定量分析化学概论.ppt

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1、定量分析化学概论定量分析化学概论2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述（1）滴定分析法的特点和方法）滴定分析法的特点和方法 *滴滴定定分分析析法法又又叫叫容容量量分分析析法法。是是将将一一种种已已知知准准确确浓浓度度的的试试剂剂溶溶液液（标标准准溶溶液液），滴滴加加到到被被测测物物质质的的溶溶液液中中，或或者者是是将将被被测测物物质质的的溶溶液液滴滴加加到到标标准准溶溶液液中中，直直到到所所加加的的试试剂剂与与被被测测物物质质按按化化学学计计量量定定量量反反应应为为止止，然然后后根根据据试试剂剂溶溶液液的的浓浓度度和用量，计算被测物质的含量。和用量，计算被测物质的含量。Anal.Chem.ZSU

2、.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述（1）滴定分析法的特点和方法）滴定分析法的特点和方法*滴定剂（滴定剂（Titrant）：已知准确浓度试剂溶液）：已知准确浓度试剂溶液*滴定（滴定（Titration）：）：滴定剂从滴定管加到被测溶液中的过程。滴定剂从滴定管加到被测溶液中的过程。*化化学学计计量量点点（Stoichometric point）：标标准准溶溶液液与与被被测测物物质质定量反应完全时，反应达到了定量反应完全时，反应达到了“计量点计量点”。sp*滴滴定定终终点点（Titration end point）：在在滴滴定定过过程程中中，指指示示剂剂正正好发生颜色变化的转变点成为好发生颜色变

3、化的转变点成为“滴定终点滴定终点”。ep*终终点点误误差差（Titration end point error）：滴滴定定终终点点与与计计量量点点不符合，而造成的分析误差成为不符合，而造成的分析误差成为“终点误差终点误差”。Et*滴滴定定分分析析通通常常用用于于测测定定常常量量组组分分，即即被被测测组组分分的的含含量量一一般般在在1%以上。测定相对误差小于以上。测定相对误差小于0。2%。*简便、快速、准确度高。简便、快速、准确度高。Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述Anal.Chem.ZSU.2 2

4、滴定分析法概述滴定分析法概述 滴定分析方法：根据标准溶液与待测滴定分析方法：根据标准溶液与待测物质间反应类型的不同，滴定分析法分为物质间反应类型的不同，滴定分析法分为*酸碱滴定酸碱滴定 H+OH-H2O*络合滴定络合滴定 Zn2+H2Y2-ZnY2-+2H+*氧化还原滴定氧化还原滴定 Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O*沉淀滴定沉淀滴定 Ag+ClAgClAnal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述（2）滴定分析法对化学反应要求和滴定方式）滴定分析法对化学反应要求和滴定方式 对化学反应的要求对化学反应的要求1 必须具有确定的化学计量关系。即反应按

5、一必须具有确定的化学计量关系。即反应按一定的反应方程式进行，这是定量的基础。定的反应方程式进行，这是定量的基础。2 反应必须定量地进行反应必须定量地进行,达到达到99.9%以上。以上。3 必必须须具具有有较较快快的的反反应应速速度度。对对于于速速度度较较慢慢的的 反应，用加热或加催化剂来加快反应的进行。反应，用加热或加催化剂来加快反应的进行。4 必须有适当简便的方法确定终点。必须有适当简便的方法确定终点。5 共存物不干扰测定。共存物不干扰测定。Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述*滴定方式滴定方式直直直直接接接接滴滴滴滴定定定定法法法法：满满满满足足足足上上上上述述

6、述述5 5个个个个条条条条件件件件的的的的反反反反应应应应，即即即即可可可可用用用用标标标标准溶液直接滴定待测物质。准溶液直接滴定待测物质。准溶液直接滴定待测物质。准溶液直接滴定待测物质。返返返返滴滴滴滴定定定定法法法法：当当当当试试试试液液液液中中中中待待待待测测测测物物物物质质质质与与与与滴滴滴滴定定定定剂剂剂剂反反反反应应应应很很很很慢慢慢慢、无无无无合合合合适适适适指指指指示示示示剂剂剂剂、用用用用滴滴滴滴定定定定剂剂剂剂直直直直接接接接滴滴滴滴定定定定固固固固体体体体试试试试样样样样反反反反应应应应不不不不能立即完成时用。能立即完成时用。能立即完成时用。能立即完成时用。置置置置换换换

7、换滴滴滴滴定定定定法法法法：当当当当待待待待测测测测组组组组分分分分所所所所参参参参与与与与的的的的反反反反应应应应不不不不按按按按一一一一定定定定反反反反应式进行或伴有副反应时。应式进行或伴有副反应时。应式进行或伴有副反应时。应式进行或伴有副反应时。间间间间接接接接滴滴滴滴定定定定法法法法：不不不不能能能能与与与与滴滴滴滴定定定定剂剂剂剂直直直直接接接接起起起起反反反反应应应应的的的的物物物物质质质质，可可可可以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行滴定。以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行滴定。以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行滴定。以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行滴定。Anal

8、.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 返返滴滴定定法法：可可先先准准确确地地加加入入过过量量标标准准溶溶液液，与与试试液液中中的的待待测测物物质质或或固固体体试试样样进进行行反反应应，待待反反应应完完全全后后，再再用用另另一一种种标标准准液液滴滴定定剩剩余余的的标标准准溶溶液液，这这种种滴定方式成为返滴定法。滴定方式成为返滴定法。Zn Al3+Y（过量）（过量）AlY+Y ZnY +AlY ZnY +AlY NaOHNaOH CaCO CaCO3 3（固）（固）+HCl（过量）（过量）CaCl2+HCl CaCl2+NaCl Fe3+Cl+AgNO3（过量）（过量）AgCl

9、+Ag+AgClAgCl+AgSCN+Fe（SCN）2+NH4SCNAnal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 置换滴定法：当待测组分所参与的反应置换滴定法：当待测组分所参与的反应不按一定反应式进行或伴有副反应时，先不按一定反应式进行或伴有副反应时，先用适当试剂与待测组分反应，使其定量地用适当试剂与待测组分反应，使其定量地置换为另一种物质，再用标准溶液滴定这置换为另一种物质，再用标准溶液滴定这种物质，这种滴定方法称为置换滴定。种物质，这种滴定方法称为置换滴定。例如：硫代硫酸钠与重铬酸钾的反应例如：硫代硫酸钠与重铬酸钾的反应 Cr2O72-+6-+14H+2Cr 3+3I2

10、+7H2O 2+2S2O32 2 I 2 I+Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 间间接接滴滴定定法法：不不能能与与滴滴定定剂剂直直接接起起反反应应的的物物质质，有有时时可可以以通通过过另另外外的的化学反应，以滴定法间接进行滴定。化学反应，以滴定法间接进行滴定。例如：例如：Ca 2+的测定的测定Ca 2+C2O42-CaC2O4+H2SO4 CaSO4+C2O42-用用KMnO4测定测定C2O42-Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述（3）标准溶液和基准物质标准溶液和基准物质 标标准准溶溶液液(Standard solution)：已已

11、知知准准确确浓浓度度的的溶溶液液。配配制制法法：直直接接法法和标定法和标定法 基基准准物物质质(Primary standard)：能能用用于直接配制或于直接配制或 标定标准溶液的物质。标定标准溶液的物质。Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 基准物质满足条件基准物质满足条件 试剂的组成应与它的化学式完全相符试剂的组成应与它的化学式完全相符 试剂纯度应足够高。一般大于试剂纯度应足够高。一般大于99.9%以上，以上，杂质含量不影响分析的准确度。杂质含量不影响分析的准确度。试剂稳定。试剂稳定。试剂有较大摩尔质量，以减少称量误差。试剂有较大摩尔质量，以减少称量误差。试剂按

12、反应式定量进行，无副反应。试剂按反应式定量进行，无副反应。Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 标准溶液的配制方法标准溶液的配制方法 直直接接法法：准准确确称称取取一一定定量量基基准准物物质质，溶溶解解后后配配成成一一定定体体积积的的溶溶液液，根根据据物物质质的的质质量量和和体体积积即即可可计计算算出出该该标标准准溶溶液液的的准准确确浓浓度。如度。如K2Cr2O7的配制。的配制。标标定定法法：很很多多物物质质不不能能直直接接用用来来配配制制标标准准溶溶液液，但但可可将将其其先先配配制制成成一一种种近近似

13、似于于所所需需浓浓度度的的溶溶液液，然然后后用用基基准准物物质质来来标标定定(standardization)其其准准确确浓浓度度。如如HCl、NaOH等。等。Anal.Chem.ZSU.2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述（4）滴定分析法的计算）滴定分析法的计算 标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法 物物质质的的量量浓浓度度：指指溶溶液液中中含含溶溶质质的的物物质质的的量量除以溶液的体积。除以溶液的体积。B =B/V molL-1 表表示示物物质质的的量量浓浓度度时时必必须须指指明明基基本本单单元元。基基本单元的选择以化学反应为依据。本单元的选择以化学反应为依据。例如：例如：C（H2

14、SO4）=0.1 molL-1 C（2H2SO4）=0.05molL-1 C（1/2H2SO4）=0.2 molL-1 Anal.Chem.ZSU2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 滴定度：滴定度：T B/T T 滴定剂溶质的分子滴定剂溶质的分子式式,B被测物质的分子式被测物质的分子式 1 毫毫升升滴滴定定剂剂相相当当于于被被测测物物质质的的质质量量（克克或或毫毫克克），T HAc/NaOH=0.005346 gmmL-1 1 毫毫升升滴滴定定剂剂相相当当于于被被测测物物质质的的百百分分含量（含量（%），），T Fe/K2Cr2O7=1.00%mmL-1Anal.Chem.ZSU2 2 滴定

15、分析法概述滴定分析法概述 计算中常用的物理量计算中常用的物理量物物质质的的量量（n）：单单位位为为mol，其其数数值值的的大大小小取取决决于于物物质质的的基基本本单单元元。基基本本单单元元可可以以是是分分子子、原原子子、离离子、电子及其它粒子，或是它们的特定组合。子、电子及其它粒子，或是它们的特定组合。摩尔质量（摩尔质量（M）：）：gmolgmol-1。物质的量浓度（物质的量浓度（C）：）：molL-1。质质量量分分数数（）：待待测测组组分分在在样样品品中中的的含含量量，可可以以是百分数或是百分数或mggmgg-1。质质量量浓浓度度（）：单单位位体体积积中中某某种种物物质质的的质质量量，可可是

16、是gLgL-1 、mgLmgL-1等。等。Anal.Chem.ZSU2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 滴定剂与被测物质之间的计量关系滴定剂与被测物质之间的计量关系 在滴定分析中，可根据滴定反应中滴定剂在滴定分析中，可根据滴定反应中滴定剂T与待与待测物质测物质B之间的化学计量关系来计算待测物质之间的化学计量关系来计算待测物质B的含的含量。可用通过量。可用通过“换算因素法换算因素法”和和“等物质的量反应规则等物质的量反应规则”换算因素法（换算因素法（b/t 或或t/b）：采用分子、原子或）：采用分子、原子或离子作为基本单元，而不采用粒子的特定组合作为基离子作为基本单元，而不采用粒子的特定组合作

17、为基本单元，根据被测物质本单元，根据被测物质B与滴定剂与滴定剂T发生反应时的化学发生反应时的化学计量数确定计量数确定B与与T的关系。适用于单一反应。的关系。适用于单一反应。b B +t T =cC+d D B：T=b：t 所以所以B=b/t T 或或 T=t/b BAnal.Chem.ZSU2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 例例如如：在在酸酸性性溶溶液液中中，用用H2C2O4 作作为为基基准准物物质质标标定定KMnO4溶溶液液的的浓浓度度时，滴定反应为：时，滴定反应为：Anal.Chem.ZSU2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述 等等物物质质的的量量反反应应规规则则：在在滴滴定定反反应应

18、中中，待待测测物物质质B与与滴滴定定剂剂T反反应应完完全全时时，消消耗耗的的两两反反应应物物特特定定基基本本单单元元的的物物质质的的量量相相等等。适用于多反应。适用于多反应。b B +t T =cC+d D 分别以分别以b B 和和 t T 作基本单元，作基本单元，则则（b B）（）（t T）Anal.Chem.ZSU2 2 滴定分析法概述滴定分析法概述Anal.Chem.ZSU I-被被K2Cr2O7氧氧化化为为I2，I2又又被被Na2S2O3还还原原为为I-。因因此此，实实际际上上总总反反应应相相当当于于K2Cr2O7氧氧化化了了Na2S2O3。K2Cr2O7与与Na2S2O3在反应中的计量数为在反应中的计量数为1/6。n(Na2S2O3)=6n(K2Cr2O7)以以Na2S2O3为为基基本本单单元元，则则K2Cr2O7的的基基本本单单元元为为 1/6 K2Cr2O7。故。故 n(Na2S2O3)=n(1/6 K2Cr2O7)=6n(K2Cr2O7)本本 章章 作作 业业 P25 2，3 P28 11，12 P29 19Anal.Chem.ZSU.