1、哈爾濱師范大學教案院系（部）化學化工院課程名稱分析化學使用教材分析化學（第四版，華中師大等校合編）主講教師李萍職務職稱教授授課對象2011級本科生學生人數130人學年學期20122013學年第一學期總學時數50教案首頁授課內容緒論第一章誤差及分析數據的處理第一早滴疋分析法概論所需課時1+5+3學時主要教材或 參考資料武漢大學主編分析化學，第4版 高等教育出版社2000出版 林樹昌，胡乃非編分析化學（化學分析部分）高等教育出版社1993出版教學目標知識目標：1.掌握分析化學的任務及分析方法的分類。2了解分析化學的作用。3掌握分析測試中誤差產生的原因、表征方法。4掌握有效數字的運算方法。5掌握標準

2、溶液的配制、濃度表示方法。6掌握滴定分析法的計算。7. 了解滴定分析過程、滴定分析的方法和滴定方式。能力目標：訓練學生樹立準確的量的概念。初步學會實驗數據的統計處理方法。 德育目標：1.培養學生用化學的處理方法和思維方式去分析問題，解決問題。2激發學生對分析化學研究的興趣，注重理論聯系實際。3.培養事實求實的科學態度以及嚴謹的科學作風。教學重點滴定分析法的計算，有效數字及運算。教學難點滴疋分析方法相關計算。教學方法1全程多媒體教學2講授法教學內容及 時間安排1. 誤差及其產生的原因2. 測量值的準確度與精密度3. 隨機誤差的正態分布4. 有限測定數據的統計處理 5有效數據及其運算規則6.提高分

3、析結果準確度的方法學習指導1、復習教材和筆記中本章內容。2、 閱讀武漢大學主編分析化學，第4版 高等教育出版社 2000出版3、閱讀林樹昌，胡乃非編分析化學（化學分析部分）高等教育出版社19934、 閱讀武漢大學主編分析化學習題精解科學出版社2003出版教學的基本內容時間安排 教學方法緒論一、分析化學的任務1化學的分類無機、分析、有機、物化、高分子2.分析化學的定義研究物質的化學組成、含量、結構的分析方法以及相關理論的一門學科。3分析化學的任務.二、分析化學的作用三、分析化學的分類 任務：定性、定量、結構對象：有機、無機原理：化學、儀器式樣用量：常量0.1g常量分 半微量0.010.1 g微量

4、 0.110mg痕量0.1g試樣中組分的含量：常量組分W1%微量組分W 0.01%1%痕量組分W20Kw 時，H HB 2B2 HB H CKa12B2 2Ka2Ka2、.CKa 40Ka2 H HB H2BKa1 即可忽略二級離解, H 而按一元弱酸處理教 學 程 序教學的基本內容時間安排教學方法4.兩性物質溶液 NaHA :為例PBE: H H2A A2 OH H HAHA Ka1 KWH KaiH H ru nlKai(CKa Kw)H 彳C KaiKa i相當于兩性物質中堿組分的共軛酸的KaKa 2相當于兩性物質中酸組分的 Ka5強酸與弱酸的混合溶液例：濃度為Ci的強酸+C2的弱酸PB

5、E:H Ci A OH C KaH Ci A Ci2 34 酸堿緩沖溶液H Ka一、緩沖溶液pH的計算以HA NaA配制的緩沖溶液為例 MBE : Na CAHA A Cha CCBE: Na H A OH H I ka % H a kaA CaH OH H kapH Pka lgCbCha教 學 程 序教學的基本內容時間安排教學方法二、緩沖容量與緩沖范圍緩沖容量dD. dpH da dpH既緩沖容量：使1L溶液的pH增加dpH單位時，所需強堿的量為dD (mol)2 -3C HA A3 f 當 max 0-575C 時，pH pka緩沖范圍：pHpka1三、緩沖溶液的選擇：選擇酸組分的pHp

6、ka （需要穩定）、酸堿指示劑的原理C=0.01 1mol/L組分不干擾分析反應35酸堿指示劑二、指示劑理論變色點、變色范圍Hln H InK HlnInHln當HIn In 時，即pH pK Hln點為理論變色點pH pKHIn 1范圍內，可觀察到由pH引起的指示劑顏色的范圍這一區間 是指示劑的變色范圍三、 影響酸堿指示劑變色范圍的主要因素1 指示劑用量1）單色指示劑：變色范圍受用量影響2） 雙色指示劑：其變色范圍向PH減小的方向發生移動2 溫度3 中性電解質4 溶劑四、混合指示劑教 學 程 序教學的基本內容時間安排教學方法 36酸堿滴定法基本原理一、酸強堿滴定1 1HOHH2OKtH OH

7、 Kw以 CO O.IOOOmol L 1 NaOH滴定 VO 20.00mL 等濃度的 HCI 為例 滴定前：pH 1.00計量點前：H 0CHCI V 加入NaOH體積V 0 VV=19.98 mL（ -0.1%誤差）pH=4.30計量點：pH=7.00計量點后：NaOH -0CNaOHV。VV=20.02mL （+0.1%誤差）pH=9.70滴定曲線pH V作圖滴定突躍：在計量點前后土 0.1%相對誤差范圍內， 滴定液pH值的突變。稱為滴定突躍滴定 突躍范圍：滴定突躍包括的pH稱為滴定突躍范圍 C f pH突躍f且C增加一個數量級，滴定突躍擴大兩個 pH 單位pH ep pH sp終點誤

8、差：OH ep H ep10 PH 10 PHEtCePHZ epCHxV Kt Chx11pH pHep pH spChxCoKt2Kw二、強堿滴定一元弱酸Ka HA OHAH2OktKw以 0.1000moI/LNaOH 滴定 Vo=20.00ml 等濃度的 HAc 為例：滴定前: C Ka 20Kw%a 400 H vCKapH=2.89CAcVsp 前：pH pka Igpka Ig-0.1%CHAcV0 VpH=7.74sp: CAc0.05moI/L C Kb 20Kw %400 OH JckbpH=8.72教 學 程 序教學的基本內容時間安排教學方法V Vosp后：0H 0V V

9、oCNaOH+.01%pH=9.70Cka越大,滴定突躍范圍越大pH 0.2對指示劑實際變色點的判斷誤差手冊余的助七圧/ |ri.n d 0/ Cspka 10直接準確滴疋某元弱酸的判據(Et0.1%)終點誤差：匚+H ePHAep10 曲10 PH丿 、z 1 . LCep CHAJkQHApH pHep pHspcHA Co2三、強堿滴定多元酸一元酸H2A可被滴定的方式如下：(pH0.2,| Et| 0.3% )1.KajKa2105, Csp1 Ka 18 810 , Csp2Ka2 10 。可被分步滴定，形成兩個突躍2.KajKa2105 , Csp1 Ka 18 810, Csp 2

10、Ka 210 。可分步滴定，滴至第 計量點3.KajKa2105, Csp1 Ka 110 8, Csp2Ka210 8。不能分步滴定，滴總量4.KajKa2105, Csp1 Ka 110 8, Csp?10 8。不能被準確滴定以0.1000mol/L NaOH滴定等濃度的 H3PO43Ka17.6 10Ka26.3 10 8Ka34.4 10 13KajKa2 105KaKa3 10528Csp1 Ka1 10Csp2Ka8 820.2110CspsKa?10Sp1:H3PO4 H2PO4C=0.050mol/LH gCka；k )-w p| |-4 70甲基橙H M cpH=4.7U甲基

11、橙k3教 學 程 序教學的基本內容時間安排教學方法Sp2: H2POhpo2C=0.033mol/LH ka2(Cka3 kw)C ka2pH=9.66 百里酚酞四、酸堿滴定中 CO2的影響：標定和測定采用相同指示劑在同條件進行.有助于減小或消除 CO2的影響.對于NaOH溶液無論CO2的影響是發生在濃度標定之前還是之后只要采用甲基橙 為指示劑進行標定和測定.濃度都不會受到影響.合堿的分析（雙指示劑法）i. Na2CO3 NaOH ppWNaOHC HCl (ViV2)M NaOHmsViHCINaCI NaHCO 3 MONa 2 CO31C HCl 2 V 2 M Na2CO32 2 32

12、V2msHCICO3 NaCINa 2CO 3NaHCO3PPWNa2CO312CHCl 2V2 嘰心3msViCHCl (V2Vi ) M NaHCO 3/msV2HCI NaHCO 3V2和Vi變化：VWNaHCO3H2CO3Vi式樣組成：OH CO 2 HCO3 co2MOV2HCIV2ViV20ViCO；hco3OH教 學 程 序教學的基本內容時間安排教學方法2 極弱酸（堿）的測定CSpka 10 8弱酸的強化方法：1） 絡合法：H3BO3 甘油絡合物 H2） 沉淀法：2HPO2 3Ca2Ca2（PO4）2H 3）氧化還原法：H2SO3 Br2H2SO44）非水溶液中（在某些有機溶液中

13、可測）3. 銨鹽中氮的測定（甲醛法）甲醛與銨鹽作用，生成等物質的量的酸（質子化的六次甲基四胺和H ）：4NH 4 6HCHO （CH2）6N4H3H6H2O質子化的六亞甲基四氨以PP為指示劑，用 NaOH標液滴定此法能否測 NH4NO3、NH4CI、NH4HCO3中含氮量？4. 有機化合物中氮的測定-凱氏定氮法5.硅氟酸鉀法測定硅：試樣溶解：試樣+ KOH熔融K2SiO3 轉化K2SiO3 6HF KF HK2SiF63H2OK2SiF6 3H2O沸2KF H 2SiO3 4HF1 （CN ） NaOH M siO2以 NaOH 標液滴 HF WSiO 42ms教案首頁授課內容第四章絡合滴定法

14、所需課時8學時主要教材或武漢大學主編分析化學，第4版高等教育出版社2000出版參考資料林樹昌，胡乃非編分析化學（化學分析部分）高等教育出版社1993出版教學目標知識目標：1.掌握掌握應用副的應系數及條件穩定常數處理絡合平衡的方法。2。2. 掌握絡合滴定原理（包括金屬指示劑、滴定過程中pM變化及影響滴定突躍的因素以及提高絡合滴定選擇性的方法）。能力目標：要求掌握絡合滴定法的基本知識、基本理論和基本分析方法。德育目標：1.培養學生用化學的處理方法和思維方式去分析問題，解決問題。2激發學生對分析化學研究的興趣，注重理論聯系實際。3. 培養事實求實的科學態度以及嚴謹的科學作風。教學重點絡合平衡中條件穩

15、定常數的計算，混合離子的選擇性滴定的有關計算。教學難點滴定誤差的計算。教學方法1全程多媒體教學2講授法教學內容及 時間安排1概述2.溶液中各級絡合物型體的分布3絡合滴定中的副反應和條件形成常數4. EDTA滴定曲線5. 絡合滴定指示劑6. 終點誤差和準確滴定的條件7. 提高絡合滴定選擇性的方法8. 絡合滴定的方式和應用學習指導1、復習教材和筆記中本章內容。2、 閱讀武漢大學主編分析化學，第4版 高等教育出版社2000出版3、閱讀林樹昌，胡乃非編分析化學（化學分析部分）高等教育出版社19934、 閱讀武漢大學主編分析化學習題精解科學出版社2003出版作業及思考題思考題：1.在pH=56時，以二甲

16、酚橙作指示劑，用EDTA測定黃銅（鋅銅合金）中鋅的質量分數，現有以下幾種方法標定EDTA溶液的濃度。a. 以ZnO作基準物質，在pH=10的氨性緩沖溶液中，以鉻黑T作指示劑，標定EDTA溶液；b. 以CaCO3作基準物質，在pH=12.0時，以KB指示劑指示終點，標定EDTA 溶液；c.以ZnO作基準物質，在 pH=6.0時，以二甲酚橙作指示劑，標定EDTA。試問，用上述哪一種方法標定EDTA的濃度最合適？試簡要說明其理由。教 學 程 序時間安排教學的基本內容蛛禹舌、止教學萬法一、簡單絡合物第四章絡合滴定法 4 1分析化學中常用的絡合物二、螯合物三、乙二胺四乙酸(EDTA)HOOCH 2CCH

17、2COO-yN -CH2 CH2N-OOCH 2CCH 2COOH1無逐級絡合，通常形成 1 : 1的絡合物。2. MY非常穩定，配位原子間都相隔2個C,形成多個五兀環結構3 成絡的廣泛性4 在水溶液中，有7種型體Y、H5Y、HeY2)5. MY易溶于水，其顏色：(Y4、HY3、H2Y2、H 3丫、H 4a.金屬離子無色,則 MY無色b.金屬離子有色，則 MY無色 4 2洛合平衡一、洛合物的形成常數1 : 1型M L MLK皿K型ML1： n 型 M LmlK1ML MLMn 1 LMLn KnMLnMn 1L常逐級累積形成常數(?n)?i = KiML = ? 1ML?2 = Ki K2ML

18、 2 = ?2ML 2?n = Ki K2 KnMLn =? nML n二、溶液中各級絡合物的分布對于1: n型Cm=M+ML+ML2+ ? ? ? + MLn=M+? 1ML+ ? 2ML 2+ ? ? ? +?nMLn=M (1+ ?1L + ? 2L 2 + ? ? ?+ ?nL1)教 學 程 序教學的基本內容時間安排教學方法m M/C1/(1 i L i iLi)i 1 nml ML/C iML/CiL/(1iLi)i 1nMLn ML n/CnLn/(1iLi)i 13僅僅是L的函數，可作3 L曲線 43副反應系數和條件形成常數主反應：主要考察的一種反應副反應：與主反應相關的其它反應

19、M + YMY 主反應M(OH)ML副反應M(OH) nML n水解效應絡合效應 林邦提出副反應系數(a)HbY丿酸效應共存離子效應，巧妙的解決了副反應問題、副反應系數1 滴定劑Y的副反應及副反應系數丫(1) EDTA的酸效應和酸效應系數Y Y HYY(H)兩MHbYH 1H bHb(2)共存離子效應和共存離子效應系數1NkNY【NY Y YNY(N) YYEDTA總副反應系數：丫Y(H)Y(N)2、金屬離子M的副反應及副反應系數教學的基本內容時間安排 教學方法絡合物MY的副反應及副反應系數MLMM MLML n.r. t nM L_1 1LnLMMM的水解效應系數m（oh）M M (OH)M

20、(OH)n“r z- I Is nM(OH)M11【OH nOH （3） M的總反應系數：MM(L)M(OH)1二、MY絡合物的條件形成常數1.定義：無副反應時，K=MY/MY 稱形成常數（它只和絡合物性質有關）有副反應時，K隨條件不同而變化，此時 K稱為條件形成常數 KK=MY/MY2.K與K關系：（以a 建立關系）/MYMY MY1XMY1/1KKKM Y mM Y丫M YMYlgK IgK Ig mlg (Y)副反應越大，K越小；K在何值時，反應不能再進行？ 4-4絡合滴定法的基本原理一、絡合滴定曲線例:以 0.01000 mol L-1EDTA?滴定等濃度 Vo=2O.OOmL 的 C

21、a2+1.滴定前：Ca2+ = 0.01000mol L-1 a =0 Pea2.002.計量點前：-0.1% VY =19.98mLa =0.999由于 CaY 的 KCaY=1010.69,可以認為滴入的EDTA全部與Ca2+絡合，體系中Ca2+取決于剩余的Ca2+的濃度2+ 20.0019.98mlccCa2+= 0.01000 xPea5.3020.0019.98教 學 程 序教學的基本內容時間安排 教學方法C 計量占時：Ca2 YrcaviCaK-、，CCa . w、 T -LspL J spL2、caY2T22Ca sp c 2 r. - 5.50Ca11 Cca10PCasp6.

22、5計 2kC；Y20 02常4.計量點后：+0.1%V20.000.010004.998 10 520.0220.001CCa2 CaV2CCaCa 1pca=7.69影響滴定突躍的主要因素：kCavVkCavV1. Cm越大,突躍越大2. O MV越大，突躍越大化學計量點時pM / sp值的計算CM1Qsp1,2cmPM splg k MV pCM sp加上口乂一、終點誤差M ；p M 人2CV epVm epCm epVepVep Mep10 pm10 pmL 1 nnoz.EtC VC2 m ep v epm epI00 %y Cm spk MV 1 PMPM epPMspC M spC

23、M討論 E t與厶pMcMsp 、KMY 關系 cM /E t / pM /E t / KMY /E t 如果能夠滿足lgCMspkMV 6,M。則說明有可能在 N存在下選擇性地滴定因此我們推導僅有a y（n）時的選擇性滴定判據。若在滴定反應中有其他副反應存在，則分別滴定的判別式以條件形成常數米表示|CMspq、【/ cc卄lg k6lg K|g c6 當 C MspC Nsp 時，CNsp教學程 序教學的基本內容時間安排 教學方法 4-5金屬離子指示劑一、金屬離子指示劑的作用原理1）定義：能與金屬離子絡合，并且由于這種絡解離作用而產生明顯顏色改變的物質叫金屬離子指示劑。滴定前：M InMln

24、KMI nK MlnM In 甲色乙色滴定終點：Ml n YMYInPMsplg K MInlg K MInlgInlg m乙色甲色鉻黑 T (EBT)In :(NaH2In ) EBT : PH: 811 藍色MEBT紅色二、甲酚橙（XO）: pH6.3呈紅色，pH6.0呈黃色 MXO呈紫紅色pH=6.06.3呈中間色（橙色）所以Ph4時，AI水解1AI使二甲酚橙等有封閉三、置換滴定法置換出金屬離子2如 2Ag Ni(CN)422Ag(CN)2 Ni教 學 程 序教學的基本內容時間安排 教學方法置換出Y如測錫青銅中的錫2Sn（Pb、Ca） Y （過量）Sn （Pb、Ca） NH4F SnF6

25、 Y4 ZaZnY常zn2+ZnY四、間接滴定法教案首頁授課內容第五章氧化還原滴定法所需課時6學時主要教材或 參考資料武漢大學主編分析化學，第4版高等教育出版社2000出版 林樹昌，胡乃非編分析化學（化學分析部分）高等教育出版社1993出版教學目標知識目標：1.掌握氧化還原電對電極電位及有關的計算。2 掌握氧化還原反應平衡常數的計算。3掌握常用的氧化還原滴定法反應條件的控制。能力目標：要求掌握氧化還原滴定法的基本知識、基本理論和基本分析方法。 德育目標：1.培養學生用化學的處理方法和思維方式去分析問題，解決問題。2激發學生對分析化學研究的興趣，注重理論聯系實際。3.培養事實求實的科學態度以及嚴

26、謹的科學作風。教學重點氧化還原滴定原理，氧化還原法的應用。教學難點氧化還原滴定原理及相關計算。教學方法1全程多媒體教學2講授法教學內容及 時間安排第五章-氧化還原滴定法1. 氧化還原平衡2. 氧化還原反應的速率3. 氧化還原滴定曲線4. 氧化還原滴定中的指示劑5氧化還原滴定前的預處理6. 常用的氧化還原滴定方法7. 氧化還原滴定結果的計算學習指導1、復習教材和筆記中本章內容。2、 閱讀武漢大學主編分析化學，第4版 高等教育出版社2000出版3、閱讀林樹昌，胡乃非編分析化學（化學分析部分）高等教育出版社19934、 閱讀武漢大學主編分析化學習題精解科學出版社2003出版教 學 程 序時間安排教學

27、的基本內容教學方法第五章氧化還原滴定法 5 1平衡一、概述二、條件電位Ox neReClE匸匸0.059rox RedEE IgnrRed Ox三、氧化還原平衡常數氧化還原反應：n 2Oi mR2n 10 2 n 2 R1有關電對反應：O1 nR1 E1 E10.059 CO1n1CR1O 2nR 2E2E20.059 co2n2CR2當反應在任一點達到平衡時，都有E1-E21 1lg k（ElE2 ）n1n 2Ig K0.059mrt/ r r 曰 r t-t r. t 1-、丄l z 厶 j crtrnnt 1-、宀八 丄L 厶 J 厶=/四、化學計量點時反應進仃的程度用于滴疋分析的氧化還

28、原反應，一般要求其元全程rh-t-V /fz 丨. 日八、丄穴門cc度在化學計里點時至少達到99CRi99.9 103CR2CO!0.1co290919 103 KCR1 CO2612d c6mfA10設 n 1 n 21co1 cr2當 n1 n2 2時，K 1012E 0.18V9當 n1 12 2時，K 10 E 0.27V五、影響反應速率的因素氧化還原反應的速度一般較其他反應（酸堿，絡合）要小1. 反應物濃度：c f,貝U V f2. 溫度：t f ,貝U V ft增加10C，則V增大23倍教 學程 序教學的基本內容時間安排 教學方法六、催化反應和誘導反應1催化反應2 誘導反應2MnO

29、 4 5Fe8H23Mn5Fe4H2O誘導體誘導反應2MnO4 10Cl 16H2Mn2 5Cl2 8H2O 受誘體受誘反應1）.反應誘導2）.反應加快 52氧化還原滴定原理一、氧化還原滴定指示劑（一）分類1）自身指示劑2）自身指示劑3）氧化還原指示劑（二）氧化還原指示劑的作用原理，變色范圍，理論變色點。O in neR in0.059CoinE EmlgnCRin變色范圍：E0.059EepEinn理論變巴點：n二、氧化還原滴定曲線以0.1000mol/L Ce 4+滴定等濃度Vo=20.00mL Fe2+為例1 .計里點前：采用Fe的電對（-0.1%） E E Fe（ 2） Fe（ 3）0

30、.095 lg99.90.86V0.12.計量點：EspCe2旦 1.06V3.計量點后：米用Fe的電對（+0.1%） E Ece0.095.01 lg99.91.32 V曲線：E V作圖E 越大 滴定突越越大曲線特點：對稱： Esp在突躍中間。不對稱：Esp偏向n值較大的電對教 學程 序教學的基本內容時間安排 教學方法三、化學計量點電位的計算氧化還原反應：n 2O1 n1R2n1O2 n2R1有關電位反應：Or n1eR1 E11O 2 n 2 eR 2 E2* *eni Ei門2丘2Espnj n2四、滴定突躍范圍0.05930.0591 “ 3、(E2Igi0)(Ei Igi0 )n2n

31、j滴定突越與Ej , E2的值及n1,n2有關三、氧化還原滴定結果的計算 5 3氧化還原滴定的預處理一、定義：在氧化還原滴定前，使待測組分轉變為一定價態的步驟，稱為預處理（先氧化或先還原）。二、預先處理所用的氧化劑或還原劑應符合下列要求：1反應進行完全，速度快；2過量的氧化劑或還原劑易于除去3反應具有一定的選擇性三、滴定劑一般為氧化劑（因為還原劑易受空氣中02的作用）四、常見的預氧化劑或預還原劑氧化劑：(NH4)2S2O8 KMnO4 H2O2 HClO4還原劑：SnCl2 TiCl 3 SO2 5 4氧化還原滴定法的應用一、高錳酸鉀法1.特點：強酸：MnO 4 8H 5eMn2 5Fe34H2OE1.51V中性：MnO 4 2H2O 3eMnO 2 2H2OE0.60V強堿：MnO 4 eMnO 4E0.56V教 學 程 序教學的基本內容時間安排 教學方法2 標定：以基準物質NazCzOq2MnO4 5C2O416H2Mn 210CO28H2O標定時應控制條件：a. 7080 Ct 90 C H2C2O4一 CO2f快速分解b.滴定速度為先慢后快c.酸度為0.51mol/L低MnO 4MnO 2高H2C2