滴定分析法概論課件

1、第四章 滴定分析法概論第1頁，共32頁。第 一 章 緒論 第 二 章 定性分析第 三 章 誤差和分析數(shù)據(jù)的處理第 四 章 滴定分析法概論第 五 章 酸堿滴定第 六 章 絡(luò)合滴定第 七 章 氧化還原滴定第 八 章 沉淀滴定第 九 章 重量分析第 十 章 吸光光度法第 十一 章 常用的分離和富集方法第 十二 章 定量分析的一般步驟定量分析定性分析定量分析基礎(chǔ)知識(shí)定量分析基礎(chǔ)知識(shí)化學(xué)分析法儀器分析法第2頁，共32頁。一、滴定分析法的過程和方法特點(diǎn) 滴定分析法:將一種已知其準(zhǔn)確濃度的試劑溶液（稱為標(biāo)準(zhǔn)溶液）滴加到被測(cè)物質(zhì)的溶液中，直到化學(xué)反應(yīng)完全時(shí)為止，然后根據(jù)所用試劑溶液的濃度和體積可以求得被測(cè)組分

2、的含量，這種方法稱為滴定分析法(或稱容量分析法)。是化學(xué)分析法中的重要分析方法之一。 第一節(jié) 滴定分析法簡介標(biāo)準(zhǔn)溶液（滴定劑）、滴定、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)sp、滴定終點(diǎn)（終點(diǎn)）ep、終點(diǎn)誤差Et第3頁，共32頁。滴定劑（Titrant）：已知準(zhǔn)確濃度試劑溶液 滴定（Titration）： 滴定劑從滴定管加到被測(cè)溶液中的過程。 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)（Stoichometric point）：標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測(cè)物質(zhì)定量反應(yīng)完全時(shí)，反應(yīng)達(dá)到了“計(jì)量點(diǎn)”。sp 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)成為“滴定終點(diǎn)”。 ep 終點(diǎn)誤差（Titration end poi

3、nt error）：滴定終點(diǎn)與計(jì)量點(diǎn)不符合，而造成的分析誤差成為“終點(diǎn)誤差”。 Et 滴定分析通常用于測(cè)定常量組分，即被測(cè)組分的含量一般在1%以上。測(cè)定相對(duì)誤差小于0.2%。簡便、快速、準(zhǔn)確度高。 名詞解釋第4頁，共32頁。 滴定分析法分類 滴定分析方法：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)物質(zhì)間反應(yīng)類型的不同，滴定分析法分為： 酸堿滴定 H+ + OH- H2O 絡(luò)合滴定 Zn2+ + H2Y2- ZnY2- + 2H+ 氧化還原滴定 Cr2O72- + 6Fe2+14H+2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 沉淀滴定 Ag+ + ClAgCl第5頁，共32頁。標(biāo)準(zhǔn)溶液（滴定劑）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)sp滴定終點(diǎn)（終

4、點(diǎn)）ep終點(diǎn)誤差Et第6頁，共32頁。滴定分析法是定量分析中的重要方法之一，此種方法適于百分含量在1以上各物質(zhì)的測(cè)定，有時(shí)也可以測(cè)定微量組分滴定分析法快速、準(zhǔn)確、儀器設(shè)備簡單、操做方便、價(jià)廉，可適用于多種化學(xué)反應(yīng)類型的測(cè)定分析結(jié)果的準(zhǔn)確度較高，一般情況下，其滴定的相對(duì)誤差在0.1%左右。所以該方法在生產(chǎn)和科研上具有很高的實(shí)用價(jià)值，應(yīng)用廣泛。滴定分析法的特點(diǎn)：第7頁，共32頁。反應(yīng)要完全：被測(cè)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的反應(yīng)要按一定的化學(xué)方程式進(jìn)行，而且反應(yīng)必須接近完全(通常要求達(dá)到99.9%以上)。這是定量計(jì)算的基礎(chǔ)。反應(yīng)速度要快：滴定反應(yīng)要求在瞬間完成，對(duì)于速度較慢的反應(yīng)，有時(shí)可通過加熱或加入催化劑

5、等辦法來加快反應(yīng)速度。要有簡便可靠的方法確定滴定的終點(diǎn)。 二、滴定分析法對(duì)滴定反應(yīng)的要求第8頁，共32頁。 (一) 直接滴定法 凡符合上述條件的反應(yīng)，就可以直接采用標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)試樣溶液進(jìn)行滴定，這稱為直接滴定。 (二) 返滴定法 先加入一定，且過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待其與被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)完全后，再用另一種滴定劑滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液，從而計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的量，因此返滴定法又稱剩余量滴定法。 (三) 置換滴定 (四) 間接滴定 三、滴定方式第9頁，共32頁。 （二）返滴定法：ZnAl3+ + Y（過量） AlY+Y ZnY + AlY NaOH CaCO3（固）+ HCl（過量）CaCl2 + HCl CaCl2

6、+ NaCl Fe3+ Cl+AgNO3（過量）AgCl + Ag+ AgCl+AgSCN+ Fe（SCN）2+ NH4SCN可先準(zhǔn)確地加入過量標(biāo)準(zhǔn)溶液，與試液中的待測(cè)物質(zhì)或固體試樣進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液，這種滴定方式成為返滴定法。第10頁，共32頁。（三）置換滴定法： 當(dāng)待測(cè)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(shí)，先用適當(dāng)試劑與待測(cè)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)，這種滴定方法稱為置換滴定。例如：硫代硫酸鈉與重鉻酸鉀的反應(yīng) Cr2O72- + 6- + 14H + 2Cr 3+ + 3I2 + 7H2O 2 + 2S

7、2O32- 2 I- + -第11頁，共32頁。（四）間接滴定法： 不能與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì)，有時(shí)可以通過另外的化學(xué)反應(yīng)，以滴定法間接進(jìn)行滴定。 例如：Ca 2+ 的測(cè)定Ca 2+ + C2O42-CaC2O4+ H2SO4 CaSO4+ C2O42- 用KMnO4測(cè)定C2O42-第12頁，共32頁。第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法一、物質(zhì)的量濃度 cB表示：cB=nB/VcB單位：molm-3 （SI單位） 。moldm-3 或 molL-1 （常用單位） nBmB/MB；mB cBVBMB其它常用濃度表示方法：質(zhì)量濃度：質(zhì)量分?jǐn)?shù)：第13頁，共32頁。 計(jì)算中常用的物理量物質(zhì)的量（n）：單

8、位為mol，其數(shù)值的大小取決于物質(zhì)的基本單元?；締卧梢允欠肿印⒃?、離子、電子及其它粒子，或是它們的特定組合。摩爾質(zhì)量（M）：gmol-1。物質(zhì)的量濃度（C）：molL-1。質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）：待測(cè)組分在樣品中的含量，可以是百分?jǐn)?shù)或mgg-1。質(zhì)量濃度（）：單位體積中某種物質(zhì)的質(zhì)量，可是gL-1 、mgL-1等。第14頁，共32頁。二、滴定度例如：每毫升H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液恰能與0.04000g NaOH反應(yīng)。滴定度是指每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量。以符號(hào)TB/A表示（g/mL或mg/mL）B是標(biāo)準(zhǔn)溶液中溶質(zhì)的分子式A是被測(cè)物質(zhì)的分子式第15頁，共32頁。例如：用 0. 04000 gmL-1

9、的H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定燒堿溶液，設(shè)滴定時(shí)用去22.00毫升，則此試樣中NaOH的質(zhì)量為： 固定分析試樣的質(zhì)量，那么滴定度也可直接表示每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測(cè)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（） 表示當(dāng)試樣為某一質(zhì)量時(shí)，每消耗1.00 mL H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液就可以中和試樣中2.69%的 NaOH。 例如：第16頁，共32頁。 對(duì)于工廠等生產(chǎn)單位來講，由于經(jīng)常分析同一種樣品，所以使用滴定度表示標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，節(jié)省計(jì)算步驟，可以迅速得出分析結(jié)果，非常方便。例： 測(cè)定時(shí)，用去H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液10.50mL，則該試樣中NaOH的含量為：第17頁，共32頁。第三節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和濃度的標(biāo)定一、 直接配制法 準(zhǔn)確稱取

10、一定質(zhì)量的物質(zhì)，溶解于適量水后移入容量瓶，用水稀至刻度，然后根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度 基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)具備的條件1.實(shí)際組成應(yīng)與化學(xué)式完全符含。若含結(jié)晶水時(shí)，如硼砂Na2B4O710H2O,其結(jié)晶水的含量也應(yīng)與化學(xué)式符合。2.純度較高(一般要求純度在99.9%以上)，所含雜質(zhì)應(yīng)不影響滴定反應(yīng)的準(zhǔn)確度(0.01-0.02%)。第18頁，共32頁。 凡是符含上述條件的物質(zhì)，在分析化學(xué)上稱為“基準(zhǔn)物質(zhì)”或稱“基準(zhǔn)試劑”。凡是基準(zhǔn)試劑，都可以用直接法配成標(biāo)準(zhǔn)溶液。3.在空氣中要穩(wěn)定。例如加熱干燥時(shí)不分解，稱量時(shí)不吸濕，不吸收空氣中的CO2，不被空氣氧化等。4.試劑最好具有

11、較大的摩爾質(zhì)量。因?yàn)槟栙|(zhì)量越大，稱取的量就越多，稱量誤差就可相應(yīng)的減少第19頁，共32頁。標(biāo)準(zhǔn)溶液和基準(zhǔn)物質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)溶液(Standard solution)：已知準(zhǔn)確濃度的溶液。配制法：直接法和標(biāo)定法 基準(zhǔn)物質(zhì)(Primary standard)：能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。 第20頁，共32頁。 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法 1.直接法：準(zhǔn)確稱取一定量基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后配成一定體積的溶液，根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量和體積即可計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。如K2Cr2O7的配制。2.標(biāo)定法：很多物質(zhì)不能直接用來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，但可將其先配制成一種近似于所需濃度的溶液，然后用基準(zhǔn)物質(zhì)來標(biāo)定(standardiza

12、tion)其準(zhǔn)確濃度。如HCl 、NaOH等。第21頁，共32頁。二、 間接配制法（標(biāo)定法） 先配成接近所需濃度的溶液，然后再用基準(zhǔn)物質(zhì)或用另一種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液來測(cè)定它的準(zhǔn)確濃度。這種利用基準(zhǔn)物質(zhì)(或用已知準(zhǔn)確濃度的溶液)來確定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的操作過程，稱為“標(biāo)定”。 NaOH：它很容易吸收空氣中的CO2和水分鹽酸：易揮發(fā)，標(biāo)稱濃度也只是大致濃度KMnO4、Na2S2O3等均不易提純，且見光易分解第22頁，共32頁。(一)用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定 稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后用待標(biāo)定的溶液滴定，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，即可算出該溶液的準(zhǔn)確濃度。大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)溶液是通過標(biāo)定的方法測(cè)定其準(zhǔn)

13、確濃度的。(二)與標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行比較 準(zhǔn)確吸取一定量的待標(biāo)定溶液，用巳知準(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)定溶液滴定。 標(biāo)定溶液濃度的兩種方法：第23頁，共32頁。 顯然，標(biāo)定時(shí)應(yīng)盡量采用直接標(biāo)定法，這樣有助于提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。 基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液待測(cè)溶液溶 解待測(cè)溶液第24頁，共32頁。標(biāo)定時(shí),不論采用那種方法應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：例如：溶液蒸發(fā)搖勻 見光易分解(AgNO3、KMnO4)棕色瓶 強(qiáng)堿溶液塑料瓶堿石灰干燥管 性質(zhì)不穩(wěn)定的溶液久置后，重新標(biāo)定3.配制和標(biāo)定溶液時(shí)用的量器(如滴定管、移液管和容量瓶等)，必要時(shí)需進(jìn)行校正。2.為了減小測(cè)量誤差，稱取基

14、準(zhǔn)物質(zhì)的量不應(yīng)太少；滴定時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積也不應(yīng)太小。1.一般要求應(yīng)平行做34次，至少平行做23，相對(duì)偏差要求不大于0.2。 4.標(biāo)定后的標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)妥善保存。第25頁，共32頁。第四節(jié) 滴定分析中的計(jì)算 滴定分析法中要涉及到一系列的計(jì)算問題，如標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定，標(biāo)準(zhǔn)溶液和被測(cè)物質(zhì)間的計(jì)算關(guān)系，以及測(cè)定結(jié)果的計(jì)算等等?，F(xiàn)分別討論如下：2.變化前后（配制標(biāo)樣、稀釋、增濃等），不變的量（物質(zhì)的量）一、滴定分析計(jì)算的依據(jù)和常用公式計(jì)算依據(jù)：1.化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系 3.按照已知未知量之間關(guān)系套用基本公式（已知量和未知量之間的轉(zhuǎn)化）第26頁，共32頁。第27頁，共32頁。物質(zhì)的量的濃度與滴定度之間的

15、換算?例如：第28頁，共32頁。例1: 已知濃HCl的密度為1.19g mL-1，其中HCl含量約為37%，計(jì)算：（1）每升濃HCl中所含HCl的物質(zhì)的量的濃度。（2）配制濃度為0.10mol/L的稀HCl 500mL,需量取上述濃HCl多少mL?例2 ：現(xiàn)有0.0982mol/LH2SO4溶液1000mL,欲使其濃度增至0.1000mol/L，問需加入多少mL0.2000mol/LH2SO4溶液？第29頁，共32頁。例3：在稀硫酸溶液中，用0.02012mol/L高錳酸鉀溶液滴定某草酸鈉溶液，如欲兩者消耗的體積相等，則草酸鈉溶液的濃度為多少？若需要配制該溶液100.0mL,應(yīng)稱取草酸鈉多少克？例4 用Na2B4O710H2O標(biāo)定HCl溶液的濃度，稱取0.4806克硼砂，滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗HCl溶液25.20mL,計(jì)算HCl溶液的濃度。第30頁，共32頁。例5 ：稱取分析純?cè)噭㎏2Cr2O714.709g,配成500mL溶液，試計(jì)算（1）K2Cr2O7溶液物質(zhì)的量的濃度。（2）K2Cr2O7對(duì)