7.有机元素定量分析
有机分析
7.1概述
? 元素定量分析是对有机化合物中所含元素进
行含量测定, 分析化合物的组成 。
? 一般元素定量分析, 主要测定有机化合物的
常见组成元素, 如碳, 氢, 氮, 硫, 磷, 卤
素等 。 氧的百分含量通常不直接测定, 而是
在测得其它所有元素的含量后, 从 100%减去
这些数值得到 。
有机分析
? 测定有机化合物中的元素时, 通常包括三个
步骤,试样的分解, 干扰元素的消除及在分
解产物中测定元素的含量 。
有机分析
? 分解有机物的方法, 可分为 干法分解 和 湿法
分解 两类 。
? 干法分解是使有机化合物在适当的条件下燃
烧分解, 而湿法分解则为酸煮分解, 经分解
有机化合物中的待测元素转化为简单的无机
化合物或单质 。
? 分解产物可采用化学分析法或物理, 物理化
学分析方法进行测定, 根据测定方法的不同,
在测定前需对分解产物进行干扰元素的消除 。
有机分析
7.2元素的测定
? 7.2,1 碳和氢的测定
? 有机化合物的基本组成元素是碳和氢, 所以
碳和氢含量的测定是有机元素定量分析的一
项重要任务 。
? 整个分析过程包括：试样的燃烧分解, 一般
干扰元素的消除, 燃烧产物的测定 。
有机分析
? 一, 试样的燃烧分解
? 测定碳和氢的常用方法通常是燃烧分解法
? 利用高锰酸银的热解产物作催化剂, 在
500± 50℃ 的条件下, 使试样在氧气流中燃
烧分解, 其中的碳和氢定量的转化为 CO2和
H2O。
? 此燃烧方法由于氧气流速慢, 所以燃烧的时
间较长, 共需约 30min左右 。
有机分析
? 二,一般干扰元素的消除
? 常见的干扰元素：有机物中的氮、硫、卤素
是。
有机分析
? 卤素和硫的干扰可以被高锰酸银的热解产物
消除 。
? 含氮化合物燃烧时, 生成产物为二氧化氮,
可用活性二氧化锰吸收 。
有机分析
? 三,燃烧产物的测定
? 样品中的碳和氢经燃烧后生成二氧化碳和水,
用吸收剂吸收后称量 。
? 1,吸收剂
? 常用的吸水剂有无水氯化钙, 无水硫酸钙,
硅胶, 无水高氯酸镁和五氧化二磷等 。
? 二氧化碳一般用碱石棉吸收 。
有机分析
? 2,吸收顺序
? 无水高氯酸镁吸收管，必须安装在碱石棉管
的前面。对于含氮有机物，应在水吸收管和
二氧化碳吸收管之间，装上氮氧化物吸收管
以消除氮的干扰。
有机分析
? 四,仪器装置
? 经典的燃烧分解测定碳和氢的装置, 主要
由燃烧管和一系列吸收管组成 。
有机分析
? 五, 测定过程
? （ 1） 检查装置是否漏气
? （ 2） 燃烧管的空烧
? （ 4） 测定空白值
? （ 5） 结果计算
有机分析
? 7.2.2氮 的 测 定
? 有机物中氮的测定，通常是将有机物中氮转
化为 N2或 NH3的形式。然后分别用气量法或气
相色谱法测定 N2,用容量法或分光光度法测定
NH3,从而计算有机物中氮的百分含量。前法
主要归于经典的杜马法（ Dumas）
? 后者归于经典的克达尔法（ Kjedahl）。
有机分析
? 一, 克达尔法
? 克达尔法亦称硫酸消化法
? （ 一 ） 基本原理
? 克达尔法全过程：
? 1,消化煮解
? 2,碱化蒸馏
? 3,吸收
? 4,滴定
? 5,分析结果的计算
有机分析
? （ 二 ） 测定条件
? 1,试样的分解条件
? 在消化过程中为了加速分解过程, 缩短消化
时间, 常加入适量的无水硫酸钾或硫酸钠和
催化剂 （ 统称消化剂 ） 。
? 消化装置见图 7-6。
有机分析
图 7-6 消化装置
有机分析
? 2,碱化蒸馏和吸收
? 碱化蒸馏和吸收可用直接蒸馏法和水蒸气蒸
馏法 。 装置如图 7-7,7-8。
? （ 1） 碱的用量
? （ 2） 蒸馏速度
? （ 3） 硼酸吸收液及其用量
有机分析
有机分析
? （ 三 ） 还原后克达尔定氮法
? 克达尔法的局限性在于不能使硝基, 亚硝基,
偶氮基, 肼或腙等含氮有机物中的氮完全转
变成硫酸氢铵 。 因此, 当测定这类试样时,
需要在分解以前用适当的还原剂将这些官能
团还原 。
有机分析
? （ 四 ） 微量氮化物总氮量的测定
有机分析
? 二, 杜马法
? 试样置于填有氧化剂和还原铜的燃烧管中,
在二氧化碳气流下, 于 600～ 800℃ 燃烧分解,
有机物中的氮转变为氮气 。
有机分析
? 7.2.3 卤素的测定
? 卤素的测定方法较多, 其共同点是将有机物
中的卤素通过氧化或还原法定量地转变为无
机卤化物, 然后用化学分析或物理化学分析
法测定卤素含量 。
? 常用的方法有：卡里乌斯 （ Carius） 封管法,
过氧化纳分解法, 改良斯切潘诺夫法和氧瓶
燃烧法 。
有机分析
? 一, 氧瓶燃烧法
? 氧瓶燃烧法是将试样包在无灰滤纸内, 点燃
后, 立即放入充满氧气的燃烧瓶中, 以铂丝
（ 或镍铬丝 ） 作催化剂, 进行燃烧分解, 燃
烧产物被预先装入瓶中的吸收液吸收, 试样
中的卤素, 硫, 磷, 硼, 金属分别形成卤离
子, 硫酸根离子, 磷酸根离子, 硼酸根离子
及金属氧化物而被溶解在吸收液中 。 然后,
根据各个元素的特点采用一般方法 （ 通常是
容量法 ） 来测定其中的各个元素的含量 。
有机分析
? 包括,
? 燃烧分解
? 吸收
? 测定
有机分析
有机分析
图 7-11 燃烧瓶及铂金丝
? 固体试样和沸点较高的液体试样可直接
称在无灰滤纸的中央 。
? 沸点较低的试样, 可以将试样封入胶囊
中的滤纸条上, 把开口端捏压粘合后,
再同样用滤纸裹住, 夹在铂金丝上 。 于
燃烧瓶中加入适量的吸收液, 通氧 30～
60s,点燃滤纸尾部, 立即插入燃烧瓶
中, 按紧瓶塞 。
有机分析
? 燃烧后, 如发现吸收液呈现黑色颗粒或见到
滤纸碎片, 则表明试样未分解完全, 必须重
作 。
? 燃烧完毕，将燃烧瓶剧烈震荡数分钟，至白
烟完全消失，即吸收完全。打开瓶塞，用少
量水淋洗瓶塞及铂丝。按各元素的测定方法
进行测定。
有机分析
? 二, 氯, 溴的测定 —— 汞液滴定法
? （ 一 ） 基本原理
? 燃烧分解：含卤或溴的有机物在氧气中
有机分析
????????? ?? OHCOXHXPtO 222)2燃烧（有机卤化物
OHON a B rOHN a O HBr
OHBrN a C lN a O HH B rH C l
22222
2
222
)()(
?????
???
?吸收：分解产物用氢氧化钠或氢氧化钠和过
氧化氢混合液吸收
有机分析
滴定：加热煮沸溶液，除去过量的过氧化氢，
调节溶液呈弱酸性（ pH≈3.2 ）,用硝酸汞标
准溶液滴定，以二苯卡巴腙为指示剂，紫红色
指示终点。
计算结果：
100
)(
%
100
)(
%
0
0
?
?
???
?
?
???
?
nm
McVV
m
McVV
X X
卤化物
有机分析
? （ 二 ） 测定条件
? 1,吸收液及其用量
? 2,滴定条件
? 溶液酸度约为 pH=3.2为宜,
? 在 80%乙醇介质中进行滴定
? 3,硝酸汞标准溶液标定
有机分析
三、碘的滴定
（一）汞液滴定法
（二）碘量法
有机分析
有机分析
7.1概述
? 元素定量分析是对有机化合物中所含元素进
行含量测定, 分析化合物的组成 。
? 一般元素定量分析, 主要测定有机化合物的
常见组成元素, 如碳, 氢, 氮, 硫, 磷, 卤
素等 。 氧的百分含量通常不直接测定, 而是
在测得其它所有元素的含量后, 从 100%减去
这些数值得到 。
有机分析
? 测定有机化合物中的元素时, 通常包括三个
步骤,试样的分解, 干扰元素的消除及在分
解产物中测定元素的含量 。
有机分析
? 分解有机物的方法, 可分为 干法分解 和 湿法
分解 两类 。
? 干法分解是使有机化合物在适当的条件下燃
烧分解, 而湿法分解则为酸煮分解, 经分解
有机化合物中的待测元素转化为简单的无机
化合物或单质 。
? 分解产物可采用化学分析法或物理, 物理化
学分析方法进行测定, 根据测定方法的不同,
在测定前需对分解产物进行干扰元素的消除 。
有机分析
7.2元素的测定
? 7.2,1 碳和氢的测定
? 有机化合物的基本组成元素是碳和氢, 所以
碳和氢含量的测定是有机元素定量分析的一
项重要任务 。
? 整个分析过程包括：试样的燃烧分解, 一般
干扰元素的消除, 燃烧产物的测定 。
有机分析
? 一, 试样的燃烧分解
? 测定碳和氢的常用方法通常是燃烧分解法
? 利用高锰酸银的热解产物作催化剂, 在
500± 50℃ 的条件下, 使试样在氧气流中燃
烧分解, 其中的碳和氢定量的转化为 CO2和
H2O。
? 此燃烧方法由于氧气流速慢, 所以燃烧的时
间较长, 共需约 30min左右 。
有机分析
? 二,一般干扰元素的消除
? 常见的干扰元素：有机物中的氮、硫、卤素
是。
有机分析
? 卤素和硫的干扰可以被高锰酸银的热解产物
消除 。
? 含氮化合物燃烧时, 生成产物为二氧化氮,
可用活性二氧化锰吸收 。
有机分析
? 三,燃烧产物的测定
? 样品中的碳和氢经燃烧后生成二氧化碳和水,
用吸收剂吸收后称量 。
? 1,吸收剂
? 常用的吸水剂有无水氯化钙, 无水硫酸钙,
硅胶, 无水高氯酸镁和五氧化二磷等 。
? 二氧化碳一般用碱石棉吸收 。
有机分析
? 2,吸收顺序
? 无水高氯酸镁吸收管，必须安装在碱石棉管
的前面。对于含氮有机物，应在水吸收管和
二氧化碳吸收管之间，装上氮氧化物吸收管
以消除氮的干扰。
有机分析
? 四,仪器装置
? 经典的燃烧分解测定碳和氢的装置, 主要
由燃烧管和一系列吸收管组成 。
有机分析
? 五, 测定过程
? （ 1） 检查装置是否漏气
? （ 2） 燃烧管的空烧
? （ 4） 测定空白值
? （ 5） 结果计算
有机分析
? 7.2.2氮 的 测 定
? 有机物中氮的测定，通常是将有机物中氮转
化为 N2或 NH3的形式。然后分别用气量法或气
相色谱法测定 N2,用容量法或分光光度法测定
NH3,从而计算有机物中氮的百分含量。前法
主要归于经典的杜马法（ Dumas）
? 后者归于经典的克达尔法（ Kjedahl）。
有机分析
? 一, 克达尔法
? 克达尔法亦称硫酸消化法
? （ 一 ） 基本原理
? 克达尔法全过程：
? 1,消化煮解
? 2,碱化蒸馏
? 3,吸收
? 4,滴定
? 5,分析结果的计算
有机分析
? （ 二 ） 测定条件
? 1,试样的分解条件
? 在消化过程中为了加速分解过程, 缩短消化
时间, 常加入适量的无水硫酸钾或硫酸钠和
催化剂 （ 统称消化剂 ） 。
? 消化装置见图 7-6。
有机分析
图 7-6 消化装置
有机分析
? 2,碱化蒸馏和吸收
? 碱化蒸馏和吸收可用直接蒸馏法和水蒸气蒸
馏法 。 装置如图 7-7,7-8。
? （ 1） 碱的用量
? （ 2） 蒸馏速度
? （ 3） 硼酸吸收液及其用量
有机分析
有机分析
? （ 三 ） 还原后克达尔定氮法
? 克达尔法的局限性在于不能使硝基, 亚硝基,
偶氮基, 肼或腙等含氮有机物中的氮完全转
变成硫酸氢铵 。 因此, 当测定这类试样时,
需要在分解以前用适当的还原剂将这些官能
团还原 。
有机分析
? （ 四 ） 微量氮化物总氮量的测定
有机分析
? 二, 杜马法
? 试样置于填有氧化剂和还原铜的燃烧管中,
在二氧化碳气流下, 于 600～ 800℃ 燃烧分解,
有机物中的氮转变为氮气 。
有机分析
? 7.2.3 卤素的测定
? 卤素的测定方法较多, 其共同点是将有机物
中的卤素通过氧化或还原法定量地转变为无
机卤化物, 然后用化学分析或物理化学分析
法测定卤素含量 。
? 常用的方法有：卡里乌斯 （ Carius） 封管法,
过氧化纳分解法, 改良斯切潘诺夫法和氧瓶
燃烧法 。
有机分析
? 一, 氧瓶燃烧法
? 氧瓶燃烧法是将试样包在无灰滤纸内, 点燃
后, 立即放入充满氧气的燃烧瓶中, 以铂丝
（ 或镍铬丝 ） 作催化剂, 进行燃烧分解, 燃
烧产物被预先装入瓶中的吸收液吸收, 试样
中的卤素, 硫, 磷, 硼, 金属分别形成卤离
子, 硫酸根离子, 磷酸根离子, 硼酸根离子
及金属氧化物而被溶解在吸收液中 。 然后,
根据各个元素的特点采用一般方法 （ 通常是
容量法 ） 来测定其中的各个元素的含量 。
有机分析
? 包括,
? 燃烧分解
? 吸收
? 测定
有机分析
有机分析
图 7-11 燃烧瓶及铂金丝
? 固体试样和沸点较高的液体试样可直接
称在无灰滤纸的中央 。
? 沸点较低的试样, 可以将试样封入胶囊
中的滤纸条上, 把开口端捏压粘合后,
再同样用滤纸裹住, 夹在铂金丝上 。 于
燃烧瓶中加入适量的吸收液, 通氧 30～
60s,点燃滤纸尾部, 立即插入燃烧瓶
中, 按紧瓶塞 。
有机分析
? 燃烧后, 如发现吸收液呈现黑色颗粒或见到
滤纸碎片, 则表明试样未分解完全, 必须重
作 。
? 燃烧完毕，将燃烧瓶剧烈震荡数分钟，至白
烟完全消失，即吸收完全。打开瓶塞，用少
量水淋洗瓶塞及铂丝。按各元素的测定方法
进行测定。
有机分析
? 二, 氯, 溴的测定 —— 汞液滴定法
? （ 一 ） 基本原理
? 燃烧分解：含卤或溴的有机物在氧气中
有机分析
????????? ?? OHCOXHXPtO 222)2燃烧（有机卤化物
OHON a B rOHN a O HBr
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?吸收：分解产物用氢氧化钠或氢氧化钠和过
氧化氢混合液吸收
有机分析
滴定：加热煮沸溶液，除去过量的过氧化氢，
调节溶液呈弱酸性（ pH≈3.2 ）,用硝酸汞标
准溶液滴定，以二苯卡巴腙为指示剂，紫红色
指示终点。
计算结果：
100
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卤化物
有机分析
? （ 二 ） 测定条件
? 1,吸收液及其用量
? 2,滴定条件
? 溶液酸度约为 pH=3.2为宜,
? 在 80%乙醇介质中进行滴定
? 3,硝酸汞标准溶液标定
有机分析
三、碘的滴定
（一）汞液滴定法
（二）碘量法
有机分析
