分析化學(xué)中的離子平衡

第一章導(dǎo)論
1.1化學(xué)平衡
1.1.1定量分析與離子平衡
1.1.2平衡狀態(tài)
1.1.3平衡常數(shù)
1.1.4自由能與平衡常數(shù)
1.2組分與獨立組分
1.3質(zhì)量平衡
1.4電荷平衡
1.5質(zhì)子平衡及配體平衡
1.5.1質(zhì)子平衡
1.5.2配體平衡
1.6平衡計算的代數(shù)方法
1.7分布系數(shù)與分布圖
1.7.1分布系數(shù)
1.7.2分布圖
1.8濃度對數(shù)圖
1.9計算機在離子平衡研究中的應(yīng)用
1.9.1平衡濃度的計算
1.9.2平衡常數(shù)的擬合
1.10誤差及其傳遞
1.10.1誤差的來源
1.10.2誤差的傳遞
1.10.3絕對誤差傳遞的一般公式
1.10.4相對誤差傳遞的一般公式
參考文獻
第二章絡(luò)合平衡
2.1絡(luò)合反應(yīng)
2.1.1絡(luò)合物
2.1.2水溶液中的絡(luò)合反應(yīng)
2.1.3絡(luò)合物的溶液穩(wěn)定性
2.1.4絡(luò)合反應(yīng)的速度
2.2絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)
2.2.1單核均一配體絡(luò)合物
2.2.2單核混合配體絡(luò)合物
2.2.3多核絡(luò)合物
2.3絡(luò)合物的形成函數(shù)與形成曲線
2.3.1形成函數(shù)
2.3.2單核絡(luò)合物的形成曲線
2.3.3多核絡(luò)合物的形成曲線
2.4單核平衡體系的計算
2.4.1ML體系
2.4.2MLn逐級絡(luò)合物共存體系
2.5pH值對絡(luò)合平衡的影響
2.5.1氫離子與金屬離子的競爭反應(yīng)
2.5.2金屬離子的水解與聚合
2.6副反應(yīng)系數(shù)及條件常數(shù)
2.6.1副反應(yīng)
2.6.2條件常數(shù)
2.6.3副反應(yīng)系數(shù)α
2.6.4條件常數(shù)的計算與應(yīng)用
2.7絡(luò)合反應(yīng)的掩蔽
2.7.1排蔽與解蔽
2.7.2絡(luò)合掩蔽的定量計算
2.7.3解析法由［L］計算α或由α計算［L］
2.8金屬離子的絡(luò)合萃取平衡
2.8.1萃取平衡常數(shù)、分配常數(shù)與分配比
2.8.2條件萃取平衡常數(shù)及條件分配比
2.8.3分配曲線
2.8.4萃取率
參考文獻
第三章酸堿平衡
3.1酸和堿的強度與溶液的酸度
3.1.1酸堿的強度與穩(wěn)定常數(shù)KH，KOH
3.1.2溶濟的介電常數(shù)對KH的影響
3.1.3溶劑對H+的親和力對酸堿強度的影響
3.1.4溶液的酸度
3.2強酸和強堿溶液的pH值
3.2.1強酸溶液
3.2.2強堿溶液
3.3單一的一元弱酸、弱堿溶液的pH值
3.3.1一元弱酸
3.3.2一元弱堿
3.3.3弱酸強堿鹽溶液
3.3.4弱堿強酸鹽溶液
3.3.5一元酸及其共軛堿的濃度對數(shù)圖
3.4一元酸堿混合溶液的pH值
3.4.1幾種一元弱酸或幾種一元弱堿的混合溶液
3.4.2共軛酸堿的混合體系
3.4.3非共軛一元弱酸弱堿混合體系
3.4.4強酸強堿與弱酸弱堿的混合體系
3.4.5應(yīng)用副反應(yīng)系數(shù)計算溶液的pH值
3.5多元酸堿及其鹽溶液的pH值
3.5.1多元酸堿體系的溶液平衡
3.5.2二元酸H2A溶液的pH值
3.5.3Na2A溶液的pH值
3.5.4NaHA溶液的pH值
3.5.5H2A??NaHA溶液的pH值
3.5.6NaHA??Na2A溶液的pH值
3.5.7三元酸及其溶液的pH值
3.6溶液酸度的標(biāo)度
3.6.1酸函數(shù)
3.6.2溶液酸度的pH標(biāo)度
參考文獻
第四章沉淀反應(yīng)平衡
4.1沉淀的溶解度與溶度積
4.1.1沉淀的溶解度
4.1.2溶度積
4.2難溶電解質(zhì)的溶解度
4.2.1難溶強電解質(zhì)的溶解度
4.2.2難溶弱電解質(zhì)的溶解度
4.3鹽效應(yīng)與溶解度
4.4同離子效應(yīng)與溶解度
4.5絡(luò)合效應(yīng)與溶解度
4.5.1與異種離子形成絡(luò)合物
4.5.2與同種離子形成絡(luò)合物
4.6pH值對沉淀溶解度的影響
4.6.1Mn+離子的水解
4.6.2LM+離子的水解
4.6.3水解與同離子效應(yīng)并存的情形
4.7條件溶度積及其應(yīng)用
4.7.1條件溶度積
4.7.2沉淀反應(yīng)的掩蔽
4.8沉淀平衡的濃度對數(shù)圖
4.8.1簡單體系
4.8.2有絡(luò)合物共存體系的濃度對數(shù)圖
參考文獻
第五章氧化還原平衡
5.1電極電位與氧化還原平衡常數(shù)
5.2條件標(biāo)準(zhǔn)電位、條件氧化還原平衡常數(shù)及其應(yīng)用
5.2.1條件標(biāo)準(zhǔn)電位
5.2.2條件氧化還原平衡常數(shù)
5.2.3氧化還原反應(yīng)的掩蔽
5.3氧化還原平衡的計算
5.4半反應(yīng)平衡及平衡常數(shù)
5.4.1氧化還原平衡與其他離子平衡的相似性
5.4.2半反應(yīng)平衡常數(shù)
5.5氧化還原體系的圖解表示法
5.5.1氧化型體與還原型體在溶液中的分布圖
5.5.2氧化還原體系的活度比對數(shù)圖
5.5.3氧化還原平衡的濃度對數(shù)圖
5.5.4氧化還原平衡的優(yōu)勢區(qū)域圖
參考文獻
第六章離子平衡計算的計算機數(shù)值方法
6.1平衡常數(shù)法計算單核平衡的通用數(shù)學(xué)模型
6.1.1廣義單核絡(luò)合物的單一平衡體系
6.1.2廣義單核絡(luò)合物的混合平衡體系
6.1.3酸堿平衡體系
6.1.4有單核絡(luò)合物生長的沉淀平衡體系
6.1.5氧化還原平衡體系
6.2對分法及玄位法
6.2.1對分法求非線性方程的根的原理
6.2.2對分法求解離子平衡
6.2.3弦位法求非線性方程的根
6.3簡單固定點迭代法
6.3.1簡單固定點迭代法的原理
6.3.2簡單固定點迭代法的幾何意義、收斂性及收斂速度
6.4Newton??Raphson迭代法和正割法
6.4.1Newton??Raphson迭代法的原理
6.4.2Newton??Raphson迭代的計算過程
6.4.3Newton??Raphson迭代的收斂性和收斂速度
6.4.4正割法的原理
6.5解線性方程組法
6.5.1平衡體系的線性方程組模型
6.5.2矩陣求逆結(jié)合迭代的算法
6.5.3FGauss??Jordan消去法濟南市逆矩陣
6.5.4Ca2+??H3PO4平衡體系的計算結(jié)果
6.6Newton??Raphson迭代法求解復(fù)雜離子平衡
6.6.1復(fù)雜絡(luò)合平衡的數(shù)學(xué)模型
6.6.2Newton??Raphson迭代法解非線性方程組的原理
6.6.3復(fù)雜的廣義絡(luò)合平衡數(shù)學(xué)模型的線性化
6.6.4Newton??Raphson迭代法求解復(fù)雜絡(luò)合平衡時的改時
6.6.5計算實例
6.7COMICS迭代法
6.7.1COMICS迭代法的原理
6.7.2ECCLES程序
6.8嵌套迭代法
6.8.1嵌套迭代法的原理
6.8.2HALTAFALL程序
6.9自由能量小化法
6.9.1自由能函數(shù)與Lagrange待定乘數(shù)法
6.9.2BNR自由能最小化法
6.9.3White自由能最小化法
6.10化學(xué)進程法
6.10.1一階方法
6.10.2二階方法
6.11平衡常數(shù)法與自由能最小化法的關(guān)系
6.11.1平衡常數(shù)與化學(xué)位數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)化
6.11.2由ΔG0求μ0的算法
參考文獻
第七章緩沖溶液理論
7.1pH緩沖溶液
7.2pH緩沖溶液的緩沖容量
7.2.1微分緩沖容量(緩沖指數(shù))與積分緩沖容量
7.2.2強酸強堿體系
7.2.3一元弱酸體系
7.2.4一元酸及其共軛堿
7.2.5多元酸體系
7.3緩沖溶液的性質(zhì)
7.3.1緩沖溶液的動態(tài)性質(zhì)
7.3.2稀釋效應(yīng)
7.3.3鹽效應(yīng)
7.3.4溫度的影響
7.4酸堿緩沖溶液的配制
7.4.1指定離子強度及pH值的緩沖溶液
7.4.2指定CA及pH值的緩沖溶液
7.4.3通用緩沖溶液
7.5pL緩沖溶液和pM緩沖溶液
7.5.1pL緩沖溶液
7.5.2pM緩沖溶液
參考文獻
第八章滴定曲線懷終點誤差分析
8.1滴定方程
8.1.1簡單滴定體系
8.1.2復(fù)雜滴定體系
8.1.3條件常數(shù)的應(yīng)用
8.2滴定曲線分析
8.2.1計算機模擬滴定
8.2.2滴定突躍
8.2.3敏銳指數(shù)
8.2.4等當(dāng)點與突躍點的理論分析
8.3滴定終點誤差分析
8.3.1滴定終點誤差公式
8.3.2絡(luò)合滴定
8.3.3酸堿滴定
8.3.4沉淀滴定
8.3.5氧化還原滴定
參考文獻
第九章絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)的測定
9.1概述
9.1.1測定方法簡介
9.1.2計算穩(wěn)定常數(shù)的一般數(shù)學(xué)處理方法
9.2電位法
9.2.1電位法測定穩(wěn)定常數(shù)的基本原理
9.2.2間接法測定穩(wěn)定常數(shù)
9.2.3穩(wěn)定常數(shù)與絡(luò)合物的基本函數(shù)
9.2.4用絡(luò)合物基本函數(shù)計算穩(wěn)定常數(shù)
9.2.5其他數(shù)據(jù)處理方法
9.3分光光度法
9.3.1一般數(shù)學(xué)模型
9.3.2等摩爾系列法
9.3.3平衡移動法
9.3.4中心體A與ABn有重疊光吸收的體系
9.3.5McConnell直線法
9.3.6Frank直線法
9.3.7稀釋法
9.3.8Jimenez Sanchez直線法
9.3.9用形成度δi計算單核逐級絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)
9.3.10對應(yīng)溶液法
9.3.11平均摩爾吸收系數(shù)法
9.4極譜法
9.4.1單一MLn體系
9.4.2一種金屬絡(luò)離子由高價還原為低價
9.4.3MqLp體系
9.4.4De Ford??Hume法
9.4.5徐光憲通用公式
9.5兩相分配法
9.5.1溶劑萃取法
9.5.2計量比約束萃取分光光度法
9.5.3離子交換法
9.5.4氣相色譜法
9.5.5液相色譜法
9.6其他測定方法
9.6.1電導(dǎo)法
9.6.2溶解度法
9.6.3量熱法
9.6.4核磁共振波譜法(NMR)
9.6.5電子自旋共振波譜法(ESR)
9.7三元混配絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)
9.7.1逐級絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)
9.7.2加合反應(yīng)法
9.7.3重配反應(yīng)法
9.7.4協(xié)同實驗測定法
9.7.5計量比約束分光光度法
9.8復(fù)雜多核絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)
9.8.1“根+節(jié)”(Core+link)法
9.8.2平均組成法
參考文獻
第十章穩(wěn)定常數(shù)的計算機擬合
10.1概述
10.1.1重要的穩(wěn)定常數(shù)程序簡介
10.1.2回歸分析法
10.2一元線性回歸分析
10.2.1一元線性回歸方程
10.2.2回歸系數(shù)a和b的確定
10.2.3回歸方程的相關(guān)系數(shù)檢驗法
10.2.4殘差平方和、回歸平方和及總平方和
10.2.5y的標(biāo)準(zhǔn)差及參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差
10.2.6一元線性回歸分析的步驟
10.2.7應(yīng)用舉例
10.3多元線性回歸分析
10.3.1參數(shù)a及殘差平方和的綜合計算
10.3.2法方程組的標(biāo)準(zhǔn)化
10.3.3多元線性回歸的方差分析
10.3.4回歸方程的相關(guān)系數(shù)檢驗法
10.3.5多元線性回歸分析的計算步驟及應(yīng)用
10.4在擬合穩(wěn)定常數(shù)中的加權(quán)處理
10.4.1加權(quán)線性最小平方法
10.4.2在穩(wěn)定常數(shù)擬合中對權(quán)因子的一些考慮
10.4.3計算權(quán)重的示例
10.5直接搜索法
10.5.1網(wǎng)格法
10.5.2一維搜索法及變量交替法
10.5.3單純形優(yōu)化法
10.6牛頓方向法和擬牛屯法擬合穩(wěn)定常數(shù)的基本程序結(jié)構(gòu)
10.6.1電位測定法
10.6.2分光光度測定法
10.6.3擬合穩(wěn)定常數(shù)的幾個典型程序的比較
10.7牛頓方向法和擬牛屯法曲線擬合的算法
10.7.1Gauss??Newton法
10.7.2改進的Gauss??Newton法
10.7.3Newton??Marquardt方法
10.7.4描坑法
10.7.5DFP變尺度法和BFGS變尺度法
10.8平衡模型的系統(tǒng)試驗
10.9平衡體系模型的實計量系數(shù)估計法
10.9.1ESI法的一般介紹
10.9.2ESI法應(yīng)用的一般策略
10.9.3ESI法的應(yīng)用實例
10.10非線性擬合的誤差分析及模型的檢驗
10.10.1誤差分析
10.10.2Pearson χ2檢驗
10.10.3Hamilton的R-因子檢驗
參考文獻
11.1離子間的相互作用
11.1.1離子水化
11.1.2離子互吸
11.1.3離子締合
11.2活度系數(shù)的理論公式
11.2.1Debye??Hükel方程
11.2.2改進的Debye??Hükel方程
11.2.3Pitzer方程
11.3應(yīng)用活度系數(shù)的平衡計算
11.3.1平衡常數(shù)法
11.3.2自由能量小化法
11.4熱力學(xué)穩(wěn)定常數(shù)的擬合
11.4.1Василев公式
11.4.2梁春余?擦跗釤喂?式
參考文獻
附錄
附錄Ⅰ分布圖、濃度對數(shù)圖及副反應(yīng)系數(shù)的計算程序
附錄Ⅱ酸堿滴定的通用計算程序
附錄ⅢpH緩沖溶液配制的計算程序
附錄Ⅳ相關(guān)系數(shù)檢驗表
附錄ⅤF分布的臨界值表(信度為0.05)
附錄ⅥR-因子比B的臨界值
附錄ⅦF分布的臨界值及R因子比F的計算程序
主題索引