分析化学概述.pdf

2.1

2.1.1

2.1.2

第二章化学分析、测量误差和数据处理

2.1分析化学概述

随着分析化学的发展，分析化学的含义也正在不断地变化。分析已从常量到微量及微粒
分析；从组成到形态分析；从总体到微区分析；从整体到表面及逐层分析；从宏观组分到微
观结构分析；从静态到快速反应跟踪分析；从破坏试样到无损分析；从离线到在线分析等等。
价态分析、结构分析或状态分析等也都逐渐成为分析化学研究的内容。
2.1.1分析方法的分类
定量分析方法按其测定原理大致可分为如下几种：
重量分析法沉淀法、气化法(挥发法)、电沉积法
化学分析法
滴定分析法酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法
分光光度法、吸收光谱法、发射光谱法、拉曼光谱法、火焰光度法、荧
光学分析法
光光度法
电势分析法、极谱分析和伏安分析法、电解分析法、电导分析法、库仑
仪器分析法电化学分析法
分析法、光谱电化学分析法、生物电分析化学法
色谱分析法气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法、薄层色谱法、纸色谱法
质谱分析法质谱分析法
2.1.2化学分析的一般过程
物质的化学分析过程一般包括：试样的采取和制备——试样的分解——定性检验——干
扰物质的分离——定量测定——数据处理——分析结果的表示。
1．试样要求从大批物料中采得的少量试样必须能代表整体物料的组成。的采取和制备
故矿石、土壤等组成不均匀的物料要求在不同部位增多采样点，增大采样量，才能使所取试
样具有代表性。所取试样量可按下列经验采样公式计算：
Q≥Kd2
式中：K——缩分常数，由各部门根据经验拟定，通常在0.05～1之间；
d——试样的最大颗粒直径（mm）；
Q——应采取试样的最低质量（kg）。
按上法采取的试样尚需经多次粉碎、过筛、混匀、缩分（四分法）等步骤，使最后保留
试样的质量仍符合上述采样公式。最后所留分析试样在100-300g左右。
2．试样的分解
分解试样成溶液的方法有溶解法（水溶法、酸溶法、碱溶法）和熔融法（酸熔法、碱熔
法等）。
分解试样总的原则是要求试样易于分解完全、不造成待测组分的损失、不引入干扰元素
和便于进一步的分析测定。
3．定性检验
定性分析中的鉴定反应要求反应完全、快速，具有显著的外部特征，如沉淀的生成或溶
解、颜色的变化、特殊气体的产生。
4．干扰物质的分离

1
2.1.3

当有干扰物质存在时，应优先选用能避免干扰的测定方法。
控制分析条件或加入掩蔽剂掩蔽干扰物质是消除干扰最简便的方法。
必要时选用适当的分离方法将干扰物质分离除去后再进行测定。
5．定量测定
选用何种测定方法应着重考虑：
⑴分析测定的具体要求主要考虑准确度和测定速度的要求。尽可能选用既“准”又
“快”的测定方法。
⑵被测组分的性质应从被测组分的酸碱性、氧化还原性、能否形成沉淀和配位化合
物以及能否通过显色反应形成有色物质等方面来考虑。
⑶被测组分的含量高低常量组分的测定一般采用滴定分析法或重量分析法，微量组
分的测定则多采用光度分析法或其它仪器分析法。
6．数据处理（见教材2.3节）
7．定量分析结果的表示
依试样是固体、液体或气体，选用质量分数ω(B)、质量浓度ρ(B)、体积分数(B)等表
示分析结果。
2.1.3滴定分析法
1．滴定分析的基本过程
滴定分析法亦即容量分析法。
滴加标准溶液的操作过程称为滴定。滴入的标准溶液与待测组分恰好完全作用的这一
点，称为化学计量点。利用指示剂颜色的突变来判断化学计量点的到达时，在指示剂变色时
即停止滴定，这一点称为滴定终点。滴定终点与化学计量点不一定恰好符合，此误差称为终
点误差（滴定误差）。
2．滴定分析的主要方法和滴定方式
⑴滴定分析的主要方法
酸碱滴定法利用质子传递反应进行滴定。
沉淀滴定法利用沉淀反应进行滴定。
氧化还原滴定法利用氧化还原反应进行滴定。
配位滴定法利用配位反应进行滴定。
⑵滴定分析对滴定反应的要求
反应按一定的反应方程式计量进行；定量完全；反应速率要快；有确定滴定终点的简便
可靠方法。
⑶滴定的主要方式
2+
①直接滴定法如HCl滴定NaOH，KMnO4滴定Fe。
反应不能完全满足滴定反应要求时，可采用返滴定法、置换滴定法和间接滴定法。
②返滴定法

一定量
如测CaCO3：
CaCO3(s)2HClCaCl2CO2H2O
过量

HCl(剩余量)+NaOH(标准溶液)＝NaCl+H2O
③置换滴定法

2
2.2

2.2.1

如测Ba2+：Ba2++MgY2-=BaY2-+Mg2+(置换出来)
Mg2+(置换出来)+Y4-(标准溶液)＝MgY2-
④间接滴定法

3-3一定量
如测定PO4：＝
PO4Bi(NO3)3BiPO43NO3
过量
Bi3+(剩