分析化学课程复习总结.ppt
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1、分析化学课程复习总结第一章第一章 概论概论 分析化学的定义分析化学的分类重点:定性和定量分析;化学分析和仪器分析定量分析中的数据处理2024/5/31 周五一一 分析化学定义分析化学定义1分析化学是化学学科的一个重要分支,是研究物质()、()、()及有关理论的一门科学。2分析化学按任务可分为()分析和()分析;按测定原理可分为()分析和()分析。答案答案:1.化学组成、含量、结构化学组成、含量、结构答案答案:1.定性分析,定性分析,定量分析;定量分析;化学分析,仪器分析化学分析,仪器分析2024/5/31 周五分析化学的任务分析化学的任务在一般分析工作中,定性分析必先于定量分析,但在实际工作中
2、各种生产在一般分析工作中,定性分析必先于定量分析,但在实际工作中各种生产原料、辅助材料、产品和副产品,大多为已知组分,仅由于产地不同,生原料、辅助材料、产品和副产品,大多为已知组分,仅由于产地不同,生产条件不同,各组分的百分含量各有差异,在此情况下,就无需进行定性产条件不同,各组分的百分含量各有差异,在此情况下,就无需进行定性分析,可直接选择定量分析方法测定组分的百分含量。分析,可直接选择定量分析方法测定组分的百分含量。2024/5/31 周五q化学分析Chemical analysis以物质以物质间的化学反应及其计量关系为基础的分析方法,间的化学反应及其计量关系为基础的分析方法,又称经典分析
3、法,主要有又称经典分析法,主要有重量分析法重量分析法和和滴定分滴定分析法析法。滴定分析法又叫容量分析法。滴定分析法又叫容量分析法。q仪器分析Instrumental analysis 以以物质的物理和物理化学性质(光、电、热、磁、物质的物理和物理化学性质(光、电、热、磁、声等)为基础的分析方法,这类方法通常需要声等)为基础的分析方法,这类方法通常需要较特殊的仪器,通常称为较特殊的仪器,通常称为仪器分析仪器分析。2024/5/31 周五2024/5/31 周五化学分析与仪器分析的关系关系关系:二者相辅相成,互为补充。化学分二者相辅相成,互为补充。化学分析是基础,仪器分析是发展方向。仪器分析是基础
4、,仪器分析是发展方向。仪器分析之前样品的化学预处理;所需标准物质析之前样品的化学预处理;所需标准物质常用化学法标定。常用化学法标定。2024/5/31 周五二二 分析数据处理分析数据处理准确度、精密度及相互关系误差和绝对误差偏差和绝对偏差误差的来源及减免措施有效数字的取舍规则2024/5/31 周五例例1:分析铁矿中铁含量,得如下数据:分析铁矿中铁含量,得如下数据:37.45%,37.20%37.45%,37.20%,37.50%,37.30%,37.25%,37.50%,37.30%,37.25%计算此结果的平均值、平均偏差、计算此结果的平均值、平均偏差、标准偏差、变异系数。如果其真值为标准
5、偏差、变异系数。如果其真值为37.30%,37.30%,计算其平均值与真计算其平均值与真值的相对误差。值的相对误差。计算:计算:2024/5/31 周五准确度准确度 (1)测定平均值与测定平均值与 接近的程度接近的程度;(2)准确度高低常用准确度高低常用 大小表示大小表示,真值真值误差误差误差小,准确度高。误差小,准确度高。2024/5/31 周五判断题判断题(1)(1)绝对误差相等,相对误差也一定相同绝对误差相等,相对误差也一定相同;(2)(2)同同样样的的绝绝对对误误差差,被被测测定定的的量量较较大大时时,相相对对误误差差也也会会比比较较大大,测定的准确度会低测定的准确度会低;(3)(3)
6、用相对误差来表示各种情况下测定结果的准确度更为确切用相对误差来表示各种情况下测定结果的准确度更为确切;(4)(4)绝对误差和相对误差都有正值和负值。正值表示分析结果偏绝对误差和相对误差都有正值和负值。正值表示分析结果偏高,负值表示分析结果偏低高,负值表示分析结果偏低;(5)(5)实际工作中,真值实际上是无法获得实际工作中,真值实际上是无法获得;(6 6)常常用用纯纯物物质质的的理理论论值值、国国家家标标准准局局提提供供的的标标准准参参考考物物质质的的证证书上给出的数值、或多次测定结果的平均值当作真值书上给出的数值、或多次测定结果的平均值当作真值;2024/5/31 周五 精密度精密度(1 1)
7、精精密密度度:在在确确定定条条件件下下,将将测测试试方方法法实实施施多多次次,求求出出所得结果之间的一致程度。精密度的大小常用所得结果之间的一致程度。精密度的大小常用 表示。表示。(2 2)精密度通常包含以下两种情况:)精密度通常包含以下两种情况:重重复复性性(r r):同同一一操操作作者者,在在相相同同条条件件下下,获获得得一一系系列列结结果果之间的一致程度。之间的一致程度。再再现现性性(R R):不不同同的的操操作作者者,在在不不同同条条件件下下,用用相相同同方方法法获获得的单个结果之间的一致程度。得的单个结果之间的一致程度。(3 3)用标准偏差比用算术平均偏差更合理。)用标准偏差比用算术
8、平均偏差更合理。偏差偏差2024/5/31 周五准确度与精密度的关系准确度与精密度的关系精密度是保证准确度的?精密度是保证准确度的?精密度高精密度高 准确度也高?准确度也高?两者的差别主要是由于?的存在。两者的差别主要是由于?的存在。精密度精密度 准确度准确度 好好 好好 好好 稍差稍差 差差 差差 很差很差 偶然性偶然性 先决条件先决条件系统误差系统误差2024/5/31 周五 误差的分类及减免误差的方法误差的分类及减免误差的方法 系系 统统 误误 差差 或或 称称 可可 测测 误误 差差(Determinate Error)由由某某种种固固定定原原因因所所造造成成的的误误差差,使使测测定定
9、结结果果系系统统偏偏高高或或偏偏低低。当重复进行测量时,它会重复出现。当重复进行测量时,它会重复出现。偶偶然然误误差差或或称称未未定定误误差差、随随机机误误差差(Indeterminate Errors)由由于于在在测测量量过过程程中中,不不固固定定的的因因素素所所造造成成的的。又又称称不不可可测测误误差、随机误差。差、随机误差。2024/5/31 周五系统误差产生的原因系统误差产生的原因仪器误差:由于使用的仪器本身不够精确受造成的。仪器误差:由于使用的仪器本身不够精确受造成的。例:未经过校正的容量瓶,移液管、砝码等。例:未经过校正的容量瓶,移液管、砝码等。方法误差:由分析方法本身造成的。方法
10、误差:由分析方法本身造成的。例:重量分析中由于沉淀的溶解、共沉淀现象。例:重量分析中由于沉淀的溶解、共沉淀现象。滴定分析中,干扰离子的影响,等当点、突跃范围和滴定终滴定分析中,干扰离子的影响,等当点、突跃范围和滴定终点不符合。点不符合。试剂误差:由于所用水和试剂不纯造成的。试剂误差:由于所用水和试剂不纯造成的。个人误差:由于分析工作者掌握分析操作的条件不熟练,个人误差:由于分析工作者掌握分析操作的条件不熟练,个人观察器官不敏锐和固有的习惯所致。个人观察器官不敏锐和固有的习惯所致。2024/5/31 周五系统误差的性质:系统误差的性质:(1)重复性:同一条件下,重复测定中,重复地出现;重复性:同
11、一条件下,重复测定中,重复地出现;(2)单向性:测定结果系统偏高或偏低;单向性:测定结果系统偏高或偏低;(3)恒定性:大小基本不变,对测定结果的影响固定。恒定性:大小基本不变,对测定结果的影响固定。(4)可校正性:其大小可以测定,可对结果进行校正。可校正性:其大小可以测定,可对结果进行校正。2024/5/31 周五(1)对对照照试试验验:选选择择一一种种标标准准方方法法与与所所用用方方法法作作对对比比或或选选择择与试样组成接近的标准试样作试验,找出校正值加以校正。与试样组成接近的标准试样作试验,找出校正值加以校正。(2)空空白白试试验验:指指除除了了不不加加试试样样外外,其其他他试试验验步步骤
12、骤与与试试样样试试验步骤完全一样的实验,所得结果称为空白值。验步骤完全一样的实验,所得结果称为空白值。对对试试剂剂或或实实验验用用水水是是否否带带入入被被测测成成份份,或或所所含含杂杂质质是是否否有有干扰可通过空白试验扣除空白值加以修正。干扰可通过空白试验扣除空白值加以修正。(3)校正仪器)校正仪器:分析天平、砝码、容量器皿要进行校正。:分析天平、砝码、容量器皿要进行校正。系统误差的校正方法:系统误差的校正方法:2024/5/31 周五 偶然误差产生的原因、性质及减免偶然误差产生的原因、性质及减免产生的原因:产生的原因:由一些无法控制的不确定因素引起的。由一些无法控制的不确定因素引起的。(1)
13、如如环环境境温温度度、湿湿度度、电电压压、污污染染情情况况等等的的变变化化引引起样品质量、组成、仪器性能等的微小变化;起样品质量、组成、仪器性能等的微小变化;(2)操作人员实验过程中操作上的微小差别;)操作人员实验过程中操作上的微小差别;(3)其他不确定因素等所造成。)其他不确定因素等所造成。性质:性质:时大时小,可正可负。时大时小,可正可负。减免方法:减免方法:无法消除。通过增加平行测定次数无法消除。通过增加平行测定次数,降低;降低;过失误差过失误差(粗差粗差):认真操作,可以完全避免。认真操作,可以完全避免。2024/5/31 周五偶然误差在分析操作中是无法避免的。偶然误差在分析操作中是无
14、法避免的。对于同一试样进行多次分析,得到的分对于同一试样进行多次分析,得到的分析结果仍不完全一致的原因为偶然误差。析结果仍不完全一致的原因为偶然误差。偶然误差难以找出确定原因,似乎没有偶然误差难以找出确定原因,似乎没有规律,但如果进行很多次测定,便会发规律,但如果进行很多次测定,便会发现数据的分布符合现数据的分布符合“正态分布曲线正态分布曲线”统统计规律。计规律。2024/5/31 周五偶然误差的偶然误差的“正态分布曲线正态分布曲线”规律规律(1)对对称称性性:相相近近的的正正误误差差和和负负误误差差出出现现的的概概率率相相等等,误差分布曲线对称误差分布曲线对称;(2)单单峰峰性性:小小误误差
15、差出出现现的的概概率率大大,大大误误差差的的概概率率小小。误差分布曲线只有一个峰值。误差有明显误差分布曲线只有一个峰值。误差有明显集中趋势集中趋势;(3)有有界界性性:由由偶偶然然误误差差造造成成的的误误差差不不可可能能很很大大,即即大大误差出现的概率很小误差出现的概率很小;(4)抵偿性抵偿性;误差的算术平均值的极限为零。;误差的算术平均值的极限为零。2024/5/31 周五 系统误差与随机误差的比较系统误差与随机误差的比较项目项目系统误差系统误差随机误差随机误差产生原因产生原因固定的因素固定的因素不定的因素不定的因素分类分类方法误差、仪器与试剂误方法误差、仪器与试剂误差、主观误差差、主观误差
16、性质性质重现性、单向性(或周期重现性、单向性(或周期性)、可测性性)、可测性服从概率统计规律、服从概率统计规律、不可测性不可测性影响影响准确度准确度精密度精密度消除或减小消除或减小的方法的方法校正校正增加平行测定的次数增加平行测定的次数2024/5/31 周五t 分布曲线分布曲线 t 分分布布曲曲线线随随自自由由度度 f (f=n-1)而而变变,当当 f 20时时,与与正正态态分分布布曲曲线线很很近近似似,当当 f 时时,二二者者一一致致。t 分分布在分析化学中应用很多。布在分析化学中应用很多。t 值值与与置置信信度度和和测测定定值值的的次次数数有有关关,可可由由表表 2-2 中查得。中查得。
17、2024/5/31 周五平均值的置信区间o平均值的置信区间:在一定置信度下,以平均平均值的置信区间:在一定置信度下,以平均值为中心包括真实值的可能范围称为平均值的值为中心包括真实值的可能范围称为平均值的置信区间,又称为可靠性区间界限。置信区间,又称为可靠性区间界限。平均值的置信区间平均值的置信区间=t t为置信系数:查为置信系数:查p250p250表表7-37-3平均值的随机不确定度平均值的随机不确定度2024/5/31 周五讨论:讨论:置置信信区区间间的的宽宽窄窄与与置置信信度度、测测定定值值的的精精密密度度和和测测定定次次数数有有关关,当当测测定定值值精精密密度度(s值值小小),测测定定次
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