定量分析概述

1、第四章滴定分析概論 4.1概述定量分析的任務(wù)是測定物質(zhì)中組分的含量。定量分析的分析方法有滴定分析法、重 量分析法和儀器分析法等。、定量分析的一般要求根據(jù)定量分析的任務(wù)和特點(diǎn)，定量分析的一般要求是：1、測定結(jié)果的準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度高是定量分析的最基本要求。對(duì)于常量組分（10% 一般要求測定誤差不超過 0.2%對(duì)于半微量組分（1%r10%對(duì)于微量組分（0.01%1%2、測定結(jié)果應(yīng)具有代表性測定所用試樣只是待測物質(zhì)中的很小部分，這些少量物質(zhì)稱為分析試樣或樣品。3、分析方法應(yīng)可靠和可行4、分析結(jié)果應(yīng)正確計(jì)算和合理報(bào)告（1）、被測組分的化學(xué)表示形式a以被測組分實(shí)際存在形式表示。如測得食鹽試樣中Cl含量后，以N

2、aCI%表示分析結(jié)果。b以氧化物或元素形式表示（實(shí)際存在形式不清楚）如硅酸鹽水泥Fe、Al、Ca、Mg含量常以Fe2O3、AI2O3、CaO、MgO的含量表示。分析鐵礦石以 Fe%或Fe2O3%表示。c 金屬材料和有機(jī)分析中，常以元素形式（如 Fe、Zn、N、P）的含量表示。d電解質(zhì)溶液的分析，以所存在的離子形式表示含量。（2）、被測組分含量的表示方法a固體試樣常量組分常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示W(wǎng)mBms微量組分以-g g 4或（10冷，ng g * （10勻），pg g （10_12）表示。b 液體試樣物質(zhì)的量濃度：nBV單位mol L-1質(zhì)量摩爾濃度:單位mol kg-1 （kg溶劑的質(zhì)量） 質(zhì)量分

3、數(shù)：待測組分的質(zhì)量除以試樣的質(zhì)量，即m3；m試樣0 體積分?jǐn)?shù)：Vb.V式液表示。 摩爾分?jǐn)?shù)：待測組分的物質(zhì)的量除以試液的物質(zhì)的量，量鋼為1即n/n試液 質(zhì)量濃度：常以 mg丄、或g mL，、ng mL、pg mLJ等表示。對(duì)于極稀 的水溶液，視其密度為1,此時(shí)mg L(或4g mL1),與mg kgWg，g*)在數(shù)值上相 等，但概念不同。(3) 、分析結(jié)果的數(shù)據(jù)表示a應(yīng)符合有效數(shù)字規(guī)則，分析結(jié)果的有效數(shù)字，其位數(shù)要與測定方法和儀器的準(zhǔn)確度一致。b不僅要表明數(shù)值的大小，還應(yīng)該反映出測定的準(zhǔn)確度、精密度以及測定次數(shù)。通過一組測定數(shù)據(jù)來反映該樣本所代表的總體時(shí)采用置信區(qū)間是表示分析結(jié)果的方式之。如堿

4、灰中的總堿量，分析結(jié)2果報(bào)告0為5 土0.02)%WNa2。=(40.15 -0.02)%或WNa2。=0.4015 一0.0002或WNa2。=0.4015 一0.0002二、滴定分析法概述1滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求(1) 反應(yīng)定量的完成，這是定量計(jì)算的基礎(chǔ)反應(yīng)按反應(yīng)方程進(jìn)行，反應(yīng)定量，無副 反應(yīng)。(2) 反應(yīng)速度快。(3) 能用簡便方法確定終點(diǎn)。若反應(yīng)不能完全符合上述要求，可以采用間接滴定法2、滴定方式(1) 直接滴定(2) 返滴定法當(dāng)被測組分與滴定劑反應(yīng)較慢或被測組分為固體時(shí)，加入滴定劑后不能立即完成， 可先準(zhǔn)確地加入過量標(biāo)準(zhǔn)溶液(滴定劑)，待反應(yīng)完成后，再用另一標(biāo)液或滴定劑滴定 剩余的

5、標(biāo)液。有時(shí)無合適的指示劑也可用返滴定法。例1稱取0.3800gCaC03試樣，溶解于25.00 mol的Hcl溶液中，待反應(yīng)完全后， 用0.2000mol LNaOH返滴定過量的HCL溶液，用去25.00ml，問WCacO3多少？解：有關(guān)反應(yīng)式：CaCO3 HCl 二 CaCl2 HO CO?HCI(余)NaOH = NaCI H2OWcaCO(ChCiVhcI3 2=0.9868 二 98.68%(3) 置換滴定法先用適當(dāng)試劑與待測組分反應(yīng)，使其定量地置換為另一種物質(zhì)，再用標(biāo)液滴定這種 物質(zhì)。如Ag 的滴定。Ag 與EDTA的絡(luò)合物不夠穩(wěn)定，可在試液中加入過量的Ni(CN)42：2Ag Ni

6、(CN)42_=2Ag(CN)2_ Ni2用EDTA滴定量指出的Ni2 ，從而求得Ag 的含量(4) 間接滴定法不能與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì)，有時(shí)可以通過另外的化學(xué)反應(yīng)，以滴定法間接進(jìn) 行測定。如測CN -，加入一定量并過量的Ni2使形成Ni(CN)42一，從而測定過量的Ni2三、滴定分析法的術(shù)語化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：當(dāng)?shù)渭拥牡味▌┡c被測組分定量反應(yīng)完全時(shí)，也就是當(dāng)兩者的物質(zhì)的量正 好符合化學(xué)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量關(guān)系時(shí)，稱為滴定達(dá)到了化學(xué)計(jì)量 點(diǎn)，這一狀態(tài)也就稱為化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，簡稱計(jì)量點(diǎn)，用符號(hào)sp表示。滴定終點(diǎn)：當(dāng)?shù)味ㄖ劣?jì)量點(diǎn)時(shí)，往往沒有任何外觀可被察覺，因此在實(shí)際滴定中，一般 是借助某種隨滴定反應(yīng)而

7、產(chǎn)生顏色變化的試劑來判斷是否達(dá)到了sp,當(dāng)指示劑顏色發(fā)生變化時(shí)，停止滴定。指示劑的變色點(diǎn)就稱為滴定終點(diǎn)，用符號(hào)ep 表示。滴定分析方法：根據(jù)所用的化學(xué)反應(yīng)類型不同，可將滴定分析法分為酸堿滴定法、配位 滴定法、氧化還原滴定法和沉淀滴定法。標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶：已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液稱為標(biāo)準(zhǔn)溶液。 4.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度表示方法、物質(zhì)的量濃度cB單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量SI單位cB為mol m，由于太小，一般用 mol dm(mol亡)。我國將此列為表示 溶液的濃度的法定計(jì)量單位。例1已知硫酸密度為1.84g mL，其中H2SC4的含量為95%求每升硫酸中含有的nH2SC4、ni H2SC4、及

8、其cH2SC41 H2SO4 0解:nH 2SC4mH2SC41.841000mL 0.95H 2SO498.8gmol二 17.8molni2h2so41 h2so4= 1.84 000 7.954904 = 35molCH2SO4%SC4 “7.8mol L、滴定度與1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y組分的質(zhì)量（g） T標(biāo)液待測組分，單位g mL_1或mg eL，。如：丁炯心 Fe =0.5682g mL表示 1mL KMnO4 相當(dāng)于 0.005682 gFe，即 1molKMnO4 標(biāo)液能把0.05682gFe2氧化成Fe3 ，被測物質(zhì)的質(zhì)量m = T V標(biāo)液。滴定度有時(shí)也用1mol標(biāo)液相當(dāng)于被

9、測組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）來表示。如Th2S4 NaOH% =2.69% mL，則表明固定試樣為某一質(zhì)量時(shí)，滴定中消耗 1.00molH2SQ， 就可以中和試樣中2.69%的 NaOH.三、c與T之間的換算如何把T換算成c ？aA + bB= cC +dDa二皿b %“a而mA - Tb aV bManA = TB AVb ： mA誦=cBVB 10-cB: mol LJa nAmATba 10 = b nB M a CbVb 疋 10CbM a3b Tb,；a 沃 10CB八a M A例2計(jì)算0.02000mol溶液的TaFe和3。若稱為0.1000g,計(jì)算I K? CrO 7 ：Fe儷匚孔氛尾

10、03%解：（1）滴定反應(yīng)為Cr2O72 一 6Fe2 14H =2Cr3 6Fe37H2O據(jù)Cb工TB丄竺得:a MATB a = TK2Cr2O7Fe= acB Ma 10” =6 0.02000 55.85 10=0.00702g mL b1（2） 3Fe2O3 L6Fe_Cr2O72 -a_3T Cb MFe2O310bgcg Fe2O =辛 0.02000 159.69 10= 0.009581g mLJ（3）從Tb：A%和TbA的定義可知：T /aTb.A%旦 100%msTK262O7 /Fe 0.006702/Tk CrO Fe%100% =6.702% mLK227Ms0.10

11、00.0.009581丿Tkqo Fe2O3 %100% = 9.581% mL2 2 0.1000例3用標(biāo)準(zhǔn)鐵礦樣來標(biāo)定-2Cr2O7溶液，如稱取含F(xiàn)e為52.69%的標(biāo)準(zhǔn)鐵礦樣0.1000g 經(jīng)處理后用溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗心以。?溶液34.5MI.求TygJFe和TK2Cr2O7 ； Fe%解：據(jù)T的定義可得:例4已知Tyg .丘2。3二agmL則CK2cr2o7二（）（華中師2003年考研題）3A ax103M Fe2O3B3a 103Ca 103D3a 10、M K2Cr2O72 M Fe2O3、3M K2Cr2O73molFe2O3L 1molCr2O72_52.65% 0.1000

12、34.50= 0.001526g mLWF52.65% =1.526% 巾34.50mol？cK2cr2o7=?其實(shí)可以理解T=agmL即1molK2C2O7相當(dāng)于agFezOs,那么是多少 mol，又相當(dāng)于多少molCoO?2一呢a 10 M Fe2O33M Fe2O3例 5 已知 T NaOH /H2CrO4 = a gL 則 CNaOH =32a 102a 103a 1032a3M K 2CrO 4102NaOH H2CrO4 二 NaCrO4 H2O2molNaOH L 1molH2CrO42anNaOH _M H2CQ42a03CNaOH 二M H2CQ4M H2CrO4MNaOH2

13、MK 2CrO 4 4.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定、直接配制法準(zhǔn)確稱量一定量的物質(zhì)，定量溶解，然后并出該溶液的準(zhǔn)確濃度。 能直接配制標(biāo)液的物質(zhì)叫基準(zhǔn)物質(zhì)（基準(zhǔn)試劑）。必須具備：（1）物質(zhì)具有足夠的純度，含量99.9%。其雜質(zhì)含量少到滴定誤差以內(nèi)（2）物質(zhì)的組成與化學(xué)式完全符合。若含結(jié)晶水，也應(yīng)符合化學(xué)式。（3）穩(wěn)定（4）試劑的摩爾質(zhì)量較大，這樣可以減小稱量誤差。（5）試劑參加反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)按反應(yīng)式定量進(jìn)行，無副反應(yīng)。常用基準(zhǔn)試劑見表4-1。、間接法粗略稱取一定物質(zhì)或量取一定量體積溶液，配成近似所需濃度，再用基準(zhǔn)物質(zhì)或另一標(biāo)液標(biāo)定之。如配制O.lmol LJNaOH溶液，先配成約為O.lmol丄

14、-1溶液，再用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定，計(jì)算出NaOH的準(zhǔn)確濃度。用另一種標(biāo)液標(biāo)定待標(biāo)定溶液的過程又叫“濃度的比較” 為了提高標(biāo)定的準(zhǔn)確度，一般應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：（1）標(biāo)定時(shí)應(yīng)平行測定34次，至少23次,并要求測定結(jié)果的相對(duì)偏差不大于 0.2%，d即對(duì)精密度RSD空0.2%。相對(duì)平均偏差d- 100%。x（2）為減小測量誤差，稱取的基準(zhǔn)物質(zhì)的量不應(yīng)太少；滴定時(shí)消耗稱液的體積也不 應(yīng)太少。滴定分析中，滴定管的讀數(shù)誤差一般視為0.02mL （未讀數(shù)-始讀數(shù)，每次約-0.01mL ）。為使讀數(shù)的相對(duì)誤差小于0.1%滴定時(shí)所消耗的滴定劑體積應(yīng)在 20mL以上， 若使用25ML滴定管，貝U應(yīng)將滴定劑的體積控制在 20 25mL之間。（3） 配制和標(biāo)定溶液時(shí)使用的量器，必要時(shí)應(yīng)校正體積，并考慮T的影響。（4）標(biāo)定后的標(biāo)液應(yīng)妥善保存。表滴定分析常用基淮物質(zhì)O*-a 蘇分子武270-3(:0十水告踐88供271- 300WHO竄龍叢有WQ!食底精他利君液 s0sn KHCO,270-3U二朮合耳陵1RfrC/V 2IIjO日K/XVHQ宅風(fēng)空飛干礙KMhO*駆笨-甲腹畫鉀KIGHJLim inKCrjO?Kj&jOy1411-15(：還底討KBrOj:KVX13JW,KlGj 還原劑rGaCu事眾干熹髀中探存還慷刑三簞化二種嚴(yán)蚩溫于摩奔