定量分析化學(xué)基礎(chǔ)

1、本章教學(xué)要求1、掌握定量分析方法的分類、定量分析的一、掌握定量分析方法的分類、定量分析的一 般步驟和分析結(jié)果的表示法。般步驟和分析結(jié)果的表示法。2、掌握有效數(shù)字的表示方法及運(yùn)算規(guī)則；熟、掌握有效數(shù)字的表示方法及運(yùn)算規(guī)則；熟 悉有效數(shù)字在定量分析中的應(yīng)用。悉有效數(shù)字在定量分析中的應(yīng)用。3、熟悉定量分析誤差的來(lái)源、表示法及減免、熟悉定量分析誤差的來(lái)源、表示法及減免 方法。熟悉提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法。方法。熟悉提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法。本章教學(xué)要求4、熟悉滴定分析法的特點(diǎn)、滴定分析法的主、熟悉滴定分析法的特點(diǎn)、滴定分析法的主 要分析方法，掌握常用滴定方式。要分析方法，掌握常用滴定方式。5、掌握基準(zhǔn)

2、物質(zhì)應(yīng)具備的條件。掌握標(biāo)準(zhǔn)溶、掌握基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)具備的條件。掌握標(biāo)準(zhǔn)溶 液濃度的表示法，學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方液濃度的表示法，學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方 法及標(biāo)定。法及標(biāo)定。6、掌握滴定分析法的有關(guān)計(jì)算。、掌握滴定分析法的有關(guān)計(jì)算。1. 分析化學(xué)分析化學(xué):2. 分析化學(xué)的任務(wù)：分析化學(xué)的任務(wù)： 鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成 測(cè)定各組分的相對(duì)含量測(cè)定各組分的相對(duì)含量 確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)確定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)定性分析定性分析定量分析定量分析結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析第一節(jié)第一節(jié) 定量分析概述定量分析概述常量分析常量分析 半微量分析半微量分析 微量分析微量分析 超微量分析超微量分析試樣的質(zhì)量試樣的質(zhì)量 試樣的體積試樣

3、的體積 0.1g 10ml0.10.01g 101ml100.1mg 10.01ml1%0.011% 0.2g RE 20ml RE Q計(jì)計(jì) 20.60應(yīng)保留應(yīng)保留（二）（二）G檢驗(yàn)法（格魯布斯法）檢驗(yàn)法（格魯布斯法）步驟：步驟：1、計(jì)算、計(jì)算G值：值：SxxG疑計(jì)2、查、查G值表，若值表，若G計(jì)計(jì)G表表，則舍棄。，則舍棄。 否則保留。否則保留。SolutionExample 某學(xué)生測(cè)得某學(xué)生測(cè)得HCl的濃度（的濃度（mol/L)：0.1008；0.1010；0.1012；0.1018； 問(wèn)：用問(wèn)：用G檢檢驗(yàn)法判斷驗(yàn)法判斷0.1018是否保留？（置信度為是否保留？（置信度為95%）1012.

4、041018. 01012. 01010. 01008. 0 x00044. 0140006. 00000. 00002. 00004. 02222S37. 100044. 01012. 01018. 0SxxG疑計(jì)查查G表：當(dāng)表：當(dāng)n=4，置信度為，置信度為95%時(shí)，時(shí)，G = 1.46 G計(jì)計(jì) 0.1018應(yīng)保留應(yīng)保留一、滴定分析法的基本概念和主要方法：一、滴定分析法的基本概念和主要方法：1.滴定分析：滴定分析：將滴定液用滴定管加到待測(cè)溶液將滴定液用滴定管加到待測(cè)溶液 中，直至滴定劑的溶質(zhì)與待測(cè)組中，直至滴定劑的溶質(zhì)與待測(cè)組 分按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)完全分按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)完全 為止，

5、根據(jù)滴定液的濃度和用量為止，根據(jù)滴定液的濃度和用量 計(jì)算待測(cè)組分含量的分析方法。計(jì)算待測(cè)組分含量的分析方法。2.滴定液：滴定液：已知準(zhǔn)確濃度的溶液。已知準(zhǔn)確濃度的溶液。第三節(jié)第三節(jié) 滴定分析法概論滴定分析法概論（一）基本概念：（一）基本概念：4.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：當(dāng)?shù)味▌┖痛郎y(cè)組分的物質(zhì)的當(dāng)?shù)味▌┖痛郎y(cè)組分的物質(zhì)的 量正好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的化學(xué)計(jì)量量正好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的化學(xué)計(jì)量 關(guān)系時(shí)，即達(dá)到定量反應(yīng)的理論平衡點(diǎn)關(guān)系時(shí)，即達(dá)到定量反應(yīng)的理論平衡點(diǎn)5.指示劑：指示劑：借助顏色變化作為判斷化學(xué)計(jì)量點(diǎn)借助顏色變化作為判斷化學(xué)計(jì)量點(diǎn) 的輔助試劑。的輔助試劑。6.滴定終點(diǎn)滴定終點(diǎn): 滴定

6、過(guò)程中，指示劑發(fā)生顏色變化滴定過(guò)程中，指示劑發(fā)生顏色變化 的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，即停止滴定的點(diǎn)的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，即停止滴定的點(diǎn).7.終點(diǎn)誤差：終點(diǎn)誤差：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致造成滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致造成 的誤差。的誤差。 3.滴定：滴定：將滴定液由滴定管加到待測(cè)物質(zhì)溶將滴定液由滴定管加到待測(cè)物質(zhì)溶 液中的操作過(guò)程。液中的操作過(guò)程。滴定反應(yīng)的特點(diǎn)：滴定反應(yīng)的特點(diǎn)：1、儀器簡(jiǎn)單、價(jià)廉：滴定管、錐形瓶、儀器簡(jiǎn)單、價(jià)廉：滴定管、錐形瓶2、操作簡(jiǎn)便、快速：有利于進(jìn)行多次、操作簡(jiǎn)便、快速：有利于進(jìn)行多次 平行測(cè)定。平行測(cè)定。 3、適用范圍廣：、適用范圍廣： 準(zhǔn)確度高：相對(duì)誤差不大于準(zhǔn)確度高：相對(duì)誤差不大于0.2%5

7、、用于常量組分分析的測(cè)定；、用于常量組分分析的測(cè)定；（二）滴定分析法的主要方法（二）滴定分析法的主要方法1、酸堿滴定法：、酸堿滴定法： 以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。2、沉淀滴定法：、沉淀滴定法： 以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法 。 3、配位滴定法：、配位滴定法： 以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。4、氧化還原滴定法：、氧化還原滴定法： 以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。（一）對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求：（一）對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求：1、反應(yīng)必須定量完成，反應(yīng)完全度達(dá)、反應(yīng)必須定量完成，

8、反應(yīng)完全度達(dá)99.9% 以上。以上。2、反應(yīng)必須迅速完成；可加熱或加入催化反應(yīng)必須迅速完成；可加熱或加入催化 劑提高反應(yīng)速率。劑提高反應(yīng)速率。3、有適當(dāng)簡(jiǎn)便的、有適當(dāng)簡(jiǎn)便的方法方法確定滴定終點(diǎn)。確定滴定終點(diǎn)。二、對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求和滴定方式：二、對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求和滴定方式： （ 適用于滴定分析的反應(yīng)應(yīng)具備的條件）適用于滴定分析的反應(yīng)應(yīng)具備的條件）（二）滴定分析法的主要滴定方式（二）滴定分析法的主要滴定方式1.直接滴定法：直接滴定法：凡能滿足滴定分析要求的化學(xué)反應(yīng)，凡能滿足滴定分析要求的化學(xué)反應(yīng)，可用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測(cè)物質(zhì)。（最常用）可用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測(cè)物質(zhì)。（最常用） 特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、快捷、引

9、入誤差的因素少特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、快捷、引入誤差的因素少2.返滴定法：返滴定法：特點(diǎn)：需要兩種滴定液，引入誤差的因素較多特點(diǎn)：需要兩種滴定液，引入誤差的因素較多3、置換滴定法：、置換滴定法：先加入適當(dāng)試劑與被測(cè)物質(zhì)起先加入適當(dāng)試劑與被測(cè)物質(zhì)起作用，置換出一定量的另一能被直接滴定的物作用，置換出一定量的另一能被直接滴定的物質(zhì)，再用適當(dāng)?shù)牡味ㄒ旱味ù松晌锏姆椒?。質(zhì)，再用適當(dāng)?shù)牡味ㄒ旱味ù松晌锏姆椒ā?適用于待測(cè)組分與滴定液的反應(yīng)不按一定適用于待測(cè)組分與滴定液的反應(yīng)不按一定的方式進(jìn)行或有副反應(yīng)存在的滴定。的方式進(jìn)行或有副反應(yīng)存在的滴定。4、間接滴定法：、間接滴定法：將試樣通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)將試樣通過(guò)一定

10、的化學(xué)反應(yīng)后，再用適當(dāng)?shù)牡味ㄒ旱味ǚ磻?yīng)產(chǎn)物的方法。后，再用適當(dāng)?shù)牡味ㄒ旱味ǚ磻?yīng)產(chǎn)物的方法。 適用于待測(cè)組分不能與滴定液直接反應(yīng)的適用于待測(cè)組分不能與滴定液直接反應(yīng)的滴定。滴定。三、基準(zhǔn)物質(zhì)與滴定液三、基準(zhǔn)物質(zhì)與滴定液2. 基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)該符合下列條件：基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)該符合下列條件：1）試劑組成和化學(xué)式完全相符。）試劑組成和化學(xué)式完全相符。2）試劑的純度高：應(yīng)在）試劑的純度高：應(yīng)在99.9%以上；分析純以上；分析純3）試劑性質(zhì)穩(wěn)定：）試劑性質(zhì)穩(wěn)定：不分解、不風(fēng)化、不潮解、不分解、不風(fēng)化、不潮解、 不吸收空氣的二氧化碳、不被空氣氧化等不吸收空氣的二氧化碳、不被空氣氧化等4）具有較大的摩爾質(zhì)量，稱量誤差較小

11、。）具有較大的摩爾質(zhì)量，稱量誤差較小。 （一）基準(zhǔn)物質(zhì)（一）基準(zhǔn)物質(zhì)1.定義：能用于直接配制或標(biāo)定滴定液的物質(zhì)。定義：能用于直接配制或標(biāo)定滴定液的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室常用試劑分類實(shí)驗(yàn)室常用試劑分類級(jí)別級(jí)別 1級(jí)級(jí) 2級(jí)級(jí) 3級(jí)級(jí) 4級(jí)級(jí)中文名中文名 優(yōu)級(jí)純優(yōu)級(jí)純 分析純分析純 化學(xué)純化學(xué)純 化學(xué)用化學(xué)用英文標(biāo)志英文標(biāo)志 GR AR CP BR標(biāo)簽顏色標(biāo)簽顏色 綠綠 紅紅 藍(lán)藍(lán) 咖啡色咖啡色 用途 精密分析 定量分析 教學(xué)實(shí)驗(yàn) 輔助試劑（二）滴定液的配制：（二）滴定液的配制：1.直接配制法：準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，直接配制法：準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后溶解后定量轉(zhuǎn)移到容量瓶定量轉(zhuǎn)移到容量瓶中，稀

12、釋至一定體積，中，稀釋至一定體積，根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可計(jì)算根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確濃度。出該標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確濃度。步驟：基準(zhǔn)物步驟：基準(zhǔn)物分析天平分析天平容量瓶容量瓶例如例如配配0.02000mol/LK2Cr2 O7 250.0mL，用分析天平稱用分析天平稱1.4709g溶解后轉(zhuǎn)入溶解后轉(zhuǎn)入250.0mL容量容量瓶。瓶。2、間接配制法：、間接配制法： 先配制成接近所需濃度的溶液，再用先配制成接近所需濃度的溶液，再用另一標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)標(biāo)定。另一標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)標(biāo)定。達(dá)不到基準(zhǔn)物質(zhì)的要求達(dá)不到基準(zhǔn)物質(zhì)的要求。間接配制（步驟）：間接配制（步驟）：（1）配制溶液配制

13、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）標(biāo)定：用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)定：用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo)準(zhǔn) 溶液來(lái)滴定。溶液來(lái)滴定。（3）確定濃度：由基準(zhǔn)物質(zhì)量（或體積、）確定濃度：由基準(zhǔn)物質(zhì)量（或體積、 濃度）計(jì)算確定之。濃度）計(jì)算確定之。滴定液的標(biāo)定：滴定液的標(biāo)定：標(biāo)定標(biāo)定：利用基準(zhǔn)物質(zhì)或已知準(zhǔn)確濃度的溶液：利用基準(zhǔn)物質(zhì)或已知準(zhǔn)確濃度的溶液 來(lái)確定滴定液濃度的操作過(guò)程。來(lái)確定滴定液濃度的操作過(guò)程。1、基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定法：、基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定法：（1）多次稱量法多次稱量法：用遞減稱量法精密稱取基準(zhǔn)：用遞減稱量法精密稱取基準(zhǔn)物質(zhì)物質(zhì)23份，分別溶于適量的純化水中，然后用

14、份，分別溶于適量的純化水中，然后用待測(cè)溶液滴定。待測(cè)溶液滴定。（2）移液管法移液管法：精密稱取一份基準(zhǔn)物質(zhì)，配制：精密稱取一份基準(zhǔn)物質(zhì)，配制成一定體積的溶液。用移液管取出成一定體積的溶液。用移液管取出23份溶液，份溶液，用待測(cè)溶液滴定。用待測(cè)溶液滴定。2、滴定液比較法：、滴定液比較法：用滴定液來(lái)測(cè)定待標(biāo)定溶液的準(zhǔn)確濃度。用滴定液來(lái)測(cè)定待標(biāo)定溶液的準(zhǔn)確濃度。如：用標(biāo)準(zhǔn)如：用標(biāo)準(zhǔn)HCl標(biāo)定標(biāo)定NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液。 或用或用NaOH標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定 HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液。 顯然，這種方法不及直接標(biāo)定的方法好，顯然，這種方法不及直接標(biāo)定的方法好，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)溶液的濃度不準(zhǔn)確就會(huì)直按影響待因?yàn)闃?biāo)

15、準(zhǔn)溶液的濃度不準(zhǔn)確就會(huì)直按影響待標(biāo)定溶液濃度的準(zhǔn)確性。因此，標(biāo)定時(shí)應(yīng)盡標(biāo)定溶液濃度的準(zhǔn)確性。因此，標(biāo)定時(shí)應(yīng)盡量采用直接標(biāo)定法。量采用直接標(biāo)定法。（三）滴定液濃度的表示方法：（三）滴定液濃度的表示方法：1、物質(zhì)的量濃度：、物質(zhì)的量濃度：CBVMmVnCBBBB/2、滴定度：、滴定度：（1）TB：每毫升滴定液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量。：每毫升滴定液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量。 單位：?jiǎn)挝唬篻/ml（2）TT/A：每毫升滴定液相當(dāng)于待測(cè)物質(zhì)：每毫升滴定液相當(dāng)于待測(cè)物質(zhì) 的質(zhì)量。單位：的質(zhì)量。單位：g/mlExampleSolution 欲配制欲配制0.1000mol/L的鄰苯二甲酸的鄰苯二甲酸氫鉀（氫鉀（KHC8H4

16、O4）溶液）溶液100.0mL，應(yīng)取該物質(zhì)，應(yīng)取該物質(zhì)多少克？多少克？molgMB/4 .204VMmCBBB/gMVCmBB044. 24 .2041000. 01000. 0應(yīng)取鄰苯二甲酸氫鉀應(yīng)取鄰苯二甲酸氫鉀2.044克。克。ExampleSolution 欲配制欲配制50.00ml 0.1000mol.L-1的硼砂溶的硼砂溶液，需取液，需取Na2B4O7.10H2O多少克？多少克？VMmCBBB/molgMB/4 .381gMVCmBB9069. 14 .38105000. 01000. 0ExampleSolution 用用 的的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Na2CO3溶液，消耗溶

17、液，消耗HCl溶液溶液24.12ml，求，求Na2CO3的質(zhì)量。的質(zhì)量。mlgTCONaHCl/003254. 032/mlgTCONaHCl/003254. 032/（ 1ml HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液能與標(biāo)準(zhǔn)溶液能與0.003254g的的Na2CO3完全作用。）完全作用。）gmlmlgVTmTATB07849. 012.24/003254. 0/（四）常用滴定分析儀器：（四）常用滴定分析儀器：容量瓶容量瓶吸量管吸量管錐形瓶錐形瓶移液管移液管 酸式滴定管酸式滴定管燒杯燒杯量筒量筒滴定分析中的體積測(cè)量：滴定分析中的體積測(cè)量：常用容量分析儀器常用容量分析儀器: 容量瓶容量瓶(量入式量入式) 移液管移液管(

18、量出式量出式) 滴定管滴定管(量出式量出式)四、滴定分析計(jì)算四、滴定分析計(jì)算（一）滴定反應(yīng)物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系：（一）滴定反應(yīng)物質(zhì)之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系：tannTA:tT + aA P滴定劑滴定劑 待測(cè)物待測(cè)物 生成物生成物1、完全反應(yīng)時(shí)，物質(zhì)的量比為：、完全反應(yīng)時(shí)，物質(zhì)的量比為：TAntan ATnatn 或者或者2、滴定液與被測(cè)物質(zhì)皆用濃度表示時(shí)：、滴定液與被測(cè)物質(zhì)皆用濃度表示時(shí)：VCnTTAAVCtaVC3、被測(cè)物質(zhì)用質(zhì)量表示時(shí)：、被測(cè)物質(zhì)用質(zhì)量表示時(shí)：TTAAVCtaMmATTAMVCtamMmn 或者或者4、C與與TB、TT/A的換算：的換算：BBBMTC310310BBBMCT或者

19、或者Example 1Solution 用濃度為用濃度為0.1032mol/L NaOH的的滴定液標(biāo)定滴定液標(biāo)定25.00ml HCl溶液。終點(diǎn)時(shí)消耗溶液。終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH滴定液滴定液24.15ml，求CHCl。NaOH + HCl = NaCl + H2ONaOHHClnnNaOHNaOHHClHClVCVC15.241032.000.25HClCLmolCHCl/09969.0Example 2Solution 用無(wú)水碳酸鈉為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定鹽用無(wú)水碳酸鈉為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定鹽酸滴定液，酸滴定液，3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：無(wú)水碳酸鈉的質(zhì)量：無(wú)水碳酸鈉的質(zhì)量：0.1204 0.1209 0.

20、1225消耗鹽酸的體積：消耗鹽酸的體積： 21.87 21.97 22.28求鹽酸濃度的平均值和相對(duì)平均偏差。求鹽酸濃度的平均值和相對(duì)平均偏差。Na2CO3+ 2HCl = NaCl + H2O + CO2AATTMmatVCTAAVMmatC1Lmol /1039. 01087.210 .1061204. 0123LmolVMmatCTAA/1038. 01097.210 .1061209. 01232LmolVMmatCTAA/1037. 01028.220 .1061225. 01233LmolC/1038. 031037. 01038. 01039. 0Lmold/0001. 0300

21、01. 00000. 00001. 0%1 . 0%1001038. 00001. 0RdExample 3Example 3Solution 已知已知CHCl=0.1000mol/L，計(jì)算，計(jì)算THCl及及THCl/CaO310HClHClHClMCT3/10CaOHClCaOHClMCtaT)/(003646.01046.361000.03mlgOHCaClCaOHCl222HClCaOnn21)/(002800.01000.561000.0213mlgExample 4Solution 為了分析食醋中為了分析食醋中HAc的含量，移取試樣的含量，移取試樣10.00ml 用用0.3024 mol /LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用去20.17 ml。已知食醋的密度為。已知食醋的密度為1.055 gcm-3，計(jì)算試樣，計(jì)算試樣中中HAc的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。%10010%3SMVCtaAATT%47. 3%100055. 100.101005.6017.203024. 0%3HAcExamp