文档介绍：第一章引论
分析化学的任务和方法
一、分析化学的任务
分析化学是研究测定物质化学组成的各种分析方法及其有关
理论的一门学科。它的任务主要有二:
(一)确定物质的化学组分(元素、离子或最简单的化合物)和
各组分的相对含量(通常以百分含量表示)。前者属于定性分析的
任务,后者属于定量分析的任务。
(二)物质的测定不仅要确定物质的化学组分,而且还要确定
这些组分各以什么化合物或何种结构形式存在。这些是属于相分
析的任务。例如,碳酸盐的分析,定量分析只需要确定它的
和的百分含量就够了。相分析还需要区别这些组分是
以石灰石的形式存在,还是以菱镁矿或白云石的形式存在。又如
硅酸盐中的,相分析还要知道它是以石英或是其他硅酸盐的
形式存在。
二、化学分析的方法
化学分析的任务可以用不同的方法来完成,其中包括基于物
质的物理性质的物理分析法,基于物质的化学性质和反应的化学
分析法和基于物质的物理化学性质的物理化学分析法。结合物质
的不同具体性质,又可分为若干具体分析方法。因此,要把“化学
分析”和“化学分析法”两个不同含义的术语加以区别。本书主要
讨论与化学分析法有关的问题。
顺便指出“:物理化学分析法”与“物理化学分析”也不是一回
事,后者是关于多组分(由分子、原子、离子所构成的)原子分子物
系的组成性质的几何图形的科学。
化学分析法的基本根据和反应类型
一、化学分析法的基本根据
化学分析法的各种具体分析方法都是以化学反应的性质及其
规律为基本根据建立起来的。例如:
难溶物
难离解物
带色物
(待分析组分)(主要试剂)(主要产物) 挥发性物
有特臭物
发光物
观察到某种反应产物的出现,可以确知待分析组分的存在
(定性分析)。根据“定比定律”或“定组成定律”,由测量反应产物
的量,或测量主要试剂的消耗量(测量其溶液的体积乘以浓度),
就可计算出待测组分的量(定量分析)。
根据反应性质的不同,可以建立各种具体分析方法。
二、分析反应的类型
基于不同角度,分析反应可以分为以下几种类型:
(一)基于反应实质分类
离子与离子或极性分子之间的反应
酸碱反应(质子传递反应)
)沉淀反应
络合反应(离子与极性分子的交换)例如:
具有电子转移的反应氧化还原反应
(二)基于反应的分析性能分类
灵敏反应
在一定实验条件下,凡能在一定体积的试液中用以鉴定或测
定尽可能少量物质的反应叫做灵敏反应;能鉴定或测定的物质的
量越少,以及试液的许可稀度越大,反应的灵敏度越高。其中所用
的主要试剂叫做灵敏试剂。
选择性反应和专属反应
在一定实验条件下,凡能用以鉴定或测定很少几种(例如一、
二种或二、三种)离子而不受其他共存离子干扰的反应叫做选择性
反应;参与反应的离子越少就可以说选择性越好。所用的主要试
剂叫做选择性试剂。如果只与一种离子反应而不受共存离子的干
扰,则叫做该实验条件下该离子的专属反应,所用试剂叫专属试
剂。
有机试剂在灵敏度与选择性方面起着极重要的作用。
慢反应
根据化学分析法的要求,当试剂溶液与试液混合后,化学反应
应当瞬即发生,而且很快达到平衡。对于一般离子结合的反应来
说,除极少数反应速率较小外,大多数是能满足这一要求的。氧化
还原反应和分子反应(包括许多有机化合物的反应)中时常会遇
到缓慢的反应。有不少氧化还原反应是迅速的,但也有许多氧化
还原反应是缓慢的或是无限慢的(见第五章)。
化学计量反应缓慢,一方面可能成为在分析中应用的一个严
重障碍(特别是在滴定分析中);另一方面,利用这种现象有时反而
能达到某种分析目的。
化学分析对反应的要求, 实验条件
一、对分析反应的要求
每种具体的分析方法,对化学反应都有其特定的要求,这在有
关的章节再讨论。但是,它们也有共同的要求,这就是上面所说的
与灵敏度和选择性有关的要求。另外还有一个反应速度方面的要
求。这些当然首先决定于反应的本性,但是,实验条件也起着重要
的作用,有时甚至起着关键性的作用。
二、进行分析反应的基本实验条件
(一)最常考虑的实验条件
最常考虑的基本实验条件有温度、溶液的值、分析液和试
剂溶液的浓度和用量、加入试剂速度和顺序、进行反应的时间等
等。它们对于反应速率、平衡方向、反应产物的性质以及试剂本
身,都有不同程度上的影响。此外,如催化剂和掩蔽剂的使用以及
观察或测量方法的差别等等的影响也需加以考虑。这些实验条件
集中到一个具体反应上,有时是相辅相成的,有时也会发生不利的
矛盾。
(二)选择实验条件的原则
安排实验条件,