定量分析概論最新PPT課件

1、2021-8-16 定量分析概論最新 第二章第二章 定量分析概論定量分析概論 一、概述一、概述 二、滴定分析分類二、滴定分析分類 三、滴定分析對(duì)化學(xué)三、滴定分析對(duì)化學(xué) 反應(yīng)的要求反應(yīng)的要求 四、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制四、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 及濃度的確定及濃度的確定 五、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表五、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表 示法示法 六、滴定分析中的計(jì)六、滴定分析中的計(jì) 算算 第一節(jié)第一節(jié) 定量分析概述定量分析概述 2021-8-16 定量分析概論最新 一、分析過程的基本步驟一、分析過程的基本步驟 1. 1. 取樣取樣: :取具有代表性的試樣取具有代表性的試樣; ; 2.2.試樣試樣的溶解：將試樣分解的溶解：將試樣分解,使被測

2、組分進(jìn)入溶液使被測組分進(jìn)入溶液; 酸溶法酸溶法: HCl, HCl+HNO3, H2SO4 堿溶法堿溶法: NaOH, KOH 熔融法熔融法: 加熱溶解加熱溶解; 3.分離分離:將干擾組分與被測組分分開將干擾組分與被測組分分開,消除干擾消除干擾; 4. 測定測定:方法的選擇根據(jù)試樣的不同方法的選擇根據(jù)試樣的不同,方法也不同方法也不同; 5.分析結(jié)果的計(jì)算分析結(jié)果的計(jì)算:根據(jù)所測根據(jù)所測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)和有關(guān)反應(yīng)的和有關(guān)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系計(jì)量關(guān)系進(jìn)進(jìn) 行計(jì)算行計(jì)算,寫出分析報(bào)告寫出分析報(bào)告. 2021-8-16 定量分析概論最新 二二分析結(jié)果的表示方法分析結(jié)果的表示方法 ( (一一) )被測組分的化學(xué)表示方

3、法被測組分的化學(xué)表示方法 1 以組分的實(shí)際存在的化學(xué)形式來表示以組分的實(shí)際存在的化學(xué)形式來表示 如如:測石灰石中測石灰石中Ca CaO 2以氧化物或元素的形式來表示以氧化物或元素的形式來表示 如在礦石中如在礦石中: FeO; 如在金屬材料中如在金屬材料中: Fe, Cu 3 在工業(yè)中以實(shí)際需要來表示在工業(yè)中以實(shí)際需要來表示 如鋼鐵分析中如鋼鐵分析中: 就是用就是用 Fe 4在電解質(zhì)溶液中以離子形式來表示在電解質(zhì)溶液中以離子形式來表示 如如: K+ ,Na+ ,Ca2+ 2021-8-16 定量分析概論最新 ( (二二) )被測組分含量的表示方法被測組分含量的表示方法 1 1 固體試樣固體試樣:

4、 :以相對(duì)含量來表示以相對(duì)含量來表示 2 2液體試樣液體試樣 (1)(1)重量體積百分?jǐn)?shù)重量體積百分?jǐn)?shù)(W/V)% 表示表示100ml試液中含有被測組分的質(zhì)量試液中含有被測組分的質(zhì)量; (2)(2)體積百分?jǐn)?shù)體積百分?jǐn)?shù)(V/V)% 表示表示100ml試液中含有被試液中含有被測組分的體積測組分的體積; 3 3氣體試樣氣體試樣: :體積百分?jǐn)?shù)體積百分?jǐn)?shù)(V/V)% %100% ）試樣質(zhì)量（ ）被測組分質(zhì)量（ g g X 2021-8-16 定量分析概論最新 第二節(jié)第二節(jié) 滴定分析法概述滴定分析法概述 一、一、 基本概念基本概念 (1)(1)滴定：滴定：將標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到含有被測組分溶將標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到

5、含有被測組分溶 液中，直到標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測組分液中，直到標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測組分按化學(xué)計(jì)按化學(xué)計(jì) 量量完全作用為止。完全作用為止。 (2)(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液 ：已知準(zhǔn)確濃度的溶液。已知準(zhǔn)確濃度的溶液。 (3)(3)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)（等當(dāng)點(diǎn)）：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)（等當(dāng)點(diǎn)）：標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測 組分按化學(xué)計(jì)量完全作用的時(shí)刻。組分按化學(xué)計(jì)量完全作用的時(shí)刻。 (4)(4)滴定終點(diǎn)：滴定終點(diǎn)：指示劑變色的時(shí)刻。指示劑變色的時(shí)刻。 (5)(5)終點(diǎn)誤差：終點(diǎn)誤差：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)滴定終點(diǎn)之差?；瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)滴定終點(diǎn)之差。 (6)(6)基準(zhǔn)物質(zhì)：基準(zhǔn)物質(zhì)：用于配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。用于配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。 2021-8-16

6、定量分析概論最新 二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求 (1) 反應(yīng)定量完成反應(yīng)定量完成 :反應(yīng)要按一定的方程式進(jìn)行反應(yīng)要按一定的方程式進(jìn)行; (2)無副反應(yīng)無副反應(yīng):除滴定反應(yīng)外，沒有其他反應(yīng)干擾除滴定反應(yīng)外，沒有其他反應(yīng)干擾; (3)反應(yīng)完全反應(yīng)完全 :反應(yīng)程度要求大于反應(yīng)程度要求大于 99.9; (KMY越大；越大；KSp 越小，反應(yīng)的程度越好越小，反應(yīng)的程度越好) (4)反應(yīng)速度較快反應(yīng)速度較快:終點(diǎn)明顯終點(diǎn)明顯 ; (5)有比較好的指示劑來確定反應(yīng)終點(diǎn)有比較好的指示劑來確定反應(yīng)終點(diǎn). 2021-8-16 定量分析概論最新 三、滴定分析方法的分類三、滴定分析方法的分

7、類 1. 1. 按化學(xué)反應(yīng)類型分類按化學(xué)反應(yīng)類型分類 (1)(1)酸堿滴定法酸堿滴定法 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生酸堿反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生酸堿反應(yīng); ; (2) (2)絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng); ; (3) (3)氧化還原滴定法氧化還原滴定法 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng); ; (4) (4)沉淀滴定法沉淀滴定法 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng); ; 2021-8-16 定量分析概論最新 2.2.按滴定方式分類按滴定方式分類 (1)(1)直接滴定直接滴定: :標(biāo)準(zhǔn)物

8、質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生直接反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與被測物質(zhì)發(fā)生直接反應(yīng) 例如例如: : 強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿。強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿。 (2)(2)返滴定法：先加入過量的滴定劑返滴定法：先加入過量的滴定劑, ,待反應(yīng)完成后待反應(yīng)完成后 再用其他基準(zhǔn)物滴定剩余的滴定劑再用其他基準(zhǔn)物滴定剩余的滴定劑 例如：絡(luò)合滴定法測定鋁。例如：絡(luò)合滴定法測定鋁。 Al + Y(過量過量) AlY Y(剩余剩余) + Zn ZnY (3)置換滴定法置換滴定法:置換出易與標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的物質(zhì)來置換出易與標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的物質(zhì)來 例如：例如： Al + Y AlY AlY + F AlF + Y Y + Zn ZnY 2021-8-16 定量分析概論最新

9、(4)(4)間接滴定：對(duì)不能直接滴定的反應(yīng)間接滴定：對(duì)不能直接滴定的反應(yīng) 例如：高錳酸鉀法測定鈣。例如：高錳酸鉀法測定鈣。 Ca2+ + C2O42- CaC2O4 CaC2O4 + H+ H2C2O4 + Ca2+ MnO4-+ C2O42- 無論那種方法中離不開無論那種方法中離不開標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液 2021-8-16 定量分析概論最新 四、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及濃度的確定四、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及濃度的確定 1. 1. 標(biāo)準(zhǔn)溶液和基準(zhǔn)物標(biāo)準(zhǔn)溶液和基準(zhǔn)物 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度通過基準(zhǔn)物來確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度通過基準(zhǔn)物來確定。 基準(zhǔn)物應(yīng)具備的條件：基準(zhǔn)物應(yīng)具備的條件： (1)(1)必須具有足夠的純度；必須具有足

10、夠的純度；(99.9%)(99.9%) (2) (2)組成與化學(xué)式完全相同；組成與化學(xué)式完全相同； (3) (3)穩(wěn)定；在空氣中不反應(yīng)；穩(wěn)定；在空氣中不反應(yīng)； (4) (4)具有較大的摩爾質(zhì)量（可降低稱量誤差）。具有較大的摩爾質(zhì)量（可降低稱量誤差）。 常用的基準(zhǔn)物有：常用的基準(zhǔn)物有： K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4 ； Na2B4O7.10H2O； CaCO3； NaCl； Na2CO3 2021-8-16 定量分析概論最新 2.2.基準(zhǔn)物質(zhì)的等級(jí)分類基準(zhǔn)物質(zhì)的等級(jí)分類 GR(一級(jí)品一級(jí)品):優(yōu)級(jí)純優(yōu)級(jí)純(保證試劑保證試劑) 綠標(biāo)綠標(biāo) 主要主要應(yīng)應(yīng)用在食品生化和科用在食品生化和

11、科研研方面方面; AR(二級(jí)品二級(jí)品):分析純分析純(分析試劑分析試劑) 紅標(biāo)紅標(biāo) 主要主要應(yīng)應(yīng)用在高校用在高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)方面方面; CR(三級(jí)品三級(jí)品):化學(xué)純化學(xué)純(化學(xué)試劑化學(xué)試劑) 藍(lán)標(biāo)藍(lán)標(biāo) 主要應(yīng)用在制造業(yè)的工業(yè)企業(yè)主要應(yīng)用在制造業(yè)的工業(yè)企業(yè). 2021-8-16 定量分析概論最新 3.3.標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制的配制 直接配制法：直接稱量直接配制法：直接稱量, ,用容量瓶定容。用容量瓶定容。 直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)應(yīng)具備的條件：直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)應(yīng)具備的條件： (1) (1) 必須具備有足夠的純度必須具備有足夠的純度 一般使用基準(zhǔn)試劑或優(yōu)級(jí)純；一般使用基準(zhǔn)試劑或優(yōu)級(jí)純；

12、(2) (2)物質(zhì)的組成應(yīng)與化學(xué)式完全相等物質(zhì)的組成應(yīng)與化學(xué)式完全相等 應(yīng)避免：（應(yīng)避免：（1 1）結(jié)晶水丟失；）結(jié)晶水丟失； （2 2）吸濕性物質(zhì)潮解；）吸濕性物質(zhì)潮解； (3) (3)穩(wěn)定穩(wěn)定見光不分解，不氧化見光不分解，不氧化 如：重鉻酸鉀可直接配制其標(biāo)準(zhǔn)溶液。如：重鉻酸鉀可直接配制其標(biāo)準(zhǔn)溶液。 2021-8-16 定量分析概論最新 間接配制法：間接配制法： (1) (1) 配制溶液配制溶液： 先配制成近似所需濃度的溶液。先配制成近似所需濃度的溶液。 (2)(2)標(biāo)定濃度：標(biāo)定濃度： 用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo)用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo) 準(zhǔn)溶液來滴定未知溶液。準(zhǔn)溶液來滴定未知溶液。

13、(3)(3)確定濃度：確定濃度： 由基準(zhǔn)物質(zhì)的數(shù)量（或體積、濃度）由基準(zhǔn)物質(zhì)的數(shù)量（或體積、濃度） 來進(jìn)行計(jì)算。來進(jìn)行計(jì)算。 如：高錳酸鉀就是間接配制的。如：高錳酸鉀就是間接配制的。 2021-8-16 定量分析概論最新 五、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法五、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法 1. 1.物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度 單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。 c = n / V 單位單位 mol / L 應(yīng)指明基本單元單位，同樣數(shù)量的物質(zhì)基元單應(yīng)指明基本單元單位，同樣數(shù)量的物質(zhì)基元單 位不同，則濃度也不同。分析化學(xué)都是以位不同，則濃度也不同。分析化學(xué)都是以1mol物質(zhì)物質(zhì) 為基元單

14、位。為基元單位。 2.滴定度滴定度 每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)谋粶y組分的質(zhì)量。每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)谋粶y組分的質(zhì)量。 表示法表示法：T待測物 待測物/滴定劑滴定劑； ； 單單 位位：g / mL 2021-8-16 定量分析概論最新 例例: 用用0.02718mol/L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測定鐵含量的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測定鐵含量, 其濃度用滴定度表示為：其濃度用滴定度表示為：T Fe/KMnO4= 0.007590 g/mL 即即：表示表示1mL KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于0.007590 克鐵。測定時(shí)，根據(jù)滴定所消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積可克鐵。測定時(shí)，根據(jù)滴定所消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積可 方便快速確定試

15、樣中鐵的含量方便快速確定試樣中鐵的含量： mm Fe Fe = T T FeFe / / KMnOKMnO4 4 V V KMnOKMnO4 4 例例:用含用含S0.05%的標(biāo)準(zhǔn)鋼樣標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)鋼樣標(biāo)定I2, 稱量鋼樣稱量鋼樣0.2g,滴滴 定時(shí)消耗定時(shí)消耗I2液液20ml, 計(jì)算計(jì)算TS / I2 mlgT IS /000005. 0 20 %05. 02 . 0 2 / 解： 2021-8-16 定量分析概論最新 3.滴定度與物質(zhì)量濃度的關(guān)系滴定度與物質(zhì)量濃度的關(guān)系 1000 ,1 : ; )()()( / AB BA AB ABBA BBBB A A A B A MC b a T mmlV

16、 MVC b a m VCnn b a M m n b a n n PbBaA 所以 的數(shù)值就是滴定度時(shí)當(dāng) 所以 且而 摩爾比完全反應(yīng)時(shí) 產(chǎn)物滴定劑被測物如： 2021-8-16 定量分析概論最新 例例: :在在1 1升升0.2mol.l0.2mol.l-1 -1HCl HCl溶液中加入多少水才能使溶液中加入多少水才能使 稀釋后的稀釋后的HClHCl溶液對(duì)溶液對(duì)CaOCaO的滴定度為的滴定度為0.005g/ml0.005g/ml MMCaO CaO=56.08 =56.08 解解: :設(shè)需加水設(shè)需加水VmlVml mlV V T b aMC b a T HClCaO CaOHCl HClCaO

17、 122 005. 0 1000 08.56 1000 10002 . 0 2 1 2 1 ; 1000 / / 得： 2021-8-16 定量分析概論最新 例例: :已知已知HClHCl對(duì)對(duì)CaOCaO的滴定度是的滴定度是2.883mg/ml;2.883mg/ml;求求HClHCl 對(duì)對(duì)NHNH3 3 的滴定度 的滴定度 (M(MCaO CaO=56.08; M =56.08; MNH3 NH3=17.03) =17.03) 解解: : mlmg M M TT MC T MC T CaO NH CaOHClHClNH NHHCl HClNH CaOHCl HClCaO /751.1 08.5

18、6 03.17 883.22 2 1000 10002 1 3 3 3 3 / / / 2021-8-16 定量分析概論最新 六、滴定分析中的計(jì)算六、滴定分析中的計(jì)算 難點(diǎn)難點(diǎn): :被測物與滴定劑之間物質(zhì)的被測物與滴定劑之間物質(zhì)的計(jì)量關(guān)系計(jì)量關(guān)系 1. 1.直接滴定（涉及一個(gè)反應(yīng)）直接滴定（涉及一個(gè)反應(yīng)） 滴定劑滴定劑B與被測物與被測物A之間的反應(yīng)式為：之間的反應(yīng)式為： a A + b B = c C + d D 當(dāng)?shù)味ǖ交瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，當(dāng)?shù)味ǖ交瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，a 摩爾摩爾 A 與與 b 摩爾摩爾 B 作用完全：作用完全： %100%100% ; G MVC b a G m A MVC b a m

19、 VC b a n b a n b a n n ABBA ABBA BBBA B A 或： 2021-8-16 定量分析概論最新 例：絡(luò)合滴定法測定鋁。例：絡(luò)合滴定法測定鋁。 先加入準(zhǔn)確體積的、過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液先加入準(zhǔn)確體積的、過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液 EDTA， 加熱反應(yīng)完全后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液（加熱反應(yīng)完全后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液（Zn2+ ），）， 滴定過量的滴定過量的 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液。 反應(yīng)反應(yīng)1： Al3+ + Y4-（準(zhǔn)確、過量）準(zhǔn)確、過量） = AlY 反應(yīng)反應(yīng)2： Zn2+ + Y4- = ZnY (nEDTA)1 - (nEDTA )2 = (nAl) 2.2.返滴定（涉及

20、到兩個(gè)反應(yīng)）返滴定（涉及到兩個(gè)反應(yīng)） %100 )( %100% 21 G MVVC b a G m Al AlEDTAAl 2021-8-16 定量分析概論最新 3.3.間接滴定（涉及到多個(gè)反應(yīng)）間接滴定（涉及到多個(gè)反應(yīng)） 例：以例：以 KBrO3 為基準(zhǔn)物，測定為基準(zhǔn)物，測定 Na2S2O3 溶液濃度。溶液濃度。 (1)KBrO3 與過量的與過量的 KI 反應(yīng)析出反應(yīng)析出 I2 ： BrO3- + 6 I- + 6H+ = 3 I2 + Br- + 3H2O n(BrO3-) = 1/3 n(I2) ( (2) 用用Na2S2O3 溶液滴定析出的溶液滴定析出的 I2 2 S2O32- + I2 = 2 I- + S4O62- n(I2 ) = 1/2 n(S2O32-) ( 3) KBrO3 與 與 Na2S2O3之間物質(zhì)的量的關(guān)系為：之間物質(zhì)的量的關(guān)系為： n(BrO3-) = 1/3 n(I2 ) = 1/6 n(S2O32-) %100 6 % 2 32332 32 G MVC OS OSBrOBrO 2021-8-16 定量分析概論最新 例：氧化還原法例：氧化還原法:用高錳酸甲測鈣用高錳酸甲測鈣 2 MnO4- + 5 C2O42- +16 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O Ca2+ CaC2O4 過