第5章 化學(xué)平衡與滴定分析法概論

第五章化學(xué)平衡與滴定分析法概論教學(xué)要求：掌握滴定分析法的過程、相關(guān)術(shù)語掌握滴定分析法對滴定反應(yīng)的要求了解幾種常用的滴定分析法掌握標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法掌握滴定分析中的定量計(jì)算第五章滴定分析法概論5.1定量分析的步驟和要求5.2分析化學(xué)中的溶液平衡5.3滴定分析法簡介5.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法5.5標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定5.6滴定分析中的計(jì)算分析試樣的采取、制備、分解干擾的掩蔽分離、待測的測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、評價(jià)儀器分析化學(xué)分析測定方法的選擇

需要綜合考慮各種指標(biāo)，選擇合理的分析方法；

理想的分析方法：靈敏度高、檢出限低、準(zhǔn)確度高、操作簡便。選擇測定方法應(yīng)考慮的問題：1.測定的具體要求

目的、要求(準(zhǔn)確度、精密度)、試樣性質(zhì)等2.待測組分的測量范圍

常量、微量、痕量、超痕量、分子水平3.待測組分的性質(zhì)

存在形式、穩(wěn)定性、毒性等4.共存組分的影響

干擾大小、掩蔽、分離等5.實(shí)驗(yàn)室條件

試劑、儀器精度、去離子水規(guī)格、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境6.文獻(xiàn)資料利用

標(biāo)準(zhǔn)方法、研究方法，方法評價(jià)指標(biāo)

分析結(jié)果準(zhǔn)確度的保證和評價(jià)1.

分析過程的誤差控制2.數(shù)據(jù)處理過程的顯著性檢驗(yàn)3.實(shí)驗(yàn)室等級提升4.建立分析質(zhì)量保證體系質(zhì)量控制圖用于工業(yè)生產(chǎn)分析中的質(zhì)量控制日期2468

+3

-3

+2

-2

完全程度高99.9%酸堿平衡-絡(luò)合平衡-滴定分析法重量分析法氧化還原-沉淀-反應(yīng)的本質(zhì)外界因素副反應(yīng)各種平衡的處理完全程度主反應(yīng)第五章滴定分析法概論5.1定量分析的步驟和要求5.2分析化學(xué)中的溶液平衡5.3滴定分析法簡介5.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法5.5標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定5.6滴定分析中的計(jì)算5.2分析化學(xué)中的溶液平衡側(cè)重于平衡常數(shù)：活度常數(shù)、濃度常數(shù)、混合常數(shù)（請自行推導(dǎo)各常數(shù)之間的關(guān)系，并通俗形象地以生活當(dāng)中的例子解釋活度與濃度之間的關(guān)系。）僅隨溫度變化與溫度、離子強(qiáng)度有關(guān)僅隨溫度變化與溫度、離子強(qiáng)度有關(guān)活度與濃度之間的關(guān)系：第五章滴定分析法概論5.1定量分析的步驟和要求5.2分析化學(xué)中的溶液平衡5.3滴定分析法簡介5.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法5.5標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定5.6滴定分析中的計(jì)算5.3滴定分析法簡介本節(jié)主要內(nèi)容：5.3.1滴定分析法的過程和方法特點(diǎn)5.3.2滴定分析法對滴定反應(yīng)的要求5.3.3幾種滴定方式標(biāo)準(zhǔn)溶液待測溶液滴定分析法(titrimetricdetermination)

用滴定管將標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到待測物的溶液中，通過指示劑指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和所消耗的體積，算出待測組分的含量。傳統(tǒng)分析方法；適用于常量分析；特點(diǎn)：簡單、準(zhǔn)確、費(fèi)用低；動畫5.3.1.滴定分析法的過程和方法特點(diǎn)基本術(shù)語：標(biāo)準(zhǔn)溶液；

待測試液滴定；滴定分析法化學(xué)計(jì)量點(diǎn),sp；滴定終點(diǎn),ep終點(diǎn)誤差滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定能恰好重合，存在很小的差別，由此而引起的誤差稱為終點(diǎn)誤差。滴定操作5.3.1.滴定分析法的過程和方法特點(diǎn)【動畫演示】滴定曲線滴定突躍完全程度與誤差指示劑指示劑選擇原則

變色點(diǎn)與計(jì)量點(diǎn)盡量接近顏色變化迅速而明顯滴定操作滴定分析法的應(yīng)用范圍、方法特點(diǎn)（見教材）應(yīng)用范圍：組分含量1%以上（在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中廣泛應(yīng)用）例如：餅干、啤酒、軟飲料、蜂王漿等總酸度的測定；醫(yī)藥中的硼砂、Na2CO3、NaHCO3、MgO、硅酸鎂、碳酸鎂、碳酸鈣的測定等重慶巴南響石谷5.3.2滴定分析法對滴定反應(yīng)的要求***反應(yīng)定量、完全——有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系（有確定的化學(xué)反應(yīng)方程式），計(jì)量點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)完全程度高>99.9%反應(yīng)速率快（或者可以通過某些方法加快）有簡便可行的確定終點(diǎn)方法重點(diǎn)5.3.3幾種滴定方式直接滴定法（反應(yīng)滿足以上三個(gè)要求）返滴定法（反應(yīng)速率慢、滴定物為固體等、指示劑）置換滴定法間接滴定法按滴定方式分：按化學(xué)反應(yīng)類型分：酸堿滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定第五章滴定分析法概論5.1定量分析的步驟和要求5.2分析化學(xué)中的溶液平衡5.3滴定分析法簡介5.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法5.5標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定5.6滴定分析中的計(jì)算5.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法物質(zhì)的量濃度(單位：mol·L-1)

cB=nB/VB=mB/MBVB滴定度(單位：g·mL-1)TB/A(B標(biāo)準(zhǔn)溶液的溶質(zhì)，A待測物質(zhì))

每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量常用于生產(chǎn)部門（例如片堿生產(chǎn)）的例行分析滴定度(單位：g·mL-1)TB/A(B標(biāo)準(zhǔn)溶液的溶質(zhì)，A待測物質(zhì))（1）TH2SO4/NaOH=0.04000g·mL-1，表示每消耗1mLH2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，能與0.04000gNaOH完全反應(yīng)（2）表示每mL標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的百分含量,用TB/A%·mL-1表示。例TH2SO4/NaOH=2.69%.mL-1表示每消耗1.00mlH2SO4標(biāo)液，可中和試樣中2.69%的NaOH,如滴定用去10.50mLH2SO4溶液，則試樣(試樣質(zhì)量已知)中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：wNaOH=2.69%.mL-1×10.50mL=28.24%

注意mL等單位的書寫3.物質(zhì)的量濃度與滴定度之間的換算***（P131）aA+bB

cC+dD反應(yīng)方程式中小寫a、b、c、d為化學(xué)計(jì)量系數(shù)B為標(biāo)準(zhǔn)溶液，A為待測物質(zhì)已知B的滴定度為TB/Ag·mL-1，求cB為多少mol·L-1由化學(xué)計(jì)量關(guān)系可得：第五章滴定分析法概論5.1定量分析的步驟和要求5.2分析化學(xué)中的溶液平衡5.3滴定分析法簡介5.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法5.5標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定5.6滴定分析中的計(jì)算5.5標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度標(biāo)定****標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法分類：直接配制法間接配制法（標(biāo)定法）重點(diǎn)直接配制法基準(zhǔn)物質(zhì)→稱量→溶解→定量轉(zhuǎn)移至容量瓶→稀釋至刻度→根據(jù)稱量的質(zhì)量和體積計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度（重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制）基準(zhǔn)物質(zhì)：能用于直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的化學(xué)試劑基準(zhǔn)物質(zhì)必須具備的條件***：試劑組成與化學(xué)式完全符合純度足夠高>99.9%（所含雜質(zhì)組分不影響滴定）穩(wěn)定（不易吸收空氣中水分和CO2，不易氧化還原，不易分解）摩爾質(zhì)量大（可以減小稱量誤差）重點(diǎn)高純試劑和光譜純試劑能否作為基準(zhǔn)物？基準(zhǔn)物質(zhì)摩爾質(zhì)量大（可以減小稱量誤差）標(biāo)定0.1000mol/L的NaOH，可以使用H2C2O4·2H2O（Mr=126.07）或者KHP(Mr=204.22)H2C2O4·2H2O稱量質(zhì)量：1/2*0.1000*20.00*10-3*126.07=0.12g1/2*0.1000*30.00*10-3*126.07=0.18gKHP稱量質(zhì)量：0.1000*20.00*10-3*204.22=0.4g0.1000*30.00*10-3*204.22=0.6g間接配制法（標(biāo)定法）不能用直接配制法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的，采用標(biāo)定法例如：NaOH易吸收空氣中的水分和CO2，純度不高HCl易揮發(fā)；KMnO4、Na2S2O3等均不易提純且見光分解等。必須采用標(biāo)定法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。配制過程：配制大致濃度的溶液用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定計(jì)算準(zhǔn)確濃度（四位有效數(shù)字）例如0.10mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制配制過程中應(yīng)該注意的問題：配制大致濃度的溶液用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定(用標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定)——注意計(jì)算公式

KHP標(biāo)定NaOH(標(biāo)準(zhǔn)的HCl溶液標(biāo)定NaOH)計(jì)算準(zhǔn)確濃度（四位有效數(shù)字）aA+bB=cC+dDma/Ma=a/bCb*Vb×10-3

Ca.Va=a/bCb*Vb

注意系數(shù)a/b提高標(biāo)定準(zhǔn)確度應(yīng)該注意的問題：進(jìn)行多次平行測定，取平均值（相對平均偏差<0.2%）根據(jù)測量誤差的要求，合理設(shè)計(jì)基準(zhǔn)物質(zhì)稱量質(zhì)量和滴定劑消耗體積（例如0.2g、20mL）必要時(shí)對儀器量器進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定后標(biāo)準(zhǔn)溶液妥善保存（見光分解的避光保存、易與離子反應(yīng)的EDTA采用聚乙烯試劑瓶、性質(zhì)不穩(wěn)定的定期標(biāo)定）重點(diǎn)標(biāo)定時(shí)的要求平行做3～4次，至少2～3次（≤0.2%）稱樣量≥0.2g(Er≤0.1%)標(biāo)液使用體積：20～25mL(Er≤0.1%)校準(zhǔn)量器第五章滴定分析法概論5.1定量分析的步驟和要求5.2分析化學(xué)中的溶液平衡5.3滴定分析法簡介5.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法5.5標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定5.6滴定分析中的計(jì)算5.6滴定分析中的計(jì)算注意寫出并配平反應(yīng)方程式后再進(jìn)行計(jì)算結(jié)合以后每個(gè)章節(jié)具體講解例5-5，5-6，5-11以大家的實(shí)驗(yàn)為例500mL的0.1mol·L-1的NaOH、HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制粗配NaOH質(zhì)量：0.1*0.5*40=2.0g(使用臺秤？)

HCl的體積：0.1*500/12=4.2mL（量筒）標(biāo)定（基準(zhǔn)物質(zhì)量的計(jì)算）標(biāo)定NaOH的KHP的質(zhì)量：

204.22*0.10*20.00*10-3=0.4g204.22*0.10*25.00*10-3=0.5g

同理標(biāo)定HCl的Na2CO3的質(zhì)量：105.99*0.10*20.00*10-3*1/2~105.99*0.10*25.00*10-3*1/