《分析化学》章末总结1
《分析化学》(第6版)上册,武汉大学主编。分析化学有很多概念类的知识,很需要系统地整理一下,所以写一下章末总结。不过相对于无机的总结,应该会写的更精要一些。
1 概论
1.1 分析化学的定义、任务和作用
分析化学是指发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学,也称为分析科学。
1.2 分析方法的分类与选择
根据分析要求、测定原理、分析对象、试样用量与待测成分含量的不同及工作性质等,分析方法可分为许多种类。
- 分析要求分类:定性分析(qualitative analysis)、定量分析(quantitative analysis)、结构分析(structure analysis)。
- 测定原理分类:化学分析法(chemical analysis)和仪器分析法(instrumental analysis)。其中化学分析法主要有重量分析(gavimetry)和滴定分析(titrimetry)。仪器分析法包括物理分析法(physical analysis)和物理化学分析法(physicochemical analysis),通常需要特殊仪器。
- 分析对象分类:无机分析(inorganic analysis)和有机分析(organic analysis)。
- 试样用量分类:常量分析(macro)、半微量分析(semimicro)、微量分析(micro)和超微量分析(ultramicro)。
- 工作性质分类:例行分析(routine analysis)和仲裁分析(arbitral analysis)。
1.3 分析化学发展简史与发展趋势
今后,分析化学仍将为适合化学、生命科学、医学、药学、环境科学、能源科学、材料科学、安全与卫生、资源与综合利用等的发展需要,继续沿着高灵敏度、高选择性、准确、快速、简报、高通量、智能化和信息化的纵深方向发展,以解决更多、更新、更复杂的问题。
1.4 分析过程及分析结果的表示方法
分析过程通常包括:试样的采集、处理与分解、分离与富集、分析方法的选择和分析测定、分析结果计算、必要的数理统计、评价和撰写分析报告。
试样的采集与制备必须保证所得到的是具有代表性的试样(representative sample),即分析试样的组成能代表整批物料的平均组成。所以第一步就是对试样合理地采集。
其次复杂试样中常含有多种组分,在测定其中某一组分时,共存的其他组分通常会产生干扰,因而需要将试样分离或富集消除干扰。
然后需要根据被测组分的性质选择合适方法进行分析测定,如化学分析法和仪器分析法。
最后根据分析结果进行相关的计算和评价。
对于分析结果的表示,固体试样通常使用质量分数表示;液体试样通常使用物质的量浓度、质量摩尔浓度、质量分数、体积分数、摩尔分数等表示;气体试样通常用体积分数或质量浓度表示。
1.5 滴定分析法概述
滴定分析法(titrimetric analysis)是主要的化学分析法,包括酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。
滴定分析法又称容量分析法,是将一种已知准确浓度的试剂(标准溶液(standard solution))通过滴定管滴加到被测物质的溶液中,或者是将被测物质的溶液滴加到标准溶液中,直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系定量反应完全为止。然后根据试剂溶液的浓度和用量等,计算被测物质的含量或浓度。
加入的滴定剂与被测物质定量反应完全时,反应到达了化学计量点sp(stoichiometric point)。
滴定中指示剂改变颜色的那一点称为滴定终点ep(end point)。
滴定终点与化学计量点不一定恰好吻合,由此造成的分析误差称为终点误差E<sub>
t</sub>
(titration error)。
使用滴定分析法对化学反应有几个具体要求:
- 反应必须具有确定的化学计量关系,这是定量计算的基础。
- 反应必须定量地进行,即反应完全程度要达到99.9%以上。
- 反应必须具有较快的反应速率。
- 必须有适当简便的方法测定滴定终点。
- 具有较好的选择性。
按照滴定方式分类可以将滴定分为几种:
- 直接滴定法(direct titration)。满足上述要求的反应都可以直接使用该方法滴定。
- 返滴定法(back titration)。当试液中待测物质与滴定剂反应缓慢,或滴定固体试样时反应不能直接完成,可以先准确地加入一定量且过量的标准溶液,使之与事业中的待测物质或固体试样进行反应,待完全反应后,再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液,这种滴定方法称为返滴定法。
- 置换滴定法(replacement titration)。当待测组分所参与的反应不按一定反应式定量进行或有副反应时,可以先用适当试剂与待测组分反应,使其定量地置换出另一种物质,再用标准溶液滴定这种物质,称为置换滴定法。
- 间接滴定法(indirect titration)。不能与滴定剂直接反应的物质,有时可以通过另外的化学反应,以滴定法间接进行测定。
1.6 基准物质和标准溶液
能用于直接配制标准溶液或标定溶液标准浓度的物质称为基准物质(primary standard substance),基准物质属于标准物质(reference material, RM)的一种,也称滴定分析标准物质。
基准物质应符合下列要求:
- 试剂的组成与化学式完全相符,若含结晶水,其结晶水的含量均应符合化学式。
- 试剂的纯度足够高。
- 性质稳定,不易与空气的氧气和二氧化碳反应,也不易吸收空气中的水分。
- 试剂参与滴定反应没有副反应,按反应式定量进行。
- 试剂最好有较大摩尔质量,以减少称量误差。
常用的基准物质有纯金属和纯化合物,包括氯化钠、重铬酸钾、碳酸钠、邻苯二甲酸氢钾、硼砂、草酸钠等。
标准溶液是浓度准确、已知的溶液。配制方法包括直接配制法和标定法(间接配制法)。
1.7 滴定分析中的计算
标准溶液的浓度通常用物质的量浓度表示。在计算中通常使用滴定度表示标准溶液的浓度,滴定度(titer)是指每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量(克或毫克)。
分析的相关计算都是基于化学反应的定量关系来计算的,其原理大同小异,此处不多赘述。
总结
分析概念好多啊…应该写的再简略一点的。