分析化学(第七版)总结

分析化学（第七版）总结

第一章 绪论

第一节 分析化学及其任务和作用

定义：研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理 论的科学，是化学学科的一个重要分支，是一门实验性、应用性很强的学科 第二节 分析方法的分类 一、按任务分类

定性分析：鉴定物质化学组成（化合物、元素、离子、基团） 定量分析：测定各组分相对含量或纯度

结构分析：确定物质化学结构（价态、晶态、平面与立体结构） 二、按对象分类：无机分析，有机分析 三、按测定原理分类 （一）化学分析

定义：以化学反应为为基础的分析方法，称为化学分析 法. 分类： 定性分析

重量分析：用称量方法求得生成物W重量 定量分析

滴定分析：从与组分反应的试剂R的浓度和体积求得组分C的含量 反应式：mC+nR→CmRn X V W

特点：仪器简单，结果准确，灵敏度较低，分析速度较慢，适于常量组分分析 （二）仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的分析方法。 仪器分析分类：电化学分析 (电导分析、电位分析、库伦分析等）、光学分析 （紫外分光光

度法、红外分光光度法、原子吸收分光光度核磁共振波谱分析等）、色谱分析（液相色谱、气相色谱等）、质谱分析、放射化学分析、流动注射分析、热分析

特点：灵敏，快速，准确，易于自动化，仪器复杂昂贵，适于微量、痕量组分分析 四、按被测组分含量分类

-常量组分分析：>1%；微量组分分析：0.01%~1%；痕量组分分析；< 0.01% 五、按分析的取样量分类

试样重 试液体积 常量分析 >0.1g >10ml 半微量 0.1～0.01g 10～1ml 微量 10～0.1mg 1～0.01ml 超微量分析 <0.1mg ﹤0.01ml 六、按分析的性质分类：例行分析（常规分析）、仲裁分析 第三节 试样分析的基本程序 1、取样（采样）：要使样品具有代表性，足够的量以保证分析的进行

2、试样的制备：用有效的手段将样品处理成便于分析的待测样品，必要时要进行样品的分离与富集。

3、分析测定：要根据被测组分的性质、含量、结果的准确度的要求以及现有条件选择合适的测定方法。

4、结果的计算和表达：根据选定的方法和使用的仪器，对数据进行正确取舍和处理，合理

表达结果。

第二章 误差和分析数据处理

第一节 误差

定量分析中的误差就其来源和性质的不同，可分为系统误差、偶然误差和过失误差。 一、系统误差

定义：由于某种确定的原因引起的误差，也称可测误差

特点：①重现性，②单向性，③可测性（大小成比例或基本恒定） 分类：

1. 方法误差: 由于不适当的实验设计或所选方法不恰当所引起。 2. 仪器误差: 由于仪器未经校准或有缺陷所引起。

3. 试剂误差: 试剂变质失效或杂质超标等不合格 所引起 4. 操作误差: 分析者的习惯性操作与正确操作有一定差异所引起。 操作误差与操作过失引起的误差是不同的。 二、偶然误差

定义：由一些不确定的偶然原因所引起的误差，也叫随机误差. 偶然误差的出现服从统计规律，呈正态分布。 特点：

①随机性（单次）

②大小相等的正负误差出现的机会相等。

③小误差出现的机会多，大误差出现的机会少。 三、过失误差

1、过失误差：由于操作人员粗心大意、过度疲劳、精神不集中等引起的。其表现是出现离

群值或异常值。

2、过失误差的判断——离群值的舍弃 a) 在重复多次测试时，常会发现某一数据与平均值的偏差大于其他所有数据，这在统计学

上称为离群值或异常值。 b) 离群值的取舍问题，实质上就是在不知情的情况下，区别两种性质不同的偶然误差和过

失误差。

离群值的检验方法：

（1）Q 检验法：该方法计算简单，但有时欠准确。

设有n个数据，其递增的顺序为x1,x2,…,xn-1,xn，其中x1或xn可能为离群值。

当测量数据不多（n=3~10）时，其Q的定义为 Q?Xmax-Xmin具体检验步骤是：

1） 将各数据按递增顺序排列；2）计算最大值与最小值之差；3）计算离群值与相邻值之差； 4） 计算Q值；5）根据测定次数和要求的置信度，查表得到Q表值；6）若Q >Q表，则舍去可疑值，否则应保留。

该方法计算简单，但有时欠准确。

（2）G检验法：该方法计算较复杂，但比较准确。 具体检验步骤是：

1）计算包括离群值在内的测定平均值；xx2）计算离群值与平均值 之差的绝对值 3）计算包括离群值在内的标准偏差S4）计算G值。 X离群?XG?5）若G > Gα,n ，则舍去可疑值，否则应保留 SX离群?X相邻第二节 测量值的准确度和精密度

一、准确度与误差

1.准确度:指测量结果与真值的接近程度，反映了测量的正确性，越接近准确度越高。系统

误差影响分析结果的准确度 。

2.误差:准确度的高低可用误差来表示。误差有绝对误差和相对

误差之分。

（1）绝对误差：测量值x与真实值μ之差 ?x?（2）相对误差：绝对误差占真实值的百分比 RE%???100%?x???100%??3.真值与标准参考物质 任何测量都存在误差，绝对真值是不可能得到的，我们常用的真值是 1) 理论真值：如三角形的内角和为180°等。 2) 约定真值：由国际权威机构国际计量大会定义的单位、数值，如 时间、长度、原子 量、物质的量等，是全球通用的

3) 相对真值：由某一行业或领域内的权威机构严格按标准方法获得的测量值，如卫生部药品检定所派发的标准参考物质，应用范围有一定的局限性。

4) 标准参考物质：具有相对真值的物质，也称为标准品，标样，对照品。应有很好的均匀性和稳定性，其含量测量的准确度至少要高于实际测量的3倍。 二、精密度与偏差

1．精密度：平行测量值之间的相互接近程度，反映了测量的重现性，越接近精密度越高。

偶然误差影响分析结果的精密度，

2．偏差精密度的高低可用偏差来表示。 偏差的表示方法有

??（1）绝对偏差 ：单次测量值与平均值之差:d?xi?x

（2）平均偏差：绝对偏差绝对值的平均值d??x-xii?1nn

（3）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比:dr?nd?100% x（4）标准偏差S?2(x?x)?ii?1n?1

（5）相对标准偏差（RSD, 又称变异系数CV ）RSD?Sx?100%

（必考相关大题）例：用邻二氮菲显色法测定水中铁的含量，结果为10.48, 10.37, 10.47, 10.43,

10.40 mg/L; 计算单次分析结果的平均偏差，相对平均偏差，标准偏差、相对标准偏差和置信区间（95％和99％）。（相关题目，此题做不成）

三、准确度与精密度的关系 1. 准确度高，一定要精密度好

2. 精密度好，不一定准确度高。只有在消除了系统误差的前提下，精密度好，准确度才会高

四、误差的传递：误差的传递分为系统误差的传递和偶然误差的传递。

1.系统误差的传递

①和、差的绝对误差等于各测量值绝对误差的和、差 R = x + y -z δR=δx+δy-δz ②积、商的相对误差等于各测量值相对误差的和、差

?x?y?zR = x y / z ?R???2.偶然误差的传递 Rxyz①和、差结果的标准偏差的平方，等于各测量值的标准偏差的平方和。

222R = x + y -z SR?Sx?Sy?Sz2②积、商结果的相对标准偏差的平方，等于各测量值的相对标准偏差的平方和。

2222R = x y / z ?SR??Sx??Sy??Sz?????R?????z???x????y??? ????????3.测量值的极值误差

在分析化学中，若需要估计一下整个过程可能出现的最大误差时，可用极值误差来表示。它假设在最不利的情况下各种误差都是最大的，而且是相互累积的，计算出结果的误差当然也是最大的，故称极值误差。 五、提高分析结果准确度的方法 1、系统误差的判断与评估

（1）对照试验：选用组成与试样相近的标准试样，在相同条件下进行测定，测定结果与标准值对照，判断有无系统误差，又可用此差值对测定结果进行校正。 （2）回收试验：其结果用于系统误差的评估，不能用于结果的校正。 2、消除系统误差的方法

（一）选择恰当的分析方法，消除方法误差：不同方法，其灵敏度、准确度、精密度和选择性是不相同的，应根据待测组分的含量、性质、试样的组成及对准确度的要求来选择，还要考虑现有条件和分析成本。

（二）校准仪器，消除仪器误差：对砝码、移液管、酸度计等进行校准，消除仪器引起的系

统误差

（三）采用不同方法, 减小测量的相对误差

（四）空白实验，消除试剂误差：在不加试样的情况下，按试样分析步骤和条件进行分析实验，所得结果为空白值，从试样测定结果中扣除即可以消除试剂、蒸馏水和容器引入的杂质。 （五）遵守操作规章，消除操作误差

3、减小偶然误差的方法：增加平行测定次数，用平均值报告结果，一般测3～5次。 第三节 有效数字及其运算法则 一、有效数字

1.定义：为实际能测到的数字。有效数字的位数和分析过程所用的测量仪器的准确度有关。 有效数字＝准确数字+ 最后一位欠准的数（±1）

如滴定管读数23.57ml，4位有效数字。称量质量为6.1498g，5位有效数字

2. “0”的作用：作为有效数字使用或作为定位的标志。

例：滴定管读数为20.30毫升, 有效数字位数是四位。表示为0.02030升，前两个0是 起定位作用的，不是有效数字，此数据仍是四位有效数字。 3. 规定

（1）改变单位并不改变有效数字的位数。20.30ml 0.02030L （2）在整数末尾加0作定位时，要用科学计数法表示。 例：3600 → 3.6×10 3 两位 → 3.60×10 3三位

（3）在分析化学计算中遇到倍数、分数关系时，视为无限多位有效数字。 （4）pH、pC、logK等对数值的有效数字位数由小数部分数字的位数决定。 [H+]= 6.3×10 -12 [mol/L] → pH = 11.20 两位

（5）首位为8或9的数字，有效数字可多计一位。例92.5可以认为是4位有效数； 二、有效数字的修约规则

1. 基本规则：四舍六入五成双：当尾数≤4时则舍，尾数≥6时则入；尾数等于5而后面的数都为0时，5前面为偶数则舍，5前面为奇数则入；尾数等于5而后面还有不为0的任何数字，无论5前面是奇或是偶都入。 例：将下列数字修约为4位有效数字。

0.526647--------0.5266 10.23500--------10.24 250.65000-------250.6 18.085002--------18.09 3517．46--------3517 2. 一次修约到位，不能分次修约

错误修约：4.1349 → 4.135 → 4.14 正确修约：4.1349 → 4.13

3. 在修约相对误差、相对平均偏差、相对标准偏差等表示准确度和精密度的数字时，一般取1～2位有效数字，只要尾数不为零，都可先多保留一位有效数字，从而提高可信度 RSD?s?100%?0.046?100%?0.4410%?0.45.43x

三、有效数字的运算法则

（一）加减法：以小数点后位数最少的数为准（即以绝对误差最大的数为准） 例： 50.1 + 1.45 + 0.5812 = 52.1 δ ±0.1 ±0.01 ±0.0001

（二）乘除法：以有效数字位数最少的数为准（即以相对误差最大的数为准） δ ±0.0001 ±0.01 ±0.00001

例： 0.0121 × 25.64 × 1.05782 = 0.328 RE ±0.8% ±0.4% ±0.009%

（三）乘方、开方：结果的有效数字位数不变 6.542?42.87.56?2.75（四）对数换算：结果的有效数字位数不变

[H+]= 6.3×10 - 12 [mol/L] → pH = 11.20 两位

四、在分析化学中的应用

1.数据记录：如在万分之一分析天平上称得某物体重0.2500g，只能记录为0.2500g，不能记成0.250g或0.25g。又如从滴定管上读取溶液的体积为24mL时，应该记为24.00mL，不能记为24mL或24.0 mL。

2.仪器选用：若要称取约3.0g的样品时，就不需要用万分之一的分析天平，用十分之一的天

平即可。

3.结果表示：如分析煤中含硫量时，称样量为3.5g。两次测定结果:

甲为0.042%和0.041%；乙为0.04201%和0.04199%。显然甲正确，而乙不正确。