。▋煞N溶液) ?。˙為
42、固體基準物質(zhì)) (4)被測物質(zhì)質(zhì)量: ?。?)有關(guān)滴定度計算:TT/B=mB/VT (與物質(zhì)量濃度的關(guān)系) ?。?)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; ΔpX為終點pXep與計量點pXsp之差即ΔpX=pXep–pXsp; Kt為滴定反應(yīng)平衡常數(shù)即滴定常數(shù); c與計量點時滴定產(chǎn)物的總濃度csp有關(guān)。 二、重點和難點 (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)。在學習滴定分析各論之前,本章能起到提綱挈領(lǐng)的作用;在學習各論之后,它又是各章的總結(jié)。有關(guān)問題有待在其后各章的學
43、習中加深理解。 滴定曲線是以加入的滴定劑體積(或滴定百分數(shù))為橫坐標,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)為縱坐標繪制的曲線。滴定曲線一般可以分為三段,其中在化學計量點前后±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)曲線的縱坐標都是溶液中組分(被測組分或滴定劑)濃度的負對數(shù),但為了把氧化還原滴定(以溶液的電極電位為縱坐標)包括在內(nèi),因而選用某種“參數(shù)”為縱坐標。還
44、應(yīng)當指出,本章描述的只是滴定曲線的一種形式,即隨著標準溶液的加入,“參數(shù)”(如pH)升高。實際還有與此相反的滴定曲線,如以酸標準溶液滴定堿時,隨著酸的加入,溶液的pH值降低。 (二)滴定分析計算 滴定分析計算是本章的重點,本章學習的計算公式,可用于各種滴定分析法。 1.滴定分析計算的一般步驟 ?、僬_寫出滴定反應(yīng)及有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)方程式。②找出被滴定組分與滴定劑之間的化學計量關(guān)系(摩爾數(shù)比)。③根據(jù)計算關(guān)系和有關(guān)公式進行正確計算。 2.滴定分析計算應(yīng)注意的問題 ?。?)找準化學計量關(guān)系:反應(yīng)物之間的計量關(guān)系是滴定分析計算的基礎(chǔ)。對于比較簡單的一步反應(yīng),由反應(yīng)式即可看出
45、計量關(guān)系。對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)物間的計量關(guān)系,然后確定待分析組分與標準溶液間的計量關(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,因此計算時需將ml轉(zhuǎn)換成以L為單位,或?qū)? g轉(zhuǎn)換成以mg為單位。 (3)摩爾數(shù)比和物質(zhì)的量相等兩種方法的比較:因為物質(zhì)的量濃度與物質(zhì)的基本單元密切相關(guān),因此進行滴定分析計算時要特別注意物質(zhì)的基本單元。教材采用摩爾數(shù)比的計算方法,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
46、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)的方法進行計算,即計量點時兩反應(yīng)物的物質(zhì)的量相等,則需要注意,這時物質(zhì)的基本單元要根據(jù)具體化學反應(yīng)來決定,一般來說,在酸堿滴定中得失一個質(zhì)子的單元或氧化還原滴定中得失一個電子的單元為基本單元。 (三)分布系數(shù)和化學平衡 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[ ]表示。分布系數(shù)是溶液中某型體的平衡濃度在該溶質(zhì)總濃度中所占的分數(shù),又稱為分布分數(shù),即:δi=[i]/C
47、。 ?。?)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)。 ?。?)配位平衡中各型體(各級配合物)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)。對于某配合物,βi值是一定的,因此,δi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: [MLi]=δiCM 通過學習學生應(yīng)該能自己推導出其他體系(如弱堿溶液)中的各型體分布。學習分布系數(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)系數(shù)等)奠定基礎(chǔ)。 2.化學平衡 包括質(zhì)量平衡、電荷平衡和質(zhì)子平衡,其中質(zhì)子平衡是學習的重點,這為酸堿滴定中
48、溶液pH計算奠定基礎(chǔ)。 質(zhì)子平衡:當酸堿反應(yīng)達到平衡時,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)子條件式的要點是:①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(又稱零水準)。②找出得失質(zhì)子的產(chǎn)物及其得失質(zhì)子的物質(zhì)的量。③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 1.基本概念 ?。?)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。利用顏色互補原理,使終點顏色變化敏銳。 (2)滴定反應(yīng)常數(shù)(Kt):是滴定反應(yīng)平衡常數(shù)。強堿(酸)滴定強酸
49、(堿):Kt=1/Kw=1014;強堿(酸)滴定弱酸(堿):Kt=Ka(b) /Kw。Kt值越大,該滴定反應(yīng)越完全,滴定突躍越大。 ?。?)滴定曲線:以滴定過程中溶液pH值的變化對滴定體積(或滴定百分數(shù))作圖而得的曲線。 (4)滴定突躍:化學計量點附近(±0.1%)pH的突變。 ?。?)滴定誤差:滴定終點與化學計量點不一致引起的誤差,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。 ?。?)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:均化效應(yīng)是指當不同的酸或堿
50、在同一溶劑中顯示相同的酸堿強度水平;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弱酸(堿),當溶液的pH改變時,其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,引起顏色的變化而指示滴定終點。 酸堿指示劑的變色范圍:pH=pKHIn±1;理論變色點:pH=pKHIn ?。?)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。 ?。?)影響滴定突躍范圍的因素:①酸(堿)的濃度,ca(b)越
51、大,滴定突躍范圍越大。②強堿(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。 ?。?)酸堿滴定的可行性:強堿(酸)滴定一元弱酸(堿):ca(b)Ka(b)≥10-8,此酸、堿可被準確滴定。多元酸(堿):ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8,ca2(b2)Ka2(b2)≥10-8,則兩級離解的H+均可被滴定。若Ka1(b1)/Ka2(b2)>104,則可分步滴定,形成二個突躍。若Ka1(b1)/Ka2(b2)<104,則兩級離解的H+(OH-)被同時滴定,只出現(xiàn)一個滴定終點。若ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8,ca2(b2)Ka2(b2)<10-8,
52、則只能滴定第一級離解的H+(OH-)。 ?。?)溶質(zhì)在溶劑SH中的表觀酸(堿)常數(shù): 3.基本計算 (1)[H+]的計算:一元強酸(堿):若ca(b)≥20[OH-],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 cKa2≥20Kw,c≥20Ka1,用最簡式:。 弱酸弱堿鹽:若cKa'≥20Kw,c≥20Ka,用最簡式:。 緩沖溶液
53、:若ca>20[OH-]、cb>20[H+],用最簡式: ?。?)終點誤差:強堿滴定強酸的滴定誤差公式: 強酸滴定強堿的滴定誤差公式: 一元弱酸的滴定誤差公式: 一元弱堿的滴定誤差公式: (3)冰醋酸為溶劑的標準溶液的濃度校正: 第五章 配位滴定法 1.基本概念 穩(wěn)定常數(shù):為一定溫度時金屬離子與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。 逐級穩(wěn)定常數(shù)和累積穩(wěn)定常數(shù):逐級穩(wěn)定常數(shù)是指金屬離子與其它配位劑L逐級形成MLn型配位化合物的各級形成常數(shù)。將逐級穩(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
54、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)αY(H) 和共存離子效應(yīng)αY(N)系數(shù)。金屬離子的副反應(yīng)系數(shù)以αM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:一種能與金屬離子生成有色配合物的有機染料顯色劑,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
55、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,以致于在計量點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)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。 ?。?)準確滴定的條件:在配位滴定中,若化學計量點和指示劑的變色點ΔpM'=±0.2,將lgC×KMY'≥6 或 C×KMY'≥106作為能進行準確滴定
56、的條件,此時的終點誤差在0.1%左右。 ?。?)酸度的控制:在配位滴定中,由于酸度對金屬離子、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時的最高酸度;金屬離子水解最低酸度;指示劑所處的最佳酸度等。 ?。?)選擇滴定的條件:當有干擾離子N共存時,應(yīng)滿足ΔlgCK'=lgCMKMY'-lgCNKMY'≥5(TE%=0.3,混合離子選擇滴定允許的誤差可稍大)??刹捎每刂扑岫群褪褂醚诒蝿┑仁侄蝸韺崿F(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。 ?。?)配位滴定法能直接或間接測定大多數(shù)的金屬
57、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.基本計算 ?。?)條件穩(wěn)定常數(shù):lgKMY'=lgKMY-lgαM -lgαY+ lgαMY ?。?)滴定曲線上的pM': (3)化學計量點的pM':pM'=0.5×(pCMSP + lgKMY') ?。?)終點時的pM'(即指示劑的顏色轉(zhuǎn)變點,以pMt表示): pMt = lgKMIn - lgαIn(H) ?。?)Ringbom誤差公式: 第六章
58、氧化還原滴定法 1.基本概念 條件電位φθ'、自動催化反應(yīng)、自身指示劑、外指示劑。 2.基本理論 ?。?)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)。 ?。?)氧化還原反應(yīng)進行的程度:條件平衡常數(shù)K′越大,反應(yīng)向右進行得越完全。滿足lgK′≥3(n1+n2)或△φθ'≥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△φθ'大于0.3V~0.4V,均可滿足滴定分析的要求。 (3)氧化還原滴定曲線計算及影響滴定突躍范圍的因素:化學計量點前一般用被測物電對計算;化學計量點后利用滴定液電對計算;化學計量點時電位值計算公式:
59、 滴定突躍范圍及影響因素:△φθ'越大,突躍范圍較大。氧化還原滴定電位突躍范圍由下式計算: ?。?)碘量法: I2+2e=2I- φθ=0.5345V 直接碘量法以I2為標準溶液,在酸性、中性、弱堿性溶液中測定還原性物質(zhì),滴定前加入淀粉指示劑,以藍色出現(xiàn)為終點。 間接碘量法以Na2S2O3為標準溶液,在中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標準溶液反應(yīng)后剩余的,則稱剩余碘量法或回滴法。間接碘量法應(yīng)在近終點時加入淀粉指示劑,以藍色
60、褪去為終點。該法應(yīng)特別注意I2的揮發(fā)及I-的氧化。 掌握I2及Na2S2O3標準溶液配制、標定及相關(guān)計算。 ?。?)高錳酸鉀法: MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2O KMnO4為標準溶液,自身指示劑,宜在1mol/L~2mol/L的H2SO4酸性中測還原性物質(zhì)。掌握用草酸鈉作基準物標定KMnO4標準溶液的反應(yīng)、條件和注意事項。 (6)重氮化法: ArNH2+NaNO2+2HCl=[Ar-N+≡N]Cl-+NaCl+2H2O NaNO2為標準溶液,在1mol/L的HCl酸性溶液中,用快速滴定法測芳伯胺類化合物,外指示劑(KI-淀粉)法或永停滴定法
61、指示終點。 (7)了解溴酸鉀法、溴量法、重鉻酸鉀法、鈰量法、高碘酸鉀法的基本原理、測定條件和測定對象。 第七章 沉淀滴定法和重量分析法 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是沉淀滴定法和重量分析法準確定量測定的關(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標準溶液直接滴定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-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。
62、 應(yīng)注意以下幾點:(1)必須控制K2Cr2O4的濃度。實驗證明,K2Cr2O4濃度以5×10-3mol/L左右為宜。(2)適宜pH范圍是6.5~10.5。(3)含有能與CrO42-或Ag+發(fā)生反應(yīng)離子均干擾滴定,應(yīng)預先分離。(4)只能測Cl-、Br-和CN-,不能測定I-和SCN-。 鐵銨釩指示劑法是以KSCN或NH4SCN為滴定劑,終點形成紅色FeSCN2+指示終點的方法。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,直接測定Ag+。(2)返滴定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
63、標準溶液返滴定過量的AgNO3。用返滴定法測定Cl-時,為防止AgCl沉淀轉(zhuǎn)化,需在用NH4SCN標準溶液滴定前,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的銀量法。為了使終點顏色變化明顯,要注意以下幾點:(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)當避免強光照射。(4)膠體顆粒對指示劑的吸附能力應(yīng)略小于對被測離子的吸附能力。 莫爾法、佛爾哈德法和法揚司法的測定原理及應(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、佛爾哈德法和法揚司法的測定原理及應(yīng)用 莫爾法 佛爾哈
64、德法 法揚司法 指示劑 K2Cr2O4 Fe3+ 吸附指示劑 滴定劑 AgNO3 NH4SCN或KSCN Cl-或AgNO3 滴定反應(yīng) 2Ag++Cl-=AgCl SCN-+Ag+=AgSCN Cl-+Ag+=AgCl 終點指示反應(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=6.5~10.5 (2)5%K2CrO41ml (3)劇烈搖蕩 (4)除去干擾 (1)0.1~1mol/LHNO3介質(zhì) (2)測Cl
65、-時加入硝基苯或高濃度的Fe3+
(3)測I-時要先加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 66、I-、SCN-
Ag+
pH2~10(常用3~8)
甲基紫
SO42-、Ag+
Ba2+、Cl-
pH1.5~3.5
橙黃素Ⅳ
Cl-、I-混合液及生物堿鹽類
Ag+
微酸性
氨基苯磺酸
溴酚藍
二甲基二碘熒光黃
I-
Ag+
中性
(二)沉淀重量分析法
1.對沉淀形式和稱量形式的要求
對沉淀形式的要求:①沉淀完全且溶解度小;②沉淀的純度高;③沉淀便于洗滌和過濾;④易于轉(zhuǎn)化為稱量形式。
對稱量形式的要求:①化學組成確定;②化學性質(zhì)穩(wěn)定;③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,來不及排列成晶格,就會得到無定形沉淀;如果定向速度大于聚集速度,則構(gòu)晶離子在自己的晶格上有足夠的時間進行晶格排列,就會得到晶形沉淀。
3.沉淀的溶解度及其影響因素
沉淀的溶解損失是沉淀重量法誤差的重要來源之一。若沉淀溶解損失小于分析天平的稱量誤差,就
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