分析化學第三章滴定分析

1、第三章第三章 滴滴 定定 分分 析析 (1) (1) A + B = C+ D (2) (2) 標準溶液標準溶液 ：0.1000 0.1000 mol/Lmol/L ( (基準物質(zhì)基準物質(zhì)) ) (3) (3) 化學計量點化學計量點 (4) (4) 指示劑指示劑 (5) (5) 滴定終點滴定終點 (6) (6) 終點誤差終點誤差 第一節(jié)、滴定方法的分類與反應的條件第一節(jié)、滴定方法的分類與反應的條件第一節(jié)、滴定方法的分類與反應的條件第一節(jié)、滴定方法的分類與反應的條件第一節(jié)、滴定方法的分類與反應的條件第一節(jié)、滴定方法的分類與反應的條件 (1)(1)酸堿滴定法酸堿滴定法: : (2) (2)配位滴定

2、法配位滴定法: : (3) (3)沉淀滴定法沉淀滴定法: : (4) (4)氧化還原滴定法：氧化還原滴定法： 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: : 例例: : 強酸滴定強堿強酸滴定強堿。 (2)(2)間接滴定間接滴定： 例：氧化還原法測定鈣。例：氧化還原法測定鈣。 (3)(3)返滴定法：返滴定法： 例：配位滴定法測定鋁。例：配位滴定法測定鋁。 (4)(4)置換滴定法：置換滴定法：例：例：AlYAlY + 6F + 6F- - AlF AlF6 62- 2- + Y + Y4- 4- Zn + Y Zn + Y4- 4- ZnYZnY 一、滴定方法的分類一、滴

3、定方法的分類 二、滴定分析對化學反應的要求二、滴定分析對化學反應的要求二、滴定分析對化學反應的要求二、滴定分析對化學反應的要求二、滴定分析對化學反應的要求二、滴定分析對化學反應的要求 (1) 反應按化學反應式完全，定量進行；反應按化學反應式完全，定量進行； (2) 無副反應；無副反應； (3) 反應速度快；反應速度快； (4) 有比較簡便的方法確定反應終點。有比較簡便的方法確定反應終點。 第第第第第第 二二二二二二 節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié) 標準溶液標準溶液標準溶液標準溶液標準溶液標準溶液 標準溶液標準溶液: :已知準確濃度的溶液已知準確濃度的溶液。 標準溶液的濃度可通過基準物來確定。標準溶液的濃度可通過

4、基準物來確定。 基準物應具備的條件：基準物應具備的條件： (1) (1) 必須具有足夠的純度；含量必須具有足夠的純度；含量 99.9%99.9% (2) (2) 實際組成與化學式完全相同；實際組成與化學式完全相同； (3) (3) 穩(wěn)定；（見光不分解、不揮發(fā)、不吸潮）穩(wěn)定；（見光不分解、不揮發(fā)、不吸潮） (4) (4) 具有較大的摩爾質(zhì)量。具有較大的摩爾質(zhì)量。 ( (可降低稱量誤差可降低稱量誤差) ) 常用的基準物有：常用的基準物有： K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2O； Na2B4O7.10H2O； CaCO3； NaCl； Na2CO3 一、標準溶液一、標準溶液一、標

5、準溶液一、標準溶液一、標準溶液一、標準溶液的配制的配制的配制的配制的配制的配制 直接配制法直接配制法： 直接用容量瓶配制，定容。直接用容量瓶配制，定容。 a. a. 準確稱取一定量的基準物質(zhì)；準確稱取一定量的基準物質(zhì)； b. b. 溶解溶解, ,轉(zhuǎn)移；轉(zhuǎn)移； c. c. 定容；定容； d. d. 計算。計算。 間接配制間接配制間接配制間接配制間接配制間接配制（步驟）：（步驟）：（步驟）：（步驟）：（步驟）：（步驟）： (1) (1) 配制溶液配制溶液 配制成近似所需濃度的溶液。配制成近似所需濃度的溶液。 (2)(2)標定標定 用基準物或另一種已知濃度的標用基準物或另一種已知濃度的標 準溶液來滴

6、定。準溶液來滴定。 (3)(3)確定濃度確定濃度 由基準物質(zhì)量（或體積、濃度），由基準物質(zhì)量（或體積、濃度）， 計算確定之。計算確定之。 二、標準溶液濃度表示法二、標準溶液濃度表示法二、標準溶液濃度表示法二、標準溶液濃度表示法二、標準溶液濃度表示法二、標準溶液濃度表示法 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 / Vc = n / V 單位單位 mol / Lmol / L 摩爾 摩爾: :所包含的基本單元數(shù)與所包含的基本單元數(shù)與 0.012 0.012kgC-12kgC-12的原子數(shù)目相等的原子數(shù)目相等. . 說明說

7、明: : 1) 1)、基本單元可以是原子、分子、離子、粒子，也可以是粒子的基本單元可以是原子、分子、離子、粒子，也可以是粒子的 某種特定組合某種特定組合 例例: :H H2 2SOSO4 4、1/21/2H H2 2SOSO4 4； ； 2) 2)、使用摩爾作單位時，必須注明基本單元；使用摩爾作單位時，必須注明基本單元； 基本單元是分子時，摩爾質(zhì)量就是相應的分子量基本單元是分子時，摩爾質(zhì)量就是相應的分子量 3). 3). 物質(zhì)的量導出值也要指出基本單元物質(zhì)的量導出值也要指出基本單元 如濃度、摩爾質(zhì)量等如濃度、摩爾質(zhì)量等 物質(zhì)物質(zhì)B B的的 n nB B 與質(zhì)量與質(zhì)量 m mB B 的關(guān)系的關(guān)系

8、 BBBBB MVCMnm B B B M m n V n C B B VCB 2. 2. 2.滴定度滴定度滴定度滴定度滴定度滴定度 每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分的質(zhì)量 T T T T T T待測物 待測物待測物待測物待測物待測物/ / / / / /滴定劑滴定劑滴定劑滴定劑滴定劑滴定劑 = = = = = = g / g / g / g / g / g / mLmLmLmLmLmL 例例 用用0.02718mol/L的高錳酸

9、鉀標準溶液測定鐵含量，的高錳酸鉀標準溶液測定鐵含量， 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 測定時，根據(jù)滴定所消耗的標準溶液體積快速確定試樣中鐵的測定時，根據(jù)滴定所消耗的標準溶液體積快速確定試樣中鐵的 質(zhì)量質(zhì)量： m Fe = T Fe / KMnO4 V KMnO4 TA/B= (a / b ) cB MA 10-3 通式通式 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算 物質(zhì)的量反應規(guī)則物質(zhì)的量反應規(guī)則 a A + b B = c C +

10、d D 當?shù)味ǖ交瘜W計量點時，被測物質(zhì)的量與標準溶液的量相等。當?shù)味ǖ交瘜W計量點時，被測物質(zhì)的量與標準溶液的量相等。 前提：正確的選擇基本單元前提：正確的選擇基本單元 %100%100 s A s A A m nM m m W )( BBA VCnn 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算滴定分析中的計算 1.1.直接滴定（涉及一個反應）直接滴定（涉及一個反應） a A + b B = c C + d D 當?shù)味ǖ交瘜W計量點時，當?shù)味ǖ交瘜W計量點時，a 摩爾摩爾 A 與與 b 摩爾摩爾 B 作用完全：作用完全： 則

11、：則： nA / nB = a / b ， nA = (a / b) nB (c V )A = (a / b )（c V )B 或：或：(c V )A = (a / b)(W / M)B 滴定分析中，標準溶液濃度通常為：滴定分析中，標準溶液濃度通常為：0.1 mol/L ，滴定劑消，滴定劑消 耗體積在耗體積在 2030mL 之間，計算稱取試樣量的上限和下限。之間，計算稱取試樣量的上限和下限。 %100%100 s A s A A m nM m m W 選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準物，標定選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準物，標定0.1molL-1NaOH溶液溶液 的準確濃度。今欲把用去的的準確濃度。今欲把用

12、去的NaOH溶液體積控制為溶液體積控制為25mL左右，左右， 應稱取基準物多少克？如改用草酸應稱取基準物多少克？如改用草酸(H2C2O42H2O)作基準物，應作基準物，應 稱取多少克？稱取多少克？ 解：以鄰苯二甲酸氫鉀作基準物解：以鄰苯二甲酸氫鉀作基準物 KHC8H4O4+OH-= KC8H4O4 +H2O nNaOH =n KHC8H4O4 cNaOH V NaOH =mKHC8H4O4 / M KHC8H4O4 mKHC8H4O4 = cNaOH V NaOH M KHC8H4O4 = 0.125 10-3 204.2 0.5 g 例例: : 以以H2C2O42H2O為基準物，為基準物，

13、2NaOH+ H2C2O4=NaC2O4 +2H2O nNaOH=2n H2C2O42H2O cNaOHVNaOH= 2mH2C2O42H2O/ MH2C2O42H2O mH2C2O42H2O= cNaOHVNaOH MH2C2O42H2O/ 2 =0.125 10-3 126.1 /2 0.16 g 因為天平的絕對誤差是因為天平的絕對誤差是0.1mg，所以采用鄰苯二甲酸氫鉀作所以采用鄰苯二甲酸氫鉀作 基準物可減少稱量上的相對誤差?；鶞饰锟蓽p少稱量上的相對誤差。 相對誤差 質(zhì)量 絕對誤差 %100 例：配位滴定法測定鋁。例：配位滴定法測定鋁。 先加入準確體積的、過量的標準溶液先加入準確體積的、

14、過量的標準溶液 EDTA，加熱反應加熱反應 完全后，再用另一種標準溶液（完全后，再用另一種標準溶液（Zn2+ ），），滴定過量的滴定過量的 EDTA 標準溶液。標準溶液。 Al3+ + Y4-（準確、過量）準確、過量） = AlY + Y4- Zn2+ + Y4- = ZnY (nEDTA)總 總 - (nEDTA )過量過量 = (nAl) (nEDTA)過量 過量 = (a / b)nZn ； ；a / b =1 (cV )EDTA總 總 - (cV )Zn = (cV )Al 2.2.返滴定（涉及到兩個反應）返滴定（涉及到兩個反應） 3.3.3.間接滴定間接滴定間接滴定間接滴定間接滴定間

15、接滴定（涉及到多個反應）（涉及到多個反應）（涉及到多個反應）（涉及到多個反應）（涉及到多個反應）（涉及到多個反應） 例：以例：以 KBrO3 為基準物，標定為基準物，標定 Na2S2O3 溶液濃度。溶液濃度。 (1)KBrO3 與過量的與過量的 KI 反應析出反應析出 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) KBrO

16、3 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-) (cV)S2O32- = 6(W/M)BrO3 - 相當于：相當于： n (BrO3- ) 3 n(I2 ) 例：例：氧化還原法測鈣氧化還原法測鈣 2 MnO4- + 5 C2O42- +16 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O Ca2+ CaC2O4 過濾過濾洗滌洗滌酸解酸解 C2O42- 滴定滴定 n(Ca2+) = n(C2O42- ) = 5/2 n(MnO4- ) （W/M)(Ca2+) = 5/2 (cV)(

17、MnO4- ) 例：例：有一有一KMnO4溶液，濃度為溶液，濃度為0.02010molL-1求其求其TFe/KMnO4 和 和 TFe2O3/KMnO4.如果稱取試樣如果稱取試樣0.2718g,溶解后將溶液中的溶解后將溶液中的Fe3+ 還原成 還原成Fe2+，然后用然后用KMnO4滴定，用去滴定，用去26.30ml,求試樣中含求試樣中含 鐵量，分別以鐵量，分別以%Fe、%Fe2O3表示。表示。 解解: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+4H2O nFe = 5nKMnO4 nFe2O3 = 5/2 nKMnO4 TFe/KMnO4 = mFe/VKMnO4 = nFe MFe / VKMnO4 = 5nKMnO4 MFe / VKMnO4 = 5cKMnO4 MFe / VKMnO4 = 5 0.02010 10-3 55.85 / 1 = 0.05613g /mL TFe/KMnO4 = 0.05613g /mL TFe2O3/KMn