滴定分析法概論修改

1、第三章 滴定分析法概論 13.1.1 滴定分析法：將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液滴加到待測物質(zhì)的溶液中，直到所滴加的試劑與待測物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)為止，然后根據(jù)試液的濃度和體積，通過定量關(guān)系計(jì)算待測物質(zhì)含量的方法2基本術(shù)語：滴定：將滴定劑通過滴管滴入待測溶液中的 過程滴定劑：濃度準(zhǔn)確已知的試樣溶液指示劑：滴定分析中能發(fā)生顏色改變而指示 終點(diǎn)的試劑滴定終點(diǎn)：滴定分析中指示劑發(fā)生顏色改變 的那一點(diǎn)（實(shí)際）化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：滴定劑與待測溶液按化學(xué)計(jì)量 關(guān)系反應(yīng)完全的那一點(diǎn)（理論）3指示劑(indicator)指示劑的變色范圍：指示劑由一種型體顏色變?yōu)榱硪环N型體顏色的范圍。指示劑的理論變色點(diǎn)：指示劑的兩

2、種型體濃度相等時(shí)，溶液呈現(xiàn)指示劑的中間過渡顏色。指示劑選擇的一般原則：指示劑的變色范圍應(yīng)全部或部分位于滴定突躍范圍之內(nèi)，且指示劑的變色點(diǎn)應(yīng)盡可能接近化學(xué)計(jì)量點(diǎn)。4重量分析與滴定分析被測組分 + 試劑 產(chǎn)物w重量分析C和V滴定分析5滴定曲線和滴定突躍滴定百分?jǐn)?shù)(%)溶液參數(shù)100.0化學(xué)計(jì)量點(diǎn)99.9100.1滴定突躍突躍范圍衡量滴定的準(zhǔn)確度 突躍范圍越大，滴定準(zhǔn)確度越高反映滴定的完全程度 突躍范圍越大，滴定反應(yīng)越完全選擇指示劑的重要依據(jù) 在突躍范圍內(nèi)產(chǎn)生顏色變化6滴定終點(diǎn)誤差(TE)由于指示劑的變色不恰好在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，從而使滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不相符合引起的誤差。是一種系統(tǒng)誤差（方法誤差）終點(diǎn)

3、在計(jì)量點(diǎn)之前負(fù)誤差終點(diǎn)在計(jì)量點(diǎn)之后正誤差7滴定分析法的特點(diǎn)滴定分析法通常用于測定被測組分含量在1%以上的常量組分； 準(zhǔn)確度高，在一般情況下，測定的誤差不高于0.2%； 操作簡便、快速，所用儀器簡單、價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。8滴定分析法的分類酸堿滴定法配位滴定法 氧化還原滴定法沉淀滴定法 化學(xué)反應(yīng)類型非水滴定法(nonaqueous titration) 指采用水以外的溶劑作為滴定介質(zhì)的一大類滴定分析方法。 9 2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3 滴定管 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(sp) 滴定劑 Stoichiometric point 滴定終點(diǎn)(ep) End point 被滴定溶液 終點(diǎn)誤差(Et

4、 ) 3.1.1 方法介紹103.1.2 滴定方式及其適用條件直接滴定法(direct titration) 返滴定法(back titration) 置換滴定法(replacement titration) 間接滴定法(indirect titration) 111、直接滴定法滴定分析對化學(xué)反應(yīng)的要求：反應(yīng)必須定量完成，即反應(yīng)具有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，沒有副反應(yīng)發(fā)生，且反應(yīng)完全程度達(dá)到99.9%以上。反應(yīng)必須迅速完成。必須有適宜的、簡便可靠的確定滴定終點(diǎn)的方法。122、返滴定法（剩余滴定法或回滴定法）適用范圍：滴定反應(yīng)速率較慢；反應(yīng)物是固體；滴定反應(yīng)不能立即定量完成；滴定反應(yīng)找不到合適的指示劑

5、。13反應(yīng)溶解返滴定法示例（定量過量）反應(yīng)完全Al3+ + EDTA 產(chǎn)物+ 剩余EDTAZn2+/Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定（定量過量）+ 剩余酸NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定CaCO3MgO產(chǎn)物(s)HClH2SO4+Cl- + AgNO3 產(chǎn)物（定量過量）+ 剩余AgNO3 淡紅色Fe(SCN)2+鐵銨釩指示劑NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定（反應(yīng)速度慢）（缺乏合適指示劑）143、置換滴定法適用范圍：滴定劑與待測物的不按確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系反應(yīng)（伴有副反應(yīng)）。示例：Na2S2O3 + K2Cr2O7 S4O62-+SO42- （無定量關(guān)系） Cr2O72- + 14H+ + 6I- 3I2 + 2Cr3+

6、+ 7H2O (過量KI) (定量置換)I2+2S2O32-= S4O62-+2I-(定量反應(yīng))154、間接滴定法適用范圍：被測物質(zhì)不能與滴定劑直接起反應(yīng)。示例：Ca2+ + KMnO4 不反應(yīng) Ca2+ + C2O42-過濾酸化5C2O42-+2MnO4-+16H+= 2Mn2+10CO2+8H2OCa2+ + C2O42- CaC2O4163.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液與基準(zhǔn)物質(zhì)3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法173.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液與基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法1、直接法2、間接法基準(zhǔn)物質(zhì) 標(biāo)定(standardization)18基準(zhǔn)物質(zhì)條件試劑組成和化學(xué)式完全相符 試劑純度高（

7、99.9%） 試劑性質(zhì)穩(wěn)定、按滴定反應(yīng)式定量進(jìn)行反應(yīng)，不發(fā)生副反應(yīng) 試劑最好有較大的相對分子量 193.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法物質(zhì)的量濃度(molar concentration; molarity) 單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量滴定度(titer, T) 每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液所能滴定的被測物質(zhì)的質(zhì)量(mol/L or mmol/mL)(g/mL or mg/mL)標(biāo)準(zhǔn)溶液被測物質(zhì)20課堂練習(xí)表示的含義是（ ）每mL HCl溶液恰能與0.003646 g NaOH反應(yīng)每mL NaOH溶液恰能與0.003646 g HCl反應(yīng)每g HCl恰能與0.003646 mL NaOH溶液反應(yīng)每g

8、NaOH恰能與0.003646 mL HCl溶液反應(yīng)B若每mL HCl溶液恰能與0.01060 g Na2CO3反應(yīng)，則該HCl溶液對的滴定度可表示為（ ）A、B、C、D、C213.3 滴定分析計(jì)算分析化學(xué)中常用的量和單位物質(zhì)的量 n (mol、 mmol)摩爾質(zhì)量M(gmol-1)物質(zhì)的量濃度c(molL-1)質(zhì)量m(g、mg)， 體積V(L、mL)質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(%),質(zhì)量濃度 (gmL-1 、mgmL-1)相對分子量Mr、相對原子量Ar必須指明基本單元223.3.1 滴定分析中的計(jì)算一、滴定分析計(jì)算依據(jù) SP時(shí) 或 化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 物質(zhì)的量之比 P t T + a A23二、滴定分析計(jì)算公式

9、2.固體和液體之間作用：1.兩種溶液相互作用：注意：化學(xué)反應(yīng)配平；單位換算 ! 注：VT單位為 mL! 注：VT單位為 L243、物質(zhì)的量濃度(CT)與滴定度(TT/A)的換算根據(jù)滴定度TT/A的定義： 當(dāng)VT=1 mL時(shí)，mA=TT/Aor254.待測物百分含量的計(jì)算：稱取試樣 S 克，含待測組分A的質(zhì)量為mA克，則待測組分的百分含量為263.3.2 滴定分析計(jì)算實(shí)例例1：現(xiàn)有0.1200 mol/L 的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液200 mL，欲使 其濃度稀釋到0.1000 mol/L，問要加水多少mL？解：設(shè)應(yīng)加水的體積為 V mL，根據(jù)溶液稀釋前后物質(zhì) 的量相等 的原則，27續(xù)滴定分析計(jì)算例2：將

10、0.2500 g Na2CO3基準(zhǔn)物溶于適量水中后，用 0.2 mol/L的HCL滴定至終點(diǎn)，問大約消耗此HCL 溶液多少毫升？解：28續(xù)滴定分析計(jì)算例3：若THCL/Na2CO3 = 0.005300 g/mL ，試計(jì)算HCL標(biāo)準(zhǔn) 溶液物質(zhì)量的濃度。解：29續(xù)滴定分析計(jì)算例4：TK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL，如消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶 液21.50毫升，問被滴定溶液中鐵的質(zhì)量？解：30續(xù)滴定分析計(jì)算例5：測定藥用Na2CO3的含量，稱取試樣0.1230 g，溶 解后用濃度為0.1006mol/L的HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定， 終點(diǎn)時(shí)消耗該HCL標(biāo)液23.50 mL，求試樣中Na2

11、CO3 的百分含量。解：31續(xù)滴定分析計(jì)算例6：精密稱取CaO試樣0.06000 g，以HCL標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 之，已知THCL/CaO=0.005600 g/mL，消耗HCL10 mL， 求CaO的百分含量？解：323.4 滴定中的化學(xué)平衡一、分析濃度和平衡濃度： 分析濃度：溶液體系達(dá)平衡后，各組型體的平衡濃度之和 平衡濃度：溶液體系達(dá)平衡后，某一型體的濃度二、水溶液中酸堿的分布系數(shù) = 某種型體平衡濃度 / 分析濃度33化學(xué)平衡中，每一給定的分析濃度等于各存在型體平衡濃度之和溶液呈電中性，荷正電的質(zhì)點(diǎn)數(shù)應(yīng)等于荷負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)數(shù)酸堿反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)酸失去的質(zhì)子數(shù)等于堿得到的質(zhì)子數(shù)3.4.2 化學(xué)平衡的系

12、統(tǒng)處理方法 物料平衡式（質(zhì)量平衡式）MBE電荷平衡式CBE質(zhì)子平衡式（質(zhì)子條件式）PBE34MBE練習(xí)例1：C mol/mL的HAC的物料平衡式 C = HAC + AC- 例2：C mol/mL的H3PO4的物料平衡式 C = H3PO4 + H2PO4- +HPO42- + PO43- 例3： C mol/mL的Na2HPO4的物料平衡式 Na+ = 2C C = H3PO4 + H2PO4- +HPO42- + PO43- 例4： C mol/mL的NaHCO3的物料平衡式 Na+ = C C = H2CO3 + HCO3- +CO32- 35CBE練習(xí)例1：C mol/mL的HAC的電

13、荷平衡式 H + = AC- +OH-例2：C mol/mL的H3PO4的電荷平衡式 H + = H2PO4- +2HPO42- + 3PO43- + OH-例3：C mol/mL的Na2HPO4的電荷平衡式 Na+ +H+ =H2PO4-+2HPO42-+3PO43-+ OH-例4：C mol/mL的NaCN的電荷平衡式 Na+ + H + = CN- + OH-36關(guān)于PBE1零水準(zhǔn)法（質(zhì)子參考水準(zhǔn)）零水準(zhǔn)物質(zhì)的選擇 a溶液中大量存在的 b參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)子條件式書寫方法 等式左邊得質(zhì)子后產(chǎn)物 等式右邊失質(zhì)子后產(chǎn)物 根據(jù)質(zhì)子得失相等原則列出質(zhì)子條件式37續(xù)PBE例1：C mol/mL的NH4 H2PO4的質(zhì)子條件式 零水準(zhǔn)NH4+，H2PO4-，H2O H3PO4+ H + = NH3+ HPO42-+ 2PO43-+ OH- 例2：C mol/ml的Na2HPO4的質(zhì)子條件式 零水準(zhǔn)HPO42-，H2O H2PO4- + 2H3PO4 + H + = PO43-+ OH-38續(xù)PBE2依據(jù)物料平衡和電荷平衡寫質(zhì)子條件式例3：C mol/mL的NaCN的質(zhì)子條件式 （1）物料平衡式： Na+ = C C = HCN + CN - （2）電荷平衡