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文檔簡介
2022/12/291第十三章滴定分析法第一節(jié)滴定分析法概述第三節(jié)酸堿滴定法第二節(jié)分析結果的誤差和有效數(shù)字第四節(jié)氧化還原滴定法第五節(jié)螯合滴定2022/12/291第十三章滴定分析法第一節(jié)滴定2022/12/292第一節(jié)滴定分析法概述一、滴定分析概念與術語二、滴定分析反應的條件三、滴定分析的操作程序四、滴定的計算2022/12/292第一節(jié)滴定分析法概述一、滴定2022/12/293一、滴定分析概念與術語滴定分析法:將一種已知準確濃度的標準溶液滴加到分析組分溶液中,直到滴定反應定量完成為止,然后根據(jù)標準溶液的濃度和消耗的體積,求算分析組分含量的一類分析方法稱為滴定分析法。
標準溶液(standardso1ution)或滴定劑(titrant)是已知準確濃度的溶液。試樣(sample)指被分析的物質。2022/12/293一、滴定分析概念與術語滴定分析法:將2022/12/294滴定(titration)是指滴定分析中,用滴定管把標準溶液滴加到待測組分溶液中的全部操作過程。化學計量點(stoichiometricpoint)指標準溶液與待測組分根據(jù)化學反應的定量關系恰好反應完全時即為化學計量點,簡稱計量點,或稱滴定反應的理論終點。2022/12/294滴定(titration)是指滴定分析2022/12/295滴定終點(endpointofthetitration)指滴定至指示劑顏色變化停止滴定時稱為滴定終點。滴定終點與計量點愈吻合,分析結果愈準確。滴定誤差(titrationerror)就是化學計量點與滴定終點不一致而造成的誤差。滴定分析誤差的大小除了與滴定反應的完全程度有關外,還與指示劑的選擇恰當與否有關。2022/12/295滴定終點(endpointoft2022/12/296二、滴定分析反應的條件1.反應必須按確定的反應式進行,無副反應,這是定量計算的基礎。2.反應必須定量地進行完全。3.反應必須迅速完成,如果反應速率較慢,可通過加熱或加催化劑來加快反應速率。4.必須有適當、簡便的方法來確定滴定終點。2022/12/296二、滴定分析反應的條件1.反應必須按確2022/12/297三、滴定分析的操作程序滴定分析一般過程包括:標準溶液的配制、標準溶液的標定、分析組分含量測定三個步驟。滴定分析法的特點為操作簡單、快速,有足夠的準確度。常用于臨床檢驗和醫(yī)療衛(wèi)生分析中。滴定分析法主要用于測定常量組分,即分析組分的含量一般大于1﹪或取試樣質量大于0.1g,體積大于10ml。2022/12/297三、滴定分析的操作程序滴定分析一般過2022/12/298溶液配制方法:1.直接配制法標準溶液的配制方法分為直接配制法和間接配制法。如果試劑穩(wěn)定性高又易于純制,則用直接法配制。即準確稱取一定量的該試劑,溶解后轉移至容量瓶中,加水稀釋至刻線,直接配得準確濃度的標準溶液。我們把能用于直接配制準確濃度的標準溶液的物質,稱為一級標準物質。2022/12/298溶液配制方法:1.直接配制法2022/12/299如果試劑不穩(wěn)定或不夠純,則需用間接法配制,即先粗配成所需濃度的溶液,然后用一級標準物質或其它標準溶液測定其準確濃度。我們把利用一級標準物質或其它標準溶液來確定溶液準確濃度的操作過程,稱為標定。2.間接配制法一級標準物質必須具備以下條件:①物質的組成與其化學式完全一致;②純度一般應在99.9%以上;③在一般條件下性質很穩(wěn)定;④反應時要按反應式定量進行;⑤最好有較大的摩爾質量。2022/12/299如果試劑不穩(wěn)定或不夠純,則需用間接法配2022/12/2910四、滴定的計算對于任一滴定反應aA+bB=dD+eEA、B:物質A和物質B基本單元,在計量點時的關系式應為2022/12/2910四、滴定的計算對于任一滴定反應aA2022/12/2911第二節(jié)分析結果的誤差和有效數(shù)字一、準確度與誤差二、偏差與精密度三、誤差的來源及減免方法
四、有效數(shù)字及其運算規(guī)則2022/12/2911第二節(jié)分析結果的誤差和有效數(shù)字一2022/12/2912一、準確度與誤差
準確度是指實際測定結果與真實值的接近程度。準確度的高低用誤差來衡量,誤差又可分為絕對誤差E和相對誤差(Er)。1.絕對誤差(absoluteerror):是指測定值(X)與真實值(T)之差。 E=X-T2022/12/2912一、準確度與誤差準確2022/12/2913相對誤差能反映出誤差在真實值中所占比例,這對于比較在各種情況下測定結果的準確度更為方便。絕對誤差和相對誤差都有正負,正值表示測定值比真實值偏高,負值表示測定值比真實值偏低。2.相對誤差(relativeerror):是指絕對誤差在真實值中所占的比例,可用百分率表示:2022/12/2913相對誤差能反映出誤差2022/12/2914
精密度是在相同條件下多次重復測定結果彼此符合的程度,它反映了測定結果再現(xiàn)性的好壞,其大小決定于隨機誤差的大小。精密度可以用絕對偏差、絕對平均偏差或相對偏差來衡量。
絕對偏差(absolutedeviationd):某次測定值(X)與多次測定值的算術平均值()的差值,即:
偏差越大,精密度就越低,測定結果的再現(xiàn)性就越差。d=X-二、精密度與偏差2022/12/2914精密度是在相同條件下2022/12/2915
絕對平均偏差(absoluteaveragedeviation):指每次測定的絕對偏差的絕對值之和的平均值。
相對平均偏差(relativeaveragedeviation)是指絕對平均偏差在平均值中所占的百分率。
利用平均偏差或相對平均偏差表示精密度比較簡單,但大偏差得不到應有的反映。…2022/12/2915絕對平均偏差(absolut2022/12/2916例如,下列兩組測定結果:
x1-x:+0.11-0.72+0.24+0.51
-0.140.00+0.30-0.21N1=8d1=0.28
x2-x:+0.18+0.26-0.25-0.37+0.32-0.28+0.31-0.27
N2=8d2=0.28雖然兩組測定結果的平均偏差相同,但是實際上第一組的數(shù)值中出現(xiàn)兩個大偏差,測定結果的精密度較差。2022/12/2916例如,下列兩組測定結果:x2-x2022/12/2917標準偏差(S)用數(shù)理統(tǒng)計方法處理數(shù)據(jù)時,常用標準偏差和相對標準偏差來衡量測定結果的精密度。當測量次數(shù)N<20時,單次測量的標準偏差定義為:
在一般的化學分析中,數(shù)據(jù)不多,通常采用計算簡便的絕對平均偏差和相對平均偏差來衡量測定的精密度。滴定分析測定常量成分時,分析結果的相對平均偏差一般應小于0.2﹪。例題2022/12/2917標準偏差(S)用數(shù)理統(tǒng)計方法處理數(shù)2022/12/2918例13-1測定某鐵礦石試樣中Fe2O3的質量分數(shù),5次平行測定結果分別為62.48%,62.37%,62.47%,62.43%,62.40%。求測定結果的算術平均值、平均偏差、相對平均偏差、標準偏差和相對標準偏差。解:測定結果的算術平均值為:2022/12/2918例13-1測定某鐵礦石試樣中2022/12/2919測定結果的相對平均偏差為:測定結果的平均偏差為:2022/12/2919測定結果的相對平均偏差為2022/12/2920測定結果的相對標準偏差為:測定結果的標準偏差為:2022/12/2920測定結果的相對標準偏差為:測定結果的2022/12/2921準確度與精密度的關系準確度是指測定值與真實值的符合程度,用誤差來度量。而誤差的大小與系統(tǒng)誤差和隨機誤差有關,反映了測定結果的正確性。精密度是指一系列平行測定值之間相符合的程度,用偏差來量度。偏差的大小不能反映出測定值與真實值的相符合程度,只能反映測定結果的重現(xiàn)性。準確度與精密度的關系可利用下圖進行說明。2022/12/2921準確度與精密度的關系準確度是指測定值2022/12/2922準確度與精密度的關系示意圖甲、乙、丙、丁四個分析人員對同一標樣(wFe=91.45%)中的含量進行測量,結果如圖示,比較其準確度和精密度?
2022/12/2922準確度與精密度的關系示意圖甲、乙、丙2022/12/2923精密度高只說明測定結果的穩(wěn)定性好,它是準確度高的前提,精密度高不一定準確度也高,只有消除系統(tǒng)誤差后,精密度高才準確度也高。準確度高一定要求精密度高,高精密度是獲得高準確度的必要條件。2022/12/2923精密度高只說明測定結果的穩(wěn)定性好,它2022/12/2924三、誤差的來源及減免方法1.系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差是由分析時某些固定的原因造成的,在同一條件下重復測定時,它會重復出現(xiàn),其大小和正負往往可以通過實驗測定,對此加以校正。因此,又稱可測誤差。產生系統(tǒng)誤差的原因主要有以下幾種:2022/12/2924三、誤差的來源及減免方法1.系統(tǒng)誤2022/12/2925(1)方法誤差:分析方法本身不夠完善而引起的。(2)儀器誤差:所用儀器不夠精確所引起的誤差。(3)試劑誤差:測定時所用試劑或蒸餾水不純所引起的誤差。(4)操作誤差:主要是指由于操作人員不合理操作等主觀因素所造成的誤差
。2022/12/2925(1)方法誤差:分析方法本身不夠完善2022/12/29262.隨機誤差隨機誤差也稱偶然誤差或不可定誤差,它是由某些難以控制和無法避免的偶然因素造成的。由于隨機誤差是由一些不確定的偶然因素造成的,所以無法預知其是否發(fā)生,何時發(fā)生,又無法預知其大小和正負,因此,偶然誤差純粹是隨機性的,如分析過程中測定條件(溫度、濕度、氣壓以及儀器工作電壓等)的微小變化都可產生此種誤差。2022/12/29262.隨機誤差隨機誤2022/12/2927偶然誤差的分布也存在一定規(guī)律:(1)絕對值相等的正、負誤差出現(xiàn)的機會相等;(2)小誤差出現(xiàn)的機會多,大誤差出現(xiàn)的機會少,絕對值特別大的正、負誤差出現(xiàn)的機會非常小。
隨機誤差的出現(xiàn)符合統(tǒng)計規(guī)律。隨機誤差的大小決定分析結果的精密度。2022/12/2927偶然誤差的分布也存在一定規(guī)律:2022/12/29283.誤差的減免方法(1)對照試驗:常用已知含量的標準試樣,與被測試樣按照同樣的操作程序和條件進行分析,或用公認可靠的分析方法與所采用的分析方法進行對照試驗。(2)空白試驗:在不加試樣的情況下,按照試樣分析同樣的操作步驟和條件進行試驗,所得到的結果稱為空白值。從試樣的分析結果中扣除空白值,就可得到比較可靠的分析結果。2022/12/29283.誤差的減免方法(1)對照試驗:常2022/12/2929(3)儀器校準:根據(jù)分析方法所要求的允許誤差,對測定儀器(如砝碼、滴定管、移液管、容量瓶等)進行校準,以消除由儀器不準確帶來的誤差。(4)增加平行測定次數(shù):增加平行測定次數(shù),用“多次測定取平均值”的方法可減少偶然誤差。在一般分析中,通常平行測定3-5次。2022/12/2929(3)儀器校準:根據(jù)分析方法所要求的2022/12/2930(5)減小測量誤差:為了達到分析工作規(guī)定的允許誤差,在整個分析過程中,必須控制各測定步驟的誤差。如果某一步造成的誤差超過允許誤差,其他各步無論多么準確也失去了測定的意義。分析工作中要注意稱量的質量和滴定溶液的體積不宜過小。2022/12/2930(5)減小測量誤差:為了達到分析工2022/12/2931四、有效數(shù)字及其運算規(guī)則
(一)有效數(shù)字的意義和位數(shù)有效數(shù)字就是指在分析工作中實際上能測定到的具有實際意義的數(shù)字,只有最后一位數(shù)字是不準確,可能有±1的絕對誤差,而其余各位數(shù)字都是確定的。有效數(shù)字是測定結果的大小及精度的真實記錄,測定結果必須用有效數(shù)字來表示。在確定有效數(shù)字的位數(shù)時,數(shù)字“0”是否為有效數(shù)字,取決于它在數(shù)據(jù)中所處的位置。在第一個不為0的數(shù)字前面的“0”只起定位作用,不是有效數(shù)字;數(shù)據(jù)中間和最后一位的“0”是有效數(shù)字。2022/12/2931四、有效數(shù)字及其運算規(guī)則
(一2022/12/2932在分析化學中常遇到pH,等對數(shù)值,這些對數(shù)值的有效數(shù)字的位數(shù)只取決于小數(shù)點后數(shù)字的位數(shù),而與整數(shù)部分無關,整數(shù)部分只起定位作用,不是有效數(shù)字。在計算過程中,還會遇到一些非測定值(如倍數(shù)、分數(shù)、e、π以及乘除因子等),它們的有效字位數(shù)可以認為是無限多位的。
對于2500這樣的數(shù)值,它的有效數(shù)字的位數(shù)則不好確定,兩位、三位、四位都有可能,當它表示為2.5×103、2.50×103、2.500×103時,分別表示為兩位、三位、四位有效數(shù)字。2022/12/2932在分析化學中常遇到pH,2022/12/2933例13-4:下列各數(shù)含有的有效數(shù)字是幾位?
0.0030;998;6.023×1023;64.120;
1.0×103;
4.80×10-10;
pH=5.2時的[H+]答: 0.0030
兩位有效數(shù)字 998
三位有效數(shù)字
6.023×1023
四位有效數(shù)字 64.120
五位有效數(shù)字
1.0×103
二位有效數(shù)字 4.80×10-10
三位有效數(shù)字
pH=5.2時的[H+] 一位有效數(shù)字2022/12/2933例13-4:下列各數(shù)含有的有效數(shù)字2022/12/2934(二)有效數(shù)字修約與運算規(guī)則有效數(shù)字位數(shù)確定之后,就要將多余的數(shù)字舍棄。舍棄多余數(shù)字的過程稱為“數(shù)字修約”,修約時所采用的方法稱為數(shù)字修約方法。數(shù)字修約通常采用“四舍六入五成雙”的方法。該方法規(guī)定:當被修約的數(shù)小于或等于4時,則舍去;大于或等于
6時,則進位;等于
5
且后面沒有數(shù)字或有數(shù)字“0”時,若前面是偶數(shù)則舍去,如是奇數(shù)則進位,后面有不為“0”的數(shù)字時,該數(shù)字總比5大,以進位為宜。2022/12/2934(二)有效數(shù)字修約與運算規(guī)則有效數(shù)2022/12/2935數(shù)字修約根據(jù)這一規(guī)則,將下列測量值修約為兩位有效數(shù)字時,結果應為:
3.148
→3.1
7.397
→7.4
0.736
→0.74 75.5→76
有效數(shù)字的運算規(guī)則2022/12/2935數(shù)字修約根據(jù)這一規(guī)則,將下列測量值修2022/12/29361.有效數(shù)字的加減法幾個數(shù)相加或相減時,它們的和或差的有效數(shù)字的保留,應以小數(shù)點后位數(shù)最少(即絕對誤差最大)的數(shù)為依據(jù),只保留一位可疑數(shù)字。2022/12/29361.有效數(shù)字的加減法2022/12/29372.有效數(shù)字的乘除法幾個數(shù)相乘或相除時,它們的積或商的有效數(shù)字,以有效數(shù)字最少(即相對誤差最大)的數(shù)為依據(jù)。4.311932428082022/12/29372.有效數(shù)字的乘除法4.3119322022/12/2938使用計算器處理數(shù)據(jù)時,可遵循“先運算后修約”的原則。不必對每一步計算結果都進行修約,但要注意對最后結果的有效數(shù)字的位數(shù)進行合理取舍。2022/12/2938使用計算器處理數(shù)據(jù)時,可遵循“先運算2022/12/2939第三節(jié)酸堿滴定法一、酸堿指示劑二、酸堿滴定曲線與指示劑的選擇三、酸堿標準溶液的配制與標定四、酸堿滴定法應用2022/12/2939第三節(jié)酸堿滴定法一、酸堿指示劑2022/12/2940一、酸堿指示劑酸堿指示劑:是一類在一定的pH值范圍內隨著溶液的pH值的改變而呈現(xiàn)不同顏色的有機化合物。一般是有機弱酸或有機弱堿,它的酸式與其共軛堿式具有明顯不同的顏色。當溶液的pH變化時,指示劑失去質子由酸式轉變?yōu)閴A式,或得到質子由堿式轉變?yōu)樗崾?,從而引起顏色的變化。HIn+H2OH3O++In-
(酸色成分)(堿色成分)2022/12/2940一、酸堿指示劑酸堿指示劑:是一類在一2022/12/2941當解離達到平衡后,則有
式中KHIn是酸堿指示劑的酸常數(shù)。對上式兩邊取負對數(shù),上式表明在一定pH范圍內,決定了溶液的顏色。這就是酸堿指示劑的變色原理。2022/12/2941當解離達到平衡后,則有2022/12/2942因此,當溶液的pH值在pKHIn±1的范圍內,人們才能明顯地觀察出指示劑顏色的變化。溶液的pH=pKHIn±1是指示劑變色的pH范圍,也稱為指示劑的理論變色范圍。1.當=1時,溶液的pH=pKHIn時稱為指示劑的理論變色點。此時在溶液中[In-]=[HIn],顯現(xiàn)的顏色是酸色和堿色等量混合的中間混合色。2.當≥l0時,我們可以察覺到In-的顏色;當≤0.1時,觀察到的則是HIn的顏色。2022/12/2942因此,當溶液的pH值在2022/12/2943當溶液的pH減小時,上述解離平衡正向移動,溶液由黃色轉變?yōu)榧t色;當溶液的pH增大時,上述解離平衡逆向移動,溶液由紅色轉變?yōu)辄S色。例如,甲基橙是一種有機弱堿,在溶液中存在下列解離平衡和顏色變化:2022/12/2943當溶液的pH減小時,上述解離平衡正向2022/12/29442022/12/29442022/12/2945二、酸堿滴定曲線與指示劑的選擇(一)強酸與強堿的滴定
強堿滴定強酸的基本反應為:
以0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1HCl溶液為例,討論滴定過程中溶液pH的變化規(guī)律。2022/12/2945二、酸堿滴定曲線與指示劑的選擇(一)2022/12/2946(1)滴定前:滴定開始前,溶液的H3O+濃度取決于HCl溶液的初始濃度。
c(H3O+)=c(HCl)=0.1000mol·L-1pH=-lg0.1000=1.00(2)滴定開始至化學計量點前:HCl過量,溶液H3O+濃度取決于剩余HCl的濃度。當加入19.98mLNaOH溶液(相對誤差為-0.1%)時:2022/12/2946(1)滴定前:滴定開始前,溶液的2022/12/2947(3)化學計量點時:加入20.00mLNaOH溶液時,NaOH與HCl恰好完全反應,溶液呈中性。2022/12/2947(3)化學計量點時:加入20.2022/12/2948(4)計量點后:NaOH過量,溶液的OH-濃度決定于過量的NaOH的濃度。當加入20.02mLNaOH溶液(相對誤差為+0.1%)時:2022/12/2948(4)計量點后:NaOH過量,2022/12/2949過量突躍范圍溶液的pH增大了5.402022/12/2949過量突躍范圍溶液的pH增大了5.2022/12/29502022/12/29502022/12/2951在滴定開始時,溶液中存在大量H3O+,加入的NaOH對溶液的pH影響不大,曲線比較平坦。隨著滴定的進行,溶液的pH變化較滴定開始時稍有增大。從滴定開始到加入19.98mLNaOH溶液,溶液的pH升高比較緩慢,僅僅增大了3.30。但從加入19.98mLNaOH溶液到加入20.02mLNaOH溶液,溶液的pH增大了5.40。此后,過量的NaOH所引起的溶液pH的增大緩慢,滴定曲線又趨于平坦。2022/12/2951在滴定開始時,溶液中存在大量H3O+2022/12/2952如果改用0.1000mol·L-1HCl
溶液滴定0.1000mol·L-1NaOH溶液,其滴定曲線與NaOH溶液滴定HCl溶液滴定的曲線互相對稱,但溶液pH的變化方向相反。滴定突越范圍為9.70~4.30,酚酞和甲基紅均可選用。但若選用甲基橙,從黃色滴定到橙色(pH≈4.0)將有+0.2%的滴定誤差。2022/12/2952如果改用0.1000mol·L-2022/12/29532022/12/29532022/12/2954在分析化學中,把化學計量點附近相對誤差在-0.1%~+0.1%范圍內溶液pH的急劇變化稱為滴定突越(titrationjump),簡稱突躍。突躍所在的pH范圍,稱為滴定突躍范圍。滴定突越范圍是選擇指示劑的依據(jù),即指示劑變色范圍全部或部分落在滴定突越范圍之內,都可以在滴定中使用。強酸、強堿溶液的濃度越大,滴定突越范圍就越大,指示劑就愈易選擇;溶液的濃度越小,滴定突越范圍就越小。2022/12/2954在分析化學中,把化學計量點附近相2022/12/2955突躍范圍的大小與溶液的濃度有關用1.000mol·L-1NaOH滴定1.000mol·L-1HCl,突躍范圍為pH=3.3-l0.7,甲基橙、甲基紅、酚酞均可用作指示劑。當用0.01000mol·L-1NaOH,分別滴定0.0l000mol·L-1HCl,它們的突躍范圍分別為pH=5.3-8.7在分析工作中,通常濃度以0.1mol·L-1~0.5mol·L-1為宜。
(1)1.000mol·L-1(2)0.1000mol·L-1(3)0.01000mol·L-1NaOH滴定相應濃度的
HCl2022/12/2955突躍范圍的大小與溶液的濃度有關用12022/12/2956強堿滴定一元弱酸HA的基本反應為:OH-(aq)+HA(aq)=A-(aq)+H2O(l)現(xiàn)以0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mol·L-1HAc溶液為例,討論滴定過程中溶液pH的變化。(1)滴定前:溶液的H3O+主要來自HAc的解離:(二)一元弱酸堿的滴定mol·L-12022/12/2956強堿滴定一元弱酸HA的基本反應為2022/12/2957(2)滴定開始前至化學計量點前:滴加的NaOH與HAc反應生成NaAc,溶液中同時還有剩余的HAc。HAc與NaAc組成了緩沖系統(tǒng):當加入19.98mLNaOH溶液時:2022/12/2957(2)滴定開始前至化學計量2022/12/2958(3)化學計量點時:滴加20.00mLNaOH溶液,HAc全部與NaOH反應生成NaAc,溶液的OH-主要取決于Ac-的解離:mol·L-12022/12/2958(3)化學計量點時:滴加20.02022/12/2959(4)化學計量點后:NaOH過量,溶液中含有NaAc和NaOH。Ac-的堿性比NaOH弱得多,因此溶液的OH-濃度取決于過量的NaOH:當加入20.02mLNaOH溶液時:2022/12/2959(4)化學計量點后:NaOH過2022/12/29607.74加入NaOH剩余HAc(ml)過量NaOH(ml)pH體積(ml)中和的百分數(shù)0.000.0020.00
2.8718.0090.002.00
5.7019.8099.000.20
6.7519.9899.900.02
20.00100.00.00
8.7220.02100.1
0.029.7020.20101.0
0.2010.7022.00110.0
2.0011.7040.00200.0
20.0012.50滴定突躍0.1000mol·L-1NaOH滴定0.1000mol·L-1HAc溶液的pH值2022/12/29607.74加入NaOH剩余HAc(m2022/12/2961①滴定曲線的起點高2.87;②滴定曲線的形狀不同;③化學計量點為堿性8.72;④滴定突躍范圍?。?.74~9.70)2022/12/2961①滴定曲線的起點高2.87;2022/12/2962與NaOH滴定HCl滴定曲線相比較,NaOH滴定HAc的滴定曲線有以下特點:(1)滴定曲線的起點高:由于HAc是弱酸,其解離度較小,溶液中的H3O+濃度小于弱酸的起始濃度。(2)滴定曲線的形狀不同:開始滴定時溶液pH增大較快,隨后稍慢,在化學計量點附近pH發(fā)生突變?;瘜W計量點后,滴定曲線的變化情況與NaOH滴定HCl時相同。2022/12/2962與NaOH滴定H2022/12/2963(3)化學計量點為堿性:滴定至化學計量點時,HAc與NaOH反應完全,生成NaAc。(4)滴定突躍范圍小:0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定0.1000mol·L-1HAc溶液的滴定突躍范圍為7.74~9.70,比相同濃度的NaOH溶液滴定HCl溶液小得多,而且滴定突躍處在堿性范圍內。2022/12/2963(3)化學計量點為堿性:滴定至化學計2022/12/2964強堿滴定一元弱酸的滴定突躍范圍,既與酸、堿的濃度有關,還取決于一元弱酸的標準解離常數(shù)Ka
。當酸、堿的濃度較大,且弱酸的Ka較大時,滴定突躍范圍較大;反之,酸、堿的濃度越小,弱酸的Ka越小,滴定突躍范圍就越小。為了將終點誤差控制在±0.1%以內,至少要求滴定的pH突躍范圍不得小于0.4。為滿足這一要求,需要Ka·cA≥10-8,故以此作為用指示劑確定終點時,強堿直接準確滴定一元弱酸的可行性判據(jù)。2022/12/2964強堿滴定一元弱酸的滴定突躍范圍,既與2022/12/2965圖13-40.1000mol·L-1NaOH滴定20.00ml0.1000mol·L-1各種不同強度弱酸的滴定曲線2022/12/2965圖13-40.1000mol·L-2022/12/2966強酸滴定一元弱堿的滴定曲線,與強堿滴定一元弱酸的滴定曲線類似,但pH的變化則相反。用0.1000mol·L-1HCl溶液滴定0.1000mol·L-1NH3溶液時,化學計量點的pH為5.28,可選用甲基紅做指示劑。對于一元弱堿,當Kb·cB≥10-8時,可以利用指示劑確定終點,用強酸溶液直接準確進行滴定。2022/12/2966強酸滴定一元弱堿的2022/12/29670.1000mol·L-1HCl滴定0.1000mol·L-1NH3·H2O的滴定曲線2022/12/29670.1000mol·L-1HCl滴定2022/12/2968以NaOH溶液滴定二元弱酸H2A為例。若Ka1(H2A)與Ka2(H2A)相差很大,H2A能被定量滴定至HA-,在第一化學計量點附近H3O+濃度發(fā)生足夠大的變化,可以用指示劑確定終點,即H2A能被分步滴定。若Ka1(H2A)與Ka2(H2A)相差不太大,則在H2A尚未定量生成HA-前,已有一部分HA-被滴定成A2-,不能產生明顯的滴定突躍,也就不能用指示劑確定滴定終點,因此H2A不能準確滴定至HA-
終點,此二元弱酸不能分步被滴定。(三)多元堿與多元酸的滴定
(略)2022/12/2968以NaOH溶液滴定二元弱酸H2A2022/12/2969若用指示劑確定終點,當時,H2A才能滿足分步滴定的要求。而多元酸每一步解離的H3O+能否被準確滴定,可按Kaici(H2A)≥10-8進行判斷。4a1a2(HA)10(HA)KK≥yy2022/12/2969若用指示劑確定終點,當2022/12/2970(1)Ka1(H2A)/Ka2(H2A)≥104,且Ka1·c1(H2A)≥10-8,Ka2·c2(H2A)≥10-8H2A可被分步滴定。二元弱酸H2A滴定方式如下:又Ka1(H2A)/Ka2(H2A)≥104;Ka2·c2(H2A)≥10-8,可得到兩個明顯的pH突躍。H2A兩步解離的兩個H3O+均可被準確滴定,選擇合適的指示劑,可以確定兩個終點。2022/12/2970(1)Ka1(H2A)/Ka2022/12/2971(2)Ka1(H2A)/Ka2(H2A)≥104,
Ka1·
c1(H2A)≥10-8,Ka2·
c2(H2A)<10-8
,H2A可被分步滴定。但第二化學計量點附近沒有明顯的突躍,H2A的第二步解離不能準確滴定。H2A只能準確滴定至第一化學計量點。2022/12/2971(2)Ka1(H2A)/Ka22022/12/2972(3)Ka1(H2A)/Ka2(H2A)<104,且Ka1·c1(H2A)≥10-8,Ka2·c2(H2A)≥10-8,在第一化學計量點時溶液的pH沒有明顯的突躍H2A不能分步滴。又Ka1·c1(H2A)≥10-8,Ka2·c2(H2A)≥10-8,H2A兩步解離的H3O+均可準確滴定。H2A只能按二元酸一次滴定,在第二化學計量點附近形成一個pH突躍。2022/12/2972(3)Ka1(H2A)/Ka22022/12/2973(4)Ka1(H2A)/Ka2(H2A)<104,且Ka1·c1(H2A)≥10-8,Ka2·c2(H2A)<10-8,在第一化學計量點時的溶液的pH沒有明顯的突躍,H2A不能分步滴。在第二化學計量點時溶液的pH也沒有明顯的變化。因此,H2A不能被準確滴定。2022/12/2973(4)Ka1(H2A)/Ka2(2022/12/2974以0.1000mol·L-1HCl溶液滴定0.05000mol·L-1Na2CO3溶液為例,討論如下:(圖13-6)0.1000mol·L-1HCl滴定0.05000mol·L-1Na2CO3滴定反應分兩步進行: (1)CO32-+H3O+
?HCO3-+H2O (2)HCO3-+H3O+?H2CO3+H2O解離常數(shù)分別為:2022/12/2974以0.1000mol·L-1HCl2022/12/2975 Kb1=KW/Ka2=1.00×l0-14/(4.68×l0-11)=2.14×10-4
Kb2=KW/Ka1=1.00×l0-14/(4.47×l0-7)
=2.24×10-8對于0.05000mol·L-1Na2CO3溶液,由于Kb1·cB≥10-8
,Kb2·cB≈10-8
,Kb1/Kb2≈104,滴定曲線出現(xiàn)兩個突躍,即有兩個計量點。第一計量點時的產物為NaHCO3,此時溶液的近似pH值為:2022/12/2975 Kb1=KW/Ka2=1.00×l2022/12/2976可選擇酚酞作指示劑。若使用甲酚紅-百里酚藍混合指示劑指示終點,則可減少誤差。第二計量點的產物是H2CO3,它在溶液中主要是以CO2形式存在,其飽和溶液的濃度為0.040mol·L-1(25℃),此時溶液的酸度為pH=3.87 可選用甲基橙作指示劑。2022/12/2976可選擇酚酞作指示劑。2022/12/2977圖13-60.1000mol·L-1HCl滴定0.05000mol·L-1Na2CO32022/12/2977圖13-60.1000mol2022/12/2978以0.1000mol·L-1NaOH滴定0.1000mol·L-1H3PO4為例,其滴定反應分三步進行:H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2ONaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2ONa2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2O由于H3PO4的Ka1·c(A1)≥10-8和Ka2·c(A2)≥10-8,且Ka1/Ka2>104和Ka2/Ka3>104,但Ka3·c(A)<10-8,所以其滴定曲線(見圖13-7)上的滴定突躍只有兩個而不是三個,第三步反應的滴定突躍不明顯。2022/12/2978以0.1000mol·L-1Na2022/12/2979在第一計量點時,溶液中只有兩性物質NaH2PO4,此時溶液的pH值為:因此,滴定時可選用甲基紅作指示劑。在第二計量點時,溶液中只有兩性物質Na2HPO4,此時溶液的pH值為:因此,滴定時可選用百里酚酞作指示劑。2022/12/2979在第一計量點時,溶液中2022/12/2980圖13-70.1000mol·L-1NaOH滴定0.1000mol·L-1H3PO42022/12/2980圖13-70.1000mo2022/12/2981多元堿的滴定與多元酸類似,當Kb1/Kb2>104,Kb1
·
c1(B)≥10-8,Kb2
·
c2(B)≥10-8時,可以分步準確滴定。多元堿的滴定(略)2022/12/2981多元堿的滴定與多元酸2022/12/2982三、酸堿標準溶液的配制與標定把性質穩(wěn)定且純度高,能直接配制標準溶液的物質稱為一級標準物質(又稱基準物質)。作為一級標準物質必須具備下列條件:1.物質的組成應與它的化學式完全符合,若有結晶水,結晶水的組成也必須與化學式相符合。2.物質純度高(≥99.9﹪)。3.物質性質穩(wěn)定。4.物質按化學計量關系進行反應,沒有副反應發(fā)生。5.物質最好有較大的摩爾質量。2022/12/2982三、酸堿標準溶液的配制與標定2022/12/2983(一)鹽酸溶液的配制與標定
由于濃鹽酸具有揮發(fā)性,所以先配成近似所需濃度(一般為0.1mol·L-1)的溶液,然后用一級標準物質無水碳酸鈉(Na2CO3)或硼砂(Na2B4O7·10H2O)進行標定。由于硼砂的摩爾質量較大,稱量的相對誤差較小。用硼砂標定HCl溶液時,其反應式為Na2B4O7+2HCl+5H2O?4H3BO3+2NaCl在計量點時,則有:2022/12/2983(一)鹽酸溶液的配制與標定由于濃2022/12/2984n(HCl)=n(Na2B4O7·10H2O)c(HCl)·V(HCl)=由于計量點的pH=5.1,所以可選用甲基紅作指示劑。
2022/12/2984n(HCl)=n(Na2B4O7·12022/12/2985因氫氧化鈉有很強的吸濕性,且易吸收空氣中的CO2,所以也只能先配成近似于所需濃度(約為0.1mol·L-1)的溶液,然后用草酸(H2C2O4·2H2O)或鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)作一級標準物質進行標定。鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)純度高、穩(wěn)定、摩爾質量較大,所以是標定NaOH溶液較好的一級標準物質,其反應式為KHC8H4O4+NaOH=KNaC8H4O4+H2O計量點的pH值約為9.1,可用酚酞作指示劑。(二)氫氧化鈉溶液的配制與標定2022/12/2985因氫氧化鈉有很強的吸濕性,且易吸收空2022/12/2986四、酸堿滴定法應用對于強酸和強堿,Ka·ca/cΘ≥10-8的弱酸、Kb·cb/cΘ
≥10-8的弱堿都可以用強堿或強酸標準溶液進行滴定,從而測定其含量。食醋中含有大約為30g·L-1~50g·L-1的醋酸、乳酸等有機酸,食醋總酸度的測定結果通常以HAc來表示。用NaOH標準溶液測定時的反應式為:(一)食醋中總酸度的測定2022/12/2986四、酸堿滴定法應用對于強酸和強堿2022/12/2987 HAc+NaOH=NaAc+H2O食醋中HAc的含量可通過下式求得式中ρ(HAc)為HAc的質量濃度(g·L-1),c(NaOH)和V(NaOH)為NaOH標準溶液的濃度(mol·L-1)和體積(L),M(HAc)為HAc的摩爾質量(g·mol-1),V(食醋)為每次滴定所用市售食醋的實際用量(L)。2022/12/2987 HAc+NaOH=NaAc+2022/12/2988(二)小蘇打片中碳酸氫鈉含量的測定臨床上常用的小蘇打片是碳酸氫鈉加淀粉等輔料壓制而成。用HCl標準溶液滴定NaHCO3的反應為NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑計量點的pH值為3.87,選用甲基橙作指示劑,溶液的顏色由黃變橙即達終點。小蘇打片中NaHCO3的含量可通過下式求得:2022/12/2988(二)小蘇打片中碳酸氫鈉含量的測定2022/12/2989式中ω(NaHCO3)表示NaHCO3的質量分數(shù),c(HCl)和V(HCl)為HCl標準溶液的濃度(mol·L-1)和體積(L),M(NaHCO3)為NaHCO3的摩爾質量(g·mol-1),m(小蘇打片)表示每次滴定所用小蘇打片的質量(g)。
例題2022/12/2989式中ω(NaHCO3)表示NaHCO2022/12/2990例13-6將0.1965g含Na2CO3的NaOH試樣,用0.1000mol·L-1HCl標準溶液滴定至酚酞變色,消耗24.08mLHCl標準溶液;繼續(xù)滴定至甲基橙變色,消耗12.04mLHCl標準溶液。計算試樣中Na2CO3和NaOH的質量分數(shù)。解:Na2CO3和NaOH的摩爾質量分別為106.0g·mol-1和40.00g·mol-1。Na2CO3和NaOH的質量分數(shù)分別為:2022/12/2990例13-6將0.1965g2022/12/29912022/12/29912022/12/2992第四節(jié)氧化還原滴定法一、高錳酸鉀法二、碘量法2022/12/2992第四節(jié)氧化還原滴定法一、高錳酸2022/12/2993一、高錳酸鉀法高錳酸鉀作氧化劑可直接滴定還原性物質,如Fe2+、H2O2、C2O42-等;也可用返滴定法測定一些不能用高錳酸鉀溶液直接滴定的物質,例如,測定Ca2+時,可先將Ca2+沉淀為CaC2O4,再用稀H2SO4將沉淀溶解,然后用KMnO4標準溶液滴定溶液中的C2O42-,即可間接求得Ca2+的含量。 高錳酸鉀本身呈紫紅色,只要MnO4-的濃度達到2×10-6mol·L-1就能顯示其鮮明的顏色,其還原產物Mn2+幾乎無色,用它滴定無色或淺色溶液時,一般不需要指示劑。2022/12/2993一、高錳酸鉀法高錳酸鉀作氧化劑可直2022/12/2994(一)高錳酸鉀標準溶液的配制只能用間接法配制一般是先配成近似濃度的溶液,將配好的溶液加熱近沸,并保持微沸1小時,使KMnO4溶液濃度達到穩(wěn)定,然后放置2—3天,由于高錳酸鉀的氧化性強,不能用濾紙過濾,可用燒結的玻璃漏斗過濾,以除去二氧化錳,最后置于棕色玻璃瓶中儲存。KMnO4溶液濃度通常配成約0.02mol·L-1,待KMnO4溶液濃度完全穩(wěn)定后再用一級標準物質進行標定。2022/12/2994(一)高錳酸鉀標準溶液的配制只能2022/12/2995(二)高錳酸鉀溶液的標定標定KMnO4溶液的一級標準物質有:Na2C2O4、(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O、H2C2O4·2H2O、(NH4)2C2O4、純鐵絲等。草酸鈉最常用。在酸性條件下,KMnO4與Na2C2O4發(fā)生下列反應:2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4 =2MnSO4+10CO2+K2SO4+5Na2SO4+8H2O2022/12/2995(二)高錳酸鉀溶液的標定2022/12/2996滴定時應注意以下幾點:1.溫度在常溫下,上述反應速率較慢,通常需加熱到75~85℃,并趁熱滴定。2.酸度上述反應需在酸性介質中進行,通常是用硫酸控制溶液酸度,避免使用鹽酸或硝酸溶液,因Cl-具有還原性,可與MnO4-作用,而HNO3具有氧化性,可能會氧化被滴定的還原性物質。3.滴定速率上述反應為自動催化反應,滴定開始后溶液中會產生少量的Mn2+,Mn2+能催化反應,使其反應速率大大加快。4.滴定終點反應完全后過量一滴高錳酸鉀溶液會使溶液呈微紅色,若在30秒內不褪色,即達到滴定終點。2022/12/2996滴定時應注意以下幾點:1.溫度2022/12/2997標定:準確稱取mgNa2C2O4,置于250mL錐形瓶中,加入30mL蒸餾水使之溶解,再加入10mL3mol·L-1硫酸。加熱至75~85℃,并趁熱用KMnO4溶液滴定至30秒內不褪色,即為滴定終點,記下KMnO4溶液消耗體積,平行測定三次。按下式計算KMnO4溶液的濃度:2022/12/2997標定:準確稱取mgNa2C22022/12/2998(三)高錳酸鉀法的應用1.H2O2的測定雙氧水的主要成分為H2O2,具有殺菌、消毒、漂白等作用,市售商品一般為30%或3%水溶液,由于雙氧水不穩(wěn)定,常加入少量乙酰苯胺等作為穩(wěn)定劑。由于雙氧水既有氧化性又有還原性。在酸性溶液中,H2O2能還原MnO4-,并釋放出O2,其反應為:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4
?
2MnSO4+K2SO4+5O2+8H2O
2022/12/2998(三)高錳酸鉀法的應用1.H2O2022/12/2999可用KMnO4標準溶液直接滴定。根據(jù)反應式,反應達計量點時,有下列關系式中c(KMnO4)和c(H2O2)分別為KMnO4標準溶液和待測的H2O2溶液的濃度(mol·L-1),V(KMnO4)為消耗的KMnO4標準溶液的體積,V(H2O2)為量取的H2O2溶液體積,單位相同,一般均為mL。2022/12/2999可用KMnO4標準溶液直接滴定。根據(jù)2022/12/291002.化學需氧量(COD)的測定COD指水體中還原性物質所消耗氧化劑的總量,拆算為氧的質量濃度(mg·L-1)來表示,它是衡量水體受還原性物質(主要是有機物)污染程度的綜合性指標。測定方法:在水樣中加入H2SO4及過量的已知準確濃度的KMnO4溶液,置于沸水浴中加熱,使水樣中的還原性物質與過量的KMnO4完全反應。加入過量的Na2C2O4與剩余的KMnO4反應,再以KMnO4標準溶液返滴定剩余的Na2C2O4,即可計算出化學需氧量。該法主要用于地表水、飲用水和生活污水的COD測定。2022/12/291002.化學需氧量(COD)的測定2022/12/29101二、碘量法碘量法是以I2的氧化性和I-的還原性為基礎的滴定分析方法,碘量法可分為:直接碘量法和間接碘量法。直接碘量法是利用還原性物質可直接與I2反應來進行滴定的方法,如S2-、SO32-、Sn2+、S2O32-等等。間接碘量法是由于被測定的物質具有氧化性,需要先使其與過量的I-作用,使一部分I-被定量的氧化成I2,然后用Na2S2O3標準溶液滴定所生成的I2,即可求出這些氧化性物質的物質的量,這種采用間接滴定的方法可測定一些具有氧化性的物質,如ClO3-、CrO42-、MnO4-、MnO2、Cu2+等。2022/12/29101二、碘量法碘量法是以I2的氧化性2022/12/29102碘標準溶液的配制和標定標定配成的碘溶液,常用Na2S2O3標準溶液進行標定。標定時應注意Na2S2O3標準溶液的配制與標定:1.由于水中的CO2、O2和微生物能分解和氧化Na2S2O3,使Na2S2O3水溶液不穩(wěn)定,因此要用新煮沸過的冷蒸餾水來配制,同時加入少量的Na2CO3作穩(wěn)定劑,使pH值保持在9~10,放置8-9天后才進行滴定。2.常用于標定Na2S2O3的物質為K2Cr2O7。在酸性條件下,K2Cr2O7與KI作用生成I2,再用Na2S2O3溶液滴定。2022/12/29102碘標準溶液的配制和標定標定配成的2022/12/29103K2Cr2O7+6KI+14HCl?2CrCl3+3I2+8KCl+7H2OI2+2Na2S2O3
?2NaI+Na2S4O6計量點時,則:n(K2Cr2O7)=1/6n(Na2S2O3)式中,m為K2Cr2O7的質量(g),M(K2Cr2O7)為K2Cr2O7的摩爾質量(g·mol-1),V(Na2S2O3)為滴定時消耗的Na2S2O3溶液體積(L)。2022/12/29103K2Cr2O7+6KI+14HC2022/12/29104碘量法的應用維生素C的含量的測定維生素C(C6H8O6)又稱抗壞血酸(ascorbicacid),具有較強的還原性,能與碘反應生成脫氫抗壞血酸(C6H6O6),其反應式為:2022/12/29104碘量法的應用維生素C的含量的測2022/12/29105滴定時注意:1.加入一些HAc,使溶液保持一定的酸度,因為在堿性溶液中維生素C易被空氣氧化;2.滴定速率快一些,以防維生素C被空氣氧化,使測定結果的誤差增大。3.維生素C和I2反應的計量關系為n(C6H8O6)=n(I2)可據(jù)此計算維生素C的含量。2022/12/29105滴定時注意:1.加入一些HAc2022/12/29106第五節(jié)螯合滴定
一、螯合滴定的原理三、EDTA標準溶液的配制與標四、EDTA滴定法的應用二、金屬指示劑2022/12/29106第五節(jié)螯合滴定一、螯合滴定的原2022/12/29107螯合滴定法是以配位反應為基礎、以螯合劑為標準溶液的滴定分析方法。能用于滴定分析的無機配位劑并不多,廣泛應用的是有機配位劑。有機配位劑大多是多齒配體,能與金屬離子形成穩(wěn)定性很高的螯合個體,很少有逐級配位現(xiàn)象。目前使用最多的有機配位劑是氨羧配位劑,其中應用最廣泛的是乙二胺四乙酸(簡稱EDTA)。以EDTA為滴定劑的配位滴定法稱為EDTA滴定法,通常所說的配位滴定法主要指EDTA滴定法。一、螯合滴定的基本概念2022/12/29107螯合滴定法是以配位反應為基礎、以螯2022/12/29108在水溶液中,EDTA兩個羧基上的H+轉移到兩個N上,形成雙偶極離子:EDTA的分子式常用H4Y表示。由于EDTA在水中的溶解度較小,故通常使用的是它的二鈉鹽Na2H2Y.2H2O,簡稱為EDTA或EDTA二鈉鹽。EDTA在水溶液中總是以H6Y2+,H5Y+,H4Y,H3Y-,H2Y2-,HY3-和Y4-七種型體存在。2022/12/29108在水溶液中,EDTA兩個羧基上2022/12/29109EDTA與金屬離子形成的配位個體具有如下一些特點:EDTA與金屬形成的配位個體的穩(wěn)定性高,而且反應速率較快。EDTA與金屬離子形成的配位個體的配位比大多為1:1,沒有逐級配位現(xiàn)象。EDTA與金屬離子所形成的配位個體易溶于水。EDTA與無色金屬離子生成無色的配位個體,與有色金屬離子一般生成顏色更深的螯合個體。2022/12/29109EDTA與金屬離子形成的配位個體2022/12/29110影響螯合滴定的因素1.酸堿效應2.配位效應2022/12/29110影響螯合滴定的因素1.酸堿效應2.2022/12/29111二、金屬指示劑金屬指示劑是一些有機染料,能與金屬離子形成與游離指示劑顏色不同的有色配位個體,因而能指示出滴定過程中金屬離子濃度的變化情況。2022/12/29111二、金屬指示劑金屬指示劑是一些有機2022/12/291121.金屬指示劑必須具備下列條件:(1)指示劑本身的顏色與指示劑和金屬離子形成的配合物的顏色要有顯著區(qū)別。(2)指示劑與金屬離子形成的指示劑配合物,既要有足夠的穩(wěn)定性,一般要求KS(MIn)>104,又要略低于金屬離子與EDTA形成的配位個體的穩(wěn)定性。要求KS(MY)/KS(MIn)>102。(3)指示劑與金屬離子的顯色反應要靈敏、迅速,且有良好的可逆性。2022/12/291121.金屬指示劑必須具備下列條件:2022/12/29113
鉻黑T為弱酸性偶氮染料,可用符號NaH2In表示,水溶液中存在下列解離平衡:①在pH<6.3時,鉻黑T顯紫紅色;②在pH為6.3~11.6時,鉻黑T顯藍色。③鉻黑T可作為測定Zn2+、Ca2+、Mg2+等離子時 的指示劑。2022/12/29113鉻黑T為弱酸性偶氮染料2022/12/29114鉻黑T(BET)的結構式NaH2In2022/12/29114鉻黑T(BET)的結構式NaH2I2022/12/291152.變色原理(以EDTA滴定Mg2+為例):滴定前:Mg2++HIn2-=H++MgIn-(紅色)滴定過程中:Mg2++HY3-=MgY2-+H+ 溶液為紅色終點時:MgIn-+HY3-=MgY2-+HIn2-
(紅色)(藍色)終點時由紅色變?yōu)樗{色
2022/12/291152.變色原理(以EDTA滴定Mg22022/12/29116(一)EDTA標準溶液的配制
EDTA標準溶液一般采用間接法進行配制,即先配制成接近所需濃度的溶液,然后再用基準物質進行標定。標定EDTA溶液的基準物質有Zn,ZnO,CaO,CaCO3,ZnSO4等。三、EDTA標準溶液的配制與標定(二)鋅標準溶液準確稱取一定量分析純鋅粒,用鹽酸溶解后直接配制。也可用分析純ZnSO4直接配制。2022/12/29116(一)EDTA標準溶液的配制三2022/12/29117(三)EDTA標準溶液的標定移取鋅標準溶液25.00mL于250ml錐形瓶中,逐滴加入1:1NH3·H2O溶液至開始出現(xiàn)Zn(OH)2白色沉淀為止,再依次加入10mLpH=10的氨性緩沖溶液,20mL蒸餾水,少許(約0.1g)鉻黑T指示劑,搖勻。然后用待標定的EDTA溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色,記下所消耗的EDTA溶液的體積。平行測定三次,計算EDTA溶液的濃度:2022/12/29117(三)EDTA標準溶液的標定移2022/12/29118用EDTA標準溶液可以直接滴定許多金屬離子,廣泛應用于鈣鹽、鎂鹽、鋁鹽和鉍鹽等藥物含量的測定。含鈣的藥物比較多,如氯化鈣、乳酸鈣和葡萄糖酸鈣等,藥典多采用EDTA標準溶液測定其含量。(一)水的總硬度的測定含有較多鈣鹽和鎂鹽的水稱為硬水,水的硬度是按水中Ca2+、Mg2+折合成CaO來計算,每升H2O中含10mgCaO為1度(1°)。測定水的硬度就是測定水中Ca2+、Mg2+的含量。四、螯合滴定法的應用2022/12/29118用EDTA標準溶液可以直接滴定2022/12/29119一般把小于4°的水稱為很軟的水,4o~8o稱為軟水,8°~16°稱為中等硬水,16o~32o稱為硬水,大于32o稱為很硬的水。生活用水的總硬度一般不超過25o,各種工業(yè)用水對硬度有不同的要求。水的硬度是水質的一項重要的指標,經常飲用高硬度的水與結石的形成有關,因此測定水的硬度具有重要的意義。2022/12/29119一般把小于4°的水稱為很軟的水,42022/12/29120水的總硬度的測定,準確移取水樣100.0ml于250mL錐形瓶中,加入10mlpH=10的氨性緩沖溶液,少許(約0.1g)鉻黑T指示劑,搖勻。用EDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色,記錄EDTA溶液的體積。平行測定三次,計算水中總硬度:2022/12/29120水的總硬度的測定,準確移取水樣102022/12/29121含鈣類的藥物(氯化鈣,乳酸鈣和葡萄糖酸鈣等),測定其鈣的含量時,準確稱取一定量鈣類藥物試樣,加NH3-NH4Cl緩沖液調節(jié)pH≈10,以鉻黑T為指示劑,用EDTA標準溶液進行滴定,含鈣類藥物的質量分數(shù)計算如下(二)測定含鈣類的藥物例題2022/12/29121含鈣類的藥物(氯化2022/12/29122例13-7
稱取0.5500g葡萄糖酸鈣(C12H22O14Ca.H2O)試樣,溶于水,用0.04985mol·L-1EDTA標準溶液滴定,用去24.50mL。計算試樣中葡萄糖酸鈣的質量分數(shù)。試樣中葡萄糖酸鈣的質量分數(shù)為:解:葡萄糖酸鈣與EDTA反應生成CaY2-,EDTA與葡萄糖酸鈣之間的計量關系為:2022/12/29122例13-7稱取0.55002022/12/29123本章作業(yè):4、6、12、152022/12/29123本章作業(yè):4、6、12、152022/12/29124第十三章滴定分析法第一節(jié)滴定分析法概述第三節(jié)酸堿滴定法第二節(jié)分析結果的誤差和有效數(shù)字第四節(jié)氧化還原滴定法第五節(jié)螯合滴定2022/12/291第十三章滴定分析法第一節(jié)滴定2022/12/29125第一節(jié)滴定分析法概述一、滴定分析概念與術語二、滴定分析反應的條件三、滴定分析的操作程序四、滴定的計算2022/12/292第一節(jié)滴定分析法概述一、滴定2022/12/29126一、滴定分析概念與術語滴定分析法:將一種已知準確濃度的標準溶液滴加到分析組分溶液中,直到滴定反應定量完成為止,然后根據(jù)標準溶液的濃度和消耗的體積,求算分析組分含量的一類分析方法稱為滴定分析法。
標準溶液(standardso1ution)或滴定劑(titrant)是已知準確濃度的溶液。試樣(sample)指被分析的物質。2022/12/293一、滴定分析概念與術語滴定分析法:將2022/12/29127滴定(titration)是指滴定分析中,用滴定管把標準溶液滴加到待測組分溶液中的全部操作過程?;瘜W計量點(stoichiometricpoint)指標準溶液與待測組分根據(jù)化學反應的定量關系恰好反應完全時即為化學計量點,簡稱計量點,或稱滴定反應的理論終點。2022/12/294滴定(titration)是指滴定分析2022/12/29128滴定終點(endpointofthetitration)指滴定至指示劑顏色變化停止滴定時稱為滴定終點。滴定終點與計量點愈吻合,分析結果愈準確。滴定誤差(titrationerror)就是化學計量點與滴定終點不一致而造成的誤差。滴定分析誤差的大小除了與滴定反應的完全程度有關外,還與指示劑的選擇恰當與否有關。2022/12/295滴定終點(endpointoft2022/12/29129二、滴定分析反應的條件1.反應必須按確定的反應式進行,無副反應,這是定量計算的基礎。2.反應必須定量地進行完全。3.反應必須迅速完成,如果反應速率較慢,可通過加熱或加催化劑來加快反應速率。4.必須有適當、簡便的方法來確定滴定終點。2022/12/296二、滴定分析反應的條件1.反應必須按確2022/12/29130三、滴定分析的操作程序滴定分析一般過程包括:標準溶液的配制、標準溶液的標定、分析組分含量測定三個步驟。滴定分析法的特點為操作簡單、快速,有足夠的準確度。常用于臨床檢驗和醫(yī)療衛(wèi)生分析中。滴定分析法主要用于測定常量組分,即分析組分的含量一般大于1﹪或取試樣質量大于0.1g,體積大于10ml。2022/12/297三、滴定分析的操作程序滴定分析一般過2022/12/29131溶液配制方法:1.直接配制法標準溶液的配制方法分為直接配制法和間接配制法。如果試劑穩(wěn)定性高又易于純制,則用直接法配制。即準確稱取一定量的該試劑,溶解后轉移至容量瓶中,加水稀釋至刻線,直接配得準確濃度的標準溶液。我們把能用于直接配制準確濃度的標準溶液的物質,稱為一級標準物質。2022/12/298溶液配制方法:1.直接配制法2022/12/29132如果試劑不穩(wěn)定或不夠純,則需用間接法配制,即先粗配成所需濃度的溶液,然后用一級標準物質或其它標準溶液測定其準確濃度。我們把利用一級標準物質或其它標準溶液來確定溶液準確濃度的操作過程,稱為標定。2.間接配制法一級標準物質必須具備以下條件:①物質的組成與其化學式完全一致;②純度一般應在99.9%以上;③在一般條件下性質很穩(wěn)定;④反應時要按反應式定量進行;⑤最好有較大的摩爾質量。2022/12/299如果試劑不穩(wěn)定或不夠純,則需用間接法配2022/12/29133四、滴定的計算對于任一滴定反應aA+bB=dD+eEA、B
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