分析化學(xué)知識點(diǎn)歸納 第一章

第一章緒論

1、定義：分析化學(xué)是發(fā)展和應(yīng)用各種理論、方法、儀器和策略以獲取有關(guān)物質(zhì)在相對時空內(nèi)的組成和性質(zhì)的一門學(xué)科，又稱為分析科學(xué)2、分析化學(xué)的分類

⑴定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析

定性分析的任務(wù)是鑒定物質(zhì)有哪些元素、原子團(tuán)或化合物所組成；定量分析的任務(wù)是測定物質(zhì)中有關(guān)成分的含量；結(jié)構(gòu)分析的任務(wù)是研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)或綜合形態(tài)。

⑵化學(xué)分析和儀器分析

以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)及其劑量關(guān)系為基礎(chǔ)的分析方法稱為化學(xué)分析法。化學(xué)分析法是分析化學(xué)的基礎(chǔ)，又稱經(jīng)典分析法，主要有重量分析(稱重分析)法和滴定分析(容量分析)法等。主要用于高含量和中含量組分(又稱常量組分，即待測組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%以上)的測定。重量分析法的準(zhǔn)確度很高，但操作繁瑣，分析速度較慢。滴定分析法操作簡便，條件易于控制，省時快速且測定結(jié)果準(zhǔn)確度高(相對誤差約為0.2%)。

以物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法稱為物理分析法和物理化學(xué)分析法。這類方法是通過測定物質(zhì)的物理或物理化學(xué)參數(shù)來進(jìn)行的，需要較特殊的一起，通常稱為儀器分析。

化學(xué)分析和儀器分析互為補(bǔ)充且前者是后者的基礎(chǔ)之一。⑶有機(jī)分析和無機(jī)分析

有機(jī)分析的對象是有機(jī)物質(zhì)，無機(jī)分析的對象是無機(jī)物質(zhì)。⑷常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析分析方法常量分析半微量分析微量分析超微量分析常量組分微量組分痕量組分超痕量組分>1%0.01%-1%<0.01%約0.0001%試樣用量/mg>10010-1000.1-10<0.1試液體積/mL>101-100.01-1<0.013、分析結(jié)果的表示⑴待測組分的化學(xué)表示形式分析結(jié)果通常以待測組分的實(shí)際存在的含量表示，若待測組分的實(shí)際存在形式不清楚，分析結(jié)果最好以氧化物或元素形式的含量表示，電解質(zhì)溶液的分析結(jié)果常以所存在離子的含量表示。⑵待測組分含量表示方法①固體試樣

固體試樣的待測組分含量通常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。即以待測組分的質(zhì)量相當(dāng)于試樣總質(zhì)

量的百分率。若待測組分含量非常低，可采用gg,ngg,pgg來表示。②液體試樣

液體試樣中待測組分的含量常以以下方式表示

111a、物質(zhì)的量濃度表示待測組分的物質(zhì)的量除以試液的體積，常用單位molL

b、質(zhì)量摩爾濃度表示待測組分的物質(zhì)的量除以溶劑的質(zhì)量，常用單位molKg1c、質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示待測組分的質(zhì)量除以試液的質(zhì)量，量綱為1d、體積分?jǐn)?shù)表示待測組分的體積除以試液的體積，量綱為1

e、摩爾分?jǐn)?shù)表示待測組分的物質(zhì)的量除以試液的物質(zhì)的量，量綱為1

f、質(zhì)量濃度表示待測組分的質(zhì)量除以試液的體積，以

1mgL1,gL1,gmL,ngmL1,pgmL1等表示

1③氣體試樣中的常量或微量組分的含量常一體機(jī)分?jǐn)?shù)或質(zhì)量濃度表示。

4、滴定分析概述

⑴滴定分析法又稱容量分析法，是將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑即標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到被測物

質(zhì)的溶液中，或是將北側(cè)物質(zhì)的溶液滴加到標(biāo)準(zhǔn)溶液中，直到所加的試劑與被測物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)完為止。然后根據(jù)試劑溶液的濃度和用量，計(jì)算被測物質(zhì)的含量。通常將已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液稱為“標(biāo)準(zhǔn)溶液”，把滴定劑從滴定管滴加到被測物質(zhì)溶液中的過程叫“滴定”，加入的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)定量反應(yīng)完全時，反應(yīng)即達(dá)到了“化學(xué)計(jì)量點(diǎn)”(簡稱計(jì)量點(diǎn)，以sp表示)，一般依據(jù)指示劑變色來確定化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，在滴定中指示劑顏色改變的那一點(diǎn)稱為“滴定終點(diǎn)”(簡稱終點(diǎn)，以ep表示)。化學(xué)計(jì)量點(diǎn)與滴

定終點(diǎn)不一定恰好吻合，由此造成的分析誤差稱為“終點(diǎn)誤差”，以Et表示。⑵滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求

①反應(yīng)具有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，即反應(yīng)按一定的反應(yīng)方程式進(jìn)行②反應(yīng)必須定量的進(jìn)行

③反應(yīng)必須具有較快的速率。對于反應(yīng)速率較慢的反應(yīng)，有時可加熱或加入催化劑來

加速反應(yīng)的進(jìn)行。

④必須有適當(dāng)簡便的方法確定滴定終點(diǎn)。⑶滴定方式

①直接滴定法凡是能滿足上述要求的反應(yīng)，都可以用直接滴定法即用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接

滴定待測物質(zhì)。直接滴定法是滴定分析中最常用和最基本的方法。②返滴定法當(dāng)試液中的待測物質(zhì)與滴定劑反應(yīng)很慢(如Al3與EDTA反應(yīng))，或者用

滴定劑直接滴定固體試樣(如用HCl溶液滴定固體CaCO3)時,反應(yīng)不能立即完成，故不能用直接滴定法進(jìn)行滴定。此時可先準(zhǔn)確的加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使之與試劑

中的待測物質(zhì)或固體試樣進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，在用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液，這種方法稱為返滴定法。有時采用返滴定是因?yàn)槟承┓磻?yīng)沒有合適的指示劑(如用AgNO3滴定Cl)。

③置換滴定法當(dāng)待測組分所參與的反應(yīng)不按一定的反應(yīng)式進(jìn)行或伴有副反應(yīng)時，不

能采用直接滴定法�？上炔捎眠m當(dāng)?shù)脑噭┡c待測組分反應(yīng)，使其定量的轉(zhuǎn)化為另一

種物質(zhì)，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定這種物質(zhì)，這種方法稱為置換滴定法(如Na2S2O3滴定氧化劑的反應(yīng))。

④間接滴定法不能與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì)，有時可以通過另外的化學(xué)反應(yīng)，以

滴定法間接進(jìn)行滴定。

5、基準(zhǔn)物質(zhì)滴定分析中離不開標(biāo)準(zhǔn)溶液。能用于直接配置標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)定溶液準(zhǔn)確濃度的物質(zhì)稱為基準(zhǔn)物質(zhì)�；鶞�(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)符合下列要求：

⑴試劑的組成與化學(xué)式完全相符，若含結(jié)晶水，其結(jié)晶水的含量應(yīng)與化學(xué)式相符；⑵試劑的純度足夠高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)在99.9%以上)；

⑶性質(zhì)穩(wěn)定，不易與空氣中的O2及CO2反應(yīng)，也不易吸收空氣中的水分；

⑷試劑參加反應(yīng)時應(yīng)按反應(yīng)式定量進(jìn)行，沒有副反應(yīng)；⑸摩爾質(zhì)量足夠大。6、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

⑴直接法準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后配成一定體積的溶液，根據(jù)物質(zhì)質(zhì)量和溶液體積，即可計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。

⑵標(biāo)定法有很多物質(zhì)不能直接用來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，但可將其先配制成一種近似于所需濃度的溶液，然后用基準(zhǔn)物質(zhì)(或已經(jīng)用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定過放入標(biāo)準(zhǔn)溶液)來標(biāo)定它的準(zhǔn)確濃度。

7、滴定度是指每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量。

擴(kuò)展閱讀：分析化學(xué)課程知識點(diǎn)總結(jié)

第一章緒論

第一節(jié)分析化學(xué)及其任務(wù)和作用

定義：研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法及理論的科學(xué)，是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支，是一門實(shí)驗(yàn)性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科第二節(jié)分析方法的分類一、按任務(wù)分類

定性分析：鑒定物質(zhì)化學(xué)組成（化合物、元素、離子、基團(tuán)）定量分析：測定各組分相對含量或純度

結(jié)構(gòu)分析：確定物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)（價(jià)態(tài)、晶態(tài)、平面與立體結(jié)構(gòu)）二、按對象分類：無機(jī)分析，有機(jī)分析三、按測定原理分類（一）化學(xué)分析

定義：以化學(xué)反應(yīng)為為基礎(chǔ)的分析方法，稱為化學(xué)分析法.分類：定性分析

重量分析：用稱量方法求得生成物W重量定量分析滴定分析：從與組分反應(yīng)的試劑R的濃度和體積求得組分C的含量反應(yīng)式：mC+nR→CmRnXVW

特點(diǎn)：儀器簡單，結(jié)果準(zhǔn)確，靈敏度較低，分析速度較慢，適于常量組分分析（二）儀器分析：以物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的分析方法。儀器分析分類：電化學(xué)分析(電導(dǎo)分析、電位分析、庫倫分析等）、光學(xué)分析（紫外分光光度法、紅外分光光

度法、原子吸收分光光度核磁共振波譜分析等）、色譜分析（液相色譜、氣相色譜等）、質(zhì)譜分析、放射化學(xué)分析、流動注射分析、熱分析

特點(diǎn)：靈敏，快速，準(zhǔn)確，易于自動化，儀器復(fù)雜昂貴，適于微量、痕量組分分析四、按被測組分含量分類

-常量組分分析：>1%；微量組分分析：0.01%~1%；痕量組分分析；<0.01%五、按分析的取樣量分類

試樣重試液體積常量分析>0.1g>10ml半微量0.1～0.01g10～1ml微量10～0.1mg1～0.01ml超微量分析重復(fù)出現(xiàn)。包括方法誤差、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(fù)均不固定。

有效數(shù)字：是指在分析工作中實(shí)際上能測量到的數(shù)字。通常包括全部準(zhǔn)確值和最末一位欠準(zhǔn)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。F

2

檢驗(yàn)：比較兩組數(shù)據(jù)的方差（S），確定它們的精密度是否存在顯著性差異，用于判斷兩組數(shù)據(jù)間存在的偶然誤差是否顯著不同。(用來做什么？考點(diǎn))

檢驗(yàn)步驟：

S12計(jì)算兩組數(shù)據(jù)方差的比值F，F(xiàn)2(S1S2)查單側(cè)臨界臨界值F,f1,f2比較判斷:

S2a,f1,f兩組數(shù)據(jù)的精密度不存在顯著性差別，S1與S2相當(dāng)。FFa,f1,f2兩組數(shù)據(jù)的精密度存在著顯著性差別，S2明顯優(yōu)于S1。

（二）t檢驗(yàn)：將平均值與標(biāo)準(zhǔn)值或兩個平均值之間進(jìn)行比較，以確定它們的準(zhǔn)確度是否存在顯著性差異，用

來判斷分析方法或操作過程中是否存在較大的系統(tǒng)誤差。（用來做什么？考點(diǎn)）1.平均值與標(biāo)準(zhǔn)值（真值）比較檢驗(yàn)步驟：

FFa)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量t，t比較判斷:

xSnb）查雙側(cè)臨界臨界值tP,f

1)當(dāng)ttP,f時，說明平均值與標(biāo)準(zhǔn)值存在顯著性差異，分析方法或操作中有較大的系統(tǒng)誤差存在，準(zhǔn)確度不高；

2)當(dāng)t時，它們從不同側(cè)面反映了分析結(jié)果的可靠性。準(zhǔn)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(fù)性或重現(xiàn)性。雖然精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件，但高的精密度不一定能保證高的準(zhǔn)確度，因?yàn)榭赡艽嬖谙到y(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?yàn)樗�最接近于真值（或�?biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確程度。

（2）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(fù)測定時重復(fù)出現(xiàn)，可通過與經(jīng)典方法進(jìn)行比較、校準(zhǔn)儀器、作對照試驗(yàn)、空白試驗(yàn)及回收試驗(yàn)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(jì)規(guī)律，因此，適當(dāng)?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，偶然誤差就越小，其平均值越接近于真值（或標(biāo)準(zhǔn)值）。

（3）有效數(shù)字保留、修約及運(yùn)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(zhǔn)確程度，絕不能隨意增加或減少。在計(jì)算一組準(zhǔn)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(jìn)行修約，再根據(jù)誤差傳遞規(guī)律進(jìn)行有效數(shù)字的運(yùn)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(diǎn)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(zhǔn)，即在運(yùn)算過程中不應(yīng)改變測量的準(zhǔn)確度。有效數(shù)字

1.定義：為實(shí)際能測到的數(shù)字。有效數(shù)字的位數(shù)和分析過程所用的測量儀器的準(zhǔn)確度有關(guān)。有效數(shù)字＝準(zhǔn)確數(shù)字+最后一位欠準(zhǔn)的數(shù)（±1）

如滴定管讀數(shù)23.57ml，4位有效數(shù)字。稱量質(zhì)量為6.1498g，5位有效數(shù)字2.“0”的作用：作為有效數(shù)字使用或作為定位的標(biāo)志。

例：滴定管讀數(shù)為20.30毫升,有效數(shù)字位數(shù)是四位。表示為0.02030升，前兩個0是起定位作用的，不是有效數(shù)字，此數(shù)據(jù)仍是四位有效數(shù)字。3.規(guī)定

（1）改變單位并不改變有效數(shù)字的位數(shù)。20.30ml0.02030L（2）在整數(shù)末尾加0作定位時，要用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示。

33

例：3600→3.6×10兩位→3.60×10三位

（3）在分析化學(xué)計(jì)算中遇到倍數(shù)、分?jǐn)?shù)關(guān)系時，視為無限多位有效數(shù)字。（4）pH、pC、logK等對數(shù)值的有效數(shù)字位數(shù)由小數(shù)部分?jǐn)?shù)字的位數(shù)決定。

-12

[H+]=6.3×10[mol/L]→pH=11.20兩位

（5）首位為8或9的數(shù)字，有效數(shù)字可多計(jì)一位。例92.5可以認(rèn)為是4位有效數(shù)；有效數(shù)字的運(yùn)算法則

（一）加減法：以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)（即以絕對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)）例：50.1+1.45+0.5812=52.1δ±0.1±0.01±0.0001

（二）乘除法：以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)（即以相對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)）δ±0.0001±0.01±0.00001

例：0.0121×25.64×1.05782=0.328RE±0.8%±0.4%±0.009%

（三）乘方、開方：結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)不變6.54242.87.562.75（四）對數(shù)換算：結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)不變

-12

[H+]=6.3×10[mol/L]→pH=11.20兩位

（4）有限測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理與t分布通常分析無法得到總體平均值μ和總體標(biāo)準(zhǔn)差σ，僅能由有限測量數(shù)據(jù)的樣本平均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)差S來估計(jì)測量數(shù)據(jù)的分散程度，即需要對有限測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，再用統(tǒng)計(jì)量去推斷總體。由于和S均為隨機(jī)變量，因此這種估計(jì)必然會引進(jìn)誤差。特別是當(dāng)測量次數(shù)較少時，引入的誤差更大，為了補(bǔ)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(kuò)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(jì)精度，實(shí)用價(jià)值不大。在相同的置信水平下，適當(dāng)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(zhǔn)確度。

（6）顯著性檢驗(yàn)及注意問題t檢驗(yàn)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(zhǔn)確度檢驗(yàn)，包括樣本均值與真值（或標(biāo)準(zhǔn)值）間的t檢驗(yàn)和兩個樣本均值間的t檢驗(yàn)；F檢驗(yàn)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(yàn)。兩組數(shù)據(jù)的顯著性檢驗(yàn)順序是，先由F檢驗(yàn)確認(rèn)兩組數(shù)據(jù)的精密度無顯著性差別后，再進(jìn)行兩組數(shù)據(jù)的均值是否存在系統(tǒng)誤差的t檢驗(yàn)，因?yàn)橹挥挟?dāng)兩組數(shù)據(jù)的精密度或偶然誤差接近時，進(jìn)行準(zhǔn)確度或系統(tǒng)誤差的檢驗(yàn)才有意義，否則會得出錯誤判斷。需要注意的是：①檢驗(yàn)兩個分析結(jié)果間是否存在著顯著性差異時，用雙側(cè)檢驗(yàn)；若檢驗(yàn)?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(yàn)；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(dāng)，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。

（7）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(dāng)舍棄，而后者需用Q檢驗(yàn)或G檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)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。（8）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的基本步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的基本步驟是，首先進(jìn)行可疑數(shù)據(jù)的取舍（Q檢驗(yàn)或G檢驗(yàn)），而后進(jìn)行精密度檢驗(yàn)（F檢驗(yàn)），最后進(jìn)行準(zhǔn)確度檢驗(yàn)（t檢驗(yàn)）。

（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(shí)驗(yàn)誤差越小，測量的準(zhǔn)確度越高�；貧w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。

(10)誤差的傳遞：誤差的傳遞分為系統(tǒng)誤差的傳遞和偶然誤差的傳遞。.系統(tǒng)誤差的傳遞

①和、差的絕對誤差等于各測量值絕對誤差的和、差R=x+y-zδR=δx+δy-δz②積、商的相對誤差等于各測量值相對誤差的和、差

RxyzR=xy/z

.偶然誤差的傳遞Rxyz①和、差結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方，等于各測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方和。

222R=x+y-zSRSxSySz2②積、商結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方，等于各測量值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方和。

2222R=xy/zSRSxSySzyzRx.測量值的極值誤差

在分析化學(xué)中，若需要估計(jì)一下整個過程可能出現(xiàn)的最大誤差時，可用極值誤差來表示。它假設(shè)在最不利的情況下各種誤差都是最大的，而且是相互累積的，計(jì)算出結(jié)果的誤差當(dāng)然也是最大的，故稱極值誤差。(11)提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法1、系統(tǒng)誤差的判斷與評估

（1）對照試驗(yàn)：選用組成與試樣相近的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在相同條件下進(jìn)行測定，測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對照，判斷有無系統(tǒng)誤差，又可用此差值對測定結(jié)果進(jìn)行校正。

（2）回收試驗(yàn)：其結(jié)果用于系統(tǒng)誤差的評估，不能用于結(jié)果的校正。2、消除系統(tǒng)誤差的方法

（一）選擇恰當(dāng)?shù)姆治龇椒ǎ�消除方法誤差：不同方法，其靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度和選擇性是不相同的，應(yīng)根據(jù)待測組分的含量、性質(zhì)、試樣的組成及對準(zhǔn)確度的要求來選擇，還要考慮現(xiàn)有條件和分析成本。（二）校準(zhǔn)儀器，消除儀器誤差：對砝碼、移液管、酸度計(jì)等進(jìn)行校準(zhǔn)，消除儀器引起的系統(tǒng)誤差（三）采用不同方法,減小測量的相對誤差

（四）空白實(shí)驗(yàn)，消除試劑誤差：在不加試樣的情況下，按試樣分析步驟和條件進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果為空白值，從試樣測定結(jié)果中扣除即可以消除試劑、蒸餾水和容器引入的雜質(zhì)。

（五）遵守操作規(guī)章，消除操作誤差

3、減小偶然誤差的方法：增加平行測定次數(shù)，用平均值報(bào)告結(jié)果，一般測3～5次。

3．基本計(jì)算

（1）絕對誤差：δ＝x-μ

（2）相對誤差：相對誤差＝(δ/μ)×100%或相對誤差＝(δ/x)×100%（3）絕對偏差：d=xi－

（4）平均偏差：

（5）相對平均偏差：

（6）標(biāo)準(zhǔn)偏差：或

（7）相對標(biāo)準(zhǔn)偏差：

（8）樣本均值與標(biāo)準(zhǔn)值比較的t檢驗(yàn)：

（9）兩組數(shù)據(jù)均值比較的t檢驗(yàn)：

（10）兩組數(shù)據(jù)方差比較的F檢驗(yàn)：（S1>S2）

（11）可疑數(shù)據(jù)取舍的Q檢驗(yàn)：

（12）可疑數(shù)據(jù)取舍的G檢驗(yàn)：

離群值的檢驗(yàn)方法：

（1）Q檢驗(yàn)法：該方法計(jì)算簡單，但有時欠準(zhǔn)確。

設(shè)有n個數(shù)據(jù)，其遞增的順序?yàn)閤1,x2,,xn-1,xn，其中x1或xn可能為離群值。當(dāng)測量數(shù)據(jù)不多（n=3~10）時，其Q的定義為

X離群X相鄰Q具體檢驗(yàn)步驟是：

Xmax-Xmin1）將各數(shù)據(jù)按遞增順序排列；2）計(jì)算最大值與最小值之差；3）計(jì)算離群值與相鄰值之差；4）計(jì)算Q值；5）根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度，查表得到Q表值；6）若Q>Q表，則舍去可疑值，否則應(yīng)保

留。

該方法計(jì)算簡單，但有時欠準(zhǔn)確。

（2）G檢驗(yàn)法：該方法計(jì)算較復(fù)雜，但比較準(zhǔn)確。具體檢驗(yàn)步驟是：

x；2）計(jì)算離群值與平均值x之差的絕對值1）計(jì)算包括離群值在內(nèi)的測定平均值3）計(jì)算包括離群值在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)偏差S4）計(jì)算G值。X離群XG5）若G>Gα,n，則舍去可疑值，否則應(yīng)保留

S

第三章滴定分析法概論-章節(jié)小結(jié)

一、主要內(nèi)容

1．基本概念

化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：滴定劑的量與被測物質(zhì)的量正好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的計(jì)量關(guān)系的一點(diǎn)。滴定終點(diǎn)：滴定終止（指示劑改變顏色）的一點(diǎn)。

滴定誤差：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不完全一致所造成的相對誤差�？捎昧职钫`差公式計(jì)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(xué)計(jì)量點(diǎn)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(xué)計(jì)量點(diǎn)到達(dá)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(diǎn)：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(diǎn)為理論變色點(diǎn)。

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(biāo)準(zhǔn)溶液：濃度準(zhǔn)確已知的試劑溶液。常用作滴定劑。基準(zhǔn)物質(zhì)：可用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。

基準(zhǔn)物質(zhì)具備的條件：1.組成與化學(xué)式相符;2.具有較大的摩爾質(zhì)量;3.純度高;4.性質(zhì)穩(wěn)定常用的基準(zhǔn)物質(zhì)有Na2CO3、KHC8H4O4、Na2B4O710H2O,CaCO3、K2Cr2O7、H2C2O42H2O、NaCl、Zn等2．基本理論

（1）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?jǐn)?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分母為[H

+n

+n-1

+-HA

(n-1)

和A

n

。各型體的分布系數(shù)的計(jì)算：

]+[H]Ka1++[H]Ka1Ka2++Ka(n-1)+Ka1Ka2++Kan，而分子依次為其

中相應(yīng)的各項(xiàng)。

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(jì)算：

2n

分母為1+β1[L]+β2[L]++βn[L]，分子依次為其中相應(yīng)的各項(xiàng)。（2）化學(xué)平衡處理方法：

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)。②電荷平衡：溶液中荷正電質(zhì)點(diǎn)所帶正電荷的總數(shù)等于荷負(fù)電質(zhì)點(diǎn)所帶負(fù)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。

③質(zhì)子平衡：酸堿反應(yīng)達(dá)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(diǎn)是：

a．從酸堿平衡體系中選取質(zhì)子參考水準(zhǔn)（又稱零水準(zhǔn)），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(zhǔn)判斷得失質(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(zhǔn)，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(dǎo)出質(zhì)子條件式。

例：寫出Na(NH4)HPO4水溶液的質(zhì)子條件式

得質(zhì)子產(chǎn)物參考水準(zhǔn)失質(zhì)子產(chǎn)物

-H+

+

NH4→NH3

+H+

--H+H2PO4←3-2-+2H

HPO4→PO4H3PO4←+

++

+H-HHO(H)←HO→OH-

++32

HHPO2HPONHPOOH2434334

3．基本計(jì)算

（1）滴定分析的化學(xué)計(jì)量關(guān)系：tT+bB=cC+dD，nT/nB=t/b（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：cT=mT/(VT×MT)（3）標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定：

（兩種溶液）

（B為固體基準(zhǔn)物質(zhì)）

（4）被測物質(zhì)質(zhì)量：

（5）有關(guān)滴定度計(jì)算：TT/B＝mB/VT

（與物質(zhì)量濃度的關(guān)系）

（6）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(diǎn)pXep與計(jì)量點(diǎn)pXsp之差即ΔpX＝pXeppXsp；Kt為滴定反應(yīng)平衡常數(shù)即滴定常數(shù)；c與計(jì)量點(diǎn)時滴定產(chǎn)物的總濃度csp有關(guān)。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)（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(xué)習(xí)滴定分析各論之前，本章能起到提綱挈領(lǐng)的作用；在學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)中加深理解。滴定曲線是以加入的滴定劑體積（或滴定百分?jǐn)?shù)）為橫坐標(biāo)，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(biāo)繪制的曲線。滴定曲線一般可以分為三段，其中在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)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(zhǔn)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(biāo)都是溶液中組分（被測組分或滴定劑）濃度的負(fù)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(biāo)）包括在內(nèi)，因而選用某種“參數(shù)”為縱坐標(biāo)。還應(yīng)當(dāng)指出，本章描述的只是滴定曲線的一種形式，即隨著標(biāo)準(zhǔn)溶液的加入，“參數(shù)”（如pH）升高。實(shí)際還有與此相反的滴定曲線，如以酸標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算

滴定分析計(jì)算是本章的重點(diǎn)，本章學(xué)習(xí)的計(jì)算公式，可用于各種滴定分析法。1．滴定分析計(jì)算的一般步驟

①正確寫出滴定反應(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(xué)計(jì)量關(guān)系（摩爾數(shù)比）。③根據(jù)計(jì)算關(guān)系和有關(guān)公式進(jìn)行正確計(jì)算。2．滴定分析計(jì)算應(yīng)注意的問題（1）找準(zhǔn)化學(xué)計(jì)量關(guān)系：反應(yīng)物之間的計(jì)量關(guān)系是滴定分析計(jì)算的基礎(chǔ)。對于比較簡單的一步反應(yīng)，由反應(yīng)式即可看出計(jì)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(jì)量關(guān)系，然后確定待分析組分與標(biāo)準(zhǔn)溶液間的計(jì)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(jì)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?yàn)槲镔|(zhì)的量濃度與物質(zhì)的基本單元密切相關(guān)，因此進(jìn)行滴定分析計(jì)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(jì)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(jìn)行計(jì)算，即計(jì)量點(diǎn)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(xué)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(xué)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?jǐn)?shù)，又稱為分布分?jǐn)?shù)，即：δi＝[i]/C。

（1）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)。（2）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(xué)習(xí)學(xué)生應(yīng)該能自己推導(dǎo)出其他體系（如弱堿溶液）中的各型體分布。學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)習(xí)的重點(diǎn)，這為酸堿滴定中溶液pH計(jì)算奠定基礎(chǔ)。

質(zhì)子平衡：當(dāng)酸堿反應(yīng)達(dá)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(diǎn)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(zhǔn)（又稱零水準(zhǔn)）。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(zhǔn)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-章節(jié)小結(jié)

1．基本概念

（1）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(bǔ)原理，使終點(diǎn)顏色變化敏銳。

14

（2）滴定反應(yīng)常數(shù)（Kt）：是滴定反應(yīng)平衡常數(shù)。強(qiáng)堿（酸）滴定強(qiáng)酸（堿）：Kt＝1/Kw＝10；強(qiáng)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。

（3）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?jǐn)?shù)）作圖而得的曲線。（4）滴定突躍：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近（±0.1%）pH的突變。滴定突躍范圍是選擇指示劑的重要依據(jù)。酸堿指示劑的選擇原則：指示劑的變色范圍要全部或至少有一部分落在滴定突躍范圍內(nèi)。（5）滴定誤差：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)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。（7）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(dāng)不同的酸或堿在同一溶劑中顯示相同的酸堿強(qiáng)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(qiáng)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(jī)弱酸（堿），當(dāng)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(diǎn)。

酸堿指示劑的變色范圍：pH＝pKHIn±1；理論變色點(diǎn)：pH＝pKHIn

（2）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(diǎn)。（3）影響滴定突躍范圍的因素：①酸（堿）的濃度，ca(b)越大，滴定突躍范圍越大。②強(qiáng)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。

（4）酸堿滴定的可行性：強(qiáng)堿（酸）滴定一元弱酸（堿）：ca(b)Ka(b)10，此酸、堿可被準(zhǔn)確滴定。多元酸（堿）：ca1(b1)Ka1(b1)10，ca2(b2)Ka2(b2)10，則兩級離解的H均可被滴定。若Ka1(b1)/Ka2(b2)>10，則可分步滴定，形成二個突躍。若Ka1(b1)/Ka2(b2)

②滴定開始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前

VaVbCbVbHKCHAc,CCaVaCbVb,CHKaaHAcNaAcVbCVVVaVbNaAcab

當(dāng)Vb=19.98ml即相對誤差為－0.1％時，

19.98H1.810520.001.8108mol/L19.98pH7.75③化學(xué)計(jì)量點(diǎn)

KW1.010140.1000OHKCNaAc1.810525.3106mol/LapOH5.27,pH8.73

④化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后

由于過量NaOH的存在，抑制了Ac的水解，溶液的pH值僅由過量的NaOH的量和溶液體積來決定，其計(jì)算方法與強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸相同。

CVCVC(VbVa)OHbbaaVbVaVbVa

pOH4.30,pH9.70當(dāng)Vb=20.02ml即相對誤差為+0.1％時，

（三）多元酸堿的滴定1.多元酸的滴定

多元酸準(zhǔn)確（分步）滴定的條件：

①當(dāng)CaKai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cKa２20Kw，c20Ka1，用最簡式：弱酸弱堿鹽：若cKa"20Kw，c20Ka，用最簡式：

。

。。

緩沖溶液：若ca>20[OH]、cb>20[H]，用最簡式：（2）終點(diǎn)誤差：強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸的滴定誤差公式：-+

強(qiáng)酸滴定強(qiáng)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：第五章配位滴定法-章節(jié)小結(jié)

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)α

Y(H)

和共存離子效應(yīng)α

Y(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(jī)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">10。最高酸度：在配位滴定的條件下，溶液酸度的最高限度。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(jì)量點(diǎn)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。1.配位比簡單2.穩(wěn)定性高3.水溶性好4.大多無色

（2）準(zhǔn)確滴定的條件：在配位滴定中，若化學(xué)計(jì)量點(diǎn)和指示劑的變色點(diǎn)ΔpM"=±0.2，將lgC×KMY"6或

11

C×KMY"10作為能進(jìn)行準(zhǔn)確滴定的條件，此時的終點(diǎn)誤差在0.1%左右。

（3）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。

（4）選擇滴定的條件：當(dāng)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�(shí)現(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。

（6）配位滴定法能直接或間接測定大多數(shù)的金屬離子，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(jì)算

（1）條件穩(wěn)定常數(shù)：lgKMY"=lgKMY-lgαM-lgαY+lgαMY（2）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pM"：pM"=0.5×（pCMSP+lgKMY"）

（3）終點(diǎn)時的pM"（即指示劑的顏色轉(zhuǎn)變點(diǎn)，以pMt表示）：pMt=lgKMIn-lgαIn(H)

6

（4）Ringbom誤差公式：

第一節(jié)配位平衡

MY一、配合物的絕對穩(wěn)定常數(shù)（穩(wěn)定常數(shù)）和累積穩(wěn)定常數(shù)KMYMYM+Y=MY

K式中：MY為一定溫度時金屬EDTA配合物的穩(wěn)定常數(shù)，此值越大，配合物越穩(wěn)定；[M]為未參加配位反應(yīng)的金屬離子濃度；[MY]為生成的配合物濃度；[Y]為未參MYM+Y主反應(yīng)：加配位反應(yīng)的配位劑濃度。

--OHLH+OHH+N二、配位反應(yīng)的副反應(yīng)和副反應(yīng)副反應(yīng)：系數(shù)

M(OH)YMHYNYMOHHYML

M(OH)2?H2YML2

副反應(yīng)的發(fā)生程度以副反應(yīng)系數(shù)α加以描述。M(OH)nH6YMLn1.EDTA的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)混合配位效應(yīng)輔助配干擾離羥基配酸效應(yīng)位效應(yīng)子效應(yīng)位效應(yīng)（1）酸效應(yīng)與酸效應(yīng)系數(shù)

+4-由于H與Y的結(jié)合使主反應(yīng)的程度降低，這種現(xiàn)象稱為酸效應(yīng)。酸效應(yīng)的大小用酸效應(yīng)系數(shù)來衡量。Y(H)

[Y][Y4][HY3][H2Y2][H3Y][H4Y][H5Y][H6Y2]

Y(H)[Y][Y4][H][H]2[H]3[H]4[H]51Ka6Ka6Ka5Ka6Ka5Ka4Ka6Ka5Ka4Ka3Ka6Ka5Ka4Ka3Ka26[H]KKaKa1，酸效應(yīng)系數(shù)就越大，酸效應(yīng)就越強(qiáng)a6Ka5Ka4Ka3Y(H)12，酸度越高（PH越小）

（2）共存離子效應(yīng)和共存離子效應(yīng)系數(shù)

其它共存金屬離子N與Y配位使主反應(yīng)的程度降低，這種現(xiàn)象稱為共存離子效應(yīng)。共存離子效應(yīng)的大小用共存離子效應(yīng)系數(shù)來衡量。Y(N)Y"YNY1KN

Y(N)NYYY

αY（N）1，N的濃度越大、KNY越大，αY（N）就越大，共存離子效應(yīng)就越強(qiáng)。注：當(dāng)酸效應(yīng)和共存離子效應(yīng)同時發(fā)生時，EDTA總的副反應(yīng)系數(shù)是

[Y"][H6Y2][H5Y][Y4][NY]

Y[Y][Y4]YY(H)Y(N)1

[H6Y2][H5Y][Y4][NY][Y4][Y4]444[Y][Y][Y]

2.金屬離子的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)

其它配位劑L與M發(fā)生配位反應(yīng)，使主反應(yīng)的程度降低，這種現(xiàn)象稱配位效應(yīng)，其大小用配位效應(yīng)系數(shù)來衡量。M(L)M"MMLMLn1MLMLn

M(L)MMMM

2n11L2LnLM(L)1。平衡時，游離L的濃度越大、ML各級配合物的穩(wěn)定常數(shù)越大，αM（L）就越大，配位效應(yīng)就越強(qiáng)。

注：如果有P個配位劑與金屬離子發(fā)生副反應(yīng)，則M總的副反應(yīng)系數(shù)是

M"

M(1P)MM(L1)M(L2)

3.配合物MY的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)MY"MYMHYM(OH)YMYMY"MY總的副反應(yīng)系數(shù)為：

MY1MYMY""三、配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)KMY""MY

"""把MMM、YYY、MYMYMY代入上式，得MY"沒有副反應(yīng)時1,KMYKMYMYK"MYMYMYMYKMMYYMY1"有副反應(yīng)時，MY1,則KMYKMYMYMY

在一般情況下，MY的副反應(yīng)可以忽略，αY(H)=1，則

K""KMYKMYMYMYlgKMYlgKMYlgMlgYMYMY第二節(jié)基本原理一、滴定曲線

影響滴定突躍范圍的因素

"KMY①一定時，濃度越大，突躍范圍越大②濃度一定時，越大，突躍范圍越大。所有對

""KMYKMY產(chǎn)生影響的因素如酸效應(yīng)、配位效應(yīng)等，也會影響突躍

范圍的大小。

二、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pM`值的計(jì)算

pM1pcMsplgKMY2式中：cMsp表示化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時金屬離子的總濃度，若滴定劑與被滴定物濃度

12相等cMsp即為金屬離子原始濃度的

三、金屬指示劑（一）必備條件

1)指示劑與金屬離子形成的配合物與指示劑自身的顏色應(yīng)有顯著的區(qū)別2)顯色反應(yīng)必須靈敏、快速，并有良好的變色可逆性

2

3)配合物MIn的穩(wěn)定性適當(dāng)，要求KMYKMIn>104)金屬指示劑要控制pH，pH影響指示劑的形體從而直接影響它的顏色

（二）指示劑的封閉現(xiàn)象和僵化現(xiàn)象

1.封閉現(xiàn)象：滴定達(dá)到計(jì)量點(diǎn)后，過量的EDTA不能奪取MIn中的金屬離子，In無法釋放出來，因而在計(jì)量點(diǎn)

附近看不到溶液顏色的變化現(xiàn)象

產(chǎn)生封閉現(xiàn)象有兩種情況:

一種情況是由被測離子引起的，K如EBT與Fe、Al生成的配合物非常穩(wěn)定，置換反應(yīng)不能發(fā)生。MIn>KMY。

3+3+

在直接滴定這些離子時，不能使用EBT指示劑。

另一種情況是由共存金屬離子引起的，KMIn>KNY。如在pH=10時，以鉻黑T為指示劑滴定Ca、Mg總量時，

2+2+

若含有Fe、Al、Co、Ni、Cu會封閉EBT。解決的辦法是加入掩蔽劑，使干擾離子生成更穩(wěn)定的配合物，

3+2+2+2+

從而不再與指示劑作用�？杉尤�乙醇胺掩蔽Fe3+、Al，加KCN掩蔽Co、Ni、Cu。

2.僵化現(xiàn)象:有些金屬-指示劑配合物難溶于水，使得滴定劑與金屬-指示劑絡(luò)合物置換反應(yīng)緩慢，終點(diǎn)拖長，這種現(xiàn)象稱為指示劑的僵化。解決的辦法是加入有機(jī)溶劑或加熱，以增大其溶解度，加快反應(yīng)。

pMt的計(jì)算（三）指示劑顏色轉(zhuǎn)變點(diǎn)M+InMIn（計(jì)算）對于M與In的反應(yīng)，只考慮In的酸效應(yīng)，其它副反應(yīng)忽略H+MInKMIn平衡時K"MInHIn,H2In....MIn"MInMInIn(H)In(H)MInlgKlg"lgKMInpMlgMInIn(H)In"

當(dāng)MInIn"時,lgMIn0滴定達(dá)到了指示劑的變色點(diǎn)，這點(diǎn)的pM用pMt表示"In

"pMtlgKMInlgKMInlgIn(H)

pMeppMt滴定終點(diǎn)時（四）常用的金屬指示劑

第三節(jié)滴定條件的選擇一、配位滴定的終點(diǎn)誤差

pM"pM"Y"epM"ep1010TE100%TE100%"CMspCMspKMY

"sp"spKMY，CM和pM"，KMY大，CM大，TE%小；終點(diǎn)誤差取決于pM"大，TE%大3+3+2+2+2+

二、酸度的選擇和控制

1.單一金屬離子滴定的最高酸度"lgKMYlgKMYlgY(H)8

"我們把lgKMYlgKMYlgY(H)8時，溶液的pH值稱為單一金屬滴定的最高酸度（最低PH）。最高酸度可根據(jù)lgY(H)lgKMY8，先計(jì)算lgY(H)，再查表或酸效應(yīng)曲線即可求得對應(yīng)得PH2.單一金屬離子滴定的最低酸度

我們把金屬離子發(fā)生水解時溶液的pH值稱為單一金屬離子滴定的最低酸度（最高pH）。

由KspMOH得OHnKspM從pOHpH14可求得最低酸度

n注：最高酸度和最低酸度就構(gòu)成了單一金屬離子M滴定的適宜酸度范圍，滴定必須在該范圍內(nèi)進(jìn)行。3.單一金屬離子滴定的最佳酸度

我們選擇指示劑時希望pMt（即pMep）與pMsp盡可能接近，終點(diǎn)誤差最小，這時的酸度稱為最佳酸度。三、配位滴定的選擇性

（一）選擇性滴定M的條件

設(shè)溶液中有M和N兩種金屬離子共存，只考慮共存離子效應(yīng)，忽略其它副反應(yīng)，則計(jì)量點(diǎn)時

KKMYKMY"KMYMYspsp"1KNKCspY(N)NYNYN把△pH=0.2，TE0.3％代入林邦公式，得CMKMY105SP選擇性滴定M的條件是CMKMY105,即lgCKlgCSPKlgCSPK5MMYNNYSPCNKNY

（二）提高配位滴定選擇性的途徑

1.控制溶液酸度：當(dāng)△lgCK5時，可通過控制溶液的酸度，實(shí)現(xiàn)M的選擇性準(zhǔn)確滴定2.使用掩蔽劑

2+2+2+3+

①配位掩蔽法：例：EDTA→Ca，Mg，加入三乙醇胺掩蔽Fe和AL

2+2+

②沉淀掩蔽法：例：Ca，Mg時共存溶液，加入NaOH溶液，使pH>12，

2+2+

Mg→Mg(0H)2,從而消除Mg干擾

3+3+3+2+

③氧化還原掩蔽法：例：EDTA測Bi，F(xiàn)e等，加入抗壞血酸將Fe→Fe第四節(jié)應(yīng)用與示例一、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定

（一）EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定

EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.05mol/L)的配制：取EDTA二鈉鹽19g，溶于約300ml溫蒸餾水中，冷卻后稀釋至1L，搖

勻即得。

常用基準(zhǔn)物ZnO、Zn粒、CaCO3等標(biāo)定EDTA，用EBT或XO作指示劑。步驟：取于約800℃灼燒至恒重的基準(zhǔn)氧化鋅0.12g，精密稱定，加稀鹽酸3ml使溶解，加水25ml，加0.025%

甲基紅的乙醇溶液1滴，滴加氨試液至溶液顯微黃色，加水25ml與氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)10ml，再加鉻黑T指示劑少量，用本液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{(lán)色，并將滴定的結(jié)果用空白試驗(yàn)校正。（二）鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.05mol/L)的配制：

方法一：取硫酸鋅約15g，加稀鹽酸10ml與適量蒸餾水，稀釋到1L，搖勻即得。

方法二：取純鋅粒3.269g，加蒸餾水5ml及鹽酸10ml，置水浴上溫?zé)崾谷芙猓�俟冷，轉(zhuǎn)移至1L容量瓶中，加

水至刻度，即得。

用0.05mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定二、滴定方式1.直接滴定法

2+4-2-用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測金屬離子。例如MgSO4的含量測定：Mg+Y＝MgY

2.返滴定法：在試液中先加入已知量過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，用另一種金屬鹽類的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA返滴定法主要用于下列情況：

①缺乏符合要求的指示劑，或者被測離子對指示劑有封閉作用；②被測離子與EDTA的絡(luò)合速度很慢；

③被測離子發(fā)生水解等副反應(yīng)，影響測定。

3＋

例如Al的測定，由于存在下列問題，不宜采用直接滴定法。

3+3+

①Al對二甲酚授等指示劑有封閉作用。②Al與EDTA絡(luò)合緩慢，

3+

③在酸度不高時，Al水解生成一系列羥基配合物，

注：為了避免發(fā)生上述問題，可采用返滴定法。為此，可先加入一定量過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，在pH≈3.5

3+

時，煮沸溶液。由于此時酸度較大（pH<4.1）,故不會發(fā)生水解；又因EDTA過量較多，故能使Al與EDTA

2+

配位完全。反應(yīng)完全后，調(diào)節(jié)溶液pH至5～6（此時AlY穩(wěn)定．也不會重新水解），加入二甲酚橙，用Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行返滴定。

Al3Y4AlY和Y4Zn2ZnY2

3.置換滴定法：利用置換反應(yīng)，置換出等物質(zhì)的量的另一金屬離子，或置換出EDTA，然后滴定，這就是置換滴定法。置換滴定法的方式靈活多樣。（1）置換出金屬離子

被測離子M與EDTA反應(yīng)不完全或所形成的絡(luò)合物不穩(wěn)定�？勺孧置換出另一絡(luò)合物（如NL）中等物質(zhì)的量的N，用EDTA滴定N，即可求得M的含量。（2）置換出EDTA

將被測離子M與干擾離子全部用EDTA絡(luò)合，加入選擇性高的絡(luò)合劑L以奪取M，并釋放出EDTA，用金屬鹽類標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋放出來的EDTA，即可測得M的含量。4.間接滴定法：有些金屬離子和非金屬離子不與EDTA絡(luò)合或生成的絡(luò)合物不穩(wěn)定，這時可以采用間接滴定法。

（間接滴定法手續(xù)較煩瑣，引入誤差的機(jī)會較多，故不是一種理想的方法。）

第六章氧化還原滴定法-章節(jié)小結(jié)

1．基本概念條件電位φ"、自動催化反應(yīng)、自身指示劑、外指示劑。2．基本理論

（1）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)。

（2）氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度：條件平衡常數(shù)K′越大，反應(yīng)向右進(jìn)行得越完全。滿足lgK′3（n1+n2）

θθ

或△φ"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△φ"大于0.3V～0.4V，均可滿足滴定分析的要求。判斷反應(yīng)能否定量進(jìn)行

要使反應(yīng)定量進(jìn)行，反應(yīng)的完全程度應(yīng)達(dá)到99.9％以上。

n2Ox1n1Red2n1Ox2n2Red1

0.10.199.999.9

當(dāng)n1n2時，CRed1COx299.999.9"lgKlglg6COx1CRed20.10.1/

即lgK6時，反應(yīng)能定量進(jìn)行。當(dāng)n1n2且互質(zhì)時，n2n1CRe99.9n299.9n1d1COx2"lgKlgn2n1lg3(n1n2)n2n1COx1CRed20.10.1/

即lgK3（n1+n2）時，反應(yīng)能定量進(jìn)行。

/

對不同類型的氧化還原反應(yīng)，能定量進(jìn)行所要求的lgK是不相同的。

/量進(jìn)行。也可用0的大小判斷反應(yīng)能否定

θ

n1n21時，lgK6,P1,o0.35Vn11,n22時，lgK/9,P2,o0.27V16n1n22時，lgK/6,P2,o0.18Vn13,n22時，lgK/15,P6,o0.15V/0.059lgK/P/o////注：一般而言，不論什么類型的氧化還原反應(yīng)，只要△φ0.35V，都能定量進(jìn)行，可以滿足滴定分析的要

o’o’

求。若△φ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(dāng)避免強(qiáng)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(yáng)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(yáng)司法的測定原理及應(yīng)用

指示劑滴定劑莫爾法K2Cr2O4AgNO3+-佛爾哈德法FeNH4SCN或KSCNSCN+Ag=AgSCNSCN+Fe=FeSCN（紅色）-3+2+-+3+法揚(yáng)司法吸附指示劑Cl或AgNO3Cl+Ag=AgClAgClAg+FIn=AgClAgFIn（粉紅色）（1）pH與指示劑的Ka有關(guān)，使+-+--+-滴定反應(yīng)2Ag+Cl=AgCl終點(diǎn)指示2Ag+CrO4=Ag2Cr2O4（磚紅反應(yīng)色）+2-（1）pH=6.5～10.5滴定條件（2）5%K2CrO41ml（3）劇烈搖蕩（4）除去干擾（1）0.1～1mol/LHNO3介質(zhì)（2）測Cl時加入硝基苯或高濃度的Fe（3）測I時要先加AgNO3后加Fe-3+-3+其以FIn型體存在（2）加入糊精（3）避光（4）F指示劑成核。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(jìn)行晶格排列，就會得到晶形沉淀。沉淀的制備

1、沉淀形式和稱量形式

被測組分與試樣溶液分離時，生成沉淀的化學(xué)組成稱為沉淀形式；沉淀形式經(jīng)過處理，供最后稱量的物質(zhì)的化學(xué)組成稱為稱量形式。2．沉淀法對沉淀形式的要求

（1）溶解度�。ㄈ芙鈸p失不超過0.2mg）；（2）易過濾和洗滌（沉淀顆粒粗大，比較緊密）（3）純凈；（4）易轉(zhuǎn)化成稱量形式3．沉淀法對稱量形式的要求

（1）確定的化學(xué)組成（確定計(jì)量關(guān)系）；（2）較大的摩爾質(zhì)量（減小稱量的相對誤差）（3）性質(zhì)穩(wěn)定（不受空氣中的H2O、O2和CO2的影響）（三）沉淀的過濾、洗滌、烘干與灼燒1.過濾：將沉淀與母液中其它組分分離

濾器：玻璃砂芯坩堝、漏斗濾紙：無灰濾紙過濾方法:傾瀉法2.洗滌：洗去雜質(zhì)和母液選擇洗滌液原則：

溶解度小的晶形沉淀→蒸餾水

溶解度較大的晶形沉淀→沉淀劑稀溶液

易發(fā)生膠溶的無定形沉淀→易揮發(fā)性電解質(zhì)稀溶液，如稀HNO3、NH4Cl等洗滌方法：少量多次

3.干燥或灼燒：除去沉淀中吸留水分和其它揮發(fā)性物質(zhì)，將沉淀形式定量轉(zhuǎn)變?yōu)榉Q量形式

（干燥溫度一般在150度以下，烘箱中進(jìn)行；灼燒溫度一般在800度以上，馬弗爐中進(jìn)行，反復(fù)干燥或灼燒，直到恒重為止。）

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，就不影響測定的準(zhǔn)確度。實(shí)際上，相當(dāng)多的沉淀在純水中的溶解度都大于此值。但若控制好沉淀?xiàng)l件，就可以降低溶解損失，使其達(dá)到上述要求。為此，必須了解沉淀的溶解度及其影響因素。（1）沉淀的溶解度MA型難溶化合物的溶解度：

MmAn型難溶化合物的溶解度：

考慮難溶化合物MA或MmAn的構(gòu)晶離子M和A存在副反應(yīng)的情況，引入相應(yīng)的副反應(yīng)系數(shù)αM和αA。MA型難溶化合物的溶解度：

其中

?

MmAn型難溶化合物的溶解度：

其中

（2）影響沉淀溶解度的因素

①同離子效應(yīng)。當(dāng)沉淀反應(yīng)達(dá)到平衡后，增加某一構(gòu)晶離子的濃度使沉淀溶解度降低。在重量分析中，常加入過量的沉淀劑，利用同離子效應(yīng)使沉淀完全。

②酸效應(yīng)。當(dāng)沉淀反應(yīng)達(dá)到平衡后，增加溶液的酸度可使難溶鹽溶解度增大的現(xiàn)象。主要是對弱酸、多元

酸或難溶酸離解平衡的影響。

③配位效應(yīng)。溶液中存在能與構(gòu)晶離子生成可溶性配合物的配位劑，使沉淀的溶解度增大的現(xiàn)象。

④鹽效應(yīng)。是沉淀溶解度隨著溶液中的電解質(zhì)濃度的增大而增大的現(xiàn)象。此外，溫度、介質(zhì)、水解作用、膠溶作用、晶體結(jié)構(gòu)和顆粒大小等也對溶解度有影響。4．沉淀的玷污及其影響沉淀純度的因素

（1）沉淀的玷污①共沉淀，即當(dāng)沉淀從溶液中析出時，溶液中某些可溶性雜質(zhì)也夾雜在沉淀中沉下來，混雜于沉淀中的現(xiàn)象。共沉淀包括表面吸附，形成混晶或固溶體，包埋或吸留。②后沉淀，是在沉淀析出后，溶液中原來不能析出沉淀的組分，也在沉淀表面逐漸沉積出來的現(xiàn)象。

（2）影響沉淀純度的因素①與構(gòu)晶離子生成溶解度小、帶電荷多、濃度大、離子半徑相近的雜質(zhì)離子，容易產(chǎn)生吸附。②沉淀的總表面積越大，溫度越低，吸附雜質(zhì)量越多。③晶面缺陷和晶面生長的各向不均性等均可影響沉淀純度。

（3）提高沉淀純度的措施①用有效方法洗滌沉淀。②晶型沉淀可進(jìn)行陳化或重結(jié)晶。③加入配位劑。④改用其他沉淀劑。⑤如有后沉淀，可縮短沉淀和母液共置的時間。5．沉淀?xiàng)l件的選擇

（1）晶形沉淀的條件：在不斷攪拌下，緩慢地將沉淀劑滴加到稀且熱的被測組分溶液中，并進(jìn)行陳化。即：稀、熱、慢、攪、陳、均。

①在稀溶液中進(jìn)行，降低Q值，降低雜質(zhì)濃度②在熱溶液中進(jìn)行，增大溶解度，減少雜質(zhì)吸附③充分?jǐn)嚢柘侣�慢滴加沉淀劑，防止局部過飽和

④陳化：當(dāng)沉淀完全析出后，讓初生的沉淀與母液一起放置一段時間的這一過程（陳化時間：室溫下，幾小時到十幾小時。時間過長，后沉淀加重。）

（2）無定形沉淀的條件：在不斷攪拌下，快速將沉淀劑加到濃、熱且加有大量電解質(zhì)的被測組分溶液中，不需陳化。即：濃、熱、快、攪、加入電解質(zhì)、不陳化6．分析結(jié)果的計(jì)算

多數(shù)情況下需要將稱得的稱量形式的質(zhì)量換算成被測組分的質(zhì)量。被測組分的摩爾質(zhì)量與稱量形式的摩爾質(zhì)量之比是常數(shù)，稱為換算因數(shù)或重量分析因數(shù)，常以F表示。五、沉淀法中分析結(jié)果的計(jì)算1.稱量形式與被測組分形式一樣

2.稱量形式與被測組分形式不一樣稱量形式的質(zhì)量F被測組分%100%換算因數(shù)Fa被測組分的摩爾質(zhì)量試樣的質(zhì)量b稱量形式的摩爾質(zhì)量上式中a和b是為了使分子分母中所含待側(cè)組分的原子數(shù)或分子數(shù)相等而乘以的系數(shù)。

由稱得的稱量形式的質(zhì)量m，試樣的質(zhì)量ms及換算因數(shù)F，即可求得被測組分的百分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。換算因數(shù)的含義是：單位質(zhì)量的稱量形式相當(dāng)于多少質(zhì)量的被測組分。

第八章電位法和永停滴定法

電化學(xué)分析法分類：

電解法:電重量法、庫倫法、庫倫滴定法電導(dǎo)法:直接電導(dǎo)法、電導(dǎo)滴定法電位法:直接電位法、電位滴定法

伏安法:極譜法、溶出伏安法、電流滴定法（包括永停滴定法）第一節(jié)電位法的基本原理一、化學(xué)電池

1、化學(xué)電池的組成：由兩個電極插入適當(dāng)電解質(zhì)溶液中組成,可分為原電池和電解池。原電池:電極反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行并向外輸送電流，是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

電解池:電極反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，必須外加電壓方可進(jìn)行，是一種將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。例：銅-鋅原電池：

2+2+

原電池的表示：(-)ZnZn(1mol/L)‖Cu(1mol/L)Cu(+)電極反應(yīng)

2+

（-）Zn極Zn2eZn（氧化反應(yīng)）

2+

（+）Cu極Cu+2eCu（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)

2+2+

Zn+CuZn+Cu2.幾個基本概念

相界電位：

－＋

在兩個不同物相接觸的界面上，由于帶電質(zhì)點(diǎn)的遷移而形成雙電層，該雙電層間的電位

－＋

差稱為相界電位。

－＋

液接電位：

－＋

兩個組成或濃度不同的電解質(zhì)溶液相接觸的界面間，由帶電離子的擴(kuò)散遷移形成雙電層，該雙電層間電位差稱為液接電位

雙電層

可使用鹽橋，減小或消除液接電位。

二、指示電極和參比電極

（一）指示電極：電極電位隨電解質(zhì)溶液的濃度或活度變化而改變的電極

基本要求：①符合Nernst響應(yīng)；②響應(yīng)速度快、重現(xiàn)性好；③結(jié)構(gòu)簡單、耐用。指示電極的類型：

1.金屬基電極：以金屬為基體，基于電子的轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電極電位。（1）金屬-金屬離子電極（第一類電極）：

++

由金屬插在該金屬離子的溶液中組成；例：AgAgAg+e→Ag（2）金屬-金屬難溶鹽電極（第二類電極）：

由表面涂布同一種金屬難溶鹽的金屬插入該難溶鹽的溶液中組成

--例：AgAgCLClAgCl+e→Ag+Cl（3）pM汞電極（第三類電極）

金屬汞浸入含有少量Hg2+-EDTA配合物及被測金屬離子的溶液中所組成。

2-2-2+

例如，HgHgY,CaY,Ca

該電極體系涉及三步反應(yīng)：

2＋2+4-2-2＋4-2-①Hg＋2e=Hg,；②Hg+Y=HgY；③Ca＋Y=CaY

（4）惰性金屬電極（零類電極）

有惰性金屬插入到含有某氧化還原電對的溶液中組成

3+2+3+2+

例：PtFe，F(xiàn)eFe+e→Fe（5）膜電極（離子選擇性電極）

以固（液）體膜為傳感體，電極電位的產(chǎn)生是基于離子的交換和擴(kuò)散。由于膜電極對被測特定離子有很高的選擇性響應(yīng)，常稱為離子選擇性電極。

（二）參比電極：電極電位基本不變，不受溶液組成變化的影響

基本要求：①電極電位穩(wěn)定，可逆性好；②重現(xiàn)性好；③裝置簡單、耐用。常見的參比電極有：

1.標(biāo)準(zhǔn)氫電極（SHE）

+

電極組成PtＨ2(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，Ｈ（1mol／Ｌ）電極反應(yīng)2H＋+2e＝H2

2電極電位02.303RTaH2SHElgnFPH2

2、飽和甘汞電極（SCE）電極反應(yīng):Hg2Cl22e2Hg2Cl電極組成Hg，Hg2Cl2|KCl（sat.）o/Hg0.059lgCCl2Cl2

在一定溫度下，內(nèi)充KCl溶液濃度不變時，電極電位穩(wěn)定不變。25度時，SCE的電位是0.2412V。3、銀-氯化銀電極（SSE）

電極反應(yīng)AgCleAgCl電極組成Ag，AgCl|KCl（a）

o/AgCl/Ag0.059lgCCl在溫度為25度、內(nèi)充KCl濃度為0.1mol/L時，電位是0.288V.三、原電池電動勢的測量

單個電極的電位是無法測定的，必須將指示電極和參比電極插入試液中組成測量原電池，通過測量原電池的電動勢得到指示電極的相對電極電位。

電池電動勢（EMF或E）可表示為：EjIr2.303RTKlgCnF第二節(jié)直接電位法

一、溶液pH值的測定

目前最常用的指示電極是PH玻璃電極，參比電極為飽和甘汞電極（一）PH玻璃電極

1.電極構(gòu)造:球狀玻璃膜含Na2O、CaO和SiO2，厚度約0.1mm。這種膜主要是硅酸鈉晶格組成.2.響應(yīng)機(jī)理:

膜電位的產(chǎn)生過程：

－4

①干玻璃膜吸水形成水化膠層:玻璃膜內(nèi)、外表面與水溶液接觸時，吸水形成水化凝層（厚度約10mm），晶格

+

彭漲松動，有利于H的交換和擴(kuò)散。

②水化膠層中的Na與溶液中的H發(fā)生交換:HNaGlNaHGl平衡后，內(nèi)、外水化膠層中的H+

++

活度分別為a2/和a1/。

③水化膠層中的H+與溶液中的H+由于濃差發(fā)生擴(kuò)散

玻璃膜內(nèi)、外相界電位為：K2.303RTlga2和K2.303RTlga121外內(nèi)"FFa2a1"

//

式中：K1、K2分別是與玻璃膜內(nèi)、外表層材料結(jié)構(gòu)相關(guān)的常數(shù)。a1、a2分別為膜外表面和膜內(nèi)表面水凝膠層中++

H活度.a1、a2分別為膜外和膜內(nèi)溶液中H活度

"2.303RTa1a2

膜外－內(nèi)K1K2lg"Fa1a2

如果KK,a"a",則2.303RTlga1K/2.303RTlga(a2為定值）12121膜Fa2F

PH玻璃電極膜電位的產(chǎn)生在于H+的交換和擴(kuò)散。

2.303RT2.303RTKlgaKpH1玻內(nèi)參膜FF

2.303RT式中：K內(nèi)參lga2稱為電極常數(shù)。

F3.電極性能

（1）轉(zhuǎn)換系數(shù)：溶液pH變化一個單位引起玻璃電極點(diǎn)位的變化值稱為轉(zhuǎn)化系數(shù)（或電極斜率），用S表示。

（2）酸差和堿差SpH普通pH鈉玻璃電極，在pH1～9的范圍內(nèi)，φ與pH呈線性關(guān)系。當(dāng)溶液pH>9時，pH測

當(dāng)溶液pH<1時，pH測>pH真，產(chǎn)生正誤差，稱為酸差。（3）不對稱電位

當(dāng)a1=a2,膜電位應(yīng)為O，但實(shí)際仍有幾個至十幾個mv,這個電位稱為不對稱電位。這是因?yàn)橹圃旃に嚒�機(jī)械或化學(xué)腐蝕等原因，使玻璃電極內(nèi)、外膜并不完全相同，K1≠K2，//

a1≠a2。干玻璃電極的不對稱電位較大且不穩(wěn)定，使用前必須在水中充分浸泡（至少24小時）（二）測量原理和方法1.原理

+

（-）玻璃電極待測溶液（[H]xmol/L）‖飽和甘汞電極(+)

2.303RT2.303RT1.

ESCE玻SCE(KpH)K/pHFF2.方法ESK/2.303RTpHS(1)F

2.303RT/EKpHX(2)XFEXESEES（2）－（1）得pHXpHSpHSX(25oC)2.303RT/F0.0593.注意事項(xiàng)

（1）在玻璃電極的適用pH范圍內(nèi)測定

（2）定位緩沖液的pHS值應(yīng)與待測溶液的pHx值盡可能接近，相差不應(yīng)超過3個pH單位（3）標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液與待測溶液的溫度必須相同；（4）電極浸入溶液后需有足夠的平衡時間方可讀數(shù)（5）不宜在F－含量高的溶液測定（6）在pH精密測量中常采用兩點(diǎn)校正法

二、離子選擇電極(ISE)：ISE是一種對溶液中特定離子（陰、陽離子）有選擇性響應(yīng)能力的電極。

（一）離子選擇電極基本結(jié)構(gòu)及響應(yīng)機(jī)理

1.基本構(gòu)造：電極膜、電極管、支持體、內(nèi)參比電極和內(nèi)參比溶液(填空題)

2.響應(yīng)機(jī)理：電極膜浸入外部溶液時，膜內(nèi)外有選擇響應(yīng)的離子，通過交換和擴(kuò)散作用在膜兩側(cè)建立電位差，

達(dá)平衡后即形成穩(wěn)定的膜電位即電極電位。電極電位與響應(yīng)離子的活度關(guān)系符合Nernst方程式。

2.303RT2.303RTISEKlgaiK"lgCinFnF

有些離子選擇電極的電極電位不只是通過離子交換和擴(kuò)散作用建立的，還與離子締合、配位等作用有關(guān)。（二）離子選擇性電極的分類

均相膜電極（氟電極）

晶體膜電極基本電極離子選擇性電極

敏化電極非均相膜電極（碘電極）剛性基質(zhì)電極（玻璃電極）

非晶體膜電極流動載體電極（鈣電極）氣敏電極（氨氣敏電極）酶電極（尿素酶電極）

（三）離子選擇電極的性能

1.線性范圍和檢測下限

檢測下限：表明電極能夠檢測的待測離子的最低濃度，圖中所對應(yīng)的待測離子活度為電極的檢測下限。2.選擇性

離子選擇電極除對某特定A離子有響應(yīng)外，溶液中共存B離

2.303有貢獻(xiàn)。這時，電極電位可寫成RTnA/nB兩直線外推交點(diǎn)A

子對電極電位也

K

nAFlg[aAKA,BaB]

KA,B稱為電極的選擇性系數(shù)，其意義為：在相同的測定條件下，待測離子和干擾離子產(chǎn)生相同電位時待測離子

a的活度aA與干擾離子活度aB的比值:

選擇性系數(shù)KA，BnAAnBaB

可見：選擇性系數(shù)KA,B愈小，電極對A離子響應(yīng)的選擇性愈高，B離子的干擾作用愈小。3．響應(yīng)時間（或響應(yīng)速度）：響應(yīng)時間長短與電極有關(guān)，同時還與待測離子濃度有關(guān)。溶液濃度愈低，響應(yīng)時間愈長。攪拌可縮短響應(yīng)時間。

4．有效pH范圍：離子選擇電極存在一定的有效pH使用范圍，在超出該范圍外使用就會產(chǎn)生較大的測量誤差或者縮短電極的壽命。

三、定量分析的條件和方法（一）定量條件

常用的定量方法有直接比較法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法。前兩種方法都要在標(biāo)液和試液中加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑（TISAB）。TISAB中含有惰性電解質(zhì)、pH緩沖劑和配位劑。它有三方面的作用：

①使溶液的離子強(qiáng)度及活度系數(shù)相同②②控制溶液的pH值③③掩蔽干擾離子

例：典型組成(測F-)：

1mol/L的NaCl，使溶液保持較大穩(wěn)定的離子強(qiáng)度；0.25mol/LHAc＋0.75mol/LNaAc,使溶液pH在6左右；

3+3+

0.001mol/L的檸檬酸鈉,掩蔽Fe、Al等干擾離子。（二）定量方法

1.直接比較法（兩次測量法）：配制一個標(biāo)液和試樣溶液，加入TISAB，分別測量電動勢。

注意：①陽離子取負(fù)號，陰離子取正號。如果參比電極接負(fù)極，指示電極接正極，則符號相反。

②E與S的單位要一致

③優(yōu)先使用實(shí)際S，實(shí)際S未知時，使用理論S。

2.標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配制系列標(biāo)液和試樣溶液，加入TISAB，測定系列標(biāo)液的電動勢，繪制E~lgC曲線；在相同條

件下測定試樣溶液的電動勢，并從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求出待測離子濃度。

可通過線性回歸方程求出待測離子濃度。

3.標(biāo)準(zhǔn)加入法

先測定試樣溶液（CX，VX）的電動勢EX，再向試樣溶中加入小體積高濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液（CS>10CX，VS

注意：①△E>0②E與S的單位要一致③優(yōu)先使用實(shí)際S，實(shí)際S未知時，使用理論S。

該法不用繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，不加TISAB，操作簡便快速，準(zhǔn)確度較高。當(dāng)基體濃度較高且組成復(fù)雜時，可采用此法。四、測量誤差

電池電動勢的測量誤差（△E）導(dǎo)致試樣濃度相對誤差的大小為CnFECRT

注：在25℃時，若電池電動勢的測量誤差△E＝±0.001V，則一價(jià)離子有4%的誤差，二價(jià)離子有8%的誤差。

由此可見，測量結(jié)果的相對誤差隨離子價(jià)數(shù)n的升高而增大。故直接電位法多用于測定低價(jià)離子。

CnE%1003900nE第三節(jié)電位滴定法C8.314298.16一、原理與裝置

電位滴定法準(zhǔn)確度較高，易于自動化，不受樣品溶液有色或渾濁的影響，但操作和數(shù)據(jù)處理麻煩、費(fèi)時。除了定量分析外，還可用于某些常數(shù)的測

定。

二、終點(diǎn)確定方法

電位滴定時，應(yīng)邊滴定邊記錄加入滴定劑的體積和電位劑讀數(shù)E或pH，見典型的電位滴定數(shù)據(jù)。確定終點(diǎn)的方法有以下幾種：1．E~V曲線法

滴定終點(diǎn)：曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（拐點(diǎn)）對應(yīng)的體積特點(diǎn)：作圖簡便，但要求計(jì)量點(diǎn)處電位突躍明顯，否則誤差較大。

2．E/V~V曲線法

滴定終點(diǎn)：曲線的最高點(diǎn)所對應(yīng)的體積特點(diǎn)：作圖較麻煩，但準(zhǔn)確度較高

22

3．E/V~V曲線法

滴定終點(diǎn)：2E/V2＝0處對應(yīng)的體積特點(diǎn)：作圖麻煩，但準(zhǔn)確度高

二級微商為零對應(yīng)滴定終點(diǎn)，而在終點(diǎn)上下曲線近似為直線，因此，滴定終點(diǎn)的體積可通過內(nèi)插法計(jì)算得到。V11.30X11.35x11.350(400)11.3011.355600(400)

x11.34711.3522

△E/△V56000-400三、應(yīng)用：可用于酸堿、配位、氧化還原和沉淀滴定。電極的選擇

指示電極參比電極

酸堿滴定：玻璃電極SCE沉淀滴定：銀電極，雙液接SCE鹵素離子選擇性電極

氧化還原滴定：鉑電極SCE配位滴定：PM汞電極，SCE金屬離子選擇性電極

電位滴定法除了用于定量分析，還可以用來測量某些酸堿的解離常數(shù)、沉淀的溶度積和配合物的穩(wěn)定常數(shù)。第五節(jié)永停滴定法一、基本原理

（一）可逆電對與不可逆電對

可逆電對：一個微小的電流以相反的方向通過電極時，電極反應(yīng)為原來反應(yīng)的逆反應(yīng)；具有此性質(zhì)的電極稱為

2-可逆電極（或可逆電對）。如I/I

42-2-2-42-不可逆電對：像SO6/S2O3這樣的電對，因?yàn)樵谖⑿‰娏鳁l件下，只能在陽極發(fā)生S2O3被氧化成SO6，而陰

42-2-極不能同時發(fā)生SO6被還原成S2O3，其電極反應(yīng)是不可逆的，稱為不可逆電對。（二）滴定類型

1.滴定劑為可逆電對，被測物為不可逆電對

22例如，I2滴定Na2S2O3I22S2O32IS4O62.滴定劑為不可逆電對，被測物為可逆電對

22例如，Na2S2O3滴定I2I22S2O32IS4O63.滴定劑與被測物均為可逆電對

4++

例如，Ce滴定Fe2Ce4Fe2Ce3Fe3

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