分析化学学习笔记

本导图汇总了分析化学的知识点，包括误差和分析数据处理、酸碱滴定法、配位滴定法、电位法和永停滴定法、沉淀滴定法、重量分析法等。

分析化学前两章汇总

• 误差和分析数据处理
  • 准确度与精密度
    • 准确度
      • 测定结果与真值的接近程度
      • 误差表示
        • 绝对误差:测量值与真值间的差值 用E表示
        • 相对误差：绝对误差占真值的百分比 用Er表示
    • 精密度
      • 平行测定结果相互靠近的程度
      • 偏差表示
        • 测量值与平均值的差值 用d表示
          • 平均偏差
            • 各单个偏差绝对值的平均值
          • 相对平均偏差
            • 平均偏差与测量平均值的比值
          • 标准差
          • 相对标准偏差
    • 精密度和准确度的关系：精密度好是准确度好的前提，精密度好不一定准确度高
  • 误差
    • 产生原因
      • 系统误差 由某种确定的原因所引起的误差
        • 方法误差
        • 仪器或试剂误差
        • 操作误差
        • 主观误差
        • 单向性，重现性，可校正的特点
      • 偶然误差 由某种偶然因素所引起的误差
        • 其方向和大小都不固定
          • 不可避免 不可校正 服从统计学规律
    • 减免的方法
      • 选择适当分析方法（灵敏度和准确度）
      • 减少测量误差（误差要求和取样量）
      • 减少偶然误差（多次测量，至少三次以上）
      • 消除系统误差对照试验
        • 标准样品 标准方法 标准加入
        • 空白实验
        • 校准仪器
        • 校正分析结果
    • 误差传递对其分析结果的影响
      • 在消除系统误差的前提下，平行测定次数越多，偶然误差越小，其平均值越接近真值（或标准差）
  • 有效数字
    • 表示方法
      • 只允许末尾保留一位可疑数
    • 运算法则
      • 几个数据相加减时，和或差有效数字保留的位数，应以小数点后位数最少（绝对误差最大）的数据为依据
        • 0.0121+12.1+0.3214=12.5
      • 几个数据相乘除时，积或商有效数字保留的位数，应以相对误差最大（有效数字位数最少）的数据为准，即在运算过程中不应改变测量的准确度。
        • 0.0121*25.66*1.0578=0.328432
• 滴定分析法
  • 酸碱滴定法
    • 酸碱指示剂
      • 变色原理
        • 指示剂本身是一类有机弱酸（碱），当溶液的pH改变时，其结构发生变化，引起颜色的变化而指示滴定终点。
      • 变色范围
        • pH＝pKHIn±1；理论变色点：pH＝pKHIn
    • 各种类型酸碱滴定过程中
      • 化学计量点pH的计算
        • tT + bB = cC + dD，nT/nB=t/b
      • 滴定突跃
        • 滴定突变范围
          • 化学计量点附近（±0.1%）pH的突变
        • 滴定突变因素
          • ①酸（碱）的浓度，ca(b)越大，滴定突跃范围越大。
          • ②强碱（酸）滴定弱酸（碱），还与Ka(b)的大小有关。Ka(b)越大，滴定突跃范围越大。
    • 酸 碱
      • 酸碱滴定的可行性
        • 强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）
          • ca(b)Ka(b)≥10-8，此酸、碱可被准确滴定
        • 多元酸（碱）
          • ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8，ca2(b2)Ka2(b2)≥10-8，则两级离解的H+均可被滴定
          • 若Ka1(b1)/Ka2(b2)>104，则可分步滴定，形成二个突跃
          • 若Ka1(b1)/Ka2(b2)<104，则两级离解的H+（OH-）被同时滴定，只出现一个滴定终点
          • 若ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8，ca2(b2)Ka2(b2)<10-8，则只能滴定第一级离解的H+（OH-）
      • 酸碱滴定分析结果的有关计算
        • [H+]的计算
          • 强酸
            • 若ca(b)≥20[OH-]，用最简式：[H+]＝ca；[OH-]＝c
          • 弱酸
            • 一元弱酸（碱）
              • 若cKa(b)≥20Kw，c/Ka(b)≥500，用最简式
            • 多元弱酸（碱）
              • 若只考虑第一级离解，按一元弱酸（碱）处理：caKa1(b1)≥20Kw，c/Ka1(b1)≥500
                • 最简式：
          • 酸式盐
            • 若 cKa２≥20Kw，c≥20Ka1，用最简式：
          • 弱酸弱碱盐
            • 若cKa'≥20Kw，c≥20Ka，用最简式：
          • 缓冲溶液
            • 若ca>20[OH-]、cb>20[H+]，用最简式：
      • 滴定误差的计算
        • 强碱滴定强酸的滴定误差公式
        • 强酸滴定强碱的滴定误差公式
        • 一元弱酸的滴定误差公式
        • 一元弱碱的滴定误差公式
    • 溶剂
      • 溶剂的酸碱性对溶质酸碱强度的影响
        • 溶质在溶剂SH中的表观酸（碱）常数：
      • 溶剂的均化效应和区分效应
  • 配位滴定法
    • EDTA配位化合物
      • 化合物特点
        • 不仅稳定性高，且反应速度快，一般情况下，其配位比为1：1，配合物多为无色
    • 金属指示剂的作用原理及使用条件
      • 作用原理
        • 一种能与金属离子生成有色配合物的有机染料显色剂，来指示滴定过程中金属离子浓度的变化。
      • 使用条件
        • 金属指示剂与金属离子生成的配合物颜色应与指示剂本身的颜色有明显区别
        • 金属指示剂与金属配合物（MIn）的稳定性应比金属-EDTA配合物（MY）的稳定性低。
        • 一般要求KMY'>KMIn'>102
    • 该章所涉及的重点计算
      • 副反应（酸效应、共存离子效应、配位效应）系数
        • 表示各种型体的总浓度与能参加主反应的平衡浓度之比。
        • 是分布系数的倒数。
        • 副反应系数的表示
          • 配位剂的副反应系数
            • 酸效应系数αY(H)
            • 共存离子效应αY(N)
          • 金属离子的副反应系数
            • 以αM表示，主要是溶液中除EDTA外的其他配位剂和羟基的影响
      • 稳定常数
        • 为一定温度时金属离子与EDTA配合物的形成常数，以KMY表示，此值越大，配合物越稳定。
      • 条件稳定常数
        • lgKMY'=lgKMY-lgαM -lgαY+ lgαMY
      • 化学计量点pM’
        • pM'=0.5×（pCMSP + lgKMY'）pM'=0.5×（pCMSP + lgKMY'）
      • 变色点pMt（终点时的pM'）
        • pMt = lgKMIn - lgαIn(H)
      • 终点误差
    • 准确滴定的条件
      • 化学计量点和指示剂的变色点ΔpM'=±0.2
      • 将lgC×KMY'≥6 或 C×KMY'≥106作为能进行准确滴定的条件
      • 终点误差在0.1%左右
    • 酸度的控制
      • 满足条件稳定常数38时的最高酸度
      • 金属离子水解最低酸度
      • 指示剂所处的最佳酸度
      • 在配位滴定中，由于酸度对金属离子、EDTA和指示剂都可能产生影响，所以必须控制溶液的酸度
  • 氧化还原滴定法
    • 此章相关计算
      • 条件电位
        • 影响因素
          • 盐效应，生成沉淀，生成配合物，酸效应
      • 氧化还原滴定
        • 氧化还原反应进行的程度
          • 条件平衡常数K′越大，反应向右进行得越完全
        • 滴定分析的要求
          • lgK′≥3（n1+n2）或△φθ'≥0.059×3（n1+n2）/n1n2的氧化还原反应才可用于滴定分析
        • 氧化还原滴定曲线计算
    • 常用方法
      • 高锰酸钾法 与 重铬酸钾法
      • 碘量法
  • 沉淀滴定法和重量分析法
    • 银量法中三种确定滴定终点方法
    • 沉淀溶解度
      • 沉淀的溶解损失是沉淀重量法误差的重要来源之一
      • 若沉淀溶解损失小于分析天平的称量误差，就不影响测定的准确度
      • 实际上，相当多的沉淀在纯水中的溶解度都大于此值。但若控制好沉淀条件，就可以降低溶解损失，使其达到上述要求。
      • 影响因素
        • ①同离子效应
        • ②酸效应
        • ③配位效应
        • ④盐效应
    • 此章相关计算
      • 溶解度
        • MA型难溶化合物的溶解度
        • MmAn型难溶化合物的溶解度
      • 考虑难溶化合物MA或MmAn的构晶离子M和A存在副反应的情况，引入相应的副反应系数αM和αA。
        • MA型难溶化合物的溶解度
          • 其中
        • MmAn型难溶化合物的溶解度
          • 其中
  • 电位法和永停滴定法
    • 电位法滴定法
      • 参比电极
        • 在一定条件下，电极电位基本恒定的电极
      • 电极选择
      • 终点确定方法
    • 永停滴定法
      • 滴定类型
      • PH
        • 玻璃电极
          • 构造
            • 玻璃膜、内参比溶液（H+与Cl-浓度一定）、内参比电极（Ag-AgCl电极）、绝缘套
          • 膜电位产生原理及表示式
          • 玻璃电极作为测溶液pH的理论依据
        • 测定溶液PH的电极
          • 测定原理
          • 测定方法
            • 两次测量法
              • • pHs要准，而且与pHx差值不大于3个pH单位，以消除液接电位。