第二章 滴定分析课件.ppt

1第二章第二章 滴定分析滴定分析 第一节第一节 概述概述问题问题 滴定分析是怎样一种定量分析滴定分析是怎样一种定量分析方法方法？具有什么具有什么特点特点？根据滴定反应的类型滴？根据滴定反应的类型滴定分析分为那几类？是否所有的化学反定分析分为那几类？是否所有的化学反应都可用于滴定分析？适用于滴定分析应都可用于滴定分析？适用于滴定分析的反应应具备那些的反应应具备那些条件条件？进行滴定分析？进行滴定分析时，滴定分析时，滴定分析方式方式有那些？有那些？2一、滴定分析法的名词术语一、滴定分析法的名词术语 HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3 滴定管滴定管 化学计量点化学计量点(sp) 滴定剂滴定剂 标准滴定溶液标准滴定溶液 指示剂指示剂 滴定终点滴定终点(ep) 被滴定溶液被滴定溶液 终点误差终点误差(Et) 将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶液将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶液 中，直至所加溶液物质的量按化学计量关系恰好反中，直至所加溶液物质的量按化学计量关系恰好反应完全，然后根据所加标准溶液的浓度和所消耗的应完全，然后根据所加标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出被测物质含量。体积，计算出被测物质含量。 3二、滴定分析法分类二、滴定分析法分类1.酸碱滴定法酸碱滴定法 H+OH-H2O2.配位滴定法配位滴定法 Mn+Y4- MY（4-n）3.氧化还原滴定法氧化还原滴定法 Cr2O72-+6Fe2+ 2Cr3+6Fe3+7 H2O4.沉淀滴定法沉淀滴定法 Ag+Cl- AgCl4三、滴定分析法对滴定反应的要求三、滴定分析法对滴定反应的要求1. 按一定的反应式按一定的反应式定量定量进行进行(99.9%以上以上)； 2. 快快(或可加热、催化剂或可加热、催化剂)； 3. 有适当的方法有适当的方法确定终点确定终点(指示剂指示剂)。满足上述要求的反应都可采用直接滴定法。满足上述要求的反应都可采用直接滴定法。 5四、滴定方式四、滴定方式1.直接滴定法：直接滴定法：能满足滴定反应基本条件的可使用，即可用标准滴能满足滴定反应基本条件的可使用，即可用标准滴定溶液直接滴定被测物。例如：定溶液直接滴定被测物。例如： NaOH + HCl = NaCl + H2O2.返滴法返滴法（1）适用范围：滴定反应速度慢、无合适指示剂）适用范围：滴定反应速度慢、无合适指示剂（2）方法：准确加入过量的标准溶液）方法：准确加入过量的标准溶液A，在一定条件下使其与试，在一定条件下使其与试样完全反应，再用标准溶液样完全反应，再用标准溶液B滴定反应后剩余的标准溶液滴定反应后剩余的标准溶液A，通，通过计算求得待测物的含量。过计算求得待测物的含量。 如如 CaCO3+HCl(过量过量)NaOH63、置换滴定法、置换滴定法（1）适用范围：滴定反应不能按一定的反应式进）适用范围：滴定反应不能按一定的反应式进行或有副反应时可采用行或有副反应时可采用（2）方法：加入适当的试剂与被测物反应并定量）方法：加入适当的试剂与被测物反应并定量置换出相当量的另一物质，再用标准滴定溶液滴置换出相当量的另一物质，再用标准滴定溶液滴定。如定。如用用K2Cr2O7标定标定Na2S2O3(+KI)74、间接滴定法、间接滴定法1）适用范围：不能与滴定剂直接起反应时可采用）适用范围：不能与滴定剂直接起反应时可采用2）方法：通过另外的反应以滴定法间接测定组分）方法：通过另外的反应以滴定法间接测定组分含量。如含量。如 Ca2+ CaC2O4(s) H2C2O4KMnO48（1）终点误差是滴定分析的主要误差来源之一，它的大小）终点误差是滴定分析的主要误差来源之一，它的大小主要取决于滴定主要取决于滴定反应完全的程度反应完全的程度和和指示剂的选择指示剂的选择是否适是否适当。当。（2）滴定分析特点（与重量分析比较）滴定分析特点（与重量分析比较）n操作简便、迅速。操作简便、迅速。n准确度高，相对误差在准确度高，相对误差在0.10.10.2%0.2%左右。主要用于测定含左右。主要用于测定含量量1%1%以上的物质。以上的物质。（3 3）不同滴定方式的合理应用扩展了滴定分析的范围。）不同滴定方式的合理应用扩展了滴定分析的范围。小结小结9第二节第二节 基准物质和标准滴定溶液基准物质和标准滴定溶液 问题问题 滴定分析中，标准滴定溶液的浓度和用滴定分析中，标准滴定溶液的浓度和用量是计算待测组分含量的主要依据。应如何量是计算待测组分含量的主要依据。应如何规范配制标准滴定溶液？使用何种试剂配制？规范配制标准滴定溶液？使用何种试剂配制？它的浓度如何确定？怎么表示它的浓度如何确定？怎么表示？10一、标准溶液和基准物质一、标准溶液和基准物质 1.标准溶液：标准溶液：是指一种已知准确浓度的溶液。并非任何试剂是指一种已知准确浓度的溶液。并非任何试剂都可以用来直接配制标准溶液。都可以用来直接配制标准溶液。 2.基准物质基准物质：可用于直接配制标准滴定溶液或标定溶液浓度：可用于直接配制标准滴定溶液或标定溶液浓度的物质的物质. （1）常用的基准物有）常用的基准物有KHC8H4O4（邻苯二甲酸氢钾）、（邻苯二甲酸氢钾）、H2C2O42H2O、Na2 CO3、K2Cr2O7、NaCl、CaCO3、金属锌等。金属锌等。 基准物在使用前必须以适宜方法进行干燥处理并妥善保存基准物在使用前必须以适宜方法进行干燥处理并妥善保存11 2.基准物质基准物质（2）基准物质应具备的条件）基准物质应具备的条件n组成恒定并与化学式相符。组成恒定并与化学式相符。n纯度足够高（达纯度足够高（达99.9%以上）。以上）。n性质稳定。性质稳定。n有较大的摩尔质量。有较大的摩尔质量。n参加滴定反应时，按反应式定量进行，没有副参加滴定反应时，按反应式定量进行，没有副反应。反应。12二、标准滴定溶液的制备标准滴定溶液的制备（按（按GB/T601-2002规定规定进行）进行）1.直接配制法直接配制法 选择、处理选择、处理基准试剂基准试剂按所需要求浓度和配制的按所需要求浓度和配制的体积计算出所配制溶液所需要的物质的质量体积计算出所配制溶液所需要的物质的质量用用分析天平称量分析天平称量用三级水溶解用三级水溶解定量转移至定量转移至容量容量瓶瓶稀至标线稀至标线摇匀摇匀贮存贮存贴标签（贴标签（计算浓计算浓度度）.如如 K2Cr2O7 、KBrO3可直接配制可直接配制13二、标准滴定溶液的制备标准滴定溶液的制备 2.标定法标定法（1）第一步：配制与所需浓度相近浓度的溶液）第一步：配制与所需浓度相近浓度的溶液n选选AR级试剂级试剂计算用量计算用量在台称上称出在台称上称出用烧用烧杯、量筒配制成一定体积的溶液。杯、量筒配制成一定体积的溶液。n注意注意：所配溶液浓度与所需浓度相对误差不得大：所配溶液浓度与所需浓度相对误差不得大于于5%。14二、标准滴定溶液的制备（续）标准滴定溶液的制备（续） 2.标定法标定法（2）第二步：浓度标定）第二步：浓度标定n方法方法1：基准物标定法（直接标定）：基准物标定法（直接标定）n方法方法2：比较法（间接标定）：比较法（间接标定）n方法方法3：用标样标定：用标样标定15二、标准滴定溶液的制备（续）标准滴定溶液的制备（续） 2.标定法标定法 （2）第二步：浓度标定）第二步：浓度标定 方法方法1：基准物标定法：基准物标定法n选二级基准试剂选二级基准试剂预处理预处理准确称取一定量（以消耗标液准确称取一定量（以消耗标液3040mL为界限估算）为界限估算）滴定滴定记录记录计算计算平行测平行测4次次复核（复核（4次）次）贴上标签。贴上标签。n要求平行要求平行4次测定极差次测定极差/平均值平均值0.1%。16二、标准滴定溶液的制备（续）标准滴定溶液的制备（续） 2.标定法标定法 （2）第二步：浓度标定）第二步：浓度标定方法方法2：比较法：比较法n取一定体积已知浓度的标液取一定体积已知浓度的标液以待标液滴定以待标液滴定记录记录计计算。算。n注意注意：若标准中规定：若标准中规定“标定标定”“”“比较比较”两种方法测定浓两种方法测定浓度时，不得略去其中任何一种，二种方法测得的浓度之度时，不得略去其中任何一种，二种方法测得的浓度之差与平均值勤之比，不得大于差与平均值勤之比，不得大于0.2%，最后以标定结果为，最后以标定结果为准准17二、标准滴定溶液的制备（续）标准滴定溶液的制备（续） 2.标定法标定法（2）第二步：浓度标定）第二步：浓度标定方法方法3：用标样标定：用标样标定 为消除共存元素对滴定的影响，也可选为消除共存元素对滴定的影响，也可选用与被分析试样组成相似的用与被分析试样组成相似的“标准试样标准试样”来来标定标准溶液的浓度标定标准溶液的浓度。 18三、标准滴定溶液浓度表示方法三、标准滴定溶液浓度表示方法1.物质的量浓度物质的量浓度 （1）定义定义：指：指1L溶液中所含有溶质的物质的量。溶液中所含有溶质的物质的量。（2）表示方法：）表示方法：符号符号 c(B) ； 单位单位mol/L c(B) nB/V注意！注意！ 表明物质的量浓度时，一定要指明其表明物质的量浓度时，一定要指明其基本单元基本单元 如 c(1/5KMnO4)=0.1000mol/L c(HCl)=0.1012mol/L19三、标准滴定溶液浓度表示方法三、标准滴定溶液浓度表示方法1.物质的量浓度物质的量浓度 （续）（续） （3）标准溶液基本单元的选择）标准溶液基本单元的选择n 酸碱滴定反应中根据酸碱滴定反应中根据质子转移数质子转移数n 氧化还原反应中根据氧化还原反应中根据电子得失数电子得失数 或反应的计量关系来确定。或反应的计量关系来确定。如如 在酸碱反应中常以在酸碱反应中常以NaOH、HCl、1/2H2SO4为基为基本单元本单元 ； 在氧化还原反应中常以在氧化还原反应中常以1/2I2、Na2S2O3、1/5KMnO4、1/6KBrO3等为基本单元。等为基本单元。 20三、标准滴定溶液浓度表示方法三、标准滴定溶液浓度表示方法 2.滴定度滴定度滴定度指每毫升标准滴定溶液相当于被测物质的滴定度指每毫升标准滴定溶液相当于被测物质的质量质量（g 或或mg）。符号符号: TB/A（B是被测物质的化学式是被测物质的化学式）单位：单位： g /ml 或或 mg /ml 如如 0.005585g/mL 注意注意：滴定度是非法定计量单位，但在例行分析中使滴定度是非法定计量单位，但在例行分析中使用较为方便用较为方便。4/KMnOFeT21第三节第三节 滴定分析计算滴定分析计算一、分析化学中常用的量和单位一、分析化学中常用的量和单位物质的量物质的量 n (mol、 mmol)摩尔质量摩尔质量M(gmol-1)物质的量浓度物质的量浓度c(molL-1)质量质量m(g、mg)， 体积体积V(L、mL)质量分数质量分数w(%),质量浓度质量浓度 (gmL-1 、mgmL-1)相对分子量相对分子量Mr、相对原子量、相对原子量Ar必须指明必须指明基本单元基本单元22二、等物质的量规则二、等物质的量规则滴定反应滴定反应：aA+bB=cC+dD 反应达化学计量点时，反应达化学计量点时， 等物质的量规则等物质的量规则如：如：H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O H2SO4 的基本单元的基本单元: 1/2H2SO4 NaOH 的基本单元的基本单元: NaOH 由等物质的量规则得由等物质的量规则得)1()1(AZnBZnAB241()()2H SONaOHnn23二、等物质的量规则（续）二、等物质的量规则（续）MnO4-+ 5Fe2+8H+ = Mn2+5Fe3+4H2OMnO4-的基本单元的基本单元: Fe2+的基本单元的基本单元: Fe2+等物质的量规则等物质的量规则:241( MnO )(Fe)5nn 41MnO5 MnO4-的基本单元的基本单元: Fe2+的基本单元的基本单元: Fe2+等物质的量规则等物质的量规则:241( MnO )(Fe)5nn 41MnO5 MnO4-的基本单元的基本单元: Fe2+的基本单元的基本单元: Fe2+等物质的量规则等物质的量规则:241( MnO )(Fe)5nn 41MnO5 24三、滴定分析计算三、滴定分析计算1.滴定分析计算的一般步骤滴定分析计算的一般步骤写出反应式写出反应式选择标准滴定溶液基本单元选择标准滴定溶液基本单元确定待物基本单元确定待物基本单元根据等物质的量根据等物质的量规则列出计算公式规则列出计算公式252.滴定分析计算实例滴定分析计算实例例例1：配制：配制C（H2SO4）-1的溶液的溶液1升，应如何制升，应如何制备。备。解：浓解：浓H2SO4 w (H2SO4)=98%，(H2SO4)-1n浓浓=n稀稀 设：取浓设：取浓H2SO4 V mL则则LSOHCSOHMWV)21()21(424226滴定分析计算实例（续）滴定分析计算实例（续）例例2：分析草酸试样，：分析草酸试样，m样样=0.1500g,溶于水，溶于水，用用C（NaOH）=0.0900mol/L滴定滴定VNaOH=25.60ml，求求H2C2O4.2H2O含量。含量。解：2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4=Na2C2O4+2H2O H2C2O4基本单元：1/2H2C2O4 W（H2C2O4.2H2O）=样mOHOCHMNaOHVNaOHC)221()()(242227滴定分析计算实例（续）滴定分析计算实例（续）例例3：测大理石中：测大理石中CaCO3含量，称样含量，称样0.2303g，溶于酸，若，溶于酸，若使使Ca2+沉淀为沉淀为CaC2O4再用酸溶解后用再用酸溶解后用KMnO4滴定，已知：滴定，已知：C（1/5KMnO4）-1,VKMnO4=22.30ml。解： Ca2CO3Ca2+C2O42- 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O 1/5KMnO41/2C2O42-1/2CaCO3样mCaCOMVKMnOKMnOCWCaCO)21()51(344328滴定分析计算实例滴定分析计算实例例例4 测（测（NH4）2SO4中中NH3含量，称含量，称1.6160g样，溶解后移样，溶解后移至至250mL容量瓶稀至刻度，移取容量瓶稀至刻度，移取25.00mL，加入过量，加入过量NaOH煮煮沸，加入沸，加入40.00mL C（1/2H2SO4）-1标液中，再用标液中，再用C（NaOH）-1标液滴定，用去标液滴定，用去17.00mL，计算计算NH3含量。含量。 解 2NaOH2NH3H2SO4 H2SO42NaOH2NaOH样mNHMNaOHVNaOHCVOHCNHWSOH)()()()21()(34234229本章小结本章小结1.基本概念基本概念: 滴定法基本术语、滴定分析对反应滴定法基本术语、滴定分析对反应的要求、滴定方式、基准物质、标准滴定溶液的要求、滴定方式、基准物质、标准滴定溶液2.滴定分析计算滴定分析计算: M(Mr)、 m、n、c、V、w、 之间的关系之间的关系 标准溶液的配制与标定标准溶液的配制与标定: 直接法、标定法直接法、标定法 滴定剂滴定剂(nA)与被测物与被测物(nB)的关系的关系: 等物质的量规则等物质的量规则