1、第1頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一分析化學課件 濰坊科技目 錄第一章 概論第二章 滴定分析第三章 酸堿滴定法第四章 配位滴定法第五章 氧化還原滴定法第六章 重量分析法和沉淀滴定法第七章 吸光光度法第2頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3主要參考文獻:分析化學（第三版） 華東化工學院分析化學常見錯誤解析 路純明等分析化學 國際性教科書，李克安,金欽漢譯分析化學第四版 武漢大學主編分析化學 湖南大學張正奇主編，2001分析化學基本原理問題詳解 D.A.斯摩克 D.W. 韋斯特Quantitative Analysis Analyti

2、cal Chemistry Larry G. Hargis第3頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第一章 概 論第一節 分析化學概述第4頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3一 、分析化學任務定性分析：鑒定物質中含有那些組分，及物質由什么組分組成。 定量分析：測定各種組分的相對含量。結構分析：研究物質的分子結構或晶體。第5頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3二、分析化學的特點 1.分析化學中突出“量”的概念 如：測定的數據不可隨意取舍；數據準確度、偏差大小與采用的分析方法有關。 2.

3、分析試樣是一個獲取信息、降低系統的不確定性的過程 第6頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3 3.實驗性強 強調動手能力、培養實驗操作技能，提高分析解決實際問題的能力。 4.綜合性強 涉及化學、生物、電學、光學、計算機等,體現能力與素質。 分析化學工作者應具有很強的責任心。第7頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3分析化學被成為生產、科研的“眼睛”。(一)、農業：土壤農藥化肥 三、分析化學的作用第8頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3(二)、工業生產：質檢（產品、原材料） 第9頁，共7

4、9頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3(三)、環境保護：環境監測(大氣、水、土壤分析等）測定空氣中污染物如NO2,SO2,CO等含量，這兩者不僅對人體呼吸道有影響，而且造成酸雨。煙鎘會引起腎功能衰退，吸入過多會頭痛，頭暈，嘔吐，胸痛，死亡。第10頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3(四)、體育興奮劑檢測。 (五)、刑事偵破各人頭發中微量元素含量不同，通過測定可判斷現場的頭發是誰的第11頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3四、分析化學的分類51. 按分析任務分類 (1) 定性 含何種元素，何種

5、官能團 (2) 定量 含量 (3)結構 形態分析,立體結構,結構與活性第12頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3 2. 按分析對象分類5 (1) 無機分析 (2) 有機分析 (3) 生物分析 (4) 藥物分析第13頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/33. 按分析方法分類5 化學分析： 重量分析 容量分析（各種滴定分析） 儀器分析： 電化學分析 光化學分析 色譜分析 波譜分析第14頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/34.按數量級分類 常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-910

6、-12） 克 毫克 微克 納克 皮克 飛克 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 ppm ppt ppb第15頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3分析化學化學分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學分析光化學分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導、電位、電解、庫侖極譜、伏安發射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細管電泳紅外、核磁、質譜第16頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3五、分析化學的進展1.由分析對象來看 有機物分析無機物分析生物活性物質2.由分析對象的數量級來看

7、3.由分析自動化程度來看常量微量痕量分子水平手工操作儀器自動全自動智能化儀器第17頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第一個重要階段：20世紀二三十年代利用當時物理化學中的溶液化學平衡理論，動力學理論，如沉淀的生成和共沉淀現象，指示劑作用原理，滴定曲線和終點誤差，催化反應和誘導反應，緩沖作用原理大大地豐富了分析化學的內容，并使分析化學向前邁進了一步.第18頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第二個重要階段：20世紀40 年代以后幾十年，第二次世界大戰前后，物理學和電子學的發展，促進了各種儀器分析方法的發展，改變了經典分

8、析化學以化學分析為主的局面。 原子能技術發展，半導體技術的興起，要求分析化學能提供各種靈敏準確而快速的分析方法，如半導體材料，有的要求純度達 99.9999999%以上，在新形勢推動下，分析化學達到了迅速發展。最顯著的特點是各種儀器分析方法和分離技術的廣泛應用。第19頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第三個重要階段自20世紀70年代以來，以計算機應用為主要標志的信息時代的到來，促使分析化學進入第三次變革時期。由于生命科學、環境科學、新材料科學發展的需要，基礎理論及測試手段的完善，現代分析化學完全可能為各種物質提供組成、含量、結構、分布、形態等等全面的信息

9、，使得微區分析、薄層分析、無損分析、瞬時追蹤、在線監測及過程控制等過去的難題都迎刃而解。分析化學廣泛吸取了當代科學技術的最新成就，成為當代最富活力的學科之一。第20頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3分析化學主要發展趨向生物分析環境分析過程分析表面分析大分子表征化學圖象無損分析單細胞分析單分子單聚集體分析固定化傳感器定性教育接口活體分析實時分析原位分析在線分析化學計量學自動化微型化新技術新儀器新原理分離技術儀器和計算機聯用技術其它科技領域第21頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3三、對同學的要求重要性：對工科專業學生來

10、說，分析化學是一門基礎課程，把無機化學的理論應用到分析化學中來，著重 培養嚴格認真實事求是的科學態度，觀察分析和判斷問題的能力，精密細致進行實驗的技能。1、記好筆記；2、獨立完成作業；3、做好實驗；4、看參考書。第22頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3 第二節 定量分析的誤差第23頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3一、準確度和精密度（一）.準確度和精密度分析結果的衡量指標。 1. 準確度測量值與真實值的接近程度 準確度的高低用誤差的大小來衡量； 誤差一般用絕對誤差和相對誤差來表示。第24頁，共79頁，2022年，5

11、月20日，10點46分，星期一2022/9/3（1）絕對誤差：測定值與真實值之差。第25頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3例 某一物體質量稱量為1.6380g,其真實質量為1.6381g，則: 絕對誤差=1.6380-1.6381=-0.0001（2）相對誤差：誤差在真實結果中所占百分比 Er=E / 100%=-0.0001/1.6381=- 0.006%第26頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/32. 精密度幾次平衡測定結果相互接近程度 精密度的大小用偏差來衡量，還常用重復性和再現性表示。 偏差是指個別測定值與平均

12、值之間的差值。 （1）絕對偏差：d = xi x（2）平均偏差：d =( |d1|+|d2|+|di|)/n（3）相對偏差：d / x 100% 第27頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/31） 平均偏差 平均偏差又稱算術平均偏差，用來表示一組數據的精密度。 平均偏差： 特點：簡單 缺點：大偏差得不到應有反映。第28頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/32） 標準偏差標準偏差又稱均方根偏差標準偏差的計算分兩種情況第29頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3（1）當測定次數趨于無窮大時 標

13、準偏差 ： 為無限多次測定 的平均值（總體平均值）； 即： 當消除系統誤差時，即為真值。第30頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3（2）有限測定次數變異系數:第31頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3例題用標準偏差比用平均偏差更科學更準確。 例: 兩組數據 (1) X-X： 0.11, -0.73, 0.24, 0.51, -0.14, 0.00, 0.30, -0.21, n=8 d1=0.28 s1=0.38 (2) X-X：0.18，0.26，-0.25，-0.37， 0.32 ， -0.28， 0.31， -0

14、.27 n=8 d2=0.28 s2=0.29d1=d2,s1s2第32頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3標準偏差的計算：第33頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/33. 兩者的關系： (1) 準確度是測量結果接近真值的程度，精密度表示測量的再現性； (2)精密度是保證準確度的先決條件；精密度高不一定準確度高； (3) 兩者的差別主要是由于系統誤差的存在。第34頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第35頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3練習題

15、：1、下面論述中正確的是：A.精密度高，準確度一定高B.準確度高，一定要求精密度高C.精密度高，系統誤差一定小D.分析中，首先要求準確度，其次才是精密度答案：B第36頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/32、某人對試樣測定五次，求得各次平均值的偏差d 分別為+0.04,-0.02,+0.01,-0.01,+0.06。則此計算結果應是A.正確的 B.不正確的C.全部結果是正值 D.全部結果是負值答案：B設一組測量數據為x1, x2, x3 , 算術平均值 第37頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3二、誤差的分類、性質、產生

16、的原因及減免1. 誤差的分類系統誤差（可測誤差）偶然誤差（隨機誤差）過失誤差第38頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/31. 系統誤差 (1) 特點 a.對分析結果的影響比較恒定(單向性，即使測定結果系統的偏大或偏小）； b.在同一條件下，重復測定， 重復出現； c.影響準確度，不影響精密度； d.可以消除。 第39頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3(2) 產生的原因 a.方法誤差選擇的方法不夠完善 例： 重量分析中沉淀的溶解損失； 滴定分析中指示劑選擇不當。 b.儀器誤差儀器本身的缺陷 例： 天平兩臂不等，砝碼未校正

17、； 滴定管，容量瓶未校正。 c.試劑誤差所用試劑有雜質 例：去離子水不合格； 試劑純度不夠 （含待測組份或干擾離子）。 d.主觀誤差操作人員主觀因素造成 例：對指示劑顏色辨別偏深或偏淺； 滴定管讀數不準。第40頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3 （3）系統誤差的減免(1) 方法誤差 采用標準方法，對照實驗(2) 儀器誤差 校正儀器(3) 試劑誤差 作空白實驗是否存在系統誤差，常常通過回收試驗加以檢查。第41頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3 2. 偶然誤差 ( 1) 特點 a.不恒定 b.難以校正 c.服從正態分布

18、(統計規律) ( 2) 產生的原因 偶然因素：如室溫，氣壓，溫度， 濕度 由一些難以控制的偶然原因造成，它決定分析結果的精密度。第42頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3（3）偶然誤差的減免 通過增加測定次數予以減小，用數理統計方法表達結果，不能通過校正而減小或消除。第43頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3 3. 過失誤差 違反操作規程或粗心大意造成。如讀錯，記錄錯，計算錯，溶液濺失，沉淀穿濾等。第44頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3三、偶然誤差的分布1、頻數分布：第45頁，

19、共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3No分組頻數（ni)頻率（ni/n)頻率密度（ni/ns)115.8410.0050.17215.8710.0050.17315.9030.0150.51415.9380.0401.35515.96180.0913.03615.99340.1725.72716.02550.2789.26816.06400.2026.73916.09200.1013.371016.12110.0561.851116.1550.0250.841216.1820.0100.341316.2100.0000.00廈門大學的學生對海水中的鹵素進行測定

20、，得到：74.24%88.38%數據集中與分散的趨勢第46頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3海水中鹵素測定值頻率密度直方圖海水中鹵素測定值頻率密度分布圖問題：測量次數趨近于無窮大時的頻率分布？測量次數少時的頻率分布？某段頻率分布曲線下的面積具有什么意義？第47頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/32、正態分布：分析化學中測量數據一般符合正態分布，即高斯分布。x 測量值，總體平均值，總體標準偏差第48頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3偶然誤差的規律性：1）對稱性：正負誤差出現的概率

21、相等，呈對稱形式；（2）單峰性：小誤差出現的概率大，誤差分布曲線只有一個峰值，有明顯集中趨勢；大誤差出現的概率小。（3）抵償性：算術平均值的極限為零，總面積概率為1。第49頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3一、置信度與平均值的置信區間二、可疑數據的取舍 1Q 檢驗法 2 . 4d 法： 第三節 定量分析結果的數據處理第50頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3一、置信度與平均值的置信區間隨機誤差的區間概率第51頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3置信度： 分析結果在某一范圍內出現的

22、幾率稱為 置信度。（亦稱幾率水平或置信水平）置信區間： 在一定幾率情況下，以測定結果為中心的包括真值在內的可靠范圍，該范圍就稱平均值的置信區間。第52頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第53頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第54頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/31 Q 檢驗法步驟： （1） 數據排列 X1 X2 Xn （2） 求極差 Xn X1 （3） 求可疑數據與相鄰數據之差 Xn Xn-1 或 X2 X1 （4） 計算：二、可疑數據的取舍第55頁，共79頁，2022年，

23、5月20日，10點46分，星期一2022/9/3（5） 根據測定次數和要求的置信度，（如90%）查表：表1-2 不同置信度下，舍棄可疑數據的Q值表 測定次數 Q90 Q95 Q99 3 0.94 0.98 0.99 4 0.76 0.85 0.93 8 0.47 0.54 0.63 第56頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/36）將Q與QX （如 Q90 ）相比， 若Q QX 舍棄該數據, （過失誤差造成） 若Q Q0.90,n=7，舍棄5.12 再檢驗6.82Q =（ 6.82 6.32）/（6.82 - 6.02）= 0.625 0.625 Q0.90,

24、n=6（0.56）,舍棄6.82第59頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3說明：在可疑值的判斷種，首先判斷離平均值或與相鄰值差最大的，若該值不是可疑值，就不需要再進行下一個值的判斷，否則再判斷另一個。第60頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/32、4d 法：手頭無Q表時使用首先求出除可疑值以外的其余數值的平均值x和平均偏差d，然后將可疑值與平均值比較，如絕對差值大于或等于4 d ，則可疑值舍去，否則保留。方法依據： = 0.7979= 0.8 ，幾率99.7%時，誤差不大于 3 。方法特點：簡單，不必查表，但誤差較大，用

25、于處理一些要求不高的數據。第61頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3練習題：1、在重量分析中，沉淀的溶解損失引起的測定誤差為：A. 系統誤差 B.偶然誤差C.過失誤差 D.儀器誤差答案：A2、下列方法中不能用于校正系統誤差的是A.對儀器進行校正 B. 做對照實驗C.作空白實驗 D. 增加平行測定次數答案：D第62頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/33、下列最能說明偶然誤差小的是A.高精密度 B.標準偏差大C.仔細校正過所有法碼和容量儀器D.與已知含量的試樣多次分析結果平均值一致答案：A4、下列敘述中錯誤的是A.單次測量

26、結果的偏差之和等于零B.標準偏差是用于衡量測定結果的分散程度C.系統誤差呈正態分布D.偶然誤差呈正態分布答案：C第63頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/35、在分析測定中，論述偶然誤差正確的是A.大小誤差出現的幾率相等B.正誤差出現的幾率大于負誤差C.負誤差出現的幾率大于正誤差D.正負誤差出現的幾率相等答案：D6、在置信度為95%時，測得Al2O3的平均值（%）的置信區間為35.2 1 0.10其意義是A.在所測定的數據中有95%的數據在此區間內B.若再進行測定系列數據，將有95%落入此區間內C.總體平均值落入此區間的概率為95%D.在此區間內包括總體平均

27、值的概率為95%答案：DC不對，因為是客觀存在的，沒有隨機性，不能說它落在某一區間的概率為多少。第64頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3第四節 有效數字及其運算規則第65頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3一、 有效數字 1實驗過程中常遇到的兩類數字 （1）數目：如測定次數；倍數；系數；分數 （2）有效數字:在分析工作中實際能測量到的數字。數據的位數與測定準確度有關。第66頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3 記錄的數字不僅表示數量的大小，而且要正確地反映測量的精確程度。 結果

28、絕對偏差 相對偏差 0.51800 0.00001 0.002% 0.5180 0.0001 0.02% 0.518 0.001 0.2%第67頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/32、有效數字位數的確定：1.0008， 43.181 5位0.1000， 10.98% 4位0.0382， 1.9810-10 3位54， 0.0040 2位0.05， 210-5 1位3600， 100 位數含糊不確定第68頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/33數據中零的作用數字零在數據中具有雙重作用： （1）作普通數字用，如 0.5180

29、 4位有效數字 5.180101 （2）作定位用：如 0.0518 3位有效數字 5.18102第69頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/34改變單位，不改變有效數字的位數如： 24.01mL 24.01103 L 5注意點（1）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4位有效數字（2）分析天平（萬分之一）取4位有效數字（3）標準溶液的濃度，用4位有效數字表示: 0.1000 mol/L（4）對pH, pM, lgc, lgK等對數值，有效數字為小數部分 pH 4.34 2位有效數字第70頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3（5）位數不定的，可科學計數例如：3600，可寫為3.6103，3.60103，3.600103，有效數字分別為2，3，4位（6）分析化學中遇到的分數倍數可視為無限多位（7）9以上的數可多算一位，如9.00，9.83，可當作4位有效數字第71頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/9/3二、 數字 修約規則 數字修約：各測量值的有效數字位數確定以后，將它后面的多余數字舍棄，此過程為數字修約。1、記錄分析結果時，只應保留一位不定數字；2、舍棄數字時，采用“四舍六入五成雙”規則；第72頁，共79頁，2022年，5月20日，10點46分，星期一2022/