王元杭：滴定分析概論.ppt

1、第四章滴定分析概論,王 元 杭,第一節(jié) 概 述,滴定管,滴定劑 NaOH,被滴定溶液HCl,滴定管,一、滴定分析法及其分類 將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液(即標(biāo)準(zhǔn)溶液)由滴定管滴加到待測(cè)物的溶液中，直到化學(xué)反應(yīng)完全時(shí)為止,然后根據(jù)所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和所消耗的體積，就可求得待測(cè)組分的含量，稱滴定分析法。,是傳統(tǒng)分析方法； 適用于常量分析； 特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、費(fèi)用低。,標(biāo)準(zhǔn)溶液( standard solution): 在滴定分析中，已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液,又叫滴定劑。 滴定（titrant）: 把標(biāo)準(zhǔn)溶液(即滴定劑)從滴定管滴加到被測(cè)物質(zhì)溶液中的過程。 基準(zhǔn)物( primary matter

2、 )： 能用來直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)( stoichiometric point): 當(dāng)?shù)稳氲臉?biāo)準(zhǔn)溶液與被測(cè)物質(zhì)定量反應(yīng)完全時(shí)的這一點(diǎn)。也就是理論終點(diǎn)。,滴定終點(diǎn)(titration end point): 在滴定過程中，指示劑正好發(fā)生顏色變化的轉(zhuǎn)變點(diǎn)。 終點(diǎn)誤差( end point error): 滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定完全吻合，由此而造成的很微小的分析誤差。,滴定分析法的分類: 酸堿滴定法 （method of acid-base titration） 以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法， 叫做酸堿滴定法。 如： HA+OH- H2O + A- A- +H3O+

3、H2O + HA,2. 絡(luò)合滴定法 （method of complex titration） 以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。 如： Ca2+ + H2Y 2- CaY2- + 2H+,3. 氧化還原滴定法 (method of oxidation reduction titration),以有電子轉(zhuǎn)移的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。 MnO4- + 5Fe2+8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-,4. 沉淀滴定法（method o

4、f precipitation titration） 以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。 如： Ag+ + Cl- = AgCl,二、滴定分析法對(duì)滴定反應(yīng)的要求 1、反應(yīng)定量、完全(99.9%)。 2、反應(yīng)必須嚴(yán)格按一定的化學(xué)方程式進(jìn)行,且無副反應(yīng)發(fā)生。 3、反應(yīng)速度要快,要求瞬間完成。 4、能用簡(jiǎn)便的方法確定滴定終點(diǎn)。,三、滴定方式 1. 直接滴定（direct titration） 用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定被測(cè)物質(zhì)的溶液，叫做直接滴定。 2. 返滴定（back titration） 先準(zhǔn)確地加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待反應(yīng)完全之 后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的滴定劑。這種方式就稱返滴定。 CaCO3

5、+ HCl（過量）= CaCl2 + CO2+H2O HCl + NaOH = NaCl + H2O,(剩余),3. 置換滴定（displaced titration） 被測(cè)物質(zhì)與另一種物質(zhì)起反應(yīng)，置換出一定量的能被滴定的物質(zhì)來，然后用適當(dāng)?shù)牡味▌┻M(jìn)行滴定, 這種方法叫做置換滴定法。 Cr2O72- + 6I- +14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- 4. 間接滴定（indirection titration） 反應(yīng)為：Ca2+ + C2O42- = CaC2O4（白） CaC2O4 + H2SO4 = CaSO4 + H2

6、C2O4 2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2+8H2O,第三部分：課堂練習(xí) 在酸堿滴定中，借助 顏色變化來確定 終點(diǎn)。 第四部分：課堂小結(jié) 1、了解滴定分析法及其分類。 2、掌握滴定分析法對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求及滴定方式。 作業(yè)：教材 39頁(yè)2,第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)溶液,一、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法 （一）物質(zhì)的量濃度 物質(zhì)的量，過去稱為摩爾數(shù)，若物質(zhì)B的質(zhì)量為mB，其摩爾質(zhì)量為B， 則 nB = mB/MB 物質(zhì)的量濃度，指單位體積溶液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，簡(jiǎn)稱濃度。 CB = nB/V = mB / (MB V) 單位：mol/L （二）滴定度 TA 每毫升標(biāo)準(zhǔn)

7、溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量，如TNaOH = 0.003000g/ml。 TB/A 每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于的被測(cè)物質(zhì)的克數(shù)，B表示滴定劑，A表示被測(cè)物質(zhì)，如TNaOH/HCl = 0.005224 g/ml。 例題：33頁(yè)例4.1、4.2,二、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定,（一）試劑與基準(zhǔn)物質(zhì) 1、試劑,一般試劑等級(jí)及標(biāo)志,級(jí)別 1級(jí) 2級(jí) 3級(jí) 4級(jí) 生化試劑,中文名 優(yōu)級(jí)純 分析純 化學(xué)純 實(shí)驗(yàn)純 生化及生物染色 英文標(biāo)志 GR AR CP LR BR 標(biāo)簽顏色 綠 紅 藍(lán) 淺綠色 咖啡色 主要用途 精密分析 一般分析一般實(shí)驗(yàn) 輔助試劑 生化及醫(yī)化,2、基準(zhǔn)物質(zhì) 基準(zhǔn)物質(zhì)具備的條件： (1) 性質(zhì)穩(wěn)定如：

8、烘干不分解，不易吸潮，不被空氣氧化。 (2)物質(zhì)純度高（99.9%）。 (3)物質(zhì)組成要與化學(xué)式完全符合（包括結(jié)晶水）。 (4)具有較大的摩爾質(zhì)量。,基準(zhǔn)物質(zhì):能用來直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。,（二）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制,1. 直接配制法 準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后移入容量瓶中，用H2O稀釋至刻度，然后根據(jù)稱取的基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積，就可以直接精確計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。這就是直接配制法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。 計(jì)算公式：,例：欲配制0.01mol/LK2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液1L。(1)先用分析天平稱取基準(zhǔn)物質(zhì)K2Cr2O7（分析純C.P）2.9420g于燒杯中,加適量水溶解。(2)定量轉(zhuǎn)移

9、到1000ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，即得。,2.間接配制法（也叫標(biāo)定法） 先配成一種接近所需濃度的溶液， 然后用基準(zhǔn)物質(zhì)（或用已經(jīng)用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定過的另一標(biāo)準(zhǔn)溶液）來標(biāo)定它的準(zhǔn)確濃度。這種操作過程叫做“標(biāo)定”或“標(biāo)化”。這就是間接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。,或,2.標(biāo)定： 準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物，溶解后，滴定。,間接配制（步驟）,1.配制溶液： 配制成近似所需濃度的溶液。,3.確定濃度 由基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量或標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度以及所取試液的體積計(jì)算之。,（三）標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定,1.用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定 準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后，用待標(biāo)定的溶液來滴定，然后根據(jù)基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量及待標(biāo)定溶液所消耗的體積，就可算出該溶液的

10、準(zhǔn)確濃度。,2.與標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行比較,用移液管準(zhǔn)確吸取一定量的待標(biāo)定溶液，用已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定；或者準(zhǔn)確吸取一定量的已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用待標(biāo)定溶液來滴定，然后根據(jù)兩種溶液所消耗的體積及標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，就可以計(jì)算出待標(biāo)定溶液的準(zhǔn)確濃度。,象這種用標(biāo)準(zhǔn)溶液來測(cè)定待標(biāo)定溶液準(zhǔn)確濃度的操作過程叫做“比較法”。,注：標(biāo)定時(shí)應(yīng)盡量采用直接標(biāo)定法。 無論采用哪種方法標(biāo)定，要求至少 平行做34次測(cè)定，相對(duì)偏差要求不大于2 。 注意標(biāo)準(zhǔn)溶液的保存。 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度大小的選擇。,滴定分析常用儀器,容量瓶,碘瓶,移液管,吸量管,錐形瓶,第三部分：課堂練習(xí) 基準(zhǔn)物質(zhì)具備的條件是什么 第四部分：課堂小結(jié) 1、

11、掌握標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法。 2、掌握標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定方法。 作業(yè)：教材 39頁(yè)3,第三節(jié) 滴定分析的計(jì)算,一、滴定分析計(jì)算的依據(jù) 依據(jù)：當(dāng)?shù)味ㄒ号c被測(cè)液完全作用時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)計(jì)量點(diǎn)。此時(shí)，兩者 的物質(zhì)的量必定相當(dāng)。 例：設(shè)滴定反應(yīng)為： tT + aA = P 滴定劑 待測(cè)物 生成物 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)， nT：nA = t ：a 則: A的物質(zhì)的量：nA =（a/t）nT T的物質(zhì)的量：nT=（t/a）nA 設(shè)：待測(cè)物A的溶液體積為VA（ml），濃度為cA（mol/L） 滴定劑T消耗的體積為VT（ml），濃度為cT（mol/L） 。 A的質(zhì)量為mA（mol），A的摩爾質(zhì)量為MA（g/mol

12、） 則有： cAVA = （a/t）cTVT 或 mA/MA= （a/t）cTVT/1000 mA=（a/t）cTVT（MA/1000）,二、滴定分析計(jì)算實(shí)例,(1) 計(jì)算待測(cè)溶液濃度 例1： 用0.09904mol/LH2SO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20.00ml NaOH溶液時(shí),消耗H2SO4液22.40ml,計(jì)算該NaOH溶液的濃度。 解： H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 +2 H2O nNaOH = 2/1 nH2SO4 （a/t=2/1） cNaOH VNaOH =2/1cH2SO4VH2SO4 cNaOH =2/10.0990422.40/20.00 = 0.2218 mol

13、/L,(2) 配制一定濃度溶液所需固體量的計(jì)算 例2：用容量瓶配制0.02000mol/L K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液500ml , 需稱取固體K2Cr2O7多少g ? 解:mK2Cr2O7 = c K2Cr2O7V K2Cr2O7 M K2Cr2O7/1000 =0.02000500294.2/1000 = 2.942g,(3) 標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計(jì)算 例3： 用0.2036g無水Na2CO3作基準(zhǔn)物質(zhì),以甲基橙作指示劑,標(biāo)定HCl溶液 濃度時(shí),消耗HCl溶液36.06ml,計(jì)算HCl溶液的濃度。 解： Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O +CO2 nHCl =2/1 nNa

14、2CO3 （ t/a=2/1） cHClVHCl/1000=2/1 m Na2CO3/M Na2CO3 cHCl =2m Na2CO31000/ M Na2CO3VHCl = 0.1065mol/L,(4)基準(zhǔn)物質(zhì)(或待測(cè)物)取量的估算 例4： 標(biāo)定NaOH溶液時(shí),如欲控制消耗NaOH(0.10mol/L)滴定液22ml左右,估計(jì)基準(zhǔn)物(鄰苯二甲酸氫鉀)應(yīng)稱取多少克? nKHC8H4O4 = nNaOH （a/t=1/1） m KHC8H4O4 /M KHC8H4O4= cNaOHVNaOH /1000=0.1022204/1000 =0.45g,(5)待測(cè)物質(zhì)百分含量的計(jì)算 例5：用HCl標(biāo)

15、準(zhǔn)溶液(0.1000mol/L)滴定Na2CO3試樣0.1986g,滴定時(shí)消耗HCl溶液37.31ml。計(jì)算Na2CO3試樣的百分含量。 解： Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2O n Na2CO3=1/2 nHCl （a/t=1/2） m Na2CO3=1/2c HClV HClM Na2CO3/1000 樣品重Na2CO3%=（1/2）c HClV HClM Na2CO3/1000 Na2CO3%=（1/20.100037.31106.0/1000/ 0.1986=99.57%,例6：稱取CaCO3試樣0.2501g,用25.00ml HCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.2602mol/L)溶解,回滴過量酸用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.2450mol/L)6.50ml,求CaCO3的百分含量。 解： CaCO3+2HCl（過量）=CaCl2+CO2+H2O NaOH + HCl（剩余）=NaCl + H2O nCaCO3 =1/2 nHCl第一步 （a/t=1/2） nCaCO3 =1/2（nHCl-nNaOH） 樣品重CaCO3%=1/2（cHClVHCl過量- cHClVHCl剩余）M CaCO3/1000 CaCO3%= 1/2（cHClVHCl過量- cHClVHCl剩余）M CaCO3/1000/ 樣品重 =1/2（0.260