分析化学复习资料

一、直接滴定法反应应具备的条件:

①反应必须具有确定的化学计量关系,按一定的反应式进行。 ②反应必须定量完成,反应完全度应在99.9%以上。 ③反应速度要快。

④必须有适当的方法确定终点。 二、基准物质(primary standard):

(1)含义:用以直接配制标准溶液或标定标准溶液浓度的物质。 (2)应满足的条件:

①物质的组成与化学式相符; ②试剂的纯度足够高(>99.9%); ③试剂稳定,不易变质。

三、准确度与精密度的关系(举例说明)(★): (1)精密度是保证准确度的先决条件,精密度是前提。 (2)高的精密度不一定能保证高的准确度。 四、误差与错误的关系(★):

误差与错误不同,错误是应该而且可以避免的,而误差是不可能绝对避免的。从实验的原理,实验所用的仪器及仪器的调整,到每次测量,都不可避免地存在误差,并贯穿于整个实验始终。 五、误差分类(通过列举实例说明误差的各种类型): 1、系统误差

(1)含义:又称可测误差(determinate error),是由某种固定的原因造成的,具有单向性、重现性,系统误差决定分析结果的准确度。 (2)分类: ①方法误差:

分析方法本身所造成的误差,方法的选择或方法的校正可克服此类误差。 (如酸碱滴定法时指示剂的选择) ②仪器误差:

由仪器本身不准确所造成的误差。通过仪器校准可克服此类误差。 (如天平的砝码长期使用后质量的变化) ③试剂误差:

由试剂不纯引起的误差。通过空白校正和使用高纯度的水可克服试剂误差。 (如基准试剂纯度不够) ④操作误差:

由操作人员的主观原因造成的误差。加强训练可减小此类误差。 (如滴定管读数时视线没有水平) (3)特点:

系统误差重复以固定的形式出现,不能通过增加平行测定次数和数理统计方法加以消除。 2.随机误差

(1)含义:

又称偶然误差(accident error),是由某些难以控制、无法避免的偶然因素造成的,具有非单向性,它的大小决定分析结果的精密度。 (2)应对措施:

随机误差服从统计规律,通过增加测定次数可减小随机误差。 六、正态分布(normal distribution)(★)

随机误差的规律性(会画正态分布图并能结合图解释其意义):

小误差出现的概率大,大误差出现的概率小,特别大的误差出现的概率极小。 绝对值相等的正、负误差出现的概率相等。 七、减少分析过程误差的措施 1.减小测量误差: (1)称量误差:

仪器本身的误差:±0.0001g

差减称样法称量中存在的误差:±0.0002g

为保证称量的相对误差小于0.1%,试样质量应为: m≥绝对误差/相对误差=0.0002/0.1%=0.2(g) (2)滴定误差:

滴定管本身的误差:±0.01ml 一次滴定中存在的误差:0.02ml

为保证测量的误差小于0.1%,滴定剂体积应: v≥绝对误差/相对误差=0.02/0.1%=20(ml)

在实际测量中,考虑其它因素的影响,通常滴定的体积要大于等于30ml。 2.增加平行测定次数,减小随机误差 平行测定4~6次

3.消除测定过程中的系统误差

(1)有无系统误差的确定(做对照试验):

①选用其组成与试样相近的标准试样进行测定,测定值与标准值比较,确定有无系统误差。 ②选用标准方法与所选方法同时测定某一试样,由测定结果进行检验。 ③采用加入法作对照试验 (2)查找产生系统误差的原因:

①作空白实验,消除试剂、去离子水及器皿引入的杂质所造成的系统误差。 ②校准仪器以消除仪器不准所引起的系统误差。 ③引用其它分析方法作校正。 八、有效数字的修约规则 “四舍六入五留双” (1)位数≤4时舍去 (2)位数≥6时入上

(3)位数是5而后面数为0时,若“5”前面为偶数则舍去,为奇数则入上;后面数不为“0”时,都要入上。

如:10.2450→10.24 10.2350→10.24 10.2451→10.25 九、有效数字的运算规则(★) (1) 加减运算

是绝对误差的传递,应以绝对误差最大的数值为依据进行修约,再计算。 如:50.1+1.45+0.5812=50.1+1.4+0.6=52.1 (2)乘除运算

是相对误差的传递,应以相对误差最大的数(有效数字位数最小)的数为依据进行修约。如:0.0121×25.64×1.05782 =0.0121×25.6×1.06=0.328 十、运算中常见有效数字位数的确定 (1)化学平衡常数常保留两位有效数字

(2)常量组分的分析,结果常保留四位有效数字 (3)含量超过80%时,常保留三位有效数字 (4)误差的计算,保留不超过两位有效数字。 十一、酸碱反应的实质:

酸碱反应的实质是质子的转移。酸给出质子和碱接受质子的反应必须同时发生。 十二、酸碱中和反应:

H3O++ OH-= H2O + H2O (强酸—强碱反应) HA + OH- = A- + H2O (弱酸—强碱反应) A- + H3O+ =HA + H2O (强酸—弱碱反应) 这几类反应为酸碱滴定法的基础。

十三、注意:Ka、Kb、Kw均为温度的函数。 十四、共轭酸碱对的关系:

Ka.Kb =α(H3O+).α(OH-)= Kw 即:PKa + PKb =PKw

意义:酸越强,其共轭碱越弱;反之,酸越弱,其共轭碱越强。 十五、质子条件式(proton condition equilibrium)→PCE(★) (1)含义:

酸碱反应达到平衡时,酸失去的质子数应等于碱得到的质子数,酸碱之间质子转移的这种数量关系称为质子平衡(或称为质子条件)

质子平衡式也可根据酸碱平衡体系的组成直接书写出来,这种方法的要点是: (2)参考水准(reference level)或零水准(zero level)

写质子条件式时,要先选择适当物质作为参考,以它作为质子转移的起点, 称为零水准。零水准的选择,多以大量存在的物质为准。 (3)质子条件式(以NaH2PO4为例)的书写 以H2O和H2PO4-为零水准

[H3PO4]+[H+]=[HPO42-]+2[PO43-]+[OH-] 注意:质子条件式中不含零水准物质。 十六、PH的计算(★) 1.一元弱酸

是[H +] = [A-] + [OH-] = Ka .[HA]/ [H +] + Kw/[H +]

[H +] =( Ka .[HA] + Kw))1/2=中H+的主要来源,水离解的((1) [HA]=c.x(HA)代入上式得:

[H +]3 + Ka .[H+]2 – (c Ka + Kw)[H +] - Ka .Kw=0 (2) 根据酸碱平衡的具体情况常对作近似处理。 讨论:

1.若酸不是太弱,可忽略水的酸性。当 caKa>20Kw,水离解的贡献<5%时可略去Kw项。(1)式可转化为:

[H +] =( Ka .[HA] + Kw))1/2=[ Ka .(c-[H +])]1/2

[H +]2 + Ka .[H+] – c Ka=0 (3) 2.如果酸的离解度很小,α<5%,对应于Ka /c <2.5×10-3,则 [HA] = c-[H +]≈c 则(1)式变为:

[H +] = ( Ka .[H+])1/2 (4) 若此时得出的结果[H +]<0.05c,则计算结果正确,若不符合,需用(3)式计算。 注意事项:

用最简式计算前,必须检验是否满足条件 2. 一元弱碱(B)溶液 基本步骤同一元弱酸 3.强酸(碱)溶液pH的计算 (1)强酸溶液

强酸在水溶液中全部解离(以HCl为例),其质子条件式是: [H+]=[OH-]+c(HCl) [H+]=Kw/[H+]+c(HCl) 此为强酸溶液的精确计算式

若c(HCl)>10-6mol.L-1,近似处理得: [H+]= c(HCl)

若强酸浓度太低时,不能忽略水的酸性。 (2)强碱溶液 与强酸溶液类似。

注意事项:在用相关公式做近似处理时,一定要先检验是否满足条件,不满足条件时,用上一步的公式进行计算。

十七、缓冲溶液pH的计算

[H+] ={[HA]/ [A-]}×Ka

={ca-[H+]+[OH-]}×Ka/{cb+[H+]-[OH-]} 精确计算式 (3) 将(3)做近似处理,得:

(1)[H+] ={ca-[H+]}×Ka/{cb+[H+]}

(2)若酸、碱的分析浓度较大,即同时满足: ca﹥﹥[OH-]-[H+] cb﹥﹥[H+] -[OH-] 则:[H+] =ca×Ka/cb

注意:计算时,可先用最简式,然后检验是否满足条件,若不满足,再用近似计算式。 十八、缓冲溶液缓冲容量的确定: 因为:[H+] =ca×Ka/cb

所以:pH=pKa+lg(ca/cb)= pKa-lg(cb/ca)

当ca=cb时,pH=pKa 缓冲容量最大,缓冲能力最强 当ca:/cb=10:1时,即pH=pKa-1 溶液显酸的性质 当ca:/cb=1:10时,即pH=pKa+1 溶液显碱的性质 十九、强碱滴定强酸或强酸滴定强碱(★) 滴定反应为:

H++ OH-= H2O Kt=1/Kw=1014.00

1、滴定过程中pH的变化(以0.1000mol.L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol.L-1HCl为例) (1) 滴定前

[H+] =0.1000mol.L-1 pH=1.00

(2)滴定开始到化学计量点前 当加入NaOH19.98mL时,溶液中

[H+]=[(20.00-19.98)×0.1000]/(20.00+19.98) =5.0×10-5(mol.L-1) pH=4.30

(3)化学计量点时

[H+]=[OH-]=10-7.00(mol.L-1) pH=7.00 (4)化学计量点后

当加入NaOH体积为20.02mL时,溶液中: [OH-]=[(20.02-20.00)×0.1000]/(20.00+20.02) =5.0×10-5(mol.L-1) [H+] =2.0×1010mol.L-1 pH=9.70

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@) 苏ICP备20003344号-4