基礎(chǔ)化學(xué)概括第12

1、基礎(chǔ)化學(xué)概括 第十二章 滴定分析首 頁基本要求重點(diǎn)難點(diǎn)講授學(xué)時(shí)內(nèi)容提要1 基本要求 TOP 1.1 掌握酸堿指示劑的變色原理、變色點(diǎn)和變色范圍的概念；酸堿滴定法中指示劑的選擇原則；酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定的方法以及酸堿滴定結(jié)果的計(jì)算方法。1.2 熟悉分析結(jié)果的誤差與偏差的概念及計(jì)算方法；準(zhǔn)確度和精密度的意義及它們之間的相互關(guān)系；熟悉滴定分析法的基本概念、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)、滴定終點(diǎn)、一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等概念。強(qiáng)酸與強(qiáng)堿滴定曲線的特點(diǎn)；一元弱酸、一元弱堿滴定的條件；多元酸多元堿分步滴定的條件；高錳酸鉀法和碘量法的基本原理；EDTA配位滴定的基本原理。1.3 了解高錳酸鉀法和碘量法的應(yīng)用；沉淀滴定法中Mohr法

2、、Volhard法和Fajans法的基本原理和實(shí)驗(yàn)方法。2 重點(diǎn)難點(diǎn) TOP2.1 重點(diǎn)2.1.1 .滴定分析的操作程序及計(jì)算。2.1.2 酸堿滴定的滴定曲線和指示劑的選擇。2.1.3 氧化-還原滴定法和配位滴定的一般原理。2.2 難點(diǎn)滴定分析的計(jì)算及各類滴定條件的選擇。3 講授學(xué)時(shí) TOP建議56學(xué)時(shí)4 內(nèi)容提要 TOP 第一節(jié) 第二節(jié) 第三節(jié) 第四節(jié) 第五節(jié)4.1 第一節(jié) 滴定分析原理滴定分析的概述1. 分析化學(xué)的研究內(nèi)容分析化學(xué)定性分析定量分析結(jié)構(gòu)分析形態(tài)分析化學(xué)分析儀器分析重量分析容量分析（步驟：標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制標(biāo)定試樣含量測定）酸堿滴定法氧化還原滴定法配位滴定法沉淀滴定法2適合于滴定分

3、析法的化學(xué)反應(yīng)條件(1) 反應(yīng)必須按化學(xué)方程式的計(jì)量關(guān)系定量且完全反應(yīng)；(2) 反應(yīng)要迅速(可借助加熱或加催化劑等方法)；(3) 無副反應(yīng)發(fā)生；(4) 有可靠簡便的方法確定滴定終點(diǎn)。3滴定分析的一般過程包括標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、標(biāo)定和分析組分含量測定三個(gè)主要部分。能用于直接配制準(zhǔn)確濃度溶液的物質(zhì)，稱為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必須具備下列條件：（1）試劑成分應(yīng)與它的化學(xué)式完全符合；（2）純度應(yīng)很高（含量 > 99.9）；（3）性質(zhì)穩(wěn)定； （4）沒有副反應(yīng)發(fā)生；（5）有較大的摩爾質(zhì)量。4滴定分析的計(jì)算在滴定分析中，若標(biāo)準(zhǔn)溶液（滴定劑）A與分析組分B發(fā)生如下定量反應(yīng)-A A - B B D D +

4、 E E當(dāng)?shù)味ǚ磻?yīng)達(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí)，根據(jù)反應(yīng)式化學(xué)計(jì)量關(guān)系，則滴定劑A與被測物質(zhì)B的物質(zhì)的量有如下定量關(guān)系4.2 第二節(jié) 分析結(jié)果的誤差 TOP定量分析的誤差誤差來源誤差消除方法分析結(jié)果評(píng)價(jià)系統(tǒng)誤差方法誤差儀器誤差試劑誤差操作誤差空白試驗(yàn)對(duì)照試驗(yàn)校正儀器改進(jìn)分析方法絕對(duì)誤差(E)E = x T相對(duì)誤差Er =×100偏差(d)d = x- 相對(duì)偏差dr = 偶然誤差偶然因素增加測定次數(shù)4.3 第三節(jié) 酸堿滴定法 TOP酸堿滴定法是以質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)為定量基礎(chǔ)的滴定分析法。常見的酸堿滴定有：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的滴定、強(qiáng)堿（酸）滴定一元弱酸（堿）、強(qiáng)堿（酸）滴定多元酸(堿)的滴定等。酸堿滴定一般需借助酸

5、堿指示劑在滴定過程中顏色的轉(zhuǎn)變，來判斷滴定終點(diǎn)的到達(dá)。 酸堿指示劑酸堿指示劑多是有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿，由于其共軛酸堿的結(jié)構(gòu)不同而具有不同的顏色。當(dāng)溶液的pH變化時(shí)，共軛酸堿相互轉(zhuǎn)變，從而引起溶液顏色發(fā)生變化而指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)。pH pKHIn稱為指示劑的理論變色點(diǎn)，pH pKHIn±1稱為指示劑的理論變色范圍。4.3.2 滴定曲線和指示劑的選擇 （一）滴定曲線和準(zhǔn)確滴定的先決條件滴定曲線可讓我們更好地了解滴定過程中溶液的pH變化，了解不同類型的酸堿滴定的滴定突躍范圍和計(jì)量點(diǎn)，利于我們更好地選擇指示劑，同時(shí)了解酸或堿能否被準(zhǔn)確滴定。影響滴定突躍范圍的因素有酸堿的濃度（濃度愈大，突躍范圍

6、愈大，當(dāng)c < 10-4已無明顯的突躍）；酸堿的強(qiáng)弱（酸或堿的強(qiáng)度愈大，則突躍范圍愈大）。一元弱酸（或弱堿）能被強(qiáng)堿或強(qiáng)酸準(zhǔn)確滴定的條件是：c(A)Ka 10-8（或c(B)Kb 10-8）；多元酸或多元堿能被強(qiáng)堿或強(qiáng)酸準(zhǔn)確滴定的條件是：c(A)Ka 10-8（或c(B)Kb 10-8），兩級(jí)間可進(jìn)行分級(jí)滴定還需滿足Kai/Kai+1 > 104(或Kbi/Kbi+1 > 104)。（二）選擇指示劑的原則指示劑的變色范圍部分或全部處于突躍范圍內(nèi)，都可以成為指示滴定終點(diǎn)的指示劑。（三）酸堿滴定法的步驟首先配制酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，常用的酸標(biāo)準(zhǔn)溶液是鹽酸，堿標(biāo)準(zhǔn)溶液是氫氧化鈉，鹽酸溶液和

7、氫氧化鈉溶液均要先配成近似于所需濃度(一般為0.1 mol·L-1)的溶液，然后用無水碳酸鈉(Na2CO3)標(biāo)定鹽酸以獲取其準(zhǔn)確濃度，用鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)標(biāo)定氫氧化鈉溶液的準(zhǔn)確濃度，最后用這些已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液測定酸性或堿性試樣的含量。4.4 第四節(jié) 氧化還原滴定法 TOP氧化還原滴定法是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。常用的兩種為：(一) 高錳酸鉀法以高錳酸鉀為標(biāo)準(zhǔn)溶液，自身為指示劑，并以H2SO4（0.51.0 mol·L-1）作為酸性介質(zhì)，測定還原性試樣含量的方法。高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制，需配成近似濃度的溶液，微恒沸1 h及靜置23 天后，再用

8、Na2C2O4作一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，標(biāo)定出KMnO4溶液的準(zhǔn)確濃度。(二) 碘量法1. 直接碘量法 用I2作標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定標(biāo)準(zhǔn)電極電位比(I2/I-)低的還原性物質(zhì)；2. 間接碘量法 以Na2S2O3作標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定標(biāo)準(zhǔn)電極電位比(I2/I-)高的氧化性物質(zhì)。碘量法中用淀粉作指示劑。碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制需先配成近似濃度的碘溶液，并加入KI以增加I2在水中的溶解度，然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定，或用一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)As2O3標(biāo)定。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液需在Na2CO3作穩(wěn)定劑的條件下，配成近似濃度的溶液后放置8-9 天，然后用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液或一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)K2Cr2O7標(biāo)定。4.5 第五節(jié) 配位滴定法 TOP配位滴

9、定法是以配位化學(xué)反應(yīng)為定量基礎(chǔ)的滴定分析法。配位滴定法以螯合滴定為主。配位滴定的關(guān)鍵是干擾因素的控制和滴定終點(diǎn)的判斷。常用的螯合劑是乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)，EDTA滴定反應(yīng)有如下特點(diǎn)。(一) EDTA與金屬離子配位反應(yīng)的特點(diǎn)1在所形成的螯合物中具有多個(gè)五元環(huán)，所以特別穩(wěn)定，幾乎可與所有的金屬離子發(fā)生螯合作用；2. 不論金屬離子的價(jià)數(shù)多少，它們與EDTA總是以1:1螯合，即M+Y = MY(略去電荷)；3. 所形成的螯合物易溶于水，利于終點(diǎn)觀察；4. 與無色金屬離子結(jié)合可生成無色螯合物，利于指示劑確定終點(diǎn)，而與有色金屬離子結(jié)合所生成的螯合物顏色更深，因此測定有色金屬離子時(shí)應(yīng)注意控制其濃度，以免干擾指示劑指