兰州大学2018下半年《分析化学》课程问题答疑资料

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2018年下半年《分析化学》课程答疑资料
1、怎样才能减少实验误差？
误差分为系统误差和偶然误差，系统误差是不可避免的，所以，要尽量改进实验方案，减少系统误差的同时，注意仪器读数等，减小偶然误差
2、用于滴定分析的化学反应必须满足条件;
(1)反应要按一定的化学反应式进行，即反应应具有确定的化学计量关系，不发生副副反应。
(2)反应必须定量进行，通常要求反应完全程度≥99.9%。
(3)反应速度要快。对于速度较慢的反应，可以通过加热、增加反应物浓度、加入催化剂等措施来加快。
(4)有适当的方法确定滴定的终点。
3、用缓冲溶液控制适当的酸度,使EDTA的酸效应不致太大, 否则,主反应不能反应完全；另一方面,使金属离子稳定存在于溶液中,不致因羟基配位效应而沉淀,导致无法滴定.
4、pH电极使用前为什么必须浸泡？
pH电极使用前必须浸泡，因为pH球泡是一种特殊的玻璃膜，在玻璃膜表面有一很薄的水合凝胶层，它只有在充分湿润的条件下才能与溶液中的H+离子有良好的响应。同时，玻璃电极经过浸泡，可以使不对称电势大大下降并趋向稳定。pH玻璃电极一般可以用蒸馏水或pH4缓冲溶液浸泡。
通常使用pH4缓冲液更好一些，浸泡时间8小时至24小时或更长，根据球泡玻璃膜厚度、电极老化程度而不同。同时，参比电极的液接界也需要浸泡。因为如果液接界干涸会使液接界电势增大或不稳定，参比电极的浸泡液必须和参比电极的外参比溶液一致，即3.3mol/L KCl溶液或饱和KCl溶液，浸泡时间一般几小时即可。
5.指示剂的封闭
如果指示剂与金属离子形成更稳定的配合物而不能被EDTA置换，则虽加入过量的EDTA也达不到终点，这种现象称为指示剂的封闭。想避免这种现象，可以加入适当的配位剂来掩蔽能封闭指示剂的离子。
    指示剂与金属离子形成的配合物如果是胶体或沉淀，在滴定时指示剂与EDTA的置换作用将因进行缓慢而使终点拖长，这种现象称为指示剂的僵化。想避免这种现象，可以加入有机溶剂或将溶液加热，以增大有关物质的溶解度及加快反应速率，接近终点时要缓慢滴定，剧烈振摇。
5.滴定终点:指示剂颜色发生变化时,即停止滴定,这一点称为滴定终点.
6.化学计量点:在滴定过程中,当滴入的标准溶液的物质的量与待测定组分的物质的量恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时,我们称反应到达了化学计量点
7.选择指示剂的原则：灵敏度度高,颜色变化明显,无毒,指示剂的变色范围因在滴定突跃范围内。
8.影响沉淀的因素是什么
沉淀法中要求沉淀完全程度大于99.9 %.而沉淀完全与否是根据反应达平衡后，沉淀的溶解度来判断。影响沉淀溶解度的主要因素有以下几种：
（1）同离子效应：当沉淀达平衡后，若向溶液中加入组成沉淀的构晶离子试剂或溶液，使沉淀溶解度降低的现象。沉淀剂 用量：一般——过量50%～100%为宜，非挥发性——过量20%～30%。
（2）异离子效应（盐效应） ：溶液中存在大量强电解质使沉淀溶解度增大的现象。
（3）酸效应：溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为酸效应。如：弱酸盐沉淀的溶解度受溶液的pH值影响很大，溶液[H＋]大，沉淀溶解度增大。
（4）配位效应：配位剂与构晶离子形成配位体，使沉淀的溶解度增大的现象。
9.误差的分类几特点
 误差的分类：根据测量误差的性质和特点，可将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差（或称疏失误差）三大类。   
（1）系统误差  
    系统误差是指在相同测试条件下，多次测量同一被测量时，测量误差的大小和符号保持不变或按一定的函数规律变化的误差，服从确定的分布规律。  
    系统误差主要是由于测量设备的缺陷、测量环境变化、测量时使用的方法不完善、所依据的理论不严密或采用了某些近似公式等造成的误差。  
（2）随机误差  
    在同一测试条件下，多次重复测量同一量时，误差大小、符号均以不可预定的方式变化着的误差称为随机误差。 
    系统误差与随机误差的划分是相对的，二者在一定条件下可以相互转化，即同一误差，既可以是系统误差，又可以成为随机误差。  
（3）粗大误差  
    粗大误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差。粗大误差是由于测试人员对仪器不了解、或因思想不集中、粗心大意导致错误的读，使测量结果明显地偏离了真值的误差称为粗大误差。12准确度  精密度
准确度是指测定值与真值的接近程度。精密度是指一组平行则定数据之间的接近程度。精密度是保证准确度的先决条件，精密度差，所得结果不可靠，但高的精密度不一定能保证高的准确度，因为可能存在系统误差。
10.分析化学的学习就是多看书，注重对内容的理解，再联系以实际，加强理解
11.沉淀滴定法的适用范围
（1）沉淀的溶解度必须很小；
（2）反应迅速、定量；
（3）有适当的指示终点（4）沉淀的吸附现象不能影响终点的确定。的方法；
12.系统误差产生的原因有哪些   13.什么是化学分析法
化学分析法是以物质的化学反应为基础的一种经典分析方法。法医毒物分析中常用的化学分析法有：微量显色反应（主要有酸碱反应、氧化还原反应、 络合反应等）、微量沉淀反应与显微结晶试 验等。化学分析法操作较简单、易于掌握、 耗时短、无需特殊设备、便于实行、受时间 地点的限制少，但有些反应仅是利用分子中 某些基团的类别反应，为非特异性反应，只能显示一组化合物或相同基团的存在。有些 反应灵敏度不高，故只有在体外检材中毒物 浓度较高、含量较多情况下做预试，不可以 化学显色或沉淀反应做否定结论或做确证试 验。
14.分析化学学什么
主要板块有：介绍滴定方法，有重量滴定法，络合滴定法，EDTA滴定，碘量法等等，然后让你了解什么样的实验需要什么样的滴定法最准确，什么样的滴定法是不能用的，有些分析化学还介绍了部分仪器分析的内容，包括怎么用原子吸收分光光度计，及其数据处理，介绍了朗伯比尔定律这个很重要的定律及其适用条件。
15.色谱分析法、又称层析法，色层法，层离法。是一种物理或 物理化学分离分析方法。是先将混合物中各 组分分离，而后逐个分析。其分离原理是利用混合物中各组分在固定相和流动相中溶 解、解析、吸附、脱附或其他亲和作用性能的微小差异，当两相作相对运动时，使各组 分随着移动在两相中反复受到上述各种作用 而得到分离。色谱法已成为分离分析各种复 杂混合物的重要方法，但对分析对象的鉴别能力较差。
16.用于滴定分析的化学反应必须满足哪些条件
（1）反应必须按一定的方向定量完成，所谓“定量”即指反应的完全程度达99.9%以上。
（2）反应速度快，或有简便方法（如加热、催化剂）使之加快.。
（3）有合适的确定终点的方法，例如有合适的指示剂。
（4）试液中的共存物不干扰测定，或虽有干扰但有消除干扰的方法。
17.电化学分析法（electrochemical analysis），是建立在物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法，是由德国化学家C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域的，仪器分析法始于1922年捷克化学家 J.海洛夫斯基建立极谱法。通常将试液作为化学电池的一个组成部分，根据该电池的某种电参数（如电阻、电导、电位、电流、电量或电流-电压曲线等）与被测物质的浓度之间存在一定的关系而进行测定的方法。
18.什么是四大滴定法
配位滴定法
它是以配位反应为基础的一种滴定分析法。可用于对金属离子进行测定。若采用EDTA（乙二胺四乙酸二钠）作配位剂测定金属原子，其反应可表示为Mn++Y4-===MYn-4,式中Mn+表示金属离子，Y4-表示EDTA的阴离子。
氧化还原指示剂
指示剂可分为三类，其一是被滴定物或被滴定溶液本身有足够深的颜色，在滴定过程中， 本身颜色消退，这样其本身就可作为指示剂，称 为自身指示剂，如高锰酸钾。
其二是指示剂本身不具有氧化还原性，但能和氧化性物质或还原性物结合而产生特殊的颜色，称为显色指示剂，例如可溶性淀粉与碘反应，生成蓝紫色的化合物，当碘被还原为碘离子时，颜色消失。
其三是指示剂在氧化态或还原态时呈现不同的颜色，例如，二苯胺磺酸钠在还原性物质溶液中几乎无色，而在氧化性质溶液中呈紫色，这 类指示剂还有邻二氮菲-亚铁等;有些指示剂 的颜色变化是可逆的；也有些指示剂的颜色变化是不可逆的。
19.影响沉淀类型的因素有哪些
　沉淀法中要求沉淀完全程度大于99.9 %.而沉淀完全与否是根据反应达平衡后，沉淀的溶解度来判断。影响沉淀溶解度的主要因素有以下几种：
（1）同离子效应：当沉淀达平衡后，若向溶液中加入组成沉淀的构晶离子试剂或溶液，使沉淀溶解度降低的现象。沉淀剂用量：一般——过量50%～100%为宜，非挥发性——过量20%～30%。
（2）异离子效应（盐效应） ：溶液中存在大量强电解质使沉淀溶解度增大的现象。
（3）酸效应：溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为酸效应。
如：弱酸盐沉淀的溶解度受溶液的pH值影响很大，溶液[H＋]大，沉淀溶解度增大。
（4）配位效应：配位剂与构晶离子形成配位体，使沉淀的溶解度增大的现象。

分析化学发展史
分析化学始于一些分析检验的实践活动。商品生产和交换的发展,促进了分析检验工作。
16世纪,化学反应广泛地应用于湿法分析。18世纪中叶,重量分析法使分析化学由单纯的定性分析迈入了定量分析的时代。到了19世纪,定性分析趋于完善,定量分析的各种方法也相继出现并不断发展。
分析化学真正成为一门独立的学科是在20世纪初,被称之为经典分析化学。20世纪以来,在经典化学不断充实、完善的同时,仪器分析也迅猛发展,并且在分析化学中占据越来越重要的地位。
[关键词]化学分析;仪器分析
在化学还没有成为一门独立学科的中世纪,甚至古代,人们已开始从事分析检验的实践活动。这一实践活动来源于生产和生活的需要。如为了冶炼各种金属,需要鉴别有关的矿石;采取天然矿物做药物治病,需要识别它们。这些鉴别是一个由表及里的过程,古人首先注意和掌握的当然是它们的外部特征。如水银又名“流珠”,“其状如水似银”,硫化汞名为“朱砂”、“丹砂”等都是抓住它们的外部特征。人们初步对不同物质进行概念上的区别,用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别,就是原始的分析化学。
在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中,人们对矿物的认识便逐步深化,于是便能进一
步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据。如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石。随着商品生产和交换的发展,很自然地就会产生控制、检验产品的质量和纯度的需求,于是产生了早期的商品检验工作。在古代主要是用简单的比重法来确定一些溶液的浓度,可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量。
到了6世纪已经有了和我们现在所用的基本相同的比重计了。商品交换的发展又促进了货币的流通,高值的货币是贵金属的制品,于是出现了货币的检验,也就是金属的检验。古代的金属检验,最重要的是试金技术。在我国古代,关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语。在古罗马帝国则利用试金石,根据黄金在其上划痕颜色和深度来判断金的成色。
16世纪初,在欧洲又有检验黄金的所谓“金针系列试验法”,这是简易的划痕试验法的进一步发展。16世纪,化学的发展进入所谓的“医药化学时期”。关于各地各类矿泉水药理性能的研究是当时医药化学的一项重要任务,这种研究促进了水溶液分析的兴起和发展。1685年,英国著名物理学家兼化学家R·波义耳(Boyle,1627-1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》,相当全面地概括总结了当时已知的关于水溶液的各种检验方法和检定反应。波义耳在定性分析中的一项重要贡献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性。波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念。这一时期分析检验法的多样性、可靠性和灵敏性,并为近代分析化学的产生做了准备。
18世纪以后,由于冶金、机械工业的巨大发展,要求提供数量更大、品种更多的矿石,促进了分析化学的发展。这一时期,分析化学的研究对象主要以矿物、岩石和金属为主,而且这种研究从定性检验逐步发展到较高级的定量分析。其中干法的吹管分析法曾起过重要作用。此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小孔中,然后以吹管将火焰吹到它上面,一些金属氧化物便熔化并会被还原为金属单质。但这种方法能够还原出的金属种类并不多。到了18世纪中叶,重量分析法使分析化学迈入了定量分析的时代。当时著名的瑞典化学家和矿物学家贝格曼(Torbern Bergman,1735-1784)在《实用化学》一书中指出:“为了测定金属的含量,并不需要把这些金属转变为它们的单质状态,只要把他们以沉淀化合物的形式分离出来,如果我们事先测定沉淀的组成,就可以进行换算了。”
时间到了19世纪,新元素如雨后春笋般出现,加之矿物组成复杂,湿法检验若没有丰富的经验和周密的检验方案,想得到确切的检验结果显然是非常困难的。德国化学家汉立希(PfaffChristian Heinrich,1773-1852)在他1821出版的一书中指出:为了使湿法定性检验的问题简单化和减少盲目性,应进行初步试验。1829年,德国化学家罗塞(Hoinrich Rose ,1795-1864)首次明确地提出并制定了系统定性分析法。1841年德国化学家伏累森纽斯(Carl Remegius Frese-nius,1818-1897)改进了系统定性分析法,较之罗塞的方案使用的试剂较少。后来又得到美国化学家诺伊斯(Arthur A.Noyes)的进一步精细研究和改进,使定性分析趋于完善。同一期间,定量分析也迅猛发展。由伏累森纽斯对各种沉淀组成的测定结果和今天的数据加以对比,可以看出重量分析法到了伏累森纽斯时期已经非常准确。他当年研究的某些测定方法至今仍在沿用,其精确度也很可靠。他还对一系列复杂的分离问题如钙与镁、铜和汞、锡和锑等的分离都提出了创造性的见解。他还将缓冲溶液、金属置换、络合掩蔽等手段用于解决这些问题。
随着过滤技术的改进,有机沉淀剂的应用,加热、净化、重结晶、高精度分析天平等方面研究工作的进展,使重量分析的精确度得到更进一步的提高。但这种方法操作手续繁琐,耗时长,这就使得容量分析迅速发展。根据沉淀反应、酸碱反应、氧化-还原反应及络合反应的特点,相应出现了沉淀滴定、酸碱滴定、氧化-还原滴定及络合滴定的容量分析法。
法国物理学家兼化学家盖吕萨克(Gay-Lussac,1778-1850)应该算是滴定分析的创始人,他继承前人的分析成果对滴定分析进行深入研究,对滴定法的进一步发展,特别是对提高准确度方面做出了贡献,他所提出的银量法至今仍在应用。在各种滴定法中,氧化-还原滴定法占有最重要的地位。碘量法在该世纪中叶已经具有了今天我们沿用的各种形式。
1853年赫培尔(Hempel)应用高锰酸钾标准溶液滴定草酸,这一方法的建立为以后一些重要的间接法和回滴法打下了基础。沉淀滴定法则在盖吕萨克银量法的启发下,继续有了较大发展,其中最重要的是1856年莫尔提出的以铬酸钾为指示剂的银量法,这便是广泛应用于测定氯化物的“莫尔法”。1874年伏尔哈特(T.V olhard)提出了间接沉淀滴定的方法,使沉淀滴定法的应用范围得以扩大。络合滴定法在该世纪的中叶,借助于有机试剂而得以形成,且有较大进展。酸碱滴定法由于找不到合适的指示剂进展不大,直到19世纪70年代,酸碱滴定的状况仍没有重大改变。只是当人工合成指示剂问世并开始应用后,由于它们可在一个很宽的pH范围内变色,这才使酸碱滴定的应用范围显著地扩大。滴定分析发展中的另一个方面是仪器的设计和改进,使分析仪器已基本上具备了现有的各种形式。因而,这一时期堪称为滴定分析的极盛时期。直到19世纪末,分析化学基本上仍然是许多定性和定量的检测物质组成的技术汇集。分析化学作为一门科学,很多分析家认为是以著名的德国物理化学家奥斯特瓦尔德(WilholnOstwald,1853-1932)出版《分析化学的科学基础》的1894年为新纪元的。20世纪初,关于沉淀反应、酸碱反应、氧化-还原反应及络合物形成反应的四个平衡理论的建立,使分析化学家的检测技术一跃成为分析化学学科,称之为经典分析化学。因此,20世纪初这一时期是分析化学发展史上的第一次革命。
20世纪以来,原有的各种经典方法不断充实、完善。直到目前,分析试样中的常量元素或常量组分的测定,基本上仍普遍采用经典的化学分析方法。20世纪中叶,由于生产和科研的发展,分析的样品越来越复杂,要求对试样中的微量及痕量组分进行测定,对分析的灵敏度、准确度、速度的要求不断提高,一些以化学反应和物理特性为基础的仪器分析方法逐步创立和发展起来。这些新的分析方法都是采用了电学、电子学和光学等仪器设备,因而称为“仪器分析”。仪器分析所牵涉到的学科领域远较19世纪时的经典分析化学宽阔得多。光度分析法、电化学分析法、色层法相继产生并迅速发展。这一时期的分析化学的发展要受到物理、数学等学科的广泛影响,同时也开始对其它学科作出显著贡献,这是分析化学史上的第二次革命。
70年代以后,分析化学已不仅仅局限于测定样品的成分及含量,而是着眼于降低测定下限、提高分析准确度上。并且打破化学与其它学科的界限,利用化学、物理、生物、数学等其它学科一切可以利用的理论、方法、技术对待测物质的组成、组分、状态、结构、形态、分布等性质进行全面的分析。由于这些非化学方法的建立和发展,有人认为分析化学已不只是化学的一部分,而是正逐步转化成为一门边缘学科———分析科学,并认为这是分析发展史上的第三次革命。
目前,分析化学处于日新月异的变化之中,它的发展同现代科学技术的总发展是分不开的。一方面,现代科学技术对分析化学的要求越来越高。另一方面,又不断地向分析化学输送新的理论、方法和手段,使分析化学迅速发展。特别是近年来电子计算机与各类化学分析仪器的结合,更使分析化学的发展如虎添翼,不仅使仪器的自动控制和操作实现了高速、准确、自动化,而且在数据处理的软件系统和计算机终端设备方面也大大前进了一步。作为分析化学两大支柱之一的仪器分析发挥着越来越重要的作用,但对于常量组分的精确分析仍然主要依靠化学分析,即经典分析。化学分析和仪器分析两部分内容互相补充,化学分析仍是分析化学的一大支柱。美国Analytical Chemistry杂志1991年和1994年两次刊登同一作者的长文“经典分析的过去、现在和未来”,强调重视经典分析的重要性。