小结1.比较:G检验一一异常值的取舍(异常值的取舍)F检验一一检验方法的偶然误差(精密度显著性检验)t检验一一检验方法的系统误差(准确度或系统误差显著性检验)2.检验顺序:G检验→F检验 →t检验七、相关和回归相关系数r0.90<r<0.95,一条平滑的直线0.95<r<0.99,一条良好的直线r>0.99,线性关系良好第三章滴定分析法概论第一节滴定分析法和滴定方式一、概述1.滴定分析基本概念①滴定分析(titrametricanalysis)标准溶液、待测溶液、定量反应、计算结果容量分析法(Volumetricanalysis)→相对误差<0.2%②滴定分析具备条件a.定量完成b.迅速c.能确定终点d.指示剂③化学计量点(Stoichiometricpoint):化学反应按计量关系完全作用,即滴入溶液物质的量与待测定组分物质的量恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系。滴定终点:借助指示剂的变化判断反应完全的那一点③指示剂:反应前后颜色改变的试剂③滴定误差(TE)滴定过程中,指示剂颜色变化时即终止滴定,此时称为滴定终点。滴定终点与计量点愈吻合,分析结果愈准确。通常滴定终点和计量点不完全吻合,而造成分析误差2.滴定分析法分类按反应类型分为:酸碱、配位、氧化还原、沉淀滴定按滴定分析的方式分为:直接滴定:HC1滴NaOH返滴定:待测物和滴定剂的反应很慢或反应不能立即完成CaCO3+HC1(过量)→再用NaOH滴过量的HC1置换滴定:待测组分与标准溶液的反应没有确定的计量关系或伴有副反应KI+K2Cr207→I2,Na2S203滴定12间接滴定:不能与滴定剂直接反应的物质。Ca2+的测定,CaC204→H2C204,KMn04滴定H2C204再计算Ca2+含量3.指示剂的变色原理例如酸碱指示剂:是一类在特定pH范围内发生自身结构变化而显示不同颜色的有机化合物11
11 小结 1. 比较: G 检验——异常值的取舍(异常值的取舍) F 检验——检验方法的偶然误差(精密度显著性检验) t 检验——检验方法的系统误差(准确度或系统误差显著性检验) 2. 检验顺序: G 检验 → F 检验 → t 检验 七、相关和回归 相关系数 r 0.90<r<0.95,一条平滑的直线 0.95<r<0.99,一条良好的直线 r>0.99,线性关系良好 第三章 滴定分析法概论 第一节 滴定分析法和滴定方式 一、概述 1.滴定分析基本概念 ① 滴定分析(titrametric analysis) 标准溶液、待测溶液、定量反应、计算结果 容量分析法(Volumetric analysis)→ 相对误差<0.2% ②滴定分析具备条件 a.定量完成 b.迅速 c.能确定终点 d.指示剂 ③化学计量点(Stoichiometric point):化学反应按计量关系完全作用,即滴入溶液物质 的量与待测定组分物质的量恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系。 ④滴定终点:借助指示剂的变化判断反应完全的那一点 ⑤指示剂:反应前后颜色改变的试剂 ⑥滴定误差(TE) 滴定过程中,指示剂颜色变化时即终止滴定,此时称为滴定终点。滴定终点与计量点愈吻 合,分析结果愈准确。通常滴定终点和计量点不完全吻合,而造成分析误差 2.滴定分析法分类 按反应类型分为:酸碱、配位、氧化还原、沉淀滴定 按滴定分析的方式分为: 直接滴定:HCl 滴 NaOH 返滴定:待测物和滴定剂的反应很慢或反应不能立即完成 CaCO3+HCl(过量)→再用 NaOH 滴过量的 HCl 置换滴定:待测组分与标准溶液的反应没有确定的计量关系或伴有副反应 KI+K2Cr2O7→I2,Na2S2O3 滴定 I2 间接滴定:不能与滴定剂直接反应的物质。Ca2+的测定,CaC2O4→H2C2O4,KMnO4 滴定 H2C2O4 再计算 Ca2+含量 3. 指示剂的变色原理 例如酸碱指示剂 :是一类在特定 pH 范围内发生自身结构变化而显示不同颜色的有机化 合物
常用的酸碱指示剂:弱的有机酸如酚、石蕊等,弱的有机碱如甲基橙、甲基红等指示剂由一种型体变为另一种型体颜色的范围称为指示剂的变色范围。a.当[In-]/[HIn]=]时,溶液的颜色呈现指示剂的中间过渡颜色,该点称为指示剂的理论变色点(colorchangepoint)。酸式和碱式两种显色成分等量混合的中间混合色。b.[In-]/[HIn】≥10时,人只能察觉到In-的颜色。[In-]/[HIn]≤0.1时,人只能观察到HIn的颜色[In-]与[HIn]的比值,决定于溶液的pH值。因此,指示剂在溶液中显现的颜色是随着溶液pH值的变化而变化的。这就是酸碱指示剂的变色原理当溶液的pH值在pKHIn土1的范围内,人的视觉才能观察到指示剂在溶液中颜色的变化。因此,溶液的pH=pKHIn士1称为指示剂的理论变色范围(colorchangeinterval)。人的视觉对不同颜色的敏感程度不同。甲基橙的pKHIn=3.7,理论变色范围为pH2.7~4.7实际变色范围为pH3.1~4.44.滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定曲线:加入的酸或碱标准溶液的量与混合溶液的pH值的关系曲线以强酸与强碱的滴定为例0.1000mo1·L-1Na0H滴定0.1000mol·L-1HC120.00ml滴定过程中溶液pH值的变化滴定前:a.溶液的[H+]等于HC1的原始浓度[H+]=1.00X10-1 mo1 ·L-1pH=1.00b.滴定过程中:当滴入Na0H溶液18.00ml时:pH=2.28当滴入Na0H溶液19.98ml时:pH=4.30c.计量点时:pH=7.00d.计量点后:如当滴入NaOH溶液20.02m1时:pOH=4.30pH=9.70以加入的体积V为横坐标,pH为纵坐标作曲线,得滴定曲线加入Na0H溶液0.00--19.98ml溶液pH值1.00-4.30曲线前段较平坦。计量点pH=7.00,计量点前后Na0H体积变化0.04ml,溶液pH值从4.3猛增到9.7,突然改变了5.4个pH单位。滴定突跃(titrationjump),简称突跃指示剂的选择理想的指示剂应恰好在反应的计量点时变色选择指示剂的原则是:指示剂的变色范围在突跃范围内或至少占据突跃范围的一部分,第二节标准溶液一、基准物质(primarystandard substance):能用于直接配制准确浓度溶液的物质(又称一级标准物质)。标定(standardization):利用一级标准物质或已知准确浓度的溶液来确定标准溶液浓度的操作过程基准物质必须具备下列条件:1.物质的组成应与它的化学式完全符合,若有结晶水,结晶水的组成也必须与化学式相符合。12
12 常用的酸碱指示剂:弱的有机酸如酚酞、石蕊等,弱的有机碱如甲基橙、甲基红等 指示剂由一种型体变为另一种型体颜色的范围称为指示剂的变色范围。 a.当[In-]/[HIn]=1 时,溶液的颜色呈现指示剂的中间过渡颜色,该点称为指示剂的理论变 色点(color change point)。酸式和碱式两种显色成分等量混合的中间混合色。 b.[In-]/[HIn] ≥ l0 时,人 只能察觉到 In-的颜色。 [In-]/[HIn] ≤ 0.1 时,人 只能观察到 HIn 的颜色 [In-]与[HIn]的比值,决定于溶液的 pH 值。因此,指示剂在溶液中显现的颜色是随着溶 液 pH 值的变化而变化的。这就是酸碱指示剂的变色原理 当溶液的 pH 值在 pKHIn±1 的范围内,人的视觉才能观察到指示剂在溶液中颜色的变化。因 此,溶液的 pH=pKHIn±1 称为指示剂的理论变色范围(color change interval)。 人的视觉对不同颜色的敏感程度不同。 甲基橙的 pKHIn=3.7, 理论变色范围为 pH2.7~4.7 实际变色范围为 pH3.1~4.4 4.滴定曲线和指示剂的选择 酸碱滴定曲线:加入的酸或碱标准溶液的量与混合溶液的 pH 值的关系曲线 以强酸与强碱的滴定为例 0.1000mol·L-1NaOH 滴定 0.1000mol·L-1HCl 20.00ml 滴定过程中溶液 pH 值的变化 a.滴定前: 溶液的[H+]等于 HCl 的原始浓度 [H+]=1.00×l0-1 mol·L-1 pH=1.00 b.滴定过程中:当滴入 NaOH 溶液 18.00ml 时:pH=2.28 当滴入 NaOH 溶液 19.98ml 时:pH=4.30 c.计量点时:pH=7.00 d.计量点后:如当滴入 NaOH 溶液 20.02m1 时:pOH=4.30 pH=9.70 以加入的体积 V 为横坐标,pH 为纵坐标作曲线,得滴定曲线 加入 NaOH 溶液 0.00-19.98m1 溶液 pH 值 1.00-4.30 曲线前段较平坦。 计量点 pH=7.00,计量点前后 NaOH 体积变化 0.04m1,溶液 pH 值从 4.3 猛增到 9.7,突然改 变了 5.4 个 pH 单位。 滴定突跃(titration jump),简称突跃 指示剂的选择 理想的指示剂应恰好在反应的计量点时变色. 选择指示剂的原则是:指示剂的变色范围在突跃范围内或至少占据突跃范围的一部分 . 第二节 标准溶液 一、基准物质(primary standard substance): 能用于直接配制准确浓度溶液的物质(又 称一级标准物质)。 标定(standardization):利用一级标准物质或已知准确浓度的溶液来确定标准溶液浓度的 操作过程 基准物质必须具备下列条件: 1.物质的组成应与它的化学式完全符合,若有结晶水,结晶水的组成也必须与化学式相符合
2.物质纯度应很高(一般要求在99.9%以上),分析纯。3.物质应该很稳定,不易吸收空气中的水分和二氧化碳,也不易被空气氧化。4.物质参加反应时,应按化学反应式所表示的化学计量关系进行,没有副反应。5.较大的摩尔质量,减小称量的相对误差二、标准溶液浓度的表示方法1.物质的量浓度CB2.滴定度TT/B:指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量(gormg)TT/B=mB/VT第三节滴定分析中的计算一、滴定分析中的计量关系滴定剂T和分析物BtT+ bB= dD+ eE二、滴定分析的有关计算1.标准溶液浓度表示法(1)摩尔浓度:mo1/(2)滴定度:每毫升标准溶液所能滴定的被测物质的质量。T(Cr2072-/Fe203)=9.58×10-3g/ml。表示每mlK2Cr207溶液恰能与9.58×10一3gFe203反应2.标准溶液浓度的有关计算(1)直接配制法(2)标定法3.物质的量浓度与滴定度之间的计算4.待测物质质量mB和质量分数wB的计算设试样的质量为ms,则待测组分在试样中的质量分数wB为:wB=mB/ms5.计算实例p37【本讲课程的小结】讲述了t检验和F检验;滴定分析基本概念、滴定曲线、滴定突越、指示剂变色原理;基准物质条件、标准溶液的浓度表示,滴定分析计算专业词汇:significance testing(t-test and F-test)、titrimetric analysis、titration curve、indicator、titrationerror、standard solution预习内容:第三节滴定分析中的计算第四节滴定分析中的化学平衡【本讲课程的作业】13
13 2.物质纯度应很高(一般要求在 99.9﹪以上),分析纯。 3.物质应该很稳定,不易吸收空气中的水分和二氧化碳,也不易被空气氧化。 4.物质参加反应时,应按化学反应式所表示的化学计量关系进行,没有副反应。 5.较大的摩尔质量,减小称量的相对误差 二、标准溶液浓度的表示方法 1.物质的量浓度 CB 2.滴定度 TT/B:指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量(g or mg)TT/B=mB/VT 第三节滴定分析中的计算 一、滴定分析中的计量关系 滴定剂 T 和分析物 B tT + bB = dD + eE 二、滴定分析的有关计算 1. 标准溶液浓度表示法 (1)摩尔浓度:mol/l (2)滴定度:每毫升标准溶液所能滴定的被测物质的质量。T(Cr2O72-/Fe2O3)=9.58× 10-3g/ml。表示每 ml K2Cr2O7 溶液恰能与 9.58×10-3gFe2O3 反应 2.标准溶液浓度的有关计算 (1)直接配制法 (2)标定法 3.物质的量浓度与滴定度之间的计算 4. 待测物质质量 mB 和质量分数 wB 的计算 设试样的质量为 ms,则待测组分在试样中的质量分数 wB 为 : w B=mB/ms 5.计算实例 p37 【本讲课程的小结】 讲述了 t 检验和 F 检验;滴定分析基本概念、滴定曲线、滴定突越、指示剂变色原理;基准 物质条件、标准溶液的浓度表示,滴定分析计算 专业词汇: significance testing (t-test and F-test)、titrimetric analysis、titration curve、indicator、 titration error、standard solution 预习内容: 第三节 滴定分析中的计算 第四节 滴定分析中的化学平衡 【本讲课程的作业】