分析化学滴定分析..ppt

第三章第三章 滴定分析滴定分析1 1、滴定分析法相关名词、滴定分析法相关名词2 2、滴定分析对化学、滴定分析对化学 反应的要求反应的要求3 3、滴定分析分类、滴定分析分类4、标准溶液的配制、标准溶液的配制 及浓度的确定及浓度的确定5 5、标准溶液浓度表示法、标准溶液浓度表示法6、滴定分析中的计算、滴定分析中的计算Titrimetric Analysisn第第1节滴定分析法相关名词节滴定分析法相关名词n定义定义n（）标标准准溶溶液液standard solution：已已知知准准确确浓浓度度的的试试剂溶液（一般达到四位有效数字）剂溶液（一般达到四位有效数字）n（）滴滴定定titration：用用滴滴定定管管向向待待测测溶溶液液中中滴滴加加标标准准溶液的操作过程。溶液的操作过程。n（）化化学学计计量量点点：(stoichiometric point,sp)滴滴加加的的标准溶液与待测组分恰好反应完全的标准溶液与待测组分恰好反应完全的“点点”。n（）滴滴定定终终点点：(end point,ep)指指示示剂剂变变色色，停停止止滴滴定的点。定的点。n（）滴滴定定误误差差（终终点点误误差差）end point error：滴滴定定终终点与化学计量点不符合所产生的误差。点与化学计量点不符合所产生的误差。（6）指示剂）指示剂indicator：在固定的条件时变色，被利用在固定的条件时变色，被利用来指示滴定终点。来指示滴定终点。（7）滴定曲线：）滴定曲线：描绘出滴定过程中溶液（描绘出滴定过程中溶液（pH、pM、电极电位电极电位值）的变化情况，所得的值）的变化情况，所得的V-（pH、pM、电极电位电极电位值）关系曲线。值）关系曲线。（8）滴定分析法：）滴定分析法：滴定到终点后，根据标准溶液的浓滴定到终点后，根据标准溶液的浓度与所消耗的体积，按化学计量关系算出待测组分的含度与所消耗的体积，按化学计量关系算出待测组分的含量的方法。量的方法。n 2特点：特点：n（）测定常量组分含量一般在以上；（）测定常量组分含量一般在以上；n（）准确度较高，相对误差不大于（）准确度较高，相对误差不大于.；n（）简便快速，可测定多种元素；（）简便快速，可测定多种元素；n（4）常作为标准方法使用。常作为标准方法使用。第第2 2节、滴定分析对化学反应的要求节、滴定分析对化学反应的要求n问题：如果不能满足上述全部三点要求，能否滴定呢？(1)反应定量完成反应定量完成 (KMnO4+Na2S2O3)？计量关系明确、无副反应、计量关系明确、无副反应、反应完全（反应完全（99.9%99.9%)以满足滴定要求以满足滴定要求(2)反应速度快反应速度快 (3)有比较简便的方法确定反应终点有比较简便的方法确定反应终点第第3 3节、滴定分析分类节、滴定分析分类1.1.按化学反应类型分类按化学反应类型分类 (1)(1)酸碱滴定法酸碱滴定法:(2)(2)配位滴定法（络合滴定法）配位滴定法（络合滴定法）:(3)(3)沉淀滴定法沉淀滴定法:(4)(4)氧化还原滴定法：氧化还原滴定法：四种滴定的共性与差异？四种滴定的共性与差异？2.2.按滴定方式分类按滴定方式分类(1)(1)直接滴定直接滴定:例例:强酸滴定强碱。强酸滴定强碱。(2)(2)间接滴定：例：氧化还原法测定钙。间接滴定：例：氧化还原法测定钙。(3)(3)返滴定法：例：配位滴定法测定铝。返滴定法：例：配位滴定法测定铝。(4)(4)置换滴定法：例：置换滴定法：例：AlYAlY AlF AlF6 62-2-+Y+Y4-4-ZnYZnY返滴定法（剩余滴定法）返滴定法（剩余滴定法）先准确定量加入过量标准溶液，使与试液中的待测物质或固体试样进行反应，待反应完成以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法适用：反应较慢或难溶于水的固体试样适用：反应较慢或难溶于水的固体试样续续返滴定法返滴定法例1：Al3+定量过量EDTA标液 剩余EDTA ZnZn2+2+标液，标液，EBTEBT 返滴定续返滴定法续返滴定法例2：固体CaCO3+定过量HCl标液 剩余HCl标液 NaOHNaOH标液标液 返滴定置换滴定法置换滴定法置换滴定法置换滴定法 先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质，再用标准溶液去滴定该物质的方法适用：无明确定量关系的反应续续置换滴定法置换滴定法例4：Na2S2O3+K2Cr2O7 S4O62-+SO42-无定量关系 K2Cr2O7+过量KI 定量生成 I2 Na2S2O3标液标液 淀粉指示剂 深蓝色消失 间接法间接法通过另外的化学反应，以滴定法定量进行适用：不能与滴定剂起化学反应的物质适用：不能与滴定剂起化学反应的物质例5：Ca2+CaC2O4沉淀 H H2 2SOSO4 4 KMnO4 KMnO4标液标液标液标液 C2O42-间接测定n直接法n间接法第第4节、标准溶液的配制及浓度的确定节、标准溶液的配制及浓度的确定1.1.标准溶液标准溶液的配制的配制 直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：(1)(1)必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯；一般使用基准试剂或优级纯；(2)(2)物质的组成应与化学式完全相等物质的组成应与化学式完全相等 应避免：（应避免：（1 1）结晶水丢失；）结晶水丢失；（2 2）吸湿性物质潮解；）吸湿性物质潮解；(3)(3)稳定稳定见光不分解，不氧化见光不分解，不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。重铬酸钾可直接配制其标准溶液。间接配制（步骤）：间接配制（步骤）：(1)(1)配制溶液配制溶液 配制成配制成近似近似所需浓度的溶液。所需浓度的溶液。(2)(2)标定标定(standardization)用用基基准准物物或或另另一一种种已已知知浓浓度度的的标标准溶液来滴定。准溶液来滴定。(3)(3)确定浓度确定浓度 由由基基准准物物质质量量（或或体体积积、浓浓度度），计算确定之。计算确定之。2.2.基准物基准物间接法配制的间接法配制的标准溶液的浓度通过基准物来标准溶液的浓度通过基准物来标定标定。基准物应具备的条件：基准物应具备的条件：(1)1)必须具有足够的纯度；必须具有足够的纯度；(2)(2)组成与化学式完全相同；组成与化学式完全相同；(3)(3)稳定；稳定；(4)(4)具有较大的摩尔质量，具有较大的摩尔质量，为什么？为什么？（可降低称量误差）。（可降低称量误差）。常用的基准物有：常用的基准物有：K2Cr2O7;NaC2O4;H2C2O4.2H2O；Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3例1 欲配制0.10molL-1HCl溶液1000mL，应取市售浓盐酸多少毫升？如何操作？n例2 设计标定上述HCl标准溶液的实验步骤。使用无水NaCO3或硼砂为基准物质。希望消耗HCl溶液体积2040mL。称取无水NaCO3 的质量范围称取硼砂 的质量范围（381.37）用何种精度的天平 0.40.8g分析天平分析天平0.10.2g第第5 5节、标准溶液浓度表示法节、标准溶液浓度表示法 1.1.物质的量浓度物质的量浓度 单位体积溶液中所含溶质的物质的量。单位体积溶液中所含溶质的物质的量。c c=n n/V V 单位单位 mol/Lmol/L 应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。2.2.滴定度滴定度 与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。表示法表示法：T待测物/滴定剂 单单 位位：g/mL例：例：用用0.02718mol/L的的高高锰锰酸酸钾钾标标准准溶溶液液测测定定铁铁含含量量，其浓度用滴定度表示为：其浓度用滴定度表示为：T Fe/KMnO4=0.007590 g/mL 即即：表表示示1mL KMnO4标标准准溶溶液液相相当当于于0.007590克克铁铁。测测定定时时，根根据据滴滴定定所所消消耗耗的的标标准准溶溶液液体体积积可可方便快速确定试样中铁的含量方便快速确定试样中铁的含量：m Fe=T Fe/KMnO4 V KMnO4 通式：通式：TA/B=(a/b)cB MA 10-3 第第6节、滴定分析中的计算节、滴定分析中的计算 被测物与滴定剂之间物质的量的关系：被测物与滴定剂之间物质的量的关系：1.1.直接滴定（涉及一个反应）直接滴定（涉及一个反应）滴定剂与被测物之间的反应式为：滴定剂与被测物之间的反应式为：a A+b B=c C+d D 当滴定到化学计量点时，当滴定到化学计量点时，a 摩尔摩尔 A 与与 b 摩尔摩尔 B 作用完全：作用完全：则：则：nA/nB =a/b ，nA=(a/b)nB (c V)A=(a/b)（c V)B 或：或：(c V)A=(a/b)(W/M)B 酸酸碱碱滴滴定定中中，标标准准溶溶液液浓浓度度通通常常为为：0.1 mol/L 左左右右，滴滴定定剂剂消消耗耗体体积积在在 2030mL 之之间间，由由此此数数据据可可计计算算称称取取试试样样量量的的上上限和下限。限和下限。例：配位滴定法测定铝。例：配位滴定法测定铝。先先加加入入准准确确体体积积的的、过过量量的的标标准准溶溶液液 EDTA，加加热热反反应应完完全全后后，再再用用另另一一种种标标准准溶溶液液（Zn2+），滴定过量的滴定过量的 EDTA 标准溶液。标准溶液。反应反应1：Al3+Y4-（准确、过量）准确、过量）=AlY 反应反应2：Zn2+Y4-=ZnY (nEDTA)总总-(nEDTA)过量过量 =(nAl)(nEDTA)过量过量 =(a/b)nZn ；a/b=1 (cV)EDTA总总-(cV)Zn =(cV)Al 2.2.返滴定（涉及到两个反应）返滴定（涉及到两个反应）3.3.间接滴定（涉及到多个反应）间接滴定（涉及到多个反应）例：以例：以 KBrO3 为基准物，测定为基准物，测定 Na2S2O3 溶液浓度。溶液浓度。(1)KBrO3 与过量的与过量的 KI 反应析出反应析出 I2：BrO3-+6 I-+6H+=3 I2 +Br-+3H2O n(BrO3-)=1/3 n(I2)相当于：相当于：(2)用用Na2S2O3 溶液滴定析出的溶液滴定析出的 I2 2 S2O32-+I2 =2 I-+S4O62-n(I2)=1/2 n(S2O32-)(3)KBrO3 与与 Na2S2O3之间物质的量的关系为：之间物质的量的关系为：n(BrO3-)=1/3 n(I2)=1/6 n(S2O32-)(cV)S2O32-=6(W/M)BrO3-n(BrO3-)3 n(I2)例：氧化还原法测钙例：氧化还原法测钙2 MnO4-+5 C2O42-+16 H+=2 Mn2+10 CO2 +8 H2O Ca2+CaC2O4 过滤过滤洗涤洗涤酸解酸解C2O42-滴定滴定n(Ca2+)=n(C2O42-)=5/2 n(MnO4-)（W/M)(Ca2+)=5/2(cV)(MnO4-)练习题练习题n1 1、下列物质中，可以作为基准物质的是、下列物质中，可以作为基准物质的是nA A硫酸硫酸 B B氢氧化纳氢氧化纳 C C硫代硫酸钠硫代硫酸钠 D D重铬酸钾重铬酸钾 E E浓盐酸浓盐酸 F F氯化钠氯化钠 G G高锰酸钾高锰酸钾 H H无水碳酸钠无水碳酸钠n答案：答案：n2 2、以下试剂能作为基准物的是以下试剂能作为基准物的是nA A干燥过的分析纯干燥过的分析纯CaOCaO B B分析纯分析纯SnClSnCl2 22H2H2 2O OnC C光谱纯光谱纯FeFe2 2O O3 3 D99.99%D99.99%金属铜金属铜n答案：答案：D D，F F，H HD3 3、用邻苯二甲酸氢钾（、用邻苯二甲酸氢钾（KHCKHC8 8H H4 4O O4 4)为基准物，标为基准物，标定定0.1molL0.1molL-1-1 NaOHNaOH溶液，每份基准物的称取质溶液，每份基准物的称取质量范围宜为量范围宜为M(KHCM(KHC8 8H H4 4O O4 4)=204.2)=204.2nA 0.8-1.6g B 0.4-0.8g C 0.2-0.4g D 0.2gA 0.8-1.6g B 0.4-0.8g C 0.2-0.4g D 0.2g左右左右n答案：答案：n确定称量范围须考虑两个问题：确定称量范围须考虑两个问题：n（1 1）天平称量误差：）天平称量误差：分析天平绝对误差分析天平绝对误差 0.0001g 0.0001g，两次称量最大绝对误差为两次称量最大绝对误差为0.0002g0.0002g，为使测量时为使测量时的相对误差在的相对误差在0.1%0.1%以下，根据以下，根据试样质量必须在试样质量必须在0.2g0.2g以上。以上。B（2 2）滴定剂的体积）滴定剂的体积n滴定分析中，滴定管的读数有滴定分析中，滴定管的读数有0.01mL0.01mL的误差，的误差，一次滴定需要两次读数，可造成一次滴定需要两次读数，可造成0.02mL0.02mL的误差，的误差，为使测量相对误差小于为使测量相对误差小于0.1%0.1%，消耗体积须在，消耗体积须在20mL20mL40mL40mL范围内，最好在范围内，最好在30mL30mL左右。左右。n该反应式为该反应式为4 4、硼砂作为基准物质用于标定盐酸溶液的浓度，、硼砂作为基准物质用于标定盐酸溶液的浓度，若事先将其置于干燥器中保存，对所标定盐酸若事先将其置于干燥器中保存，对所标定盐酸溶液浓度的结果有何影响？溶液浓度的结果有何影响？nA A偏高偏高 B B偏低偏低 C C无影响无影响 D D不能确定不能确定n答案：答案：B Bn原因：原因：反应及反应及HClHCl浓度计算公式浓度计算公式n 2HCl 2HCl NaNa2 2B B4 4O O7 75H5H2 2O=4HO=4H3 3BOBO3 32NaCl2NaCl