-第三章滴定分析孫

1、1第三章第三章 滴定分析滴定分析3-1 滴定分析法概述滴定分析法概述3-2 滴定分析法的分類與滴定反應(yīng)的條件滴定分析法的分類與滴定反應(yīng)的條件3-3 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液3.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法3-5 滴定分析結(jié)果的計算滴定分析結(jié)果的計算23-1 滴定分析法概述滴定分析法概述 2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3 滴定管滴定管 化學(xué)計量點化學(xué)計量點(sp) 滴定劑滴定劑 Stoichiometric point 滴定終點滴定終點(ep) End point 被滴定溶液被滴定溶液 終點誤差終點誤差(Et ) 3定義定義滴定分析法滴定分析法(titrimetric dete

2、rmination)定義：將已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液（標(biāo)準(zhǔn)溶液），滴加到待測物質(zhì)溶液中（或者將被測物質(zhì)的溶液滴加到標(biāo)準(zhǔn)溶液中），直到待測組分恰好完全反應(yīng)，即加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量與待測組分的物質(zhì)的量符合反應(yīng)式的化學(xué)計量關(guān)系， 根據(jù)用去的標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確體積和濃度即可計算出待測組分的含量。4標(biāo)準(zhǔn)溶液(standard solution)：已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。 滴定(titration)：將滴定劑通過滴定管計量并滴加到被測溶液的操作?；瘜W(xué)計量點（stoichiometric point, SP）：滴定劑與被測物按化學(xué)反應(yīng)方程式的計量關(guān)系恰好反應(yīng)完全的點。 術(shù)語5滴定終點（end point,ep）

3、：指示劑顏色突變的點終點誤差（end point error） ：滴定終點與計量點不一致所產(chǎn)生的誤差?；鶞?zhǔn)物質(zhì)：能用于直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)定溶液準(zhǔn)確濃度的物質(zhì)。要注意：計量點與滴定終點往往是不一致的。63-2 滴定分析法的分類與滴定反應(yīng)的條件滴定分析法的分類與滴定反應(yīng)的條件1. 特點簡便、快速、準(zhǔn)確度高，適于常量分析。2.分類:按照所利用的化學(xué)反應(yīng)類型不同，可分為酸堿滴定法酸堿滴定法：是以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)沉淀滴定法沉淀滴定法：是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法：是以絡(luò)合反應(yīng)為基礎(chǔ)氧化還原滴定法氧化還原滴定法：是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)7直接直接滴定滴定1）. 按一定的反應(yīng)式定量進(jìn)行按一定的反應(yīng)式

4、定量進(jìn)行(99.9%以上以上); 2）.反應(yīng)速率快反應(yīng)速率快; 3）.有比較簡便的方法確定反應(yīng)終有比較簡便的方法確定反應(yīng)終點點3.滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求81)直接滴定直接滴定（direct titration）：滿足滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求的反應(yīng)，可用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定待測物質(zhì)。例: 強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿。 按滴定方式分類：9(2) (2) 返滴定法(back titration)：當(dāng)試液中待測物質(zhì)與滴定劑反應(yīng)的很慢，或者用滴定劑直接滴定固體試樣而反應(yīng)不能立即完成時，可先準(zhǔn)確地加入過量標(biāo)準(zhǔn)溶液，使與試液中的待測物質(zhì)或固體試樣進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液。 返滴定返滴定:

5、 Al+EDTA(過過)、Zn2+CaCO3+HCl(過量過量)NaOH10（3）置換滴定法(replacement titration)：當(dāng)待測組分所參與的反應(yīng)不按一定反應(yīng)式進(jìn)行或伴有副反應(yīng)時，可先用適當(dāng)試劑與待測組分反應(yīng)，使其定量地置換為另一種物質(zhì)，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定這種物質(zhì)。 （4）間接滴定法(indirect titration):不能與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì)，可以通過另外的化學(xué)反應(yīng)，以滴定法間接進(jìn)行。置換滴定：置換滴定：用用K2Cr2O7 Na2S2O3(+KI) 間接滴定：間接滴定：Ca2+ CaC2O4(s) H2C2O4KMnO411標(biāo)準(zhǔn)溶液(standard solution)

6、：滴定中已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。2 間接：先配成一種近似于所需濃度的溶液，然后間接：先配成一種近似于所需濃度的溶液，然后用基準(zhǔn)物質(zhì)（或用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定過的標(biāo)準(zhǔn)溶液）來用基準(zhǔn)物質(zhì)（或用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定過的標(biāo)準(zhǔn)溶液）來標(biāo)定它的準(zhǔn)確濃度。標(biāo)定它的準(zhǔn)確濃度。配制方法配制方法1 直接：準(zhǔn)確稱量一定量物質(zhì)，溶解后配成一定直接：準(zhǔn)確稱量一定量物質(zhì)，溶解后配成一定體積的溶液體積的溶液3-3 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液12可用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)，應(yīng)具備的條件：可用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)，應(yīng)具備的條件： 1. 物質(zhì)必須具有足夠的純度，即含量物質(zhì)必須具有足夠的純度，即含量99.9%； 2. 物質(zhì)的組成與化學(xué)式應(yīng)完全符合；物

7、質(zhì)的組成與化學(xué)式應(yīng)完全符合； 3. 穩(wěn)定。穩(wěn)定。132. 2. 標(biāo)定標(biāo)定 準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物或另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來測定準(zhǔn)確濃度。1. 1. 配制溶液配制溶液 配制成近似所需濃度的溶液。間接法間接法14基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)具備的條件：基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)具備的條件： 1. 物質(zhì)必須具有足夠的純度，即含量物質(zhì)必須具有足夠的純度，即含量99.9%； 2. 物質(zhì)的組成與化學(xué)式應(yīng)完全符合；物質(zhì)的組成與化學(xué)式應(yīng)完全符合； 3. 穩(wěn)定；穩(wěn)定； 4具有較大的摩爾質(zhì)量具有較大的摩爾質(zhì)量常用的基準(zhǔn)物質(zhì)：常用的基準(zhǔn)物質(zhì)：無水Na2CO3、Na2B4O710H2O、CaCO3、K2Cr2O7、NaC2O4 、 H2C2O42H2O、NaCl15

8、實驗室常用試劑分類實驗室常用試劑分類中文名中文名 優(yōu)級純優(yōu)級純 分析純分析純 化學(xué)純化學(xué)純 生化試劑生化試劑英文標(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163.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法1. 物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度（簡稱濃度） 單位體積溶液所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量（nB）。VncBBV ：溶液的體積。應(yīng)指明基本單元：原子、分子、離子、電子或他們的組合。單位為 molL-1。172.滴定度 與每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y組分的質(zhì)量與每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y組分的質(zhì)量。 表示法：T待測物/滴定劑 單位：g mL-1 例：測定鐵含量的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度表示：4

9、Fe/KMnOT或432/KMnOOFeT表示：l mL KMnO4 溶液相當(dāng)于0.005682 g 鐵， 1 mL 的 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液能把 0.005682 g Fe2+ Fe3+。適用于工業(yè)生產(chǎn)中批量分析： m(Fe) T V。若:00568204Fe/KMnO.T18濃度 c 與滴定度 T 之間關(guān)系 aA + bB = cC + dD A 為被測組分，為被測組分，B 為標(biāo)準(zhǔn)溶液；為標(biāo)準(zhǔn)溶液； 若以VB為反應(yīng)完成時標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積(mL)，mA和MA分別代表物質(zhì) A 的質(zhì)量(g)和摩爾質(zhì)量。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到計量點時：當(dāng)反應(yīng)達(dá)到計量點時：由滴定度定義 TA/B= mA/VB，得：aMmbV

10、cAABB10001000ABBAbMcaVm1000ABA/BMcbaT19例題：求求 0.1000 molL-1 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液對 H2C2O4 的滴定度。解解：NaOH 與 H2C2O4 的反應(yīng)為： H2C2O4 + 2 NaOH Na2C2O4 + 2H2O11 -1 -OCHNaOH/NaOHOCHmLg00450201000molg0490Lmol10000211000422422.McbaT203.5 滴定分析結(jié)果的計算3.5.1 被測組分的物質(zhì)的量 nA與滴定劑 nB 的關(guān)系 1. 直接滴定直接滴定 測組分A與滴定劑 B 間的反應(yīng)為： a A + bB = c C + d

11、D化學(xué)計量點時：a mol A 恰好與 b mol B 作用完全 nA nB a b（化學(xué)計量數(shù)之比化學(xué)計量數(shù)之比）BAnbanABnabn2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2CO3nHCl = 2 nNa2CO321稱取基準(zhǔn)物或試樣質(zhì)量 (mB)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液 A 時:（1）確定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度BBBAAMmbanbaVc（2）確定稱取基準(zhǔn)物或試樣量范圍：滴定液體積一般為 2025 mL左右,濃度約 0.1 molL-1 （3）估計標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積 VABBABA1MmVbanbac22若被測物為溶液時：BBAAVcbaVc用已知濃度的 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液測定 H2SO4 溶液濃度

12、： H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2ONaOHNaOHSOHSOH4242VcVc214242SOHNaOHNaOHSOHVVcc2ABBAVVcbac232. 間接法滴定 涉及到兩個或兩個以上反應(yīng)，從總的反應(yīng)中找出實際參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之間關(guān)系。例：例：以以 KBrO3 為基準(zhǔn)物標(biāo)定為基準(zhǔn)物標(biāo)定 Na2S2O3 溶液的濃度。溶液的濃度。 BrO3- + 6I-+ 6H+ 3I2 + 3H2O + Br- （1） I2+ 2 S2O3 2- 2I- + S4O6 2- （2）3322KBrOOSNann6243.5.2 被測組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算 稱取試樣的質(zhì)量 G，測得被

13、測組分的質(zhì)量為 GA，則被測組分在試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù) mA為：GGmAA滴定劑的濃度 cB、消耗體積 VB 。反應(yīng)的摩爾比 a bABBAMVcbaGBBBAVcbanbanAAAMGn%GMVcbam100ABBA(通式)253.5.3 計算示例例：選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物，標(biāo)定例：選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物，標(biāo)定0.l molL-1 NaOH溶液溶液的準(zhǔn)確濃度。應(yīng)稱取基準(zhǔn)物多少克？如改用草酸的準(zhǔn)確濃度。應(yīng)稱取基準(zhǔn)物多少克？如改用草酸(H2C2O42H2O)作基準(zhǔn)物，應(yīng)稱取多少克？作基準(zhǔn)物，應(yīng)稱取多少克？解：以鄰苯二甲酸氫鉀（解：以鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）作基準(zhǔn)物時：）作基準(zhǔn)物時：

14、 KHC8H4O4 + OH- KC8H4O4- + H2O nNaOH = n KHC8H4O4 m KHC8H4O4 = n KHC8H4O4 M KHC8H4O4 = nNaOH M KHC8H4O4 = cNaOH VNaOH M KHC8H4O4 = 0.l molL-12510-3 L204.2 gmol-1 0.5 g26以H2C2O42H2O作基準(zhǔn)物:nNaOH = 2 nH2C2O42H2Om H2C2O42H2O = n H2C2O42H2O M H2C2O42H2O221O2HOCHNaOHNaOHO2HOCHNaOH24222422MVcMn = 0.l molL-12

15、510-3L121.6 gmol-1 1/2 0.16 g由此可見，采用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物可減少稱量上的相對誤差。27例： 測定工業(yè)純堿中測定工業(yè)純堿中Na2CO3的含量時，稱取的含量時，稱取0.2457g試樣，用試樣，用0.2071 molL-1的的HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以甲基橙指示終點，用去標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以甲基橙指示終點，用去 H CI標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液21.45mL。求純堿中。求純堿中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 解解: 此滴定反應(yīng)是：此滴定反應(yīng)是： 2HCl+ Na2CO3 = 2NaCl+ H2CO3GMVcGMnGMnGmmNaHHNaHClNaNaNaCONa212132

16、%.829595820g24570molg0106L104521Lmol207102113128例： 有一有一KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為0.02010 molL-1，求其，求其 TFe / KMnO4和和TFe2O3 / KMnO4 。如果稱取試樣。如果稱取試樣0.2718g，溶解后將溶液中的，溶解后將溶液中的Fe3+還原成還原成Fe2+，然后用，然后用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,用去用去26.30mL,求求試樣中試樣中Fe、Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 解；解； 5Fe2+ + MnO4+ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2OnFe = (5/1) n KMnO4 nFe2O3 = (5/2) n KMnO4291 -FeKMnOFe/KMnOmL0.005613g100085550201001510001544.McT1 -OFeKMnO/KMnO