理化计量基础教材.doc

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1、化学计量一、概述（一）化学计量的内容和分类化学计量是研究化学测量溯源性的一门学科，是研究化学测量领域计量单位的统一和测量量值准确可靠的一个计量学分支。根据被测参量的特性，化学计量可分为物理化学计量和分析化学计量两部分。物理化学计量着重研究与物质的物理性质和物理化学性质有关的特性量的计量问题。主要内容有：研究特性参量的计量单位，建立计量基准、标准，发展物理化学特性的标准物质，研究精密测量方法等。分析化学计量着重研究与物质组成有关的化学成分量计量问题。主要内容有：摩尔的定义、复现和保存（阿佛加德罗常数和原子量的精确测量等），研究化学成分标准物质，研究精密分析测量技术，分析仪器的计量性能及其检定校准

2、等。具体分类:1.物理化学计量：热量计量、粘度计量、湿度计量、电解质电导率计量、pH计量、浊度和粒度计量、聚合物分子量计量2.分析化学计量：摩尔的定义、复现和保存、化学成分量基准物质研究、化学成分量标准物质研究、化学成分分析技术研究（基准测量方法和标准测量方法研究）、成分分析仪器计量性能及其检定、校准方法研究。（二）物理化学特性参量及其分类1.热物理和热化学性质：热容、热导率、热膨胀、蒸气压、湿度固定点、燃烧热、反应热、溶解热、熔化热。2.物质的物理性质：密度、粘度、折射率、旋光度、表面张力、绝对湿度、相对湿度。3.pH、电解质电导率、介电常数。4.聚合物分子量：聚合物分子量及分子量的分布。5

3、.颗粒性质：浊度、粒度及粒度分布。（三）化学成分量的表示方法物质的化学成分（元素、离子、基团或化合物）含量可以用浓度、物质的量分数、物质的量比等各种不同的参量来描述。（四）化学分析与仪器分析通常，人们把分析化学中的各种方法分为化学分析和仪器分析两大类。化学分析是指利用物质的化学反应及其定量关系来确定物质的化学组成、成分含量的一类分析方法。而仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化进行分析的方法。1.化学分析的类型：化学分析主要分重量　分析及仪器分析两类。重量分析是根据化学反应产物一般是（沉淀）的重量测量来确定被测组份在试样中的含量。适用于含量

4、在1%以一的常量组分的测量，一般可获得0.1%－0.2%的准确度，但操作较麻烦、耗费时间。滴定分析是将一种已知准确浓度的试剂溶液，用滴定管滴加到被测物质的溶液中，直到化学反应完成为止，依据试剂与被测物之间的化学反应定量关系，通过测量所消耗已知浓度的试剂溶液的体积，求得被测分的含量，故也称容量分析法。滴定分析法适用于常量组分的测量，比重量分析简便、快捷。我们根据化学反应类型的不同，滴定分析可分为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。2.仪器分析的分类：（1）光分析法a.非光谱法（折射法、干涉法、散射浊度法、旋光法、X射线衍射法和电子衍射法等）b.光谱法（原子发射光谱法、原子吸收光谱

5、法、原子荧光光谱法、紫外可见分光光度法、红外吸收光谱法、核磁共振波谱法、激光拉曼光谱法、X荧光光谱法、分子磷光光谱法、化学发光法等）（2）电化学分析法（电导分析法、电位分析法、电解和库仑分析法、伏安和极谱分析法等）（3）色谱分析法（气相色谱、液相色谱、薄层色谱、离子色谱等）（4）质谱法（5）热分析法（差热分析法、差示扫描量热法、热重量法、测温滴定法等）标准物质一、概述标准物质是具有准确量值的计量标准，已用于化学、生物、工程和物理测量中。它和分析仪器相辅相成地发展，两者的关系如同天平和砝码。标准物质不仅用于校准分析仪器、评价分析方法，而且是分析测量必备的参比标准，是仪器信号值转变为被测特性量值的

6、依据。二、标准物质的特性与分类（一）标准物质的定义标准物质是具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性量值，用于校准仪器、评价测量方法或给物质赋值的材料或物质。附有证书的标准物质是其一种或多种特性量值是用建立了计量溯源性的方法确定的，被确定的每个特性量值均附以一定置信水平的不确定度。从标准物质的定义中不难看出，标准物质必须具有可靠的量值，具有校准分析仪器、评价测量方法和给物质赋值的基本功能，而且附有证书和有计量溯源性。（二）标准物质的计量学特性1、标准值及其不确定度：标准物质的标准值是其被鉴定的特性量的真值的最佳估计。其不确定度以一个区间宽度来表示，标准值以一个缎带定的概率落在该区间内。2、均匀

7、性：均匀性是指物质的一种或几种特性具有相同的组成或相同结构状态。均匀性也可以理解为物质的特性量在各部分的差异不能用测量方法检测出来。或者说某给定重量或尺寸的区域内，特性量的差异小于测量方法的精密度。3、稳定性：稳定性用一个时间间隔表示。在这段时间内，于规定的条件下保存，标准物质的标准值保持在规定的限度内。4、影响参数：有些标准物质的特性量值可能受测量操作条件影响。例如：熔点标准物质的毛细管熔点及其