第四章酸碱滴定精选PPT.ppt
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1、第四章酸碱滴定第1页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述一一.滴定基本术语滴定基本术语滴定分析法滴定分析法滴定分析法滴定分析法 用滴定管将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶用滴定管将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶用滴定管将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶用滴定管将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶液中,直到被测物质恰好反应完全,然后根据标准溶液的浓度液中,直到被测物质恰好反应完全,然后根据标准溶液的浓度液中,直到被测物质恰好反应完全,然后根据标准溶液的浓度液中,直到被测物质恰好反应完全,然后根据标准溶液的浓度和消耗的体积,计算被测物质的含量,这类定量
2、分析方法统称和消耗的体积,计算被测物质的含量,这类定量分析方法统称和消耗的体积,计算被测物质的含量,这类定量分析方法统称和消耗的体积,计算被测物质的含量,这类定量分析方法统称为滴定分析法。为滴定分析法。为滴定分析法。为滴定分析法。第2页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述滴定基本术语滴定基本术语化学计量点化学计量点化学计量点化学计量点(等当点等当点等当点等当点)滴加的标准溶液与被测物质恰好反应完全这一点。(理滴加的标准溶液与被测物质恰好反应完全这一点。(理论值)论值)标准溶液标准溶液标准溶液标准溶液 已知准确浓度的溶液。已知准确浓度的溶液。如如HClHCl标准溶液的浓度为标准溶液
3、的浓度为0.01230moldm0.01230moldm-3-3。滴定终点滴定终点滴定终点滴定终点 滴定过程中指示剂颜色发生变化的那一点。(实际值)滴定过程中指示剂颜色发生变化的那一点。(实际值)指示剂指示剂指示剂指示剂 在滴定过程中外加的一种可通过颜色突变来指示等当点到在滴定过程中外加的一种可通过颜色突变来指示等当点到达的试剂。达的试剂。第3页,此课件共72页哦终点误差终点误差 由于滴定由于滴定终点和化学计量点不一致所引起的误差称为终点误差。终点误差也称“滴定误差”(系统误差)。4.1 滴定分析概述滴定分析概述滴定基本术语滴定基本术语第4页,此课件共72页哦二二.滴定反应的条件、分类及滴定方
4、式滴定反应的条件、分类及滴定方式1.滴定反应的条件(1)反应必须按化学计量关系定量完成(99.9%以上),不发生副反应。这是定量计算的基础。(2)反应速率要快。或以加热、催化剂等方法加以改善。(3)有比较简便、可靠的方法确定反应终点。(4)共存物不干扰主反应,反应按化学计量数进行。4.1 滴定分析概述滴定分析概述第5页,此课件共72页哦 酸碱滴定法酸碱滴定法 HCl+NaOH NaCl+H2O 配位滴定法配位滴定法 Mg2+H2Y2-MgY2-+2H+氧化还原滴定法氧化还原滴定法 MnO4-+5Fe2+8H+Mn2+5Fe3+4H2O 沉淀滴定法(银量法)沉淀滴定法(银量法)Ag+Cl-AgC
5、l4.1 滴定分析概述滴定分析概述2.滴定方法分类滴定方法分类按按滴滴定定反反应应原原理理分分第6页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述滴定方法分类滴定方法分类3.3.滴定方式滴定方式 直接滴定法直接滴定法:凡符合滴定条件的反应均可用标准溶:凡符合滴定条件的反应均可用标准溶液直接滴定。液直接滴定。HCl NaOH KMnO HCl NaOH KMnO4 4 Fe Fe2+2+返滴定法返滴定法:应用对象:适用于由于反应速度慢或反应物:应用对象:适用于由于反应速度慢或反应物是固体时以及无合适的指示及时。是固体时以及无合适的指示及时。方法:先定量加入过量的滴定剂,待反应完成后,用另一标
6、准溶方法:先定量加入过量的滴定剂,待反应完成后,用另一标准溶液滴定剩余的滴定剂。液滴定剩余的滴定剂。CaCOCaCO3 3+2HCl+2HCl(定量、过量)(定量、过量)CaClCaCl2 2+CO+CO2 2+H+H2 2OONaOH+HClNaOH+HCl(剩余)(剩余)NaCl+HNaCl+H2 2OO第7页,此课件共72页哦 置换滴定法置换滴定法:应用对象:应用对象:适用于某些不能按确定的反应式进行的反应或伴有副反应发生的反应。方法:用适当的试剂与待测物反应置换出一种能被定量滴定的物质,再用标准溶液滴定。Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2O 2Na2S2O3+I2
7、 Na2S4O6+2NaI n(Na2S2O3)=2n(I2)=6n(Cr2O72-)4.1 滴定分析概述滴定分析概述滴定方法分类滴定方法分类第8页,此课件共72页哦 n(Ca2+)=n(C2O4 2-)=n(KMnO4)间接滴定法间接滴定法:应用对象:应用对象:适用于不能与滴定剂直接反应的离子。方法:先将方法:先将Mn+与过量的与过量的C2O42-反应,再将沉淀洗涤、反应,再将沉淀洗涤、过滤并用酸溶解,后用过滤并用酸溶解,后用MnO4-标准溶液滴定标准溶液滴定C2O42-。Ca2+C2O42-CaC2O4 2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2+10CO2+8H2O4.1 滴定分析概
8、述滴定分析概述滴定方法分类滴定方法分类第9页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述三三.标准溶液的配制标准溶液的配制1.1.直接配制法直接配制法直接配制法直接配制法准确称取一定量物质,准确定容至一定体积(需用分析天平、容量瓶)。根据物质的质量和体积,计算出标准溶液的准确浓度(四位有效数字)。能用于直接配制标准溶液的物质称为基准物。其必须满足如下条能用于直接配制标准溶液的物质称为基准物。其必须满足如下条能用于直接配制标准溶液的物质称为基准物。其必须满足如下条能用于直接配制标准溶液的物质称为基准物。其必须满足如下条件:件:件:件:具有足够高的纯度。一般要求达到具有足够高的纯度。一般要求
9、达到99.9%99.9%以上。以上。.物质的组成(包括结晶水)与化学式必须完全相符。物质的组成(包括结晶水)与化学式必须完全相符。第10页,此课件共72页哦 常用的基准物常用的基准物 纯金属:纯金属:Ag、Cu、Fe、Zn等;等;纯化合物:纯化合物:H2C2O4 2H2O、Na2C2O4、K2Cr2O7、Na2CO3、NaCl、Na2B4O710H2O、CaCO3、ZnO、邻苯二钾酸氢钾等。邻苯二钾酸氢钾等。见见P7979例:例:414.1 滴定分析概述滴定分析概述标准溶液标准溶液要有足够的稳定性,要有足够的稳定性,不分解、不吸潮、不吸收空气中不分解、不吸潮、不吸收空气中的二氧化碳、不失结晶水
10、。的二氧化碳、不失结晶水。有较大的摩尔质量。摩尔质量大,所需的称量量就大有较大的摩尔质量。摩尔质量大,所需的称量量就大,则称量的相对误差较小。,则称量的相对误差较小。第11页,此课件共72页哦2.间接法(或标定法):间接法(或标定法):不符合基准物条件的物质不能直接配制标准溶液。不符合基准物条件的物质不能直接配制标准溶液。方法:方法:先配成近似浓度的标准溶液,再用已知浓度的先配成近似浓度的标准溶液,再用已知浓度的溶液或基准物标定。溶液或基准物标定。如:如:NaOHNaOH、HClHCl、NaNa2 2S S2 2OO3 3、EDTAEDTA等标准溶液。等标准溶液。4.1 滴定分析概述滴定分析概
11、述标准溶液标准溶液第12页,此课件共72页哦3.标准溶液浓度表示法:标准溶液浓度表示法:物质的量浓度(摩尔浓度)物质的量浓度(摩尔浓度)物质的量浓度(摩尔浓度)物质的量浓度(摩尔浓度)molLmolL-1-1 滴定度滴定度滴定度滴定度T TB/AB/A 每单位体积标准溶液(滴定剂)每单位体积标准溶液(滴定剂)每单位体积标准溶液(滴定剂)每单位体积标准溶液(滴定剂)A A相当于待测组分相当于待测组分相当于待测组分相当于待测组分B B的质量。的质量。的质量。的质量。用用用用gmLgmL-1-1或或或或mgmLmgmL-1-1表示。表示。表示。表示。如:如:如:如:T TCaO/HClCaO/HCl
12、=0.01250 gmL=0.01250 gmL-1-14.1 滴定分析概述滴定分析概述标准溶液标准溶液即:每毫升即:每毫升HCl相当于相当于0.01250克克CaO。第13页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述四四.滴定分析中的有关计算滴定分析中的有关计算1.1.计算的理论依据计算的理论依据计算的理论依据计算的理论依据 当两反应物作用完全时,它们的物质的量之间的关系恰好符当两反应物作用完全时,它们的物质的量之间的关系恰好符当两反应物作用完全时,它们的物质的量之间的关系恰好符当两反应物作用完全时,它们的物质的量之间的关系恰好符合其化学反应方程式所表示的化学计量关系,即两反应物摩尔
13、合其化学反应方程式所表示的化学计量关系,即两反应物摩尔合其化学反应方程式所表示的化学计量关系,即两反应物摩尔合其化学反应方程式所表示的化学计量关系,即两反应物摩尔数间的关系符合反应式的化学计量关系数间的关系符合反应式的化学计量关系数间的关系符合反应式的化学计量关系数间的关系符合反应式的化学计量关系第14页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述有关计算有关计算2.2.计算步骤计算步骤计算步骤计算步骤(1)(1)写出完整的化学方程式写出完整的化学方程式a A+b B=g G+d D a A+b B=g G+d D (2)(2)写出化学计量点时两反应物的物质的量间的关系式写出化学计量点时
14、两反应物的物质的量间的关系式 n=n第15页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述有关计算有关计算(3)(3)选择计算公式选择计算公式选择计算公式选择计算公式CV=C V滴定过程,计算被测组分的物质的量浓度(两滴定过程,计算被测组分的物质的量浓度(两者均为溶液)者均为溶液)以以A A为基准物标定为基准物标定B B(一为溶液、一为固体)(一为溶液、一为固体)=CV第16页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述有关计算有关计算 求求A A物质的百分含量物质的百分含量AA为被测组分,为被测组分,B B为标准溶液。浓度与滴定度之间的为标准溶液。浓度与滴定度之间的换算换算(4)(
15、4)代入数值,计算,写出结果并注明单位。代入数值,计算,写出结果并注明单位。=CV第17页,此课件共72页哦4.1 滴定分析概述滴定分析概述有关计算有关计算注:该解题过程为最简解题步骤,一般不能再省略了 提倡按基本计算公式代值的书写方式,并直接写出计算结果,应尽量避免将基本公式再分步列式,分步计算,以减小分步计算中在有效数字取舍中出现的麻烦 分子量取4位有效数字,最终结果取四位有效数字第18页,此课件共72页哦4.1 4.1 滴定分析概述滴定分析概述5.5.5.5.计算示例计算示例计算示例计算示例例例1.1.测定工业用纯碱中测定工业用纯碱中NaNa2 2COCO3 3的含量时,称取的含量时,称
16、取0.2648g0.2648g试试样,用样,用0.1970mol0.1970mol L-1L-1的的HClHCl标准溶液滴定,以甲基橙指示标准溶液滴定,以甲基橙指示终点,用去标准溶液终点,用去标准溶液24.45mL24.45mL,求纯碱中,求纯碱中NaNa2 2COCO3 3的含量的含量解解:NaNa2 2COCO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2COCO3 3 n(NaNa2 2COCO3 3)=n(HCl)(HCl)设NaNa2 2COCO3 3 的含量为的含量为x x第19页,此课件共72页哦例例2.2.为标定为标定NaNa2 2S S2 2O O3 3溶液
17、,称取基准物溶液,称取基准物K K2 2CrCr2 2O O7 7 0.1260g 0.1260g,用稀,用稀盐酸溶解后,加入过量的盐酸溶解后,加入过量的KIKI,置于暗处,置于暗处5min5min,待反应完毕后,待反应完毕后加水加水80mL80mL,用待标定的,用待标定的NaNa2 2S S2 2O O3 3 溶液滴定,终点时耗去溶液滴定,终点时耗去19.47mL19.47mL,计算,计算c(Nac(Na2 2S S2 2O O3 3)解:解:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2OI2 2 S2O32=S4O62 2 I4.1 滴定分析概述滴定分析概述1Cr2O72-3
18、I26S2O32-n(S2O32-)=6n(Cr2O72-)c(S2O32-)V(S2O32-)=6m(K2Cr2O7)/M(K2Cr2O7)C(S2O32-)=第20页,此课件共72页哦4.1 4.1 滴定分析概述滴定分析概述例例4:4:选用草酸选用草酸(H H2 2C C2 2O O4 42H2H2 2O O)作作基准物。标定基准物。标定0.1mol0.1molL-1NaOHNaOH溶液溶液.今欲把用去的今欲把用去的NaOHNaOH溶液体积控制在溶液体积控制在25mL25mL左右。应称左右。应称取基准物多少克?取基准物多少克?M(H M(H2 2C C2 2O O4 42H2H2 2O)=
19、126.1g/molO)=126.1g/mol解:解:n(H2C2O4)=1/2n(NaOH)m/M=1/2c(NaOH)V(NaOH)m=1/20.12510-3126.1=0.16g第21页,此课件共72页哦解解:求求T:MnO4-+5Fe2+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O n(Fe)=5n(KMnO4),m(Fe)/M(Fe)=5c(MnO4-)V(MnO4-)T=m(Fe)=50.02010110-355.85=0.005613g求求Fe%:n(Fe)=5n(KMnO4)等量代替:等量代替:ms Fe%/M(Fe)=5c(MnO4-)V(MnO4-)Fe%=50.0201026.3
20、010-355.85/0.2718100%=54.31%例例3:c(KMnO4)=0.02010mol/L,称取称取Fe试样试样0.2718g,溶解后溶解后将溶液中的将溶液中的Fe3+还原为还原为Fe2+,并用并用KMnO4滴定滴定Fe2+,V(KMnO4)=26.30mL,求求T(Fe/KMnO4)、Fe%、Fe2O3%4.1 滴定分析概述滴定分析概述第22页,此课件共72页哦4.1 4.1 滴定分析概述滴定分析概述求求Fe2O3%:2n(Fe)n(Fe2O3),n(Fe)=5n(KMnO4)n(Fe)=2n(Fe2O3)2n(Fe2O3)=5n(KMnO4)ms Fe2O3%/M(Fe2O
21、3)=5/2c(MnO4-)V(MnO4-)Fe2O3%=5/20.0201026.30103159.7/0.2718100%=77.56%见书见书P79例例41;书;书P80例例42、例、例43。第23页,此课件共72页哦酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱,他们的酸式结构和碱式结构具酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱,他们的酸式结构和碱式结构具有不同的颜色,当溶液的有不同的颜色,当溶液的pHpH改变时指示剂由于结构的改变而发生颜改变时指示剂由于结构的改变而发生颜色的变化从而指示终点的到来。色的变化从而指示终点的到来。如:甲基橙如:甲基橙双色有机碱,偶氮类结构,酸滴碱时用。双色有机碱,偶氮类结构,酸滴
22、碱时用。4.2 一元酸碱的滴定分析一元酸碱的滴定分析一一.酸碱指示剂酸碱指示剂1.酸碱指示剂的作用原理酸碱指示剂的作用原理甲基橙第24页,此课件共72页哦 酚酞酚酞单色有机酸,三苯甲烷类,碱滴酸时用。单色有机酸,三苯甲烷类,碱滴酸时用。或用以下简式表示其解离过程与颜色变化:或用以下简式表示其解离过程与颜色变化:H H2 2In HInIn HIn-In In2-2-羧酸盐式羧酸盐式 无色无色 无色无色 红色红色 无色无色 (无色无色)8.0 PH)8.0 PH10.010.0(红色红色)浓碱浓碱酚酞酚酞OH-OH-H+H+H+第25页,此课件共72页哦 以以HIn表示弱酸型指示剂表示弱酸型指示
23、剂 HIn H+In-很显然,指示剂的颜色很显然,指示剂的颜色转变依赖于比值转变依赖于比值In-/HIn:H+显酸色显酸色H+显碱色显碱色任何情况下任何情况下In-、HIn都不为零。都不为零。2.酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围酸式色酸式色 碱式色碱式色4.2 一元酸碱的滴定分析一元酸碱的滴定分析第26页,此课件共72页哦(2 2)酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围pH=pKHIn+lgIn-/HIn第27页,此课件共72页哦(2 2)酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围第28页,此课件共72页哦
24、常用单一酸碱指示剂常用单一酸碱指示剂常用单一酸碱指示剂常用单一酸碱指示剂 (要记住要记住要记住要记住)甲基橙甲基橙甲基红甲基红酚酞酚酞3.1 4.44.4 6.28.0 105.0 9.04.0(2 2)酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围第29页,此课件共72页哦结论:结论:由于指示剂有一定的变色范围,因此只有当溶液由于指示剂有一定的变色范围,因此只有当溶液中的中的pHpH改变超过一定数值时,指示剂的颜色才会发改变超过一定数值时,指示剂的颜色才会发生改变。因此在酸碱滴定的等当点附近要有较大的生改变。因此在酸碱滴定的等当点附近要有较大的pHpH变化(
25、变化(pHpH突跃),此为滴定的本质。突跃),此为滴定的本质。要选择适当的指示剂,要选择适当的指示剂,pKpKHInHIn应尽可能接近等当点应尽可能接近等当点时的时的pHpH值,以减小误差。值,以减小误差。指示剂的色差越大越好,变色范围越窄越好,一指示剂的色差越大越好,变色范围越窄越好,一般不大于般不大于2 2个个pHpH单位,不小于单位,不小于1 1个个pHpH单位。需要时可单位。需要时可使用混合指示剂。使用混合指示剂。第30页,此课件共72页哦组成组成1指示剂指示剂+惰性染料惰性染料 例:甲基橙例:甲基橙+靛蓝(紫色靛蓝(紫色绿色)绿色)2两种指示剂混合而成两种指示剂混合而成 例:溴甲酚绿
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