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1、化学分析工教材目 录第一部分 化学检验基础知识3第一章 化学检验概述3一、分析方法分类3二、定量分析的步骤3习题4第二章化学检验的标准5一、标准的基础知识5二、化学检验的标准物质5习题5第三章 化学检验误差和数据修约6一、化学检验中的误差6二、数据修约7习题8第四章 化学检验溶液的配制9一、实验室用水9二、化学试剂10三、常见溶液的配制11四、常用酸简介12习题13第五章 容量分析法13一、容量分析法概述13二、容量分析法分类14三、酸碱滴定法14四、络合滴定法14五、氧化还原滴定法15习题15第六章 比色分析法15一、比色分析概述15二、光的基本知识16三、最大吸收波长16四、光的吸收强度与
2、物质浓度的关系朗白比耳定律16五、获得单色光的方法16六、光电比色(分光光度)法16七、光电比色(分光光度)计的一般结构16八、显色反应16习题17第七章 化学检验常用仪器及其使用17一、电子天平17二、滴定分析仪器及其应用18习题19第二部分 仪器分析基础知识19第一章 红外碳硫仪19一、红外碳硫仪工作原理19二、红外碳硫仪的结构及主要试剂19三、使用方法20四、注意事项20习题20第二章 火花发射直读光谱仪20一、直读光谱仪工作原理21二、直读光谱仪的结构及工作条件21三、试样要求21四、使用(以ARL3460为例)21五、注意事项22六、ARL3460光谱仪日常维护22习题22第三章 X
3、荧光光谱仪23一、工作原理23二、X荧光光谱仪的结构24三、试样的制备24四、X-荧光的使用25五、注意事项25习题25第四章 电感耦合等离子体光谱仪25一、工作原理25二、ICP的结构26三、ICP的使用26四、注意事项27五、ICP的日常维护27习题27第五章 氧氮氢分析仪28一、工作原理28二、氮氢氧分析仪的试剂28三、试样要求28四、氧氮氢分析仪的使用29五、注意事项29习题29第六章 工业分析仪30一、工业分析仪原理30二、仪器结构30三、试样处理30四、仪器的使用30五、注意事项30习题31第七章 全自动测流仪31一、仪器原理31二、仪器结构和试剂31三、仪器的使用31四、注意事项
4、32习题32第一部分 化学检验基础知识第一章 化学检验概述化验分析的主要任务是鉴定物质的化学结构、化学组成、测定各组分的含量,可分为结构分析、定性分析和定量分析。目前,对于工厂企业来讲,化验分析的任务主要是定量分析。一、分析方法分类1、根据测定对象的不同可分为无机分析和有机分析。无机分析的对象是无机物,一般都是测定其离子或原子团来表示各组分的百分含量;有机分析的对象是有机物,一般分析其元素或官能团来确定组分的含量,也经常通过测定物质的某些物理常数的沸点、冰点及沸程来确定其组成及含量。2、根据试样用量不同可分为,常量分析、半微量分析、微量分析。常量分析的试样用量在0.1-1g、半微量分析的试样用
5、量在10mg-0.1g、微量分析的试样用量在0.1-10mg。通常较多应用的是常量分析、半微量分析。3、根据测定原理不同可分为化学分析法和仪器分析法。化学分析法是以化学反应为基础的分析方法。它可分为:重量分析法、容量分析法和气体分析法。仪器分析法是以物质的物理和物理化学性质为基础并借用比较精密的分析仪器测定被测物质含量的分析方法。它可分为:光学分析法、电化学分析法、色谱分析法等。仪器分析的特点是快速、灵敏,能测量含量很低的杂质含量;但仪器价格昂贵,普及不广泛,尤其是中小企业。化学分析特点是对于高含量和中等含量的物质准确度高,方法经典可靠,使用仪器简单;但分析时间长、操作烦琐、耗材多。可以说,化
6、学分析法是基础,仪器分析法是发展方向。4、根据生产要求不同可分为例行分析和仲裁分析。例行分析也称常规分析,它是指一般化验室配合生产的日常分析。仲裁分析是指在不同单位对分析结果有争议时,要求有关单位用指定的方法进行准确的分析,以判断分析结果的可靠性。二、定量分析的步骤定量分析的任务是测定物质中有关组分的含量,通常包括以下几个步骤:1、取样根据分析对象是气体、液体或固体,采用不同的取样方法。在取样过程中,最重要的一点是要使分析试样具有代表性,否则进行分析工作毫无意义,甚至可能导致得出错误结论。2、试验的分解定量化学分析属于湿法分析,通常要求将试样分解后转入溶液中,然后进行测定。根据试样的性质不同,
7、采用不同的分解方法。分解试样的一般要求是试样分解要完全、分解过程中待测成分不应有挥发损失、分解过程中不应引入被测组分和干扰物质。常用的分解方法大致可分为溶解和熔融两种。溶解就是将试样溶解于水、酸、碱或其他溶剂中;熔融就是将试样与固体熔剂混合,在高温下加热,使待测组分变为可溶于水或酸的化合物。1) 溶解溶解比较简单、快速,所以分解试样尽可能采用溶解的方法,如果试样不能溶解或溶解不完全时才采用熔融法。溶解根据使用溶剂不同可分为酸溶法和碱溶法。酸溶法:利用酸的酸性、氧化还原性和配合性使试样中被测组分转入溶液。钢铁、合金、有色金属、纯金属、碳酸盐类矿物、部分硫化物、氧化物和磷酸盐类矿物,可采用此法。常
8、用作溶剂的酸有盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸氢氟酸,以及它们的混合酸等。碱溶法:一般用20%-30%NaOH溶液作溶剂,主要溶解金属铝及铝、锌等有色合金。2)熔融熔融分解是利用酸性或碱性溶剂与试样混合,在高温下进行复分解反应,将试样中的全部组分转化为易溶于水或酸的化合物(如钠盐、钾盐、硫酸盐及氯化物等)。由于熔融时反应物的浓度和温度都比溶剂溶解时高得多,所以分解试样的能力比溶解法强得多。但熔融时要加入大量熔剂(约为试样质量的612倍),因而熔剂本身的离子和其中的杂质就带入试液中,另外熔融时坩埚材料的腐蚀,也会使试液受到沾污,所以尽管熔融法分解能力很强,也只有在用溶解法溶解不了时才应用。熔融法分
9、酸熔法和碱熔法两种。3、测定根据被测组分的性质、含量和对分析结果准确度的要求、实验室的具体情况,选择最合适的分析方法。各种方法在灵敏度、选择性和适用范围等方面有较大的差别,所以应熟悉各种方法的特点,做到胸中有数,以便在需要时能正确选择分析方法。由于试样中的其它组分可能对测定有干扰,故应设法消除其干扰。消除干扰的方法主要有两种:分离和掩蔽。常用的分离方法有沉淀分离法、萃取分离法和色谱分离法等;常用的掩蔽方法有沉淀掩蔽法、络合掩蔽法和氧化还原掩蔽法。4、计算分析结果根据试样重量、测量所得数据和分析过程中有关反应的计算关系,计算试样中有关组分的含量。被测组分含量表示的方法有:1)固体试样固体试样中被
10、测组分的含量通常以相对含量表示。最常用的是百分含量,其计算方式为:%2)液体试样液体试样中被测组分含量常以各种不同方法表示。重量百分数:表示被测组分在试液中所占的百分数。如:10%NaOH溶液,表示100克NaOH溶液中含NaOH 10克。体积百分数:表示100ml试液中被测组分的体积。50%乙醇溶液表示100ml乙醇溶液中含乙醇50ml。(液体溶液目前常用如下方法表示:A+B,如5+95的HNO3溶液,表示5份浓硝酸与95份水混合所配制的溶液)。重量体积百分数:表示100ml溶液中被测组分的克数。如:10%NaOH溶液,表示100mlNaOH溶液中含NaOH10克。习题1、分析方法根据试样用
11、量不同可分为常量分析、半微量分析、微量分析;根据测定原理不同可分为化学分析法和仪器分析法。2、简述定量分析的步骤答:1)取样;2)试验的分解;3)测定;4)计算分析结果3、常用的溶解方法有哪些?答:常用的分解方法大致可分为溶解和熔融两种。溶解就是将试样溶解于水、酸、碱或其他溶剂中;熔融就是将试样与固体熔剂混合,在高温下加热,使待测组分变为可溶于水或酸的化合物。4、化学分析中,消除干扰的方法主要有分离和掩蔽。常用的掩蔽方法有沉淀掩蔽法、络合掩蔽法和氧化还原掩蔽法。5、(5+95)的HNO3溶液表示的是什么?答:表示5份浓硝酸与95份水混合所配制的溶液。6、将5克NaCl放入45克水中,全溶后,溶
12、液的重量百分比浓度为_10%_。7、分解试样的一般要求是什么?答:试样分解要完全、分解过程中待测成分不应有挥发损失、分解过程中不应引入被测组分和干扰物质。第二章化学检验的标准标准是对重复性事物和概念所做的统一规定,是以科学、技术和实践经验的综合成果为基础,经过有关方面协商一致,由主管机构批准,以特定的形式发布,作为共同遵守的准则和依据。一、标准的基础知识1、标准的分类根据标准协调统一的范围及适用范围的不同可分为国际标准、区域性标准、国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。国家标准、行业标准和地方标准中的强制性标准,企业必须严格执行。推荐性标准企业一经采用也就有了强制的性质,因此应严格执行。化学
13、检验方法标准包括适用范围、方法概要、使用仪器、材料、试剂、标准样品、测定条件、试验步骤、结果计算、精密度等技术规定。标准方法是经过试验论证,取得充分可靠的数据的成熟方法,而不一定是技术上最先进、准确度最高的方法。2、国家标准的代号和编号强制性国家标准的代号为“GB”,推荐性国家标准的代号为“GB/T”。国家标准的编号由国家标准的代号、发布的顺序号和审批年号构成。审批年号可以是两位或四位数字,当审批年号后有括号时,括号内的数字为该标准进行重新确认的年号。如GB/T261-81(91)为国家推荐性标准第261号,1981年批准,1991年重新确认。二、化学检验的标准物质在化学检验中,为了保证其结果
14、具有一定的准确度,并具有可比性和一致性,必须使用标准物质校准仪器、标定溶液浓度和评价化学检验方法。1、标准物质的概念1992年国际标准化组织标准物质委员会颁布的国际标准化指南,对标准物质和有证标准物质的定义为:标准物质(RM)是具有一种或多种足够均匀并已经很好地确定了其特性量值的物质或材料。标准物质可以是纯的或混合的气体、液体或固体。有证标准物质(CRM)是有证书的标准物质,其一种或多种特性量值是用建立了计量溯源性的方法测定的,确定的每个特性量值均附有一定置信水平的不确定度。2、标准物质的分级我国将标准物质分为一级标准物质和二级标准物质,它们都符合有证标准物质的定义。一级标准物质是用绝对测量法
15、或两种以上不同原理的准确可靠的方法定值,若只有一种定值方法,可采用多个实验室合作定值,它的不确定度具有国内最高水平,均匀性良好,在不确定度范围内,稳定性在一年以上,由国务院计量行政部门批准、颁布并授权生产,代号以GBW表示。二级标准物质是用与一级标准物质进行比较测量的方法或一级标准物质的定值方法定值,其不确定度和均匀性未达到一级标准物质的水平,稳定性在半年以上,代号以GBW(E)表示3、标准物质在化学检验中的应用用于校准化学检验仪器,评价化学检验方法,用作工作标准,提高合作实验室的化学检验精密度,用于化学检验的质量保证,用于制定化学检验标准方法、产品质量监督检验、技术仲裁。习题1、根据标准协调
16、统一的范围及适用范围的不同可分为国际标准、区域性标准、国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。2、RM表示标准物质,CRM表示有证标准物质3、强制性国家标准的代号为 GB ,推荐性国家标准的代号为 GB/T 。4、标准方法是技术上最先进、准确度最高的方法吗?答:不是。标准方法是经过试验论证,取得充分可靠的数据的成熟方法,而不一定是技术上最先进、准确度最高的方法。5、GB/T261-81(91)的含义是什么?答:国家推荐性标准第261号,1981年批准,1991年重新确认。6、我国将标准物质分为一级标准物质和二级标准物质,它们都符合有证标准物质的定义。第三章 化学检验误差和数据修约一、化学检验中
17、的误差1、基本概念1)真实值(XT)物质中各组分的实际含量成为真值,它是客观存在的。一般来说,真实值是不可能准确知道的。2)平均值()n次测量数据的算术平均值()为=(X1+X2+X3+Xn)/n平均值虽然不是真实值,但比单次测量结果更接近真实值。2、准确度与误差准确度是指分析结果与真实值接近的程度。误差是分析结果与真实值之间的差值。误差越小,分析结果准确度越高;误差越大,分析结果准确度越低。误差的表示有两种,即绝对误差和相对误差。绝对误差是分析结果(X)与真实值之差;相对误差是绝对误差在真实结果中所占的百分率。绝对误差(E)= XXT相对误差(RE)= 因为测定值可能大于或小于真实值,所以误
18、差有正负之分。当分析结果大于真实值时,误差为正值,表示测定结果偏高,反之,误差为负,表示测定结果偏低。3、精密度与偏差日常化学检验中,常用精密度与偏差来评价化学检验数据的可靠性。精密度是指在同一条件下对同一量进行多次重复测定(即平行测定)时,各测定值彼此间相接近的程度。化学检验中的分析测试不可能进行无限次,一般是在同一条件下,平行测定几次,然后将几次测定的算术平均值作为“真实值”。在实际工作中分析人员在同一条件下平行测定几次,如果几次分析结果的数值比较接近,说明分析结果的精密度高。精密度高又叫重现性或再现性好。精密度的大小用偏差表示,偏差越小测定结果的精密度越高。偏差的表示方法有多种。1)绝对
19、偏差与相对偏差绝对偏差(d)是指单次测定值(X)与平均值()之差,即d= X。相对偏差(dr)是指相对偏差在平均值中所占的百分率,即dr=。2)平均偏差分为绝对平均偏差和相对平均偏差。绝对平均偏差()是单次测定值与平均值的偏差(取绝对值)之和除以测定次数(n),即 (i=1,2,3,n)相对平均偏差是绝对平均偏差在平均值中所占的百分率,即3)标准偏差与相对标准偏差在一般的化学检验中,只做有限次测定。有限次测定的标准偏差用S表示,相对标准偏差(RSD)是标准偏差在平均值中所占的百分率,即用标准偏差表示精密度比用平均偏差表示好,因为单次测定值的偏差经平方和后,较大的偏差就能较显著地反映出来。所以,
20、实际工作中的用相对标准偏差(RSD)表示精密度。4)极差一般化学检验中平行测定次数不多,常用极差(R)来说明偏差范围。R=测定最大值测定最小值相对极差=4、准确度与精密度的关系准确度高一定需要精密度高,但精密度高不一定准确度高。精密度是保证准确度的先决条件,精密度低则说明测定结果不可靠。5、误差与偏差的区别误差用来表示准确度,偏差用来表示精密度;误差表示分析结果与真实值之差,偏差表示分析结果与平均值之差;前者以真实值为标准,后者以平均值为标准。6、误差产生原因及减免方法按照误差的来源不同,可将误差分为两类,即系统误差和偶然误差。1)系统误差系统误差是由某种固定原因所造成的误差,具有单向性,使分
21、析结果系统偏高或偏低。当重复进行测量时,它会重复出现。系统误差产生的原因有:方法误差、仪器和试剂误差、操作误差2)偶然误差偶然误差是由偶然原因引起的误差。特点:由偶然原因引起,是可变的,有时大,有时小,有时正、有时负;在操作过程中是无法避免的,但是可以尽量减少;偶然误差的分布符合正态分布规律。可以通过“多次测定,取平均值”的方法,减小偶然误差。7、提高分析结果准确度的方法1)选择合适的分析方法,各种分析方法的准确度和灵敏度是不相同的。2)减少测量误差;3)加平行测定次数,减少偶然误差;(对同一试样,通常要求平行测定24次)4)消除测量过程中的系统误差,常用的方法有对照试验(检查系统误差的手段)
22、、空白试验(消除系统误差的手段)、校正仪器、分析结果校正。二、数据修约1、有效数字有效数字是指在测量在实际能测量到的数字。因此,在记录测量数据和计算测量结果时,应根据所使用仪器的精确程度(即仪器的最小刻度),必须使所保留的有效数字中,只有最后一位是估计的。可见,有效数字是由全部准确的数字和一位可疑数字构成的。2、有效数字的位数对没有小数位且以若干个零结尾的数值,从非零数字最左一位向右得到的位数减去无效零(即仅为定位用的零)的个数;对其他十进位数,从非零数字最左一位向右得到的位数,就是有效位数。例1:35000,若有两个无效零,则为三位有效位数,应写为350102;若有三个无效零,则为两位有效位
23、数,应写为35103。例2:3.2,0.32,0.032,0.0032均为两位有效位数;0.0320三位有效位。例3:12.490为五位有效位数;10.00为四位有效位3、修约规则试验的最终结果,常常需要对若干测量参数经各种数学运算才能求得,而各测量参数有效位数又不尽相同,在计算时应修约舍弃多余的数字。目前国家标准规定采用“四舍六入五成双”的规则修约。拟修约数字应在确定修约位数后一次修约获得结果,而不得多次按上述规则连续修约。修约规则修约示例修约前数字修约后数字四舍4.81414.814.81214.81六入4.81614.824.81814.82五后有数则进一4.81514.824.8150
24、34.82五后无数看前方前为奇数须进一前为偶数要舍去4.81504.824.8354.844.84504.844.8054.80不论舍弃多少位,必须一次修约完4.85464.855、有效数字的运算规则1)加减法:几个数据相加或相减时,它们的和或差的有效数字位数的保留,应以小数点后位数最少的数据为准。将其它数据按照修约规则修约多余数字后,再相加减。2)乘除法:几个数据相乘或除时,它们的积或商的有效数字位数应以有效数字位数量最少的数据为准,将其它数据按照修约规则修约多余数字后,再进行计算。3)乘方或开方:对测量数值进行乘方或开方运算时,原数值有几位有效数字,计算结果就应保留几位有效数字。习题1、数
25、字的修约规则为_四舍六入五成双_,0.0035是_2_位有效数字,0.420是_3_位有效数字,12.490为五位有效位数。2、系统误差产生的主要原因有方法误差、仪器和试剂误差、操作误差。3、误差与偏差的区别?答:误差用来表示准确度,偏差用来表示精密度;误差表示分析结果与真实值之差,偏差表示分析结果与平均值之差;前者以真实值为标准,后者以平均值为标准。4、准确度与精密度的关系答:准确度高一定需要精密度高,但精密度高不一定准确度高。精密度是保证准确度的先决条件,精密度低则说明测定结果不可靠。5、产生误差的原因很多,一般分为_系统误差和偶然误差。6、可以通过 多次测定,取平均值 的方法,减小偶然误
26、差。7、消除测量过程中的系统误差,常用的方法有对照试验(检查系统误差的手段)、空白试验(消除系统误差的手段)、校正仪器、分析结果校正。8、4.8546修约至三位有效数字是4.85,4.81503修约至三位有效数字是4.82,4.8450修约至三位有效数字是4.84。第四章 化学检验溶液的配制一、实验室用水在分析工作中经常要用到水,一般天然水和自来水中常含有氯化物、碳酸盐、硫酸盐、泥沙及少量有机物等杂质,影响化学检验结果的准确度。因此,作为化学检验用水,必须先用一定的方法净化,达到国家标准规定才能使用。1、实验室用水的制备制备纯水常用的方法有以下三种。1) 蒸馏法蒸馏法是目前广泛采用的制备化验室
27、用水的方法,是根据水与杂质沸点的不同,将自来水(或其它天然水)用蒸馏器蒸馏而得到的。该方法操作简单,成本低廉,能去除水中非挥发性杂质即无机盐类,但不能除去易溶于水的气体。以生产中的废汽冷凝制得的“蒸馏水”,含杂质较多,不能直接用于化学检验。2) 离子交换法用离子交换树脂分离出水中的杂质离子而制得纯水的方法称为离子交换法。该方法将作为原料的自来水或一次蒸馏水,流过预先处理好的氢型阳离子交换树脂,则水中的金属离子与树脂上的H+进行交换,金属离子留在树脂上,同时H+进入水中。含有阴离子的水再留过预先处理好的氢氧型阴离子交换树脂,则阴离子与树脂上的OH-交换,阴离子留在树脂上,OH-被交换下来,交换下
28、来的OH-与H+结合成水而流出。经过离子交换过的水,除去了绝大部分阴阳离子,因此称为去离子水。这种方法具有出水纯度高,操作技术简便,产量大,成本低等优点,适用于各种规模的化验室。该方法的缺点是设备较复杂,制备的水仍含有微生物和一些有机杂质。3) 电渗析法电渗析法是在离子交换技术基础上发展起来的一种膜分离技术。实验室分析用水一般用蒸馏水和去离子水。2、分析实验室用水的规格我国国家标准GB6682分析实验室用水规格和试验方法将适用于化学分析和无机痕量分析等试验用水分为3个级别。一级水、二级水和三级水。其规格见下表。项目一级水二级水三级水外观(目视观察)无色透明液体PH值范围(25)-5.0-7.5
29、电导率(25)/Ms/m) 0.010.100.50可氧化物质以(O)计/(mg/L) -0.080.4吸光度(254nm,1cm 光程) 0.0010.01-蒸发残渣(1052)/ (mg/L) -1.02.0可溶性硅以(SiO2)计/ (mg/L) 0.010.02-由于在一级水、二级水的纯度下,难于测定其真实的PH值,因此不作规定。一级水、二级水的电导率需用新制备的水“在线”测定。由于在一级水的纯度下,难于测定可氧化物质和蒸发残渣,对其限量不作规定。3、分析实验室用水的储存和选用经过各种纯化方法制得的各种级别的分析实验室用水,纯度越高要求的储存条件越严格,成本也越高,应根据不同分析方法的
30、要求合理选用。见下表级别制备与储存(1)使用一级水可用二级水经过石英设备蒸馏或离子交换混合床处理后在经0.2微米微孔膜过滤制取不可储存,使用前制备有严格要求的分析试验,包括对颗粒有要求的试验,如高压液相色谱分析用水二级水可用多次蒸馏或离子交换等方法制取储存于密闭的、专用聚乙烯容器中无机痕量分析等试验,如原子吸收光谱分析用水三级水可用蒸馏或离子交换等方法制取储存于密闭的、专用聚乙烯容器中也可使用密闭的、专用玻璃容器储存一般化学分析试验(1)储存水的新容器在使用前需用盐酸(20%)浸泡23天,再用待储存水反复冲洗,然后注满,浸泡6小时以上方可使用。二、化学试剂1、试剂的规格与分类化学试剂根据其用途
31、可分为一般化学试剂和特殊化学试剂1)一般化学试剂根据国家标准,一般化学试剂按其纯度可分为四级,其规格及适用范围见下表。此外,指示剂也属于一般试剂。试剂级别名称符号标签颜色适用范围一级品优级纯GR绿色纯度很高,适用于精密分析及科研工作二级品分析纯AR红色纯度仅次于一级品,主要用于一般分析、科研三级品化学纯CP蓝色纯度较二级品差,适用于教学或精度要求不高的分析测试工作四级品实验试剂LR棕色或黄色纯度较低,只能用于一般化学实验及教学工作分析中所用试剂除特殊注明外,均为_分析纯_。2)特殊化学试剂基准试剂 其纯度相当于(或高于)一级品,含量一般在99.95%-100.05%,可作为定量化学检验的基准物
32、,可精确称量后直接配制标准溶液。高纯试剂 特点是杂质含量低(比优级纯、基准试剂低),主体含量与优级纯相当,而且规定检验的杂质项目比同种优级纯或基准试剂多1-2倍。主要用于微量分析中试样的分解及试液的制备。高纯试剂多属于通用试剂(如HCl、HClO4、Na2CO3)。目前只有少数高纯试剂颁布了国家标准,其他产品一般执行企业标准,在产品的标签上标有“特优”或“超优”试剂字样。光谱纯试剂(S.P.) 杂质含量用光谱分析法已测不出或杂质含量低于某一限度,主要用作光谱分析中的标准物质。分光光度纯试剂 要求在一定波长范围内没有或很少有干扰物质,用作分光光度法的标准物质。色谱试剂与制剂、生化试剂2、化学试剂
33、的贮存与管理1)影响化学试剂变质的因素空气的影响 空气中的氧易使还原性试剂氧化而变质;强碱性试剂易吸收二氧化碳而变成碳酸盐等。温度的影响 夏季高温会加快不稳定试剂的分解等光的影响 日光中的紫外线能加速某些试剂的化学反应而使其变质。杂质的影响 纯净的溴化汞不受光的影响,而含有有机杂质的溴化汞见光易变黑。贮存期的影响 不稳定试剂在长期贮存后会发生歧化、聚合、分解或沉淀等变化。2)化学试剂的贮存在通风良好、干燥、洁净的房间里,防止污染或变质。要远离火源,并注意防止水分、灰尘和其他物质的污染。固体试剂应保存在广口瓶中,液体试剂盛放在细口瓶或滴瓶中;见光易分解的存放在棕色瓶中,并置于暗处;容易侵蚀玻璃而
34、影响纯度的如氢氟酸等,应保存在塑料瓶或涂有石蜡的玻璃中,盛碱的试剂瓶要用橡皮塞,不能用磨口塞,以防瓶口被碱溶解。剧毒品:氰化物、砷化物、铬酸盐及有剧毒的生物碱,应由专人负责管理(锁在铁柜或保险柜内),建立严格的安全使用制度。易燃物:乙醚、丙酮、苯、乙醇和其它有机溶剂及其废液,要装在棕色坚固玻璃瓶中,密封放于低温处保存,禁近烟火。易爆物品:苦味酸、某些氯酸盐、硝酸盐及高氯酸等,少量可保存在低温处,周围不得有其它易燃物品。大量使用时应随用随领,不得在实验室大量存放。腐蚀性药品:强酸、强碱、浓氨水、冰乙酸、浓磷酸等,应保存于坚固玻璃瓶中。酸碱分别放置。大瓶(20升)不得直接放在坚硬的地面上,应垫橡胶
35、板;分装时严防溅入眼内与身上。三、常见溶液的配制溶液分为一般溶液和标准溶液1、一般溶液的配制一般溶液也称辅助试剂溶液,用于控制化学反应条件,在样品处理、分离、掩蔽、调节溶液的酸碱性等操作中使用。这类溶液的浓度不需严格准确,配制时试剂的质量可用托盘天平称量,体积可用量筒或量杯量取。例:配制质量分数为20%的KI溶液100克,应取KI多少克?加水多少克?如何配制?解:已知 m=100g, w(KI)=20% 则 m(KI)=10020%=20(g) 溶剂水的质量=10020=80(g)配制方法:在托盘天平上称取KI20 g于烧杯中,用量筒加入80ml蒸馏水,搅拌至溶解,即得质量分数为20%的KI溶
36、液。将溶液转移到试剂瓶(KI见光易分解,必须盛放在棕色试剂瓶)中,贴上标签。2、标准溶液的配制标准溶液是滴定分析中用于测定产品纯度和杂质含量的必不可少的溶液,因此标准溶液的配制是滴定分析法中最重要的工作,它的浓度要求准确到四位有效数字。标准溶液的配制方法有两种,即直接法和标定法。1)直接法在分析天平上准确称取一定量基准试剂,溶解后移入一定体积的容量瓶中,加水稀释至刻度,摇均即可。根据称得的基准试剂的质量和容量瓶体积计算标准溶液的准确浓度。例:欲配制c(K2Cr2O7)=0.01000mol/L的标准溶液500ml,如何配制?解:应称取K2Cr2O7固体的质量为m(K2Cr2O7)=0.0100
37、0249.18=1.2459(g)配制方法:在分析天平上准确称取1.2459g已在140-150下干燥过的K2Cr2O7基准试剂于烧杯中,加水稀释至刻度,充分摇均。2)标定法首先用优级纯或分析纯试剂配制成接近与所需浓度的溶液,再用基准物质测定其准确浓度,此过程称为标定。或者用另一种标准溶液来测定所配溶液的浓度,这一过程称为比较。用基准物质标定的方法准确度较比较法高。四、常用酸简介1、硝酸(HNO3)几乎所有的硝酸盐都溶于水。硝酸为强氧化剂,所以一些不易被盐酸或稀硫酸溶解的金属(Co、Cu等)却能被硝酸溶解。但反过来,由于它的氧化性强,有些金属(Al、Cr等)在硝酸中生成一层氧化膜,阻止了溶解作
38、用(钝化)。在钢铁分析中硝酸常被用作氧化剂来分解碳化物和将铁等元素氧化至高价,测定钢铁中的磷必须利用硝酸氧化,避免生成PH3而损失。也是由于它的氧化能力,几乎所用的硫化物及其矿石皆可溶于硝酸。用硝酸溶解金属,反应中产生各种氮的氧化物,如NO、NO2等,往往对后来的测定有影响,因此需煮沸溶液将其驱除。有时试样溶解需要用硝酸,但后来测定步骤中又不允许硝酸存在,这时可于试样溶解后加入高氯酸或硫酸加热至发烟而排除之。2、盐酸(HCl)盐酸为强酸,大部分氯化物皆溶于水,故在分析上应用很广,比氢活泼的金属如Fe、Co、Ni、Al、Zn,普通钢铁,高铬钢以及多数金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐皆溶于盐酸。盐酸中
39、Cl-可与很多金属离子(如Fe3+)生成稳定的络离子,有助于溶解作用。盐酸具有还原能力,可溶解软锰矿等矿物(MnO2+HCl=MnCl2+2H2O+Cl2)。3、硫酸(H2SO4)硫酸是强酸,稀硫酸没有氧化性,而热的浓硫酸是氧化剂,且有强烈的脱水作用,重量法测定钢铁中的硅常用浓硫酸脱水。除Ba、Ca、Pb、Sr盐外,硫酸盐一般皆可溶于水,但在分析时,将试样用硫酸发烟处理时,如果时间过长,析出的硫酸盐往往难溶,给分析造成困难。用硫酸可以溶解普通钢铁和Co、Ni、Zn等金属及其合金,以及Al、Mn、Ti等的矿石。4、磷酸(H3PO4)磷酸具有络合能力,在酸性溶液中,它可与Fe3+、W6+、Mo6+
40、等形成无色络合物,在钢铁分析中,常用它作为某些合金钢的溶剂。许多难溶性矿石,如铬铁矿FeCr2O4、钛铁矿 FeTiO3等,都能被磷酸分解。 单独用磷酸溶样时,加热时间不宜过长,否则会析出微溶性的焦磷酸盐,同时也会腐蚀玻璃,生成聚硅磷酸而黏结于器皿底部,故用磷酸溶过样的玻璃器皿不能用于测定磷。5、高氯酸(HClO4)热的浓高氯酸是强氧化剂和脱水剂,用高氯酸溶解试样时,能把铬氧化为Cr2O72-、硫氧化为SO42-。重量法测定硅,使二氧化硅脱水时,高氯酸优于其他酸,一次处理能定量脱水,且所得二氧化硅污染很少。用高氯酸和它的混合酸溶解试样时,有许多元素会挥发损失,反之有时又利用这种性质来驱赶干扰元
41、素,如高氯酸发烟下滴加盐酸驱除铬、HBr驱除As等。使用高氯酸时必须注意安全,它遇有机物会发生爆炸。如试样含有有机物,应先用浓硝酸蒸发破坏有机物,然后加入高氯酸。采用普通木制的通风橱时,使用高氯酸必须注意:A、应采用质地致密的木材;B、应充分通风,以防止高氯酸的蒸汽凝聚,蒸发后应多通风半小时,以驱尽酸蒸汽;C、经常用水冲洗通风橱内部,特别是木料部分;D、定期检查木料有无变质(含氧化剂木料更易燃烧);6、氢氟酸(HF)HF常与硫酸、硝酸或高氯酸等混合使用,用来分解硅铁、硅酸盐及含钨、铌、钛等试样,这是因为它具有很强的络合能力。HF与硅酸盐作用,生成可挥发的SiF4。这点被利用于重量法测定硅。由于
42、HF对玻璃有很强的腐蚀能力,一般须在铂皿中使用。除去溶液中的HF,除用硫酸或其他酸发烟使其蒸发外,也可采用加入硼酸或三氯化铝使F-络合的办法消除其影响。7、混合酸在实际工作中,常使用混合酸做溶剂。这样可以起到取长补短“的作用,且往往能产生新的溶解能力。如王水(HNO3+3HCl),其氧化能力超过硝酸,再加上盐酸的络合能力,因此单独用硝酸、盐酸不能溶解的贵金属Pt、Au等,皆可溶于王水中。在钢铁分析中,常用的混合酸有:HNO3HCl、HNO3HF、HNO3H2SO4、H3PO4H2SO4、H2SO4HF、HFHClO4、HCl- HClO4、HNO3H2SO4H2SO4等,各种酸还可以按不同比例
43、混合。对于未知试样,必须慎重选择适当的溶剂,一般是以水、稀酸、浓酸、各种混合酸的顺序处理实验。无效时再考虑用熔剂熔融。习题1、实验室制备纯水常用的方法有 蒸馏法、 离子交换法、电渗析法。经过离子交换过的水,除去了绝大部分阴阳离子,因此称为去离子水。2、化学试剂按纯度分为优级纯、 分析纯 、 化学纯、实验试剂,分析中所用试剂除特殊注明外,均为_分析纯_。3、影响化学试剂变质的因素有哪些?答:空气的影响、温度的影响、光的影响、杂质的影响、贮存期的影响4、用于配制标准溶液的试剂级别最低要求为 分析纯 。5、配制质量分数为20%的KI溶液100克,应取KI多少克?加水多少克?如何配制?解:已知 m=1
44、00g, w(KI)=20% 则 m(KI)=10020%=20(g) 溶剂水的质量=10020=80(g)配制方法:在托盘天平上称取KI20 g于烧杯中,用量筒加入80ml蒸馏水,搅拌至溶解,即得质量分数为20%的KI溶液。将溶液转移到试剂瓶(KI见光易分解,必须盛放在棕色试剂瓶)中,贴上标签。6、标准溶液的浓度要求准确到四位有效数字。标准溶液的配制方法有直接法和标定法。7、硫酸是强酸,热的浓硫酸是氧化剂,且有强烈的脱水作用,8、将下列元素符号对应写成中文:TFe 、Cr 、C 、P 、Si 、S 、Al 、Mg 、Mn 、Ca 。9、写出下列物质的化学符号硫酸 、磷酸 、高氯酸 、氢氟酸
45、。10、王水指HNO3+3HCl。11、实验室分析用水一般用蒸馏水和去离子水。第五章 容量分析法一、容量分析法概述1、基本概念容量分析法是将一种已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液),滴加到被测物质的溶液中,直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应完全为止,然后根据试剂溶液的浓度和用量,计算被测物质的含量。这种已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液)叫“滴定剂”。将滴定剂用滴定管逐滴滴加到被测物质溶液中的过程叫“滴定”。当加入的标准溶液与被测物质反应完全时,反应达到了“等当点”。等当点一般依据指示剂的变色来确定。在滴定过程中,指示剂正好发生颜色变化的转变点,叫“滴定终点”。等当点与滴定终点意义不同,前者为理论终点,后者为实验终点,二者经常是不完全吻合的。滴定终点可能出现在等当点前,也可能出现在等当点后,因此产生误差,这种误差为滴定误差。2、容量分析通常用于测定常量组分(含量大于1%的组分),测量的相对误差一般为0.2%。3、作为容量分析的化学反应,必须满足以下条件:1)反应要有确定的定量关系,
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