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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上分析化學(xué)教案 2012.1教學(xué)計(jì)劃和課時(shí)分配第1章 緒論 2第2章 定量分析概論 3第3章 誤差與分析數(shù)據(jù)處理 5第4章 酸堿滴定法 8第5章 絡(luò)合滴定法 8第6章 氧化還原滴定法 5第7章 沉淀滴定法 1第8章 重量分析法 4第9章 吸光光度法 6第10章 分析化學(xué)中常用的分離和富集方法 6總計(jì) 48第 1 章 緒論 2要點(diǎn)目錄1. 分析化學(xué)的任務(wù)和作用2. 分析方法的分類3. 分析化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)4. 怎樣學(xué)好分析化學(xué)5. 分析化學(xué)參考文獻(xiàn)及參考書一、分析化學(xué)的任務(wù)和作用1.分析化學(xué) 分析化學(xué)是研究測(cè)定物質(zhì)組成的分析方法及其相關(guān)理論的科學(xué),或稱化學(xué)表征與測(cè)量的科學(xué).
2、近年又被稱為分析科學(xué).它是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支.2. 任務(wù) 鑒定物質(zhì)的化學(xué)成分 定性分析 測(cè)定各組分的含量 定量分析 確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析3. 作用 3. 1 國民經(jīng)濟(jì)建設(shè) 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)等方面起著重要作用.例如,工業(yè)方面,從工業(yè)原料選擇,工藝流程的控制直至成品質(zhì)量檢測(cè);農(nóng)業(yè)方面,從土壤成分,化肥,農(nóng)藥到作物生長過程的研究;環(huán)境的檢測(cè),水,土壤成分調(diào)查,農(nóng)藥,化肥,殘留物,作物的營養(yǎng)診斷等; 國防方面,從武器裝備的生產(chǎn)和研制,到刑事犯罪活動(dòng)的偵破; 資源等開發(fā)方面,從資源勘探、礦山開發(fā)到三廢處理和綜合利用,其它許多部門如,公安,考古,航天,醫(yī)藥,商品檢驗(yàn),食品,材料,能
3、源,環(huán)保等都離不開分析化學(xué).無一不依賴分析化學(xué)的配合.3.2 科學(xué)研究 分析化學(xué)是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ).它在化學(xué)學(xué)科本身的發(fā)展過程中曾經(jīng)起過而且繼續(xù)起著重要的作用.一些化學(xué)基本定律,原子論、分子論的創(chuàng)立,相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定,以及元素周期律的建立等等,都與分析化學(xué)的卓越貢獻(xiàn)分不開.在與化學(xué)有關(guān)的各科學(xué)領(lǐng)域中,如礦物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、天文學(xué)、考古學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)及生命科學(xué)等,分析化學(xué)都起著重要的作用.幾乎任何科學(xué)研究,只要涉及化學(xué)現(xiàn)象,都需要分析化學(xué)提供各種信息,以解決科學(xué)研究中的問題.因此,分析化學(xué)被稱為科學(xué)技術(shù)的“眼睛”.3.3 專業(yè)學(xué)習(xí) 分析化學(xué)是高等學(xué)校化學(xué)
4、專業(yè)基礎(chǔ)課程之一.通過學(xué)習(xí)此課程,學(xué)生可以掌握分析化學(xué)的基本原理和測(cè)定方法,準(zhǔn)確樹立量的概念,正確進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致地進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技能、技巧和創(chuàng)新能力.分析化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,在學(xué)習(xí)過程必須注意理論與實(shí)踐相結(jié)合,加強(qiáng)基本操作和技能的訓(xùn)練,提高分析問題和解決問題的能力,為將來的工作打下良好的基礎(chǔ).二、分析方法的分類根據(jù)分析任務(wù)、分析對(duì)象、測(cè)定原理、操作方法和具體要求的不同,分析方法可分為許多種類。1按目的和任務(wù)分:結(jié)構(gòu)分析 組成分析(定性分析、定量分析)2按研究對(duì)象分:無機(jī)分析、有機(jī)分析3按測(cè)定原理分: 化學(xué)分析法:滴定分析法(酸堿、絡(luò)合、
5、沉淀、氧化還原)重量分析法儀器分析法:光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法4按試樣用量分析方法試樣用量/g試液體積/mL常量分析半微量分析微量分析超微量分析 0.10.010.10.0010.01 101100.01110.011 0.010.00016. 按分析工作性質(zhì)分:仲裁分析、例行分析、在線分析等。在線分析是指在各種生產(chǎn)線上所進(jìn)行的自動(dòng)連續(xù)取樣分析。三、分析化學(xué)發(fā)展概況 分析化學(xué)有悠久的歷史,在科學(xué)史上,分析化學(xué)曾經(jīng)是研究化學(xué)的開路先鋒,它對(duì)元素的發(fā)現(xiàn)、原子量的測(cè)定,礦產(chǎn)資源的勘察利用等,都曾作出重要貢獻(xiàn)。進(jìn)入20世紀(jì),分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展經(jīng)歷了三次巨大的變革。第一次在本世紀(jì)初,由于物理
6、化學(xué)溶液理論的發(fā)展,為分析化學(xué)提供了理論基礎(chǔ),建立了溶液中四大平衡理論,使分析化學(xué)由一種技術(shù)發(fā)展為一門科學(xué)。 第二次變革發(fā)生在第二次世界大戰(zhàn)前后,物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展,促進(jìn)了各種儀器分析方法的發(fā)展,改變了經(jīng)典分折化學(xué)以化學(xué)分析為主的局面。自20世紀(jì)70年代以來,以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主要標(biāo)志的信息時(shí)代的到來,促使分析化學(xué)進(jìn)人第三次變革時(shí)期。由于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)發(fā)展的需要,基礎(chǔ)理論及測(cè)試手段的完善,現(xiàn)代分析化學(xué)完全可能為各種物質(zhì)提供組成、含量、結(jié)構(gòu)、分布、形態(tài)等等全面的信息,使得微區(qū)分析、薄層分析、無損分析、瞬時(shí)追蹤、在線監(jiān)測(cè)及過程控制等過去的難題都迎刃而解。分析化學(xué)廣泛吸取了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)
7、的最新成就,成長為一門建立在化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、精密儀器制造學(xué)等多門基礎(chǔ)上的綜合性的邊緣學(xué)科,使分析化學(xué)“走出了化學(xué),成為一門相對(duì)獨(dú)立的”分析科學(xué)。今后分析化學(xué)將主要在生物、環(huán)境、能源等前沿領(lǐng)域,繼續(xù)沿著高靈敏度(達(dá)原子級(jí)、分子級(jí)水平)、高選擇性(復(fù)雜體系)、快速、簡便、經(jīng)濟(jì)、分析儀器自動(dòng)化、數(shù)字化、計(jì)算機(jī)化和行星話的縱深方向發(fā)展,以解決更多、更新、更復(fù)雜的課題。儀器分析是方向,但化學(xué)分析仍是基礎(chǔ),它們之間是相輔相成的。四、怎樣學(xué)好分析化學(xué)內(nèi)容多而雜,知識(shí)點(diǎn)零亂,但還是有一定的規(guī)律.課時(shí)少,主要掌握三基(基本原理與計(jì)算,基本概念,基本操作),會(huì)舉一反三.關(guān)鍵是掌握獲取知識(shí)的方法和思
8、維,達(dá)到具有潛在的發(fā)展能力(繼續(xù)學(xué)習(xí)、表達(dá)和應(yīng)用知識(shí)的能力,創(chuàng)新能力等).注意課堂教學(xué)不是唯一的形式,要結(jié)合課前后的自學(xué)消化,多做練習(xí)題,實(shí)驗(yàn)操作等,真正做到理解,弄懂,切忌死記硬背.課堂上要認(rèn)真聽課,建議做好課堂綱要筆記,課后要獨(dú)立完成作業(yè)(準(zhǔn)備2個(gè)練習(xí)本),可以合理有效的利用參考書.不可過分依賴習(xí)題解,更不能抄襲別人的作業(yè).輔導(dǎo)課采取講課和輔導(dǎo)答疑相結(jié)合的形式.五、分析化學(xué)參考文獻(xiàn)及參考書1.雜志 分析化學(xué),中國化學(xué)會(huì)辦 分析試驗(yàn)室,中國有色金屬學(xué)會(huì)辦 分析科學(xué)學(xué)報(bào),武漢大學(xué)等辦 分析測(cè)試學(xué)報(bào),中國分析測(cè)試學(xué)會(huì)辦 Analytical Cheistru (分析化學(xué))(美) The Anal
9、yst(化驗(yàn)師)(英) Talanta(塔蘭塔) 分析化學(xué)(日) Analytica Chimica Acta (分析化學(xué)學(xué)報(bào))(荷) Analytical Abstracts(分析文摘) (英) CA(化學(xué)文摘) (美)2.主要參考書 武大主編. 分析化學(xué)(五版); (綜合) 趙中一等編。分析化學(xué)輔導(dǎo)與習(xí)題詳解(第二版)與武大五版上冊(cè)配套,包括知識(shí)要點(diǎn),基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試題及答案,思考題和習(xí)題解答。2011.1華中科技大學(xué)出版。原價(jià)19.00元,卓越網(wǎng)14.00左右。同步學(xué)習(xí)及考研復(fù)習(xí)推薦 主編。分析化學(xué)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解(上冊(cè))與武大五版上冊(cè)配套,2011.8,中國水利水電出版,原價(jià)22.80,
10、同步學(xué)習(xí)及考研復(fù)習(xí)推薦。 樊行雪等編。分析化學(xué)學(xué)習(xí)與考研指津(第二版)2010.3華東理工大學(xué)出版。原價(jià)38.00元。考研復(fù)習(xí)推薦。第2章 定量分析化學(xué)概論 3要點(diǎn)目錄1. 定量分析過程2. 滴定分析法概述3. 基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液4. 滴定分析的計(jì)算一、定量分析過程 定量分析的任務(wù)是測(cè)定試樣中一種或幾種組分的含量.要完成一項(xiàng)定量分析工作,通常包括以下幾個(gè)步驟.1.取樣 根據(jù)分析對(duì)象是氣體、液體或固體,采用不同的取樣方法.在取樣過程中,關(guān)鍵是要使分析試樣具有代表性,否則分析工作將毫無意義,甚至可能導(dǎo)致得出錯(cuò)誤 結(jié)論.固體試樣:先多點(diǎn)采樣,經(jīng)過粉碎、過篩、混勻、縮分(四分法),得到少量試樣,烘干保
11、存于干燥器中備用. 對(duì)于液體試樣要根據(jù)具體情況選擇好采樣點(diǎn),用采樣器在不同深度取樣后,混合后備用2.試樣分解和分析試液的制備定量化學(xué)分析一般采用濕法分析,最常用的分解方法有溶解法和熔融法.武大五版把分析試樣的采集與制備專列一章,包括采集、制備、分解及測(cè)定前的預(yù)處理等.2.1固體試樣分解 溶解法: 通常采用的溶劑有水、酸、堿或混合酸.常利用其極性、酸性、堿性、兩性、還原性、氧化性、絡(luò)合能力及脫水能力等.鹽酸:具有強(qiáng)酸性、弱還原性及一定絡(luò)合能力.硝酸:具有強(qiáng)酸性、強(qiáng)氧化性.硫酸:具有強(qiáng)酸性,在濃、熱的狀態(tài)下具有強(qiáng)氧化性及脫水能力,可使有機(jī)物分解,也常用來分解多種合金及礦石.利用它的高沸點(diǎn)可以蒸發(fā)至
12、冒SO3白煙來除去低沸點(diǎn)的鹽酸、氫氟酸、硝酸等.磷酸:在高溫時(shí)形成焦磷酸,具有強(qiáng)絡(luò)合能力.高氯酸:是最強(qiáng)的酸,它在濃、熱時(shí)具有強(qiáng)氧化性及脫水性,分解能力很強(qiáng).氫氟酸:有很強(qiáng)的絡(luò)合能力,與Si形成SiF4具揮發(fā)性,常與硫酸或硝酸混合使用,在鉑金或聚四氟乙烯器皿中分解硅酸鹽.混合酸:王水是濃鹽酸和濃硝酸按3:1體積比混合而得的,具有極強(qiáng)的酸性、氧化性及絡(luò)合能力.例:ZnS、CuS、HgS可分別溶解于鹽酸、硝酸、王水中.硝酸加高氯酸常常用于分解有機(jī)物.NaOH:主要用于分解某些具兩性的金屬(如鋁)或氧化物(如As2O3).熔融法: 是將試樣與固體熔劑混勻后置于特定材料制成的坩堝中,在高溫下熔融,分解
13、試樣,再用水或酸浸取融塊. 熔劑可分為酸性熔劑及堿性熔劑.K2S2O7及KHSO4 酸性熔劑:分解時(shí)產(chǎn)生SO3,能與堿性氧化物反應(yīng),使用石英或鉑坩堝熔融. Na2CO3,NaOH,Na2O2等堿性熔劑:可分解大多數(shù)酸性礦物.當(dāng)使用NaOH 或Na2O2為熔劑時(shí),只能使用鐵、銀或剛玉坩堝熔融. 2.2有機(jī)試樣的分解 通常采用干式灰化法和濕式消化法,前者是將試樣置于馬弗爐中加高溫(400700)分解,有機(jī)物燃燒后留下無機(jī)殘?jiān)?以酸提取后制備成試液. 濕式消化法使用硝酸和硫酸混合物作為溶劑與試樣一同加熱煮解,對(duì)于含有易形成揮發(fā)性化合物(如氮、砷、汞等)的試祥,一船采用蒸餾法分解.濕式消化法的優(yōu)點(diǎn)是簡
14、便、快速,但應(yīng)注意分解.溶劑的純度。3.分離及測(cè)定 應(yīng)根據(jù)待測(cè)組分的性質(zhì)、含量和對(duì)分析結(jié)果準(zhǔn)確度的要求,選擇合適的分析方法.熟悉各種方法的特點(diǎn),根據(jù)它們?cè)陟`敏度、選擇性及適用范圍等方面的差別,來正確選擇適合不同試樣的分析方法.是分析過程的重要內(nèi)容。當(dāng)試樣共存組分對(duì)待測(cè)組分的測(cè)定有干擾時(shí),應(yīng)設(shè)法消除.使用掩蔽劑消除干擾在操作上簡便易行,而尋找不到合適的掩蔽方法時(shí),必須進(jìn)行分離.復(fù)雜樣品: 消除干擾方法:掩蔽或分離:沉淀分離、萃取分離、離子交換、層析分離。對(duì)分離要求: 被測(cè)組分不能損失;干擾組分減少到不干擾。一般要求回收率應(yīng)達(dá)到9099.9%.分析方法: 化學(xué)方法:準(zhǔn)確度高,常量組分的測(cè)定儀器方法
15、:靈敏度高,微量組分的測(cè)定 4.分析結(jié)果的計(jì)算及評(píng)價(jià) 根據(jù)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系及分析測(cè)量所得數(shù)據(jù),計(jì)算試樣中待測(cè)組分含量.對(duì)于測(cè)定結(jié)果及其誤差分布情況,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行評(píng)價(jià). 待測(cè)組分的化學(xué)表示式 以待測(cè)組分實(shí)際存在形式表示 (分子、離子) 以氧化物或者元素形式表示(金屬材料、有機(jī)分析)待測(cè)組分含量的表示法 固體試樣: 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 氣體試樣: 體積分?jǐn)?shù) 液體試樣:物質(zhì)的量濃度:單位用molL-1. 物質(zhì)的質(zhì)量濃度:單位以mgL-1 , gL-1或mgmL-1等表示.二、滴定分析法概述1.滴定分析法滴定分析法是將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液(標(biāo)準(zhǔn)溶液),滴加到被測(cè)物質(zhì)的溶液中直到所加的試劑與被測(cè)物質(zhì)按化
16、學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)為止,然后根據(jù)試劑溶液的濃度和用量,計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的含量。滴定分析簡便、快速,可用于測(cè)定很多元素,特別是在常量分析中有很高的準(zhǔn)確度,常作為標(biāo)準(zhǔn)方法使用。它包括酸堿、絡(luò)合、沉淀、氧化還原滴定法。 1.滴定分析法的特點(diǎn)及有關(guān)名詞 bB(被測(cè)組分) t T(滴定劑) P(產(chǎn)物)特點(diǎn): 準(zhǔn)確度高(誤差0.1%); 適用于常量分析; 操作簡便、快捷. 標(biāo)準(zhǔn)溶液(滴定劑):已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。 滴 定:滴定劑從滴定管加到待測(cè)溶液的過程。 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(sp):待測(cè)組分與滴定劑定量反應(yīng)完全時(shí)的那一點(diǎn)。 NaOHHCl pH7.0 滴定終點(diǎn)(ep):指示劑發(fā)生顏色變化時(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。酚酞 pH8
17、.0-9.6 終點(diǎn)誤差(Et):終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致所引起的誤差。2.對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求及滴定方式 2.1反應(yīng)應(yīng)具備的條件 有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系; 反應(yīng)定量進(jìn)行(反應(yīng)進(jìn)行程度達(dá)99.9以上); 有較快的反應(yīng)速度; 有適當(dāng)?shù)闹甘緞?.2 滴定方式 直接滴定法: 符合滴定要求的反應(yīng). 返滴定法: 反應(yīng)速度慢或樣品是固體,氣體,或缺乏合適的指示劑. 置換滴定法:有些氧化反應(yīng)不是定量進(jìn)行或沒有合適的指示劑. 間接滴定法:不能與滴定劑發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì). 三、基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液1.基準(zhǔn)物質(zhì) 能直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì).基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)符合下列要求:組成與化學(xué)式相符, H2C2O42H2O, Na2B4O710
18、H2O 等含結(jié)晶水, 其結(jié)晶水的含量均應(yīng)符合化學(xué)式. 純度高(99.9以上); 性質(zhì)穩(wěn)定,不易與空氣中的O2及CO2反應(yīng),亦不吸收空氣中的水分. 摩爾質(zhì)量大, 以減小稱量時(shí)的相對(duì)誤差. 反應(yīng)按反應(yīng)式定量進(jìn)行,沒有副反應(yīng).常用的基準(zhǔn)物質(zhì)有純金屬和純化合物.如Cu, Zn和Na Cl, K2Cr2O7, Na2C2O4 , Na2CO3, CaCO3,硼砂, 鄰苯二甲酸氫鉀, As2O3 等. 幾種最常用的基準(zhǔn)物質(zhì)干燥條件和標(biāo)定對(duì)象列于附錄表1.2 .標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制有直接法和標(biāo)定法 直接法 準(zhǔn)確稱取一定量基準(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
19、的準(zhǔn)確濃度. 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)定過的標(biāo)準(zhǔn)溶液)來標(biāo)定它的準(zhǔn)確濃度. 標(biāo)定HCl溶液: Na2CO3, Na2B4O710H2O 標(biāo)定NaOH溶液: 鄰苯二甲酸氫鉀, H2C2O42H2O, 標(biāo)定KMnO7溶液: Na2C2O4等. 標(biāo)定EDTA溶液: CaCO3, Zn等. 標(biāo)定Na2S2O3溶液: K2Cr2O7, Cu等.四、 滴定分析中的計(jì)算滴定分析法中涉及到一系列的計(jì)算問題,如標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定, 滴定劑和待測(cè)定物質(zhì)之間的計(jì)量關(guān)系及分析結(jié)果的計(jì)算等。現(xiàn)分別討論如下。1.標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度
20、的表示法(1)物質(zhì)的量濃度 用c表示,單位molL-1 物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度,是指溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量除以溶液的體積,用符號(hào)cB表示: cB = nBV 由于物質(zhì)的量nB 的數(shù)值取決于基本單元的選擇,因此,表示物質(zhì)的量濃度時(shí),必須指明基本單元.如某硫酸溶液的濃度,由于選擇不同的基本單元。其摩爾質(zhì)量就不同,濃度亦不相同:c(H2SO4)=0.1molL-1, c(1/2H2SO4)=2c(H2SO4)=0.2mol L-1, c(2H2SO4)=0.05mol L-1由此推出通式為:, 基本單元的選擇,一般是以化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系為依據(jù)。其中酸堿以質(zhì)子轉(zhuǎn)移數(shù),氧化還原以電子轉(zhuǎn)移數(shù)。 如下面氧
21、化還原反應(yīng) 基本單元的選擇為在生產(chǎn)單位的例行分析中,為了簡化計(jì)算,常用滴定度表示標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。(2) 滴定度:滴定度是指每毫升滴定劑溶液相當(dāng)于被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量(克或毫克)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)。即1mL滴定劑相當(dāng)于被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量(g),用T表示,單位gm L-1 滴定度與物質(zhì)的量濃度可以換算,T與c之間的關(guān)系為: , , 上例中K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度為2. 滴定分析中的反應(yīng)關(guān)系如滴定反應(yīng) tT bB P 被滴物質(zhì)的物質(zhì)的量nB與滴定劑的物質(zhì)的量nT之間的關(guān)系,可以通過兩種方式求得。 按化學(xué)計(jì)量關(guān)系 按等物質(zhì)的量規(guī)則 例如在酸性溶液中,用H2C2O4作為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定KMnO4溶液的濃度時(shí),滴定反應(yīng)為
22、在其它滴定方式中,涉及到兩個(gè)以上的反應(yīng)此時(shí)應(yīng)找出幾個(gè)參加反應(yīng)的物質(zhì)的量之間的關(guān)系。如:以KMnO4間接法測(cè)定Ca2,先將Ca2沉淀為CaC2O4,過濾,洗滌后,將純凈的CaC2O4沉淀溶解于酸中,再以KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的H2C2O4。反應(yīng)式為:3.標(biāo)淮溶液濃度的計(jì)算(1) 直接配制法(不涉及化學(xué)反應(yīng)) 由準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì), 配制成一定體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液,它的濃度為 因 可得溶液稀釋:CV=CV,符合自身物質(zhì)的量不變。(2) 標(biāo)定法 也涉及到化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)關(guān)系與滴定反應(yīng)處理相同。 若己知物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量為力MB,則可求出物質(zhì)B的質(zhì)量mB例:用Na2CO3標(biāo)定0.1molL-1的HCl
23、,應(yīng)稱取Na2CO3 多少g.4待測(cè)組分含量的計(jì)算 設(shè)試樣的質(zhì)量為Ms(g),測(cè)得其中待測(cè)組分B的質(zhì)量為mB (g ),則待測(cè)組分在試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B為 在進(jìn)行滴定分析計(jì)算時(shí)應(yīng)注意,確定體積VT一般以mL為單位,而濃度cT的單位為molL1,因此必須將VT的單位由mL換算為L,即乘以103。例題解析:1.書上思考題2.選擇(1) 可以標(biāo)定堿或KMnO4溶液的基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)是( )。 A、KHC8H4O4 B、H2C2O42H2O C、Na2C2O4 D、As2O3(2)配制100mL0.1 molL1 H Cl溶液需量取濃H Cl 8.3 mL,應(yīng)選取哪種量器量取( )。A、10 mL移液管 B、
24、10 mL吸量管 C、10 mL 量筒 D、25 mL 量筒(3)使用常量滴定管滴定時(shí),耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積應(yīng)控制在( )。A、10 mL以下 B、1015 mL C、2030 mL D、4050 mL (4)用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì),必須具備一定的條件,下述說法正確的是( )。A、純物質(zhì) B、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) C、光譜純物質(zhì) D、有足夠的純度,組成和化學(xué)式完全符合,性質(zhì)穩(wěn)定的物質(zhì)(5) 用同一濃度的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別滴定體積相等的FeSO4和H2C2O4溶液。已知耗去的體積相等,則兩溶液濃度關(guān)系是(C) (6) 用同質(zhì)量的分別與濃度相同的和反應(yīng)。問消耗的體積關(guān)系是(d )2填空(1)標(biāo)定H
25、Cl和NaOH溶液,最適宜的基準(zhǔn)物質(zhì)分別是 和 。(2)用于標(biāo)定HCl的硼砂失去部分結(jié)晶水,將使HCl溶液的濃度 。3計(jì)算(1) 為標(biāo)定HCl溶液,稱取硼砂0.4710 g ,用HCl溶液滴定至化學(xué)計(jì)量點(diǎn),消耗2520 mL 。求HCl溶液的濃度。解: 由于硼砂溶于水后存在的形式為 所以反應(yīng)式為 , (2) 今有25.00mLKI溶液,用10.00mL0.05000molL-1KIO3溶液處理后,煮沸溶液以除去I2。冷卻后,加入過量KI溶液使之與剩余的KIO3反應(yīng),然后將溶液調(diào)至中性。析出的I2用0.1000molL-1 Na2S2O3溶液滴定,用去 21.00mL ,計(jì)算KI溶液的濃度。解:
26、有關(guān)反應(yīng)式如下:IO35I6H=3 I23 H2OI22 S2O3=2IS4O62第3章誤差與分析數(shù)據(jù)處理 6要點(diǎn)目錄 1.分析化學(xué)中的誤差 2.有效數(shù)字 3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理 4.提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法 5.回歸分析法 6質(zhì)量保證與質(zhì)量控制定量分析的任務(wù)是準(zhǔn)確測(cè)定試樣中各有關(guān)組分的含量,實(shí)際分析過程中誤差是客觀存在的,因此,在進(jìn)行定量測(cè)定時(shí),必須對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),判斷其準(zhǔn)確性,檢查產(chǎn)生誤差的原因,采取減小誤差的有效措施,使測(cè)定結(jié)果盡量接近真值。誤差的產(chǎn)生包括儀器和試劑的選用,操作、記錄、運(yùn)算和結(jié)果表示等。定量準(zhǔn)確及要求誤差的大小誤差產(chǎn)生的原因誤差的減小或消除一、 分析化學(xué)中的誤差1 準(zhǔn)
27、確度和精密度 11準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度是指測(cè)定結(jié)果(x)與真實(shí)值(xT)的接近程度。準(zhǔn)確度一般用誤差表示。誤差常用絕對(duì)誤差(E)和相對(duì)誤差()表示。12 精密度 精密度是指一組平行測(cè)定結(jié)果間的相互接近程度(或離散程度)。它表示了測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性。通常可用偏差表示。偏差是指測(cè)量值與多次測(cè)量平均值的接近程度。偏差有絕對(duì)偏差、相對(duì)偏差、絕對(duì)平均偏差、相對(duì)平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等。 13 準(zhǔn)確度和精密度的關(guān)系 精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件,分析結(jié)果精密度高,并不說明結(jié)果的準(zhǔn)確度也高,因?yàn)檫@時(shí)可能存在較大的系統(tǒng)誤差;只有準(zhǔn)確度和精密度均高的測(cè)量結(jié)果,才是可取的。 2系統(tǒng)誤差和偶然(隨機(jī))誤差2
28、1系統(tǒng)誤差(又稱可定誤差) 它是由測(cè)量過程中某些固定的原因所造成的誤差。具有單向性,重復(fù)性,可測(cè)性等特點(diǎn),它對(duì)分析結(jié)果的影響是恒定的。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因:方法誤差、儀器誤差、試劑誤差和操作誤差。系統(tǒng)誤差一般可以減免。它的存在可反映在測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度上。所以只有在消除了系統(tǒng)誤差后,精密度高的分析結(jié)果,才是既精密又準(zhǔn)確的分析結(jié)果。22 偶然誤差(又稱不可定誤差) 偶然誤差是由某些偶然因素造成的誤差。具有不確定性,不可避免性等特點(diǎn),測(cè)定結(jié)果在一定范圍內(nèi)波動(dòng),大小、正負(fù)不定,難以找到原因,無法測(cè)量。只能減小,不能消除。多次測(cè)量符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。可用適當(dāng)增加平行測(cè)定次數(shù)的方法予以減免。常用取平均值的方式表示
29、分析測(cè)定的結(jié)果。它的存在和大小,可由精密度的高低來反映。3精密度與偏差精密度通常可用偏差表示。偏差是指測(cè)量值與多次測(cè)量平均值的接近程度。偏差有絕對(duì)偏差、相對(duì)偏差、絕對(duì)平均偏差、相對(duì)平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等。(1)絕對(duì)偏差:測(cè)定結(jié)果與平均結(jié)果的差值 (2)平均偏差: (3)相對(duì)平均偏差 (4)標(biāo)準(zhǔn)偏差: n測(cè)量次數(shù) (5) 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(變異系數(shù),RSD):S是表示偏差的最好方法,數(shù)學(xué)嚴(yán)格性高,可靠性大,能顯示出較大的偏差。(6)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差統(tǒng)計(jì)學(xué)可證明 平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差與單次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差存在下列關(guān)系:(有限次測(cè)量)增加測(cè)定次數(shù),可使平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差減少,在實(shí)際工作中,一般平
30、行測(cè)定3-4次即可。4.誤差的傳遞分析結(jié)果通常是經(jīng)過一系列測(cè)量步驟之后獲得的,其中每一步驟的測(cè)量誤差都會(huì)反映到分析結(jié)果中去。這就是誤差傳遞的問題。1 系統(tǒng)誤差的傳遞 1.1加減法 若分析結(jié)果的計(jì)算公式為R=A+B-C ,則ER=EA+EB-EC即分析結(jié)果的絕對(duì)系統(tǒng)誤差等于各測(cè)量值的絕對(duì)系統(tǒng)誤差的代數(shù)和。1.2乘除法 若分析結(jié)果的計(jì)算公式為即分析結(jié)果的相對(duì)系統(tǒng)誤差等于各測(cè)量值的相對(duì)系統(tǒng)誤差的代數(shù)和。1.3指數(shù)關(guān)系 1.4對(duì)數(shù)關(guān)系2 隨機(jī)誤差的傳遞 1.1加減法 若分析結(jié)果的計(jì)算公式為R=A+B-C ,則即分析結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方等于各測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方和。1.2乘除法 若分析結(jié)果的計(jì)算公式為
31、即分析結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方等于各測(cè)量值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差的平方和。1.3指數(shù)關(guān)系 1.4對(duì)數(shù)關(guān)系二、有效數(shù)字1有效數(shù)字及其位數(shù)的判斷 在確定有效數(shù)字的位數(shù)時(shí),應(yīng)注意數(shù)字“0的含義。數(shù)字前面的“0”,只起定位作用,不屬于有效數(shù)字;只有在實(shí)數(shù)以后出現(xiàn)的“0”,才屬于有效數(shù)字。例: 0.5030(四位),0.918% (四位),K=3.0610-5 ,pM5.00 (二位),pH10.36(二位);pH0.003(三位),1/2,=3.14不確定 無限位,3600 100 有效位數(shù)不確定2正確記錄與書寫 要與所用儀器精度相一致。如分析天平稱取0.23g,量筒取10.00mL都不對(duì),凡是涉及到標(biāo)準(zhǔn)溶液
32、濃度或體積的計(jì)算,分析結(jié)果的計(jì)算公式中涉及到的一定要用有效數(shù)字.3修約規(guī)則“四舍六入五成雙” 留二位 例:3.1483.1,0.7360.74,75.576 ,當(dāng)測(cè)量值中被修約的數(shù)字是5,而其后還有數(shù)字時(shí),則一律進(jìn)“1”。 如:2.4512.5,3.750023.8,6.850006.8 注意只能一次修約到指定位數(shù)。 3 .計(jì)算規(guī)則3.1加減法:以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)字為準(zhǔn)。 即絕對(duì)誤差最大的數(shù)例: 0.0121+25.64+1.0578226.71; 50.1+1.45+0.581252.13.2乘除法:以有效數(shù)字位數(shù)最少的為準(zhǔn)。即相對(duì)誤差最大的數(shù)例:0.012125.641.057820.
33、328 先判斷,再修約,再計(jì)算 三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理1 統(tǒng)計(jì)學(xué)中的概念 1.1總體、樣本和樣本容量總體:在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,對(duì)于所考察的對(duì)象的全體,稱為總體(或母體)。個(gè)體:組成總體的每個(gè)單元。樣本(子樣):自總體中隨機(jī)抽取的一組測(cè)量值(自總體中隨機(jī)抽取的一部分個(gè)體)。樣本容量:樣本中所包含個(gè)體的數(shù)目,用n表示。12總體和樣本數(shù)值的表示比較名稱樣本總體n平均值平均偏差(單次測(cè)量值)平均偏差(平均值)標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差(平均值) 202 隨機(jī)誤差的正態(tài)分布(無限次測(cè)量)2.1 正態(tài)分布曲線:是以測(cè)量值x為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)的概率密度y為縱坐標(biāo),繪制成圖。曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為總體平均值m,總體平均值m到曲線
34、拐點(diǎn)間的距離為總體標(biāo)準(zhǔn)偏差s,s 越小,測(cè)量值落在m附近的概率越大。這意味著測(cè)量的精密度越好,測(cè)量值的分布就越集中,正態(tài)分布曲線也就越尖銳。反之.精密度差。 m和s ,前者反映測(cè)量值分布的集中趨勢(shì),后者反映測(cè)量值分布的分散程度,它們是正態(tài)分布的兩個(gè)重要參數(shù)。這種正態(tài)分布曲線以N (m,s2 )表示。如圖3-3.在確認(rèn)消除了系統(tǒng)誤差的前提下,總體平均值就是真值。 2.2標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)(u分布)由于不同的m和s就有不同的正態(tài)分布,曲線的位置和形狀就會(huì)相應(yīng)改變,在實(shí)際使用中極為不便,因此通過數(shù)學(xué)變換引入變量u,令,將正態(tài)分布曲線的橫坐標(biāo)改用u來表示(以s為單位表示隨機(jī)誤差),則可將正態(tài)分布
35、曲線標(biāo)準(zhǔn)化,即將不同m和s 的正態(tài)分布曲線,合并成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線,此曲線的形狀與m和s的大小無關(guān),如圖3-4所示,標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線以N(0,1)表示。2.3隨機(jī)誤差的區(qū)間概率注意:表列的是單側(cè)概率,求u間的概率,需乘以2。隨機(jī)誤差出現(xiàn)的區(qū)間 測(cè)量值出現(xiàn)的區(qū)間 概率 u1 xm1s 0.3413268.26 u2 xm2s 0.4773295.46u3 xm3s 0.4987299.74結(jié)論:1.隨機(jī)誤差超過3s的測(cè)量值出現(xiàn)的概率僅占0.3%。2.,如果重復(fù)測(cè)量中,個(gè)別數(shù)據(jù)誤差的絕對(duì)值大于3s,則這些測(cè)量值可舍去。例:已知某試樣中Fe的標(biāo)準(zhǔn)值為3.78%,s=0.10,又已知測(cè)量時(shí)沒有系統(tǒng)
36、誤差,求1)分析結(jié)果落在(3.780.20)%范圍內(nèi)的概率;2)分析結(jié)果大于4.0%的概率。解:1) 查表,求得概率為2*0.4773=0.9546 =95.46%2)分析結(jié)果大于4.0%的概率,查表求得分析結(jié)果落在3.78-4.00%以內(nèi)的概率為0.4861,那么分析結(jié)果大于4.00%的概率為0.5000-0.4861=1.39%3 t分布曲線(有限次測(cè)量中隨機(jī)誤差服從t分布)屬于少量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)不多時(shí),只能用樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差S來估計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分散情況(有限次測(cè)量)。用S代替s,用t代替u,用代替m。得到t分布曲線,由圖3-6可見,分布曲線隨自由度f而改變,當(dāng)f不斷增加時(shí),與正態(tài)分
37、布曲線趨于一致。 置信度(P):表示的是測(cè)定值落在范圍內(nèi)的概率,稱為置信度(又稱為置信水平或概率水平)。 顯著性水平(a)=1-P:表示測(cè)定值落在范圍之外的概率。t值與置信度及自由度有關(guān),一般表示為, 4 平均值的置信區(qū)間 (可信范圍) 為了對(duì)分析結(jié)果作一科學(xué)的評(píng)價(jià),最好的方法就是對(duì)總體平均值進(jìn)行估計(jì),在一定的置信度下給出一個(gè)包含總體平均值的范圍。意義:表示在一定的置信度下,以平均值為中心,包括總體平均值m的范圍。從公式可知只要選定置信度P,根據(jù)P(或a)與f即可從表中查出ta,f值,從測(cè)定的,s,n值就可以求出相應(yīng)的置信區(qū)間。若在同一置信度下,置信區(qū)間越小,表示平均值的可靠性越高。增大置信度
38、需要擴(kuò)大置信區(qū)間。但當(dāng)在相同的置信度下,增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)(n),可縮小置信區(qū)間。 例:分析某固體廢物中鐵含量,得如下結(jié)果:=15.78%,s=0.03%,n=4,求置信度為95%時(shí)平均值的置信區(qū)間;解:置信度為95%,查表得t0.05,3=3.18,那么5 顯著性檢驗(yàn)在實(shí)際工作中,往往會(huì)遇到對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣或純物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定時(shí),所得到的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值不完全一致;或者采用兩種不同分析方法,不同實(shí)驗(yàn)室或不同分折人員對(duì)同一試樣進(jìn)行分析時(shí),兩組分折結(jié)果的平均值有一定差異;如果分析結(jié)果之間存在“顯著性差異”,就認(rèn)為它們之間有明顯的系統(tǒng)誤差;否則就認(rèn)為沒有系統(tǒng)誤差,純屬偶然誤差引起的,認(rèn)為是正常的。顯著性檢驗(yàn)方法在分
39、析化學(xué)中有t檢驗(yàn)法和F檢驗(yàn)法。用于判斷某一分析方法是否存在顯著的系統(tǒng)誤差。用于檢驗(yàn)分柝結(jié)果的準(zhǔn)確度有無顯著性差異。5.1 t檢驗(yàn): (1)比較, , ,有顯著差異,否則無。(2)比較, ,其中5.2 F檢驗(yàn):比較精密度,即方差S1和S2,F(xiàn)表為單側(cè)表,有顯著差異,即精密度差,不必繼續(xù)檢驗(yàn),否則無,進(jìn)一步用t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)之間有無顯著差異。6 異常值的取舍常用的有較簡單的 法、Q檢驗(yàn)法及效果較好的格魯布斯法。61. 法(簡單,但誤差大)依據(jù):隨機(jī)誤差超過3s的測(cè)量值出現(xiàn)的概率是很小的,僅占0.3%。d0.80s,3s4d。偏差超過4的個(gè)別測(cè)定值可以舍去。 則測(cè)定值x可疑可以舍去。62.格魯布斯(Gr
40、ubbs)法(T檢驗(yàn)法)步驟:(1)數(shù)據(jù)由小到大排列,求出與s。x1,x2xn(2) (3)比較, 舍去。3Q檢驗(yàn)法 步驟:(1)數(shù)據(jù)由小到大排列。(2)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量O計(jì)=,(3)比較Q計(jì)算和Q表(QP,n), 若Q計(jì)算Q表,舍去,反之保留。 四、 提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法 1 選擇合適的分析方法 2 減小測(cè)量誤差為了保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,必須盡量減小測(cè)量誤差。稱量:分析天平的稱量誤差為0.0002g,為了使測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差在0.1%以下,試樣質(zhì)量必須在0.2 g以上。例如,一般分析天平的稱量誤差為 00002g,為了使測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差在01以下,樣質(zhì)量必須在02 g 上。相對(duì)誤差=100% 試
41、樣質(zhì)量=0.2 g滴定管讀數(shù)常有0.0l mL的誤差,在一次滴定中,讀數(shù)兩次,可能造成0.02 mL的誤差。為使測(cè)量時(shí)的相對(duì)誤差小于0.1%,消耗滴定劑的體積必須在20 mL以上,最好使體積在25 mL左右,一般在20至30mL之間。微量組分的光度測(cè)定中,可將稱量的準(zhǔn)確度提高約一個(gè)數(shù)量級(jí)。3 減小隨機(jī)誤差增加測(cè)定次數(shù),可以提高平均值精密度。在化學(xué)分析中,對(duì)于同一試樣,通常要求平行測(cè)定24次。4 消除系統(tǒng)誤差由于系統(tǒng)誤差是由某種固定的原因造成的,因而找出這一原因,就可以消除系統(tǒng)誤差的來源。通常根據(jù)具體情況,采用下述幾種方法來檢驗(yàn)和消除系統(tǒng)誤差。 41 對(duì)照試驗(yàn) 判斷方法是否有系統(tǒng)誤差。對(duì)照試驗(yàn)是
42、檢驗(yàn)系統(tǒng)誤差的有效方法。(1)與標(biāo)樣進(jìn)行對(duì)照;標(biāo)準(zhǔn)試樣、管理樣、合成樣、加入回收法(如果對(duì)試樣的組成不完全清楚,則可以采用“加入回收法”進(jìn)行試驗(yàn)。)(2)與標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行對(duì)照;。(3)由不同分析人員(內(nèi)檢),不同實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)(外檢)。 4.2 空白試驗(yàn)在不加待測(cè)組分的情況下,按照試樣分析同樣的操作手續(xù)和條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),消除由試劑、蒸餾水、實(shí)驗(yàn)器皿和環(huán)境帶入的雜質(zhì)引起的系統(tǒng)誤差,但空白值不可太大。4.3 校準(zhǔn)儀器 4.4 分析結(jié)果的校正五、回歸分析在分析化學(xué)中,經(jīng)常使用校正曲線法來獲得未知溶液的濃度。可以用直線方程描述,如何估計(jì)直線上各點(diǎn)的精密度以及數(shù)據(jù)間的相關(guān)關(guān)系?較好的辦法是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回
43、歸分析。最簡單的單一組分測(cè)定的線性校正模式可用一元線性回歸。1一元線性回歸方程如討論吸光光度法中的標(biāo)準(zhǔn)曲線,通常假設(shè)濃度值(x)具有足夠的精密度,所有的隨機(jī)誤差都來源于測(cè)量值(y)。對(duì)于具有n個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),校正曲線為:a為直線的截矩,b為直線的斜率,它們的值確定之后,一元線性回歸方程及回歸直線就確定了。 2 相關(guān)系數(shù) 實(shí)際上只有當(dāng)兩個(gè)變量之間存在某種線性關(guān)系時(shí),這條回歸線才有意義。判斷回歸線是否有意義,可用相關(guān)系數(shù)來檢驗(yàn)。當(dāng)r值在0至l之間時(shí),表示y與x之間存在相關(guān)關(guān)系。r值愈接近1,線性關(guān)系就愈好。六、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制1概述1.1分析結(jié)果的可靠性 要求分析數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性、精密性、可比性
44、、完整性。1.2分析方法的可靠性 包括靈敏度、檢出限、空白值、測(cè)定限、最佳測(cè)定范圍、校準(zhǔn)曲線、加標(biāo)回收率和干擾試驗(yàn)等。1.3質(zhì)量保證的工作內(nèi)容 質(zhì)量保證系統(tǒng),質(zhì)量保證內(nèi)容,質(zhì)量保證實(shí)施等。2分析過程的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制2.1分析前的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制包括采樣、試樣處理、試樣運(yùn)輸和試樣儲(chǔ)存的質(zhì)量控制。2.2分析中的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制包括試樣的預(yù)處理、分析過程、室內(nèi)復(fù)核、登記及填發(fā)報(bào)告等。在分析過程中必須實(shí)施各項(xiàng)質(zhì)量保證、質(zhì)量控制的技術(shù)方法、措施和管理規(guī)定。(1)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證(2)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)質(zhì)量控制。包括分析方法選定、質(zhì)控基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析質(zhì)控程序、常規(guī)質(zhì)量控制技術(shù)和質(zhì)控圖等。(3)實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控
45、制。(4)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量考核2.3分析后的質(zhì)量保證與質(zhì)量控制 包括數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量保證和綜合評(píng)價(jià)質(zhì)量保證。2.4 質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)化程序 2.5實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證體系3. 標(biāo)準(zhǔn)方法和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)3.1標(biāo)準(zhǔn)分類與標(biāo)準(zhǔn)化 3.2分析方法標(biāo)準(zhǔn) 3.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)試樣4.不確定度4.1不確定度的定義 不確定度是測(cè)量不確定度的簡稱,指分析結(jié)果的正確性或準(zhǔn)確性的可疑程度。不確定度是用于表達(dá)分析質(zhì)量優(yōu)劣的一個(gè)指標(biāo),是合理地表征測(cè)量值或其誤差離散程度的一個(gè)參數(shù)。不確定度又稱為可疑程度,習(xí)慣地俗稱為“不可靠程度”。它定量地表述了分析結(jié)果的可疑程度,定量地說明了實(shí)驗(yàn)室(包括所用設(shè)備和條件)分析能力水平。因此,常作為計(jì)量認(rèn)證、
46、質(zhì)量認(rèn)證以及實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可等活動(dòng)的重要依據(jù)之一。4.2不確定度的分類 不確定度可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差或其倍數(shù),或是一定置信水平下的區(qū)間(置信區(qū)間)來表示,因此就可將不確定度分為兩大類:標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。 (1)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 即用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的分析結(jié)果的不確定度。根據(jù)計(jì)算方法,標(biāo)準(zhǔn)不確定度又分為三類:A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度是用統(tǒng)計(jì)分析方法計(jì)算的不確定度;B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度是用不同于A類的其他方法計(jì)算的,以估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示;而所有標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的合成稱為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,其標(biāo)準(zhǔn)偏差也是一個(gè)估計(jì)值。 (2)擴(kuò)展不確定度 擴(kuò)展不確定度又稱為總不確定度,它提供了一個(gè)區(qū)間,分析值以一定的置信水平落在這個(gè)區(qū)間內(nèi)。
47、擴(kuò)展不確定度一般是這個(gè)區(qū)間的半寬。4.3 不確定度來源在實(shí)際分析工作中,分析結(jié)果的不確定度來源于很多方面,典型的來源包括:對(duì)試樣的定義不完整或不完善;分析的方法不理想;采樣的代表性不夠;對(duì)分析過程中環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)不周全,或?qū)Νh(huán)境條件的控制不完善;對(duì)儀器的讀數(shù)存在偏差;分析儀器計(jì)量性能(靈敏度、分辨力、穩(wěn)定性等)上的局限性;標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值不準(zhǔn)確;引進(jìn)的數(shù)據(jù)或其他參量的不確定度;與分析方法和分析程序有關(guān)的近似性和假定性;在表面上看來完全相同的條件下,分析時(shí)重復(fù)觀測(cè)值的變化等。4.4不確定度的評(píng)估過程4.5 誤差和不確定度 誤差和不確定度是兩個(gè)完全不同的概念。不確定度是理念上的,而誤差是實(shí)際存在的
48、。誤差是本,沒有誤差,就沒有誤差的分布,就無法估計(jì)分析的標(biāo)準(zhǔn)偏差,當(dāng)然也就不會(huì)有不確定度了。而不確定度分析實(shí)質(zhì)上是誤差分析中對(duì)誤差分布的分析。然而,誤差分析更具廣義性,包含的內(nèi)容更多,如系統(tǒng)誤差的消除與減少等。誤差和不確定度緊密相關(guān),但也有區(qū)別。4.6 提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度、減少不確定度的措施 分析結(jié)果的準(zhǔn)確度是指分析結(jié)果與真實(shí)值之間的一致程度。在定量分析工作中,為了使分析結(jié)果和數(shù)據(jù)有意義,就要盡量提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此,定量分析必須對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、取舍等一系列分析處理;同時(shí),還需根據(jù)具體分析任務(wù)對(duì)準(zhǔn)確度的要求,合理判斷和正確表述分析結(jié)果的可靠性與精密度以及分析的不確定度。為此,分析
49、人員應(yīng)該了解分析過程中產(chǎn)生誤差的原因及誤差出現(xiàn)的規(guī)律,并采取相應(yīng)的措施減小誤差,使分析結(jié)果盡量地接近客觀的真實(shí)值。通過選擇合適的分析方法,減少測(cè)定誤差;增加平行測(cè)定次數(shù),減少隨機(jī)誤差;消除測(cè)量過程中系統(tǒng)誤差;標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸等措施減小分析誤差和分析的不確定度,提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。5. 實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可、計(jì)量認(rèn)證及審查認(rèn)可例題解析:1分析化學(xué)書上思考題2選擇題(1)要判斷某人測(cè)定的一組測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值比較其可靠性,應(yīng)該用( )。A、格魯布斯法 B、F檢驗(yàn)法 C、t檢驗(yàn)法 D、U檢驗(yàn)法(2)不能消除或減免系統(tǒng)誤差的方法是( )。 A、進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn) B進(jìn)行空白試驗(yàn) C.增加測(cè)定次數(shù) D、校準(zhǔn)儀器誤差(3)下
50、面有關(guān)系統(tǒng)誤差的表述中,正確的是( )。 A、系統(tǒng)誤差是由某種固定的原因造成的 B、具有單向性C、當(dāng)進(jìn)行重復(fù)測(cè)定時(shí),會(huì)重復(fù)出現(xiàn) D、其大小、正負(fù)都不固定3填空題(1) 提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法有 , , , 。(2) 分析結(jié)果的置信度要求越高, 置信區(qū)間 。(3) 在分析化學(xué)中, 對(duì)照試驗(yàn)是檢查是否存在 誤差的有效手段。為滿足不同需要,可有如下3種: , , 對(duì)照試驗(yàn)。4.計(jì)算:(1) 鐵礦石試樣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)值為54.46%,某分析人員4次測(cè)定結(jié)果為54.39%,54.22%,54.15%,54.28%。問在置信度為95%時(shí), 測(cè)定結(jié)果的置信區(qū)間是多少?分析結(jié)果是否存在系統(tǒng)誤差?t0.
51、05,4=2.78, t0.05,3=3.18解: = 54.39%+54.22%+54.15%+54.28%/4=54.26% 。測(cè)定結(jié)果的置信區(qū)間是(54.260.16 )%,有95%的把握判定分析結(jié)果存在系統(tǒng)誤差.(2) 用碘量法測(cè)定某銅合金中銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Cu)%,6次測(cè)定結(jié)果如下:60.60,60.64,60.58,60.65,60.57,60.32(中國科學(xué)院,2004) 用格魯布斯法檢驗(yàn)有無應(yīng)舍棄的異常值; 估計(jì)銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍;(置信度均為95%) 第4章 酸堿滴定法知識(shí)要點(diǎn):是基于酸堿反應(yīng)的滴定分析方法。酸堿平衡是溶液平衡的主要內(nèi)容,是研究和處理溶液中各類平衡的基礎(chǔ),是酸堿滴定的理論依據(jù)。本章主要討論酸堿平衡處理的有關(guān)問題,并闡述酸堿滴定法基本原理及其應(yīng)用。一、 酸堿平衡1酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為:凡能給出質(zhì)子(H)的物質(zhì)就是酸, 凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)就是堿。例: 共軛酸堿對(duì) 象HA和A這樣僅僅相差一個(gè)外質(zhì)子的酸堿型體稱為共軛酸堿對(duì)。兩性物質(zhì) 在不同介質(zhì)中,即能給出質(zhì)子,又能接受質(zhì)子的物質(zhì),稱為兩性物質(zhì)。酸堿反應(yīng) 酸堿反應(yīng)是兩個(gè)共軛酸堿對(duì)共同作用的結(jié)果,是由兩個(gè)酸堿半反應(yīng)相結(jié)合而完成的,其實(shí)質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。例HA在水中的解離反應(yīng)。HA(酸1)H
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