滴定分析法概論-課件

滴定分析法概論4、1概述滴定分析法的一些術(shù)語滴定分析法(titrametricanalysis)容量分析法(volumetricanalysis)滴定(titration)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(stoichiometricpoint,sp)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(equivalentpoint)指示劑(indicator)滴定終點(diǎn)(endpointofthetitration,ep)滴定誤差(titrationerror)或終點(diǎn)誤差(endpointerror)

滴定分析法(titrametricanalysis):

將一種濃度準(zhǔn)確已知的試劑溶液(稱標(biāo)準(zhǔn)溶液),滴加到待測物質(zhì)的溶液中,直到物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)按化學(xué)計(jì)量關(guān)系完全作用為止,然后依照所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與體積計(jì)算出待測物質(zhì)的含量。滴定滴定裝置滴定(titration):是指將標(biāo)準(zhǔn)溶液通過滴定管加到待測溶液中的操作過程。滴定劑(titrationreagent):

已知準(zhǔn)確濃度的試劑、指示劑(indicator):在滴定時(shí),常加入一種試劑,借助它的顏色變化來指示化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的到來,此試劑稱為指示劑。

化學(xué)計(jì)量點(diǎn)

(stoichiometricpoint,sp):滴定劑的量與被測物質(zhì)的量恰好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的化學(xué)計(jì)量關(guān)系的一點(diǎn),稱化學(xué)計(jì)量點(diǎn)或等當(dāng)點(diǎn)

(equivalentpoint)。滴定終點(diǎn)(endpointofthetitration,ep)滴定過程中,指示劑正好發(fā)生顏色變化而終止滴定的一點(diǎn)稱為滴定終點(diǎn)。滴定誤差(或終點(diǎn)誤差):

titrationerror(或endpointerror)

滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不完全一致所造成的相對誤差,稱滴定誤差(或終點(diǎn)誤差)。

化學(xué)計(jì)量點(diǎn)是依照化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系求得的理論值。滴定終點(diǎn)是實(shí)際滴定時(shí)的測得值。

滴定誤差是滴定分析誤差的主要來源之一,其大小決定于化學(xué)反應(yīng)的完全程度與指示劑的選擇(或其它確定終點(diǎn)方法的選擇)。滴定誤差是系統(tǒng)誤差。滴定分析法的特點(diǎn)與分類

通常用于測定常量組分,準(zhǔn)確度高,在一般情況下,測定誤差不高于0、2%

。儀器簡單、廉價(jià),操作簡便、快速,應(yīng)用廣泛,是化學(xué)分析方法中特別重要的一類方法,具有較高的實(shí)用價(jià)值特點(diǎn):

以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)。強(qiáng)酸(堿)滴定強(qiáng)堿(酸):

H3O++OH_=2H2O強(qiáng)酸滴定弱堿:

B+

+H3O+=BH+H2O強(qiáng)堿滴定弱酸:

HA+OH_=A_+H2O分類:1、酸堿滴定法以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)

Ca2++H2Y2_=CaY2_+2H+2、配位滴定法以氧化還原為基礎(chǔ)

I2+2S2O32-

=2I-+S4O62-3、氧化還原滴定法

以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)

Ag++X_=AgX_

(X

表示Cl_、Br_、I_、SCN_)4、沉淀滴定法滴定分析對滴定反應(yīng)的要求

(1)反應(yīng)必須定量完成

反應(yīng)必須按一定的反應(yīng)方程式進(jìn)行,即具有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系,不發(fā)生副反應(yīng)。且反應(yīng)的定量完成程度要達(dá)到99、9％以上。例:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

(2)且反應(yīng)的定量完成程度要達(dá)到99、9％以上。(3)反應(yīng)速度要快(4)有合適指示終點(diǎn)的方法合適的指示劑合適的儀器分析方法

凡能滿足上述要求的反應(yīng),都可采納直截了當(dāng)?shù)味ǚ?。滴定方式及其適用條件

凡能滿足滴定分析要求的反應(yīng),可用標(biāo)準(zhǔn)溶液直截了當(dāng)?shù)味ū粶y物質(zhì)。例:NaOH+HCl=NaCl+H2O

1、直截了當(dāng)?shù)味ǚ?、返滴定法(backtitration)(剩余滴定法、回滴定法)(1)定量加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,讓被測組分與其反應(yīng)完全。(2)再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定前一種剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

二甲酚橙作指示劑例:

返滴定法適用于反應(yīng)速度慢或反應(yīng)物是固體,加入滴定劑也不能馬上定量完成的反應(yīng)。3、置換滴定法(replacementtitration)

(1)被測物質(zhì)與適當(dāng)?shù)脑噭┓磻?yīng),被定量地置換成另一種能夠直截了當(dāng)?shù)味ǖ奈镔|(zhì);(2)再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定置換出來的物質(zhì)。例:K2Cr2O7與Na2S2O3不能直截了當(dāng)?shù)味?因?yàn)镾2O32-被氧化為S4O62-或SO42-)Cr2O72_

+6I_+14H+2Cr3++3I2+7H2OI2+2S2O32_2I_+S4O62_

置換滴定法適用于不按確定化學(xué)計(jì)量關(guān)系(如伴有副反應(yīng))的物質(zhì)的滴定。4、間接滴定法不能與滴定劑直截了當(dāng)反應(yīng)的物質(zhì),有時(shí)能夠通過另外的化學(xué)反應(yīng)間接進(jìn)行測定。例:Ca2++KMnO4Ca2++(NH4)C2O4CaC2O4C2O42-2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2+8H204、2

標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液(standardsolution):已知準(zhǔn)確濃度的溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法:直截了當(dāng)配制法間接配制法(又稱標(biāo)定法)標(biāo)準(zhǔn)溶液與基準(zhǔn)物質(zhì)

準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì),用適當(dāng)溶劑溶解后,定量地轉(zhuǎn)移到容量瓶中,稀釋至刻度;搖勻,備用。依照基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量與溶液的體積,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。1、直截了當(dāng)配制法例:0、1mol/LNa2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制稱取基準(zhǔn)物無水

Na2CO3

1、0625

克,于小燒杯中,用少量水溶解后,全部轉(zhuǎn)移至100ml的溶量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻備用。標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為注意:只有基準(zhǔn)物質(zhì)才能用直截了當(dāng)法配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液基準(zhǔn)物質(zhì)(primarystandard)應(yīng)具備的條件1、組成與化學(xué)式完全相同。2、純度高(一般在99、9%以上),性質(zhì)穩(wěn)定,且沒有副反應(yīng)。3、最好有較大的摩爾質(zhì)量。常用基準(zhǔn)物

基準(zhǔn)物

標(biāo)定對象無水碳酸鈉Na2CO3

酸HCl

鄰苯二甲酸氫鉀

(KHC8H4O4)

堿NaOH或酸HClO4

氯化鈉NaClAgNO3鋅或氧化鋅Zn或ZnOEDTA

重鉻酸鉀K2Cr2O7

還原劑Na2S2O3級別中文名稱英文名稱標(biāo)簽顏色主要用途一級優(yōu)級純GR綠周密分析實(shí)驗(yàn)二級分析純AR紅一般分析實(shí)驗(yàn)三級化學(xué)純CP藍(lán)一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)四級實(shí)驗(yàn)或工業(yè)試劑LR一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)化學(xué)試劑等級

先配制成近似所需濃度的溶液,再用基準(zhǔn)物或另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來測定它的準(zhǔn)確濃度,稱為標(biāo)定(standardization)。

2、標(biāo)定法2023/7/19(1)配制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)溶液來滴定。(3)確定濃度由基準(zhǔn)物質(zhì)量(或體積、濃度),計(jì)算確定之間接法(標(biāo)定法)(步驟):2023/7/19例:

0、1mol/LHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定用量杯取濃鹽酸9mL于1000mL的大燒杯中,加水至總體積為1000mL,攪拌均勻,裝于試劑瓶中,搖勻,備用。HCl準(zhǔn)確濃度的標(biāo)定:準(zhǔn)確稱取無水Na2CO3基準(zhǔn)物質(zhì)0、12克,于三角錐瓶中,加水25mL使之溶解,加0、05%甲基橙指示劑一滴,用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,記錄鹽酸溶液的消耗體積。結(jié)果如下:

表

HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定項(xiàng)目

1234WNa2CO3(g)0、12010、11980、12250、1208VHCl(ml):22、1222、1222、5522、30CHCl(mol/L)0、10240、10220、10250、10220、1023S(mol/L)0、0002RSD(%)0、2Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2注意:

標(biāo)定時(shí),不管用哪種方法,一般要求平行做3~4次實(shí)驗(yàn)。

標(biāo)定好的標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)妥善保存。

放置一段時(shí)間后,標(biāo)準(zhǔn)溶液要先搖勻再使用,若不穩(wěn)定的溶液,還要定期標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法物質(zhì)的量濃度(molarconcentration或molarity)滴定度(titer)

指一升的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。單位:mol/L或mmol/ml1、物質(zhì)的量濃度1、物質(zhì)的量nB

(單位,摩爾,mol)2、物質(zhì)的量濃度CB

(單位,mol/L或mmol/mL)3、摩爾質(zhì)量MB(單位,g/mol)4、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量的關(guān)系例:

已知濃鹽酸的密度為1、19g/mL,其中HCl含量為37%(g/g),求每升濃鹽酸中所含的nHCl及HCl溶液的濃度與HCl溶質(zhì)的質(zhì)量。解:

質(zhì)量百分濃度與物質(zhì)的量濃度的換算式量例:濃硫酸的相對密度為1、84(g/mL)其中含H2SO4約為96%(W/W),求其物質(zhì)的量濃度。若配制0、15mol/L的H2SO4溶液1升,應(yīng)取濃硫酸多少毫升？解:依照2、滴定度T(1)TM:每ml標(biāo)準(zhǔn)液含溶質(zhì)的質(zhì)量

例:TNaOH=0、004000g/ml

表示1mlNaOH標(biāo)準(zhǔn)液含

0、004000gNaOH。2、滴定度TT/A

指每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量,用TT/A表示。單位:g/mL或mg/mL

T:標(biāo)準(zhǔn)溶液

A:被測物質(zhì)例:TNaOH/HCl=0、003646g/ml

是指1mLNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液能滴定0、003646g的HCl

若用這種濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定含HCl試樣,用去NaOH22、00mL,則試樣中HCl的質(zhì)量為:滴定度與物質(zhì)的量濃度的換算:反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)溶液被測物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物例

已知CHCl=0、2000mol/L,THCl/Na2CO3=?

從方程式可知:

在化學(xué)定量分析中結(jié)果的計(jì)算依據(jù)是化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算的關(guān)鍵是:弄清標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測組分之間的比例關(guān)系。4、3

滴定分析中的計(jì)算滴定分析計(jì)算的依據(jù)(一)、滴定分析計(jì)算依據(jù)對任一滴定反應(yīng)

tT+aA→bB+cC

滴定劑

被測物

生成物

(1)化學(xué)計(jì)量數(shù)比計(jì)量點(diǎn)時(shí)tmolA與amolA作用完全,則

t/a或a/t稱化學(xué)計(jì)量數(shù)比(摩爾比)標(biāo)準(zhǔn)溶液被測物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)物mlL單位單位gg(2)被測物百分含量的計(jì)算

若稱取試樣Sg,測得被測物A的含量為mAg,則被測物A的百分含量為:有時(shí)要注意結(jié)果以哪種形式表示:1、以實(shí)際存在型體表示2、以元素形式表示3、以化合物的形式表示4、以氧化物形式表示

在置換滴定法與間接滴定法中,涉及兩個(gè)以上的反應(yīng),要會(huì)從總的反應(yīng)中找出滴定劑與被測物之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。例:×100×10-3×100.1例:稱取中藥牡蠣0、5000g,用HCl溶解后加入過量的(NH4)2C2O4溶液使其中的Ca2+沉淀,將沉淀過濾、洗滌后用H2SO4溶解,再用0、1000mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的,用去標(biāo)準(zhǔn)溶液15、00ml,求試樣中CaCO3的百分含量。解:涉及的反應(yīng):解:(二)滴定分析計(jì)算實(shí)例

1、

應(yīng)用:(1)溶液稀釋(或增濃)的計(jì)算(a/t=1)(2)用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定另一溶液濃度的計(jì)算

2、應(yīng)用(1)直截了當(dāng)法配標(biāo)準(zhǔn)溶液(a/t=1)計(jì)算應(yīng)稱基準(zhǔn)物重量間接法標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液(2)測定樣品時(shí),估計(jì)稱樣量例1:欲配制500、0mL濃度為0、05000mol/L的EDTA-2Na溶液,應(yīng)稱取EDTA-2Na·2H2O多少g(MEDTA-2Na·2H2O=372、3)？

解:例2:用基準(zhǔn)物Na2CO3標(biāo)定0、2000mol/LHCl標(biāo)準(zhǔn)液,若使用25mL滴定管,問應(yīng)稱多少克的Na2CO3？解:滴定反應(yīng)式2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O例3:用硼砂(Na2B4O7·10H2O)作為基準(zhǔn)物質(zhì),標(biāo)定HCl溶液。周密稱取硼砂0、4410g,溶解后,用HCl溶液滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗HCl溶液22、58mL,計(jì)算鹽酸溶液的濃度CHCl、解:則:3、被測組分含量的計(jì)算(1)稱取試樣S克,被測組分的質(zhì)量mB,,則被測組分百分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(百分含量)為:

采納滴定度表示的濃度時(shí),因:

例:稱礦樣0、3029克,經(jīng)處理后,將Fe3+還原成Fe2+,用35、14ml0、01