中航工业检测及焊接人员资格鉴定与认证系列培训教材 化学分析PDF电子书下载

第1章 基础知识及基本操作 1

1.1 玻璃仪器 1

1.1.1 玻璃器皿的分类 1

1.1.2 玻璃器皿的洗涤 1

1.1.3 常用洗涤液的配制 3

1.1.4 玻璃器皿的使用和维护 4

1.1.5 基本玻璃量器的检定 4

1.2 其他材料的仪器 5

1.2.1 石英玻璃仪器 5

1.2.2 瓷器皿 5

1.2.3 金属器皿 6

1.2.4 塑料器皿 7

1.3 化学试剂 8

1.3.1 按化学组成分类 8

1.3.2 按用途分类 8

1.3.3 按试剂纯度分类 9

1.3.4 按化学危险品分类 9

1.3.5 化学试剂使用须知 9

1.4 标准溶液的配制与标定 10

1.4.1 配制方法 10

1.4.2 常用标准滴定溶液的制备和标定方法 10

1.4.3 常用一般缓冲溶液的制备 11

1.5 样品 12

1.5.1 金属样品制备的一般规定 12

1.5.2 金属试样的制取 13

1.5.3 槽液样品的采取 13

1.5.4 其他试样的采取与制备 13

1.6 常见试样的分解方法 14

1.6 1 溶解法 14

1.6.2 熔融法 16

1.6.3 微波消解法 17

1.6.4 其他分解法 18

1.6.5 常见金属试样分解方法举例 18

1.7 天平与称量 20

1.7.1 普通分析天平 20

1.7.2 电子天平 24

1.7.3 天平室条件的选择 25

1.8 重量分析的基本操作 25

1.8.1 沉淀的过滤与洗涤 25

1.8.2 沉淀的干燥与灼烧 27

1.9 滴定分析基本操作 28

1.9.1 滴定管及其使用方法 28

1.9.2 移液管及其使用方法 29

1.10 光度分析基本操作 30

1.10.1 试样分解 30

1.10.2 显色液酸度的保证 30

1.10.3 干扰元素的消除 30

1.10.4 各种试剂的加入 30

1.10.5 波长的自检 30

1.10.6 比色皿误差的消除 30

参考文献 30

第2章 定量分析引论 31

2.1 分析化学的任务和作用 31

2.2 分析方法分类 31

2.2.1 化学分析和仪器分析 31

2.2.2 无机分析和有机分析 32

2.2.3 定性分析、定量分析和结构分析 32

2.2.4 常量组分、微量组分和痕量组分分析 32

2.2.5 例行分析和仲裁分析 32

2.3 定量分析的基本方法和评价方法 32

2.3.1 定量分析结果的表示 32

2.3.2 定量分析基本方法 33

2.3.3 定量分析方法的评价 33

2.4 国家法定计量单位 35

2.4.1 我国法定计量单位的构成 35

2.4.2 分析化学中常用的法定计量单位 36

2.4.3 量和单位的基本知识及使用方法 38

2.5 分析化学中常用的量及其单位 39

2.5.1 物质的量 39

2.5.2 摩尔质量 40

2.5.3 摩尔体积 40

2.5.4 物质的量浓度 41

2.5.5 物质B的质量浓度 41

2.5.6 溶质B的质量摩尔浓度 41

2.5.7 物质B的质量分数 41

2.5.8 物质B的物质的量分数 42

2.5.9 物质B的体积分数 42

2.6 等物质的量反应规则和滴定分析计算 42

2.6.1 等物质的量反应规则的内容 43

2.6.2 等物质的量反应规则的应用 43

2.6.3 滴定分析计算实例 45

参考文献 52

第3章 重量分析法 53

3.1 概述 53

3.1.1 沉淀法 53

3.1.2 气化法 53

3.1.3 电解法 53

3.2 重量分析对沉淀的要求及沉淀剂的选择 54

3.2.1 重量分析对沉淀形式的要求 54

3.2.2 重量分析对称量形式的要求 54

3.2.3 沉淀剂的选择 55

3.3 沉淀平衡 55

3.3.1 溶解度和溶度积 55

3.3.2 影响沉淀溶解度的因素 57

3.3.3 影响沉淀溶解度的其他因素 60

3.4 沉淀的形成 61

3.4.1 晶核的生成 61

3.4.2 晶体的成长 61

3.4.3 陈化 62

3.5 沉淀的沾污 62

3.5.1 共沉淀现象 62

3.5.2 后沉淀现象 64

3.5.3 减少沉淀沾污的方法 64

3.6 沉淀重量法 65

3.6 1 沉淀条件的选择 65

3.6.2 洗涤液的选择 67

3.7 重量分析结果的计算 67

3.7.1 换算因数 67

3.7.2 重量分析结果的计算 68

3.8 应用示例 68

3.8.1 钢铁及合金钢中硅的重量法测定 69

3.8.2 铝合金中硅的重量法测定 71

第4章 酸碱滴定法 73

4.1 概述 73

4.2 水的离解平衡与离子积 74

4.2.1 水的离解平衡 74

4.2.2 水的离子积 74

4.2.3 溶液pH值 74

4.3 酸碱的离解平衡和平衡常数 75

4.4 不同pH值溶液中酸碱存在形式及分布曲线 76

4.5 酸碱溶液pH值的计算 77

4.5.1 强酸或强碱溶液 77

4.5.2 一元弱酸或弱碱溶液 78

4.5.3 多元弱酸或弱碱溶液 80

4.6 缓冲溶液 82

4.6.1 缓冲溶液的特点及组成 83

4.6.2 缓冲溶液的缓冲原理 83

4.6.3 缓冲溶液的pH值计算 83

4.6.4 缓冲容量 84

4.6.5 常用缓冲溶液及缓冲溶液选择的原则 85

4.7 酸碱滴定终点的指示方法 85

4.7.1 指示剂法 85

4.7.2 电位法 88

4.8 酸碱滴定法的基本原理 88

4.8.1 一元酸碱的滴定 88

4.8.2 强碱滴定弱酸 91

4.8.3 强碱滴定各种强度的酸 93

4.8.4 强酸滴定弱碱 94

4.8.5 滴定误差 94

4.9 应用示例 95

第5章 氧化还原滴定法 97

5.1 氧化还原反应的基本概念 97

5.1.1 氧化、还原及氧化剂、还原剂 97

5.1.2 氧化还原滴定法中氧化还原反应必须符合的条件 97

5.2 氧化还原反应与电极电位 98

5.2 1 原电池 98

5.2.2 电极电位 99

5.3 氧化还原反应的方向 100

5.4 氧化还原反应的速率 101

5.4.1 反应物的浓度 101

5.4.2 反应温度 101

5.4.3 催化剂 102

5.4.4 诱导反应 102

5.5 氧化还原反应的平衡常数及理论终点的电极电位 103

5.5.1 氧化还原反应的平衡常数 103

5.5.2 理论终点时的电极电位 104

5.6 氧化还原滴定 105

5.6.1 氧化还原滴定曲线 105

5.6.2 氧化还原指示剂 109

5.7 氧化还原滴定法中的预处理 112

5.7.1 预氧化和预还原 112

5.7.2 有机物的去除或金属化合物的破坏 113

5.7.3 常用的氧化剂和还原剂 113

5.8 氧化还原滴定法的计算 116

5.9 氧化还原滴定法的应用 117

5.9.1 高锰酸钾法 117

5.9.2 重铬酸钾法 120

5.9.3 碘量法 122

5.9.4 其他氧化还原滴定法 125

参考文献 127

第6章 络合滴定法 128

6.1 概述 128

6.1.1 络合物的组成 128

6.1.2 简单络合物和螯合物 128

6.1.3 化学分析中常用的螯合剂类型 129

6.1.4 乙二胺四乙酸的基本性质 129

6.1.5 乙二胺四乙酸的螯合物 130

6.2 络合物的离解平衡 131

6.2.1 络合物的稳定性及其稳定常数 131

6.2.2 副反应及副反应系数 132

6.2.3 条件稳定常数K'MY 137

6.3 络合滴定的基本原理 138

6.3.1 络合滴定曲线 139

6.3.2 影响络合滴定pM’突跃大小的因素 141

6.4 金属指示剂 142

6.4.1 作用原理 142

6.4.2 金属指示剂应具备的条件 142

6.4.3 金属指示剂的选择 142

6.4.4 金属指示剂的封闭、僵化现象及其消除方法 143

6.4.5 常用金属指示剂 144

6.4.6 终点误差 146

6.4.7 单—金属离子准确滴定的条件 147

6.4.8 多种离子共存时准确滴定的条件 147

6.5 提高络合滴定选择性的途径 147

6.5.1 控制溶液的酸度 147

6.5.2 利用掩蔽和解蔽的方法 148

6.5.3 应用其他络合滴定剂 150

6.5.4 预先分离法 151

6.6 络合滴定的方式及应用 151

6.6.1 直接滴定 151

6.6.2 返滴定 151

6.6.3 置换滴定 151

6.6.4 间接滴定 152

6.7 应用示例 152

6.7.1 铜铁试剂分离——EDTA容量法测定钛合金中铝含量 152

6.7.2 铝合金化铣槽液中铝含量的测定 153

第7章 紫外-可见分光光度法 155

7.1 概述 155

7.1.1 物质对光的吸收作用 155

7.1.2 吸收光谱 155

7.1.3 分光光度法的特点 155

7.2 紫外-可见分光光度法的基本原理 156

7.2.1 透射比（透光度）和吸光度 156

7.2.2 朗伯-比耳定律 156

7.2.3 摩尔吸收系数（ε） 156

7.2.4 朗伯-比耳定律的适用范围 157

7.3 显色反应和显色条件 158

7.3.1 对显色反应的要求 158

7.3.2 显色条件的选择 159

7.4 分光光度法分析消除干扰的方法 161

7.5 常用显色剂 162

7.5.1 偶氮类显色剂 162

7.5.2 三苯甲烷类显色剂 162

7.5.3 邻菲啰啉类显色剂 163

7.5.4 安替比林类显色剂 163

7.5.5 含肟基和亚硝基显色剂 163

7.6 工作曲线的制作及测量误差 164

7.6.1 工作曲线的制作 164

7.6.2 测量条件的选择 164

7.6.3 测量误差 165

7.7 提高紫外-可见分光光度法灵敏度的方法 166

7.7.1 三元及多元络合物的应用 166

7.7.2 萃取分光光度法 167

7.7.3 差示分光光度法 168

7.7.4 波长分光光度法 170

7.8 常用分光光度计的结构及维护 171

7.8.1 常用分光光度计的一般结构 171

7.8.2 仪器的维护 172

7.9 应用示例 173

7.9.1 差示光度法测定高温合金中高钨含量 173

7.9.2 硅钼蓝分光光度法测定硅含量 174

7.9.3 偶氮胂Ⅲ直接光度法测定高温合金中锆含量 176

参考文献 178

第8章 电化学分析法 179

8.1 方法原理 179

8.1.1 原电池与电解池 179

8.1.2 能斯特方程 180

8.1.3 电极电位、电池电动势的测量和计算 181

8.2 pH值的电位测定法 182

8.2.1 指示电极和参比电极 182

8.2.2 pH值的定义和pH标准缓冲溶液 184

8.2.3 玻璃电极的膜电位及玻璃电极的特性 185

8.2.4 测定pH值的工作电池及溶液pH值的测定法 187

8.2.5 pH值的测定 188

8.3 离子选择性电极 188

8.3.1 离子选择性电极的构造和分类 188

8.3.2 离子选择性电极的选择性 189

8.3.3 离子选择性电极测定的浓度范围及准确度 190

8.3.4 离子选择性电极常用的名词术语 191

8.3.5 测定离子活度（或浓度）的方法 192

8.4 电位滴定 193

8.4.1 电位滴定原理 193

8.4.2 电极与仪器 193

8.5 电解分析法 195

8.5.1 电解分析法的基本原理 195

8.5.2 电解分析法的应用 198

8.6 电导分析法 200

8.6.1 电导分析法基本原理 201

8.6.2 溶液电导的测量 201

8.6.3 直接电导法进行水质的检验 202

8.7 应用示例 202

8.7.1 高温合金中钴量的测定——铁氰化钾电位滴定法 202

8.7.2 氟硼酸根离子选择性电极测定合金钢及高温合金中的硼 204

8.7.3 氟离子选择性电极法测定磷酸阳极化槽液中的氟含量 206

第9章 分析误差与数据处理 207

9.1 基本概念 207

9.1.1 真值 207

9.1.2 平均值 208

9.1.3 测量误差 208

9.1.4 偏差 208

9.1.5 极差 209

9.1.6 准确度和精密度 209

9.1 7 测量结果的重复性限r 209

9.1.8 测量结果的再现性限R 210

9.1.9 标准偏差 210

9.1.10 算术平均值的标准偏差 211

9.1.11 相对标准偏差 211

9.1.12 合并标准偏差 211

9.1.13 置信概率和显著性水平 212

9.1.14 置信界限与置信区间 212

9.2 误差分类及其性质 212

9.2.1 系统误差 212

9.2.2 随机误差 213

9.2.3 随机误差的正态分布 213

9.2.4 系统误差的检查和提高分析准确度的方法 214

9.3 有效数字及处理准则 215

9.3.1 有效数字的含义 215

9.3.2 有效数字的位数 216

9.3.3 数值修约规则 216

9.3.4 极限数值的修约 217

9.3.5 有效数字的四则运算 218

9.4 统计检验 218

9.4.1 名词术语 219

9.4.2 F分布检验 220

9.4.3 t分布检验 222

9.4.4 异常值的检验 225

9.4.5 平均值的置信区间 228

9.5 不确定度的评定和表示 230

9.5.1 测量不确定度的基本概念 230

9.5.2 测量不确定度与测量误差的区别与联系 231

9.5.3 确定度的各种来源 232

9.5.4 不确定度的评定步骤 233

9.5.5 不确定度评定应用示例——二安替比林甲烷分光光度法测定高温合金中钛含量结果的不确定度评定 234

参考文献 239

附录 240

Ⅰ F分布临界值表 240

Ⅱ 对ν＝n-1，比值t(1-α),ν/√n的数值 241

Ⅲ 格拉布斯检验法的临界值表 241

Ⅳ 狄克逊检验法的临界值表 243

Ⅴ 双侧狄克逊检验法的临界值表 243

Ⅵ t分布的分位数 244

Ⅶ 酸、碱的离解常数 244

Ⅷ 络合物的稳定常数 247

Ⅸ 一些金属离子的IgαM(OH)n值 248

Ⅹ 难溶化合物的溶度积常数（18～25℃） 248

Ⅺ 标准电极电位 251

Ⅻ 条件电极电位 252

ⅩⅢ 相对原子质量表（1985） 253