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moea_joint_essay 105年 [化學] 定性定量分析、儀器分析

第 三 題

📖 題組:
一、請回答以下問題:
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (三)

(三)某分析銅的方法會產生 0.5 毫克的誤差,若試樣礦石含銅約 4.8 %,當分析相對誤差百分比為 1.4 %時,請估算試樣最少重幾公克?(Cu:63.5) (8 分)

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先利用絕對誤差與相對誤差求出所含銅的絕對量,再利用礦石含銅百分率求出礦石試樣的總重量。

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  1. 根據相對誤差公式:相對誤差 = (絕對誤差 / 測量值) × 100% 已知絕對誤差 = 0.5 mg,相對誤差 = 1.4 % = 0.014。
  2. 計算試樣中所需分析到的銅元素質量 (W_Cu):

小題 (一)

(一)請說明何謂相對誤差?(4 分)

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定義相對誤差的公式,即絕對誤差與真實值(或公認值、測量平均值)之比值,通常以百分比(%)或千分率(ppt)表示。

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相對誤差(Relative Error)是指測量值與真實值(或公認值)之差的絕對值(即絕對誤差)相對於真實值的比值。通常用百分數(%)或千分率表示。其公式為: 相對誤差 = ( |測量值 - 真實值| / 真實值 ) × 100% 相對誤差能更客觀地反映測量的準確度,因為它考量了測量值本身的大小。

小題 (二)

(二)請說明滴定分析中何謂終點誤差(或稱滴定誤差)?(5 分)

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解釋滴定終點與當量點的差異,這兩者不完全吻合所造成的體積或當量數誤差即為終點誤差。

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在滴定分析中,「當量點」(Equivalence point)是指滴定劑的當量數與被分析物當量數完全相等時的理論點;而「滴定終點」(End point)則是實際滴定過程中,指示劑發生顏色變化或其他物理性質發生突變,從而指示停止滴定的點。由於指示劑的變色範圍往往無法與理論上的當量點完全吻合,使得實際消耗的滴定劑體積與理論所需的體積產生差異,此差異即稱為「終點誤差」(或稱滴定誤差)。

小題 (四)

(四)請計算 0.1 M 氫氧化鈉溶液滴定 0.1 M 醋酸溶液至 pH=9.0 時之終點誤差(或稱滴定誤差)。(8 分)

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利用滴定誤差公式與終點時的 [OH-] 濃度及醋酸解離常數,計算過量的 NaOH 導致的誤差。醋酸的 Ka 常取 1.75×10^-5 或 1.8×10^-5 進行計算。

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設滴定起始醋酸溶液體積為 V0,加入之 0.1 M NaOH 體積為 V。 當量點時,溶液為 0.05 M 之醋酸鈉(NaA),其 pH 值約為 8.72 (取 Ka = 1.8×10^-5)。 現滴定至 pH = 9.0,此時已超過當量點,溶液呈弱鹼性,過量的 OH- 主要是由多加的 NaOH 所提供,或由弱酸根水解與未反應醋酸所建立的緩衝系統決定。