《滴定概论》PPT课件.ppt

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1、1 1 1第三章 滴定分析概论2 2 2第一节第一节 滴定分析法和滴定方式滴定分析法和滴定方式 一、滴定分析法一、滴定分析法 （一）滴定曲线和滴定突跃（一）滴定曲线和滴定突跃 （二）指示剂（二）指示剂 （三）滴定终点误差（三）滴定终点误差 （四）（四）滴定分析法的特点与分类滴定分析法的特点与分类二、滴定方式二、滴定方式3 3 3一、滴定分析法一、滴定分析法1.基本概念基本概念1）定义：将）定义：将标准溶液标准溶液滴加到被测物质滴加到被测物质溶液中溶液中,直到标准溶液与被测组分按反直到标准溶液与被测组分按反应式化学计量关系恰好反应完全为止应式化学计量关系恰好反应完全为止,根据标准溶液的用量和浓度

2、计算出被根据标准溶液的用量和浓度计算出被测组分含量测组分含量(一一)滴定曲线和滴定突跃滴定曲线和滴定突跃4 4 4(一一)滴定曲线和滴定突跃滴定曲线和滴定突跃2 2）标准溶液标准溶液:已知准确浓度的试剂溶液。已知准确浓度的试剂溶液。3 3）滴定剂滴定剂:滴定中所使用的标准溶液。滴定中所使用的标准溶液。4 4）滴定：滴定：将标准溶液从滴定管滴加到被测将标准溶液从滴定管滴加到被测 物质溶液中的操作过程。物质溶液中的操作过程。5 5）指示剂指示剂指示剂指示剂：滴定分析中能发生颜色改变而指滴定分析中能发生颜色改变而指 示终点的试剂示终点的试剂6 6）滴定滴定滴定滴定终点终点终点终点epep：滴定分析中

3、指示剂颜色或电位、滴定分析中指示剂颜色或电位、电流等发生突变的那一点（电流等发生突变的那一点（实测值实测值实测值实测值）7 7）化学计量点化学计量点化学计量点化学计量点spspspsp：滴定剂与待测溶液按化学计：滴定剂与待测溶液按化学计 量关系反应完全的那一点（量关系反应完全的那一点（理论值理论值理论值理论值）5 5 5 8）滴定反应）滴定反应 定量、完全的化学反应定量、完全的化学反应a A +t T =b B +c C基本反应关系式基本反应关系式滴定分析测定的依据，代数法计算滴定分析测定的依据，代数法计算基本式基本式：(一一)滴定曲线和滴定突跃滴定曲线和滴定突跃6 6 6 滴定突跃滴定突跃

4、滴滴定定过过程程中中计计量量点点前前后后测测量量参参数数的的突突变变。是是衡衡量量滴滴定定是是否否可可行行的的依依据据，又又是是选选择择指指示示剂的依据。剂的依据。滴定突跃范围滴定突跃范围 突跃所在测量参数的范围，突跃所在测量参数的范围，即计量点前后即计量点前后0.1%相对误差相对误差范围内溶液测量参数值的变化。范围内溶液测量参数值的变化。2.滴定曲线滴定曲线1)基本概念基本概念纵坐标：纵坐标：pH pM 等等(一一)滴定曲线和滴定突跃滴定曲线和滴定突跃7 7 7(一一)滴定曲线和滴定突跃滴定曲线和滴定突跃 2)2)滴定曲线特点滴定曲线特点 滴定曲线起点决定于被滴定物质的浓度或性质滴定曲线起点

5、决定于被滴定物质的浓度或性质 物质浓度越高，物质浓度越高，pH或或pM越小，曲线起点越低越小，曲线起点越低 计量点后曲线变化趋势取决于滴定剂的浓度计量点后曲线变化趋势取决于滴定剂的浓度 3）滴定突跃范围的意义滴定突跃范围的意义 选择指示剂的依据选择指示剂的依据 反映了滴定反应的完全程度：反应越完全反映了滴定反应的完全程度：反应越完全 （K越大越大），突跃范围越大，滴定越准确），突跃范围越大，滴定越准确8 8 8 1.指示终点的方法指示终点的方法 化学法：指示剂颜色突变来指示计量点化学法：指示剂颜色突变来指示计量点 指示剂：指示剂：2种或以上型体的有机化合物，存种或以上型体的有机化合物，存 在形

6、式可转换，决定于溶液的某种在形式可转换，决定于溶液的某种 性质，各型体间颜色明显不同。性质，各型体间颜色明显不同。仪器法：仪器法：电位滴定法、电流滴定法、电导滴定法、电位滴定法、电流滴定法、电导滴定法、光度滴定法等光度滴定法等 (二二)指示剂指示剂9 9 9In-10XIn，只能看到，只能看到In色色XIn10In-，只能看到，只能看到XIn色色In-XIn，指示剂的理论变色点，指示剂的理论变色点0.1In-/XIn10，理论变色范围，理论变色范围 指示剂的选择原则：使指示剂的变色点尽可能接指示剂的选择原则：使指示剂的变色点尽可能接近化学计量点，或使指示剂变色范围全部或部分近化学计量点，或使指

7、示剂变色范围全部或部分落在滴定突跃范围之内。落在滴定突跃范围之内。2.2.指示剂指示终点的原理指示剂指示终点的原理甲基橙甲基橙甲基橙甲基橙1010103.3.指示剂的类型指示剂的类型 酸碱指示剂酸碱指示剂 -酸碱滴定酸碱滴定 金属指示剂金属指示剂 -配位滴定配位滴定 自身指示剂自身指示剂 氧化还原指示剂氧化还原指示剂 氧化还氧化还 原滴定原滴定 专用指示剂专用指示剂 沉淀指示剂沉淀指示剂 -沉淀滴定沉淀滴定111111 （三）（三）滴定终点误差滴定终点误差TE（系统误差）（系统误差）滴定终点（滴定终点（ep）与化学计量点（）与化学计量点（sp）不相符）不相符合而引起的误差。由指示剂变色点与计量

8、点不合而引起的误差。由指示剂变色点与计量点不吻合引起，属于方法误差。吻合引起，属于方法误差。结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字121212 （三）（三）滴定终点误差滴定终点误差TE（系统误差）（系统误差）pX:pH或或pM pX=pXep-pXsp C:与计量点时产物总浓度与计量点时产物总浓度Csp有关有关 Kt:滴定常数滴定常数 强酸强碱滴定：强酸强碱滴定：Kt=1/Kw=1014（25）C=C2SP 强酸（碱）滴定弱碱（酸）：强酸（碱）滴定弱碱（酸）：Kt=Kb/Kw（或（或 Ka/Kw）C=CSP 配位滴定：配位滴定：Kt=KMY（条件稳定常数）（条件稳定常数）C=CM(SP)氧化

9、还原滴定：氧化还原滴定：Kt=K（条件平衡常数）（条件平衡常数）Kt越大，越大，CSP越大，越大，TE%越小越小 pX越小，越小，TE%越小越小131313（四）滴定分析法的特点与分类（四）滴定分析法的特点与分类1.1.滴定分析法的特点滴定分析法的特点 准确度高准确度高准确度高准确度高,相对误差在相对误差在相对误差在相对误差在0.2%0.2%0.2%0.2%以内以内以内以内 简便、快速，适于常量分析简便、快速，适于常量分析简便、快速，适于常量分析简便、快速，适于常量分析 应用广泛应用广泛应用广泛应用广泛1414142.2.滴定分析法的分类滴定分析法的分类类型类型酸碱滴定酸碱滴定配位滴定配位滴定

10、氧化还原氧化还原滴定滴定沉淀滴定沉淀滴定常数常数KaKbK稳稳KKsp参数参数pHpOHpM电极电位电极电位pX等等特征特征均相平衡，只有液相均相平衡，只有液相 多相平衡多相平衡液相固相液相固相 151515二、滴定方式二、滴定方式 对滴定反应的要求对滴定反应的要求1.反应反应定量定量定量定量、完全完全完全完全定量计算的基础。反应要按一定的化学定量计算的基础。反应要按一定的化学反应式进行并且无副反应发生。反应完全程度反应式进行并且无副反应发生。反应完全程度一般应在一般应在99.9%以上。以上。2.反应速度反应速度快快快快 3.有简便可靠的终点确定方法有简便可靠的终点确定方法P33161616二

11、、滴定方式二、滴定方式 滴定方式滴定方式 直接滴定直接滴定 返滴定返滴定 置换滴定置换滴定 间接滴定间接滴定 能满足滴定反应能满足滴定反应 不能满足滴定反应不能满足滴定反应 三个基本要求三个基本要求 的基本要求的基本要求 171717二、滴定方式二、滴定方式1.1.直接滴定法直接滴定法滴定反应能满足滴定反应的三个基本要求。滴定反应能满足滴定反应的三个基本要求。只需只需1 1种标准溶液。种标准溶液。待测组分待测组分A +滴定剂滴定剂T1指示剂指示终点指示剂指示终点按反应化学计量关系计算按反应化学计量关系计算181818二二、滴定方式、滴定方式2.2.返滴定法返滴定法也称也称回滴定法回滴定法回滴定

12、法回滴定法或或剩余量滴定法剩余量滴定法剩余量滴定法剩余量滴定法先准确加入过量标准溶液，使与试液中的待先准确加入过量标准溶液，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，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。再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液。需需2 2种标准溶液或标准物质。种标准溶液或标准物质。应用：反应较慢或难溶于水的固体试样应用：反应较慢或难溶于水的固体试样191919二、滴定方式二、滴定方式 待测组分待测组分A +定量、过量滴定剂定量、过量滴定剂T1 指示剂指示剂 滴定剂滴定剂T2 +剩余滴定剂剩余滴定剂T1A 摩尔数摩尔数A消耗消

13、耗T1摩尔数摩尔数剩余剩余T1摩尔数摩尔数返滴定：返滴定：202020二、滴定方式二、滴定方式例：例：Al3+定量、过量定量、过量EDTA标准溶液标准溶液1 EBT指示剂指示剂 Zn2+标准溶液标准溶液2 +剩余剩余EDTAAl3+摩尔数摩尔数Al3+消耗消耗EDTA摩尔数摩尔数多余多余EDTA摩尔数摩尔数反应慢反应慢212121二、滴定方式二、滴定方式例：例：固体固体CaCO3 +定量、过量定量、过量HCl标准溶液标准溶液 酚酞指示剂酚酞指示剂 NaOH标准溶液标准溶液 +剩余剩余HClCaCO3 摩尔数摩尔数CaCO3消耗消耗HCl摩尔数摩尔数多余多余HCl摩尔数摩尔数222222二、滴定

14、方式二、滴定方式3.置换滴定法：滴定剂与被测物质不按一定置换滴定法：滴定剂与被测物质不按一定反应式进行或伴有副反应，无明确定量关系。反应式进行或伴有副反应，无明确定量关系。4.间接滴定法：滴定剂与被测物质并不发生间接滴定法：滴定剂与被测物质并不发生反应。反应。先用适当的试剂与被测物质反应，使之置换先用适当的试剂与被测物质反应，使之置换出一种能被定量滴定的物质，然后再用适当的滴出一种能被定量滴定的物质，然后再用适当的滴定剂滴定。定剂滴定。二者可看做一类，扩展了滴定分析法的应用二者可看做一类，扩展了滴定分析法的应用范围范围。232323二、滴定方式二、滴定方式例：例：Na2S2O3+K2Cr2O7

15、 S4O62-+SO42-K2Cr2O7标准溶液标准溶液 +过量过量KI淀粉指示剂淀粉指示剂Na2S2O3待测溶液待测溶液 +定量生成定量生成 I2 深蓝色消失为终点深蓝色消失为终点I2摩尔数摩尔数Na2S2O3摩尔数摩尔数实际实际实际实际反应反应反应反应关系关系关系关系242424二、滴定方式二、滴定方式Ca2+CaC2O4沉淀沉淀 H2SO4KMnO4标准溶液标准溶液 +定量生成定量生成 C2O42-出现淡红色为终点出现淡红色为终点Ca2+摩尔数摩尔数C2O42-摩尔数摩尔数实际实际反应反应关系关系例：例：Ca2+KMnO4252525第二节第二节 标准溶液标准溶液 一、标准溶液和基准物质

16、一、标准溶液和基准物质 1.基准物质基准物质 2.标准溶液的配制标准溶液的配制 3.标准溶液的标定标准溶液的标定二、标准溶液浓度的表示方法二、标准溶液浓度的表示方法 P35262626一、标准溶液和基准物质一、标准溶液和基准物质1.基准物质基准物质 用来直接配制标准溶液或用来直接配制标准溶液或 标定标准溶液浓度的物质标定标准溶液浓度的物质如：如：草酸草酸H2C2O42H2O 硼酸钠硼酸钠Na2B4O710H2O 邻苯二甲酸氢甲邻苯二甲酸氢甲 K2Cr2O7 KIO3 纯的金属纯的金属272727一、标准溶液和基准物质一、标准溶液和基准物质2.要求（看书要求（看书P35）(1)组成与化学式完全符

17、合，包括结晶水组成与化学式完全符合，包括结晶水(2)纯度足够高纯度足够高多是多是99.95%100.05%纯度的基准试剂或优纯度的基准试剂或优 级纯试剂级纯试剂(3)性质稳定性质稳定(4)具有较大的摩尔质量具有较大的摩尔质量282828 2.2.标准溶液的配制标准溶液的配制1）直接配制法：）直接配制法：基准物质基准物质 准确称量准确称量 溶解溶解 定量转移至容量瓶定量转移至容量瓶 稀释至刻度稀释至刻度 直接计算准确浓度直接计算准确浓度使用分析太平、容量瓶、移液管使用分析太平、容量瓶、移液管取取4位有效数字位有效数字直接计算准确浓度直接计算准确浓度2929292.2.标准溶液的配制标准溶液的配制

18、2）间接配制法（标定法）间接配制法（标定法）非基准物质非基准物质非基准物质非基准物质 粗称或量取（台秤、量筒）粗称或量取（台秤、量筒）配制成接近所需浓度的溶液配制成接近所需浓度的溶液 其准确浓度未知，须其准确浓度未知，须标定或比较标定或比较标定或比较标定或比较得到得到标定：标定：标定：标定：利用基准物质或已知准确浓度的溶利用基准物质或已知准确浓度的溶液来测定标准溶液液来测定标准溶液3030303.3.标准溶液的标定标准溶液的标定1)用基准物质用基准物质 标定标定标定标定利用利用基准物质基准物质基准物质基准物质或基准物质配制的标准溶液来或基准物质配制的标准溶液来测定待标定溶液（待标液）的准确浓度

19、。测定待标定溶液（待标液）的准确浓度。如：如：HCl易挥发，用易挥发，用NaNa2 2COCO3 3标定标定 NaOH用用邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾或或草酸草酸草酸草酸标定标定2)与标准溶液与标准溶液比较比较比较比较用已知准确浓度用已知准确浓度其它标准溶液其它标准溶液其它标准溶液其它标准溶液来测定待标定来测定待标定溶液（待标液）的准确浓度。溶液（待标液）的准确浓度。如：如：已知浓度的已知浓度的HCl 标定标定NaOH313131二、标准溶液浓度的表示二、标准溶液浓度的表示(一一)物质的量浓度物质的量浓度 CB V表示体积表示体积(L或或mL)1.物质的量物质的量n

20、B2.溶液稀释或增浓时计算溶液稀释或增浓时计算基本式基本式：P36323232二、标准溶液浓度的表示二、标准溶液浓度的表示例例1：称取称取K2Cr2O7基准物质基准物质2.942g，定容定容至至100mL，求溶液准确浓度。求溶液准确浓度。M（K2Cr2O7）=294.18 g/mol333333例例2：浓浓H2SO4 的浓度约的浓度约18mol/L，若配制，若配制1000mL 0.1000mol/L 的的H2SO4待标液，应取浓待标液，应取浓H2SO4多少多少毫升毫升?343434(二二)滴定度滴定度TT/B：以待测物表示滴定剂的以待测物表示滴定剂的滴定度滴定度 1ml滴定剂相当于被测物质的质

21、量。滴定剂相当于被测物质的质量。单位：单位：g/ml；mg/ml T-滴定剂滴定剂 B-待测物待测物基本式基本式：mB=TT/B VT二、标准溶液浓度的表示二、标准溶液浓度的表示基本式基本式：P37353535练习：练习：TK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL，如消耗，如消耗K2Cr2O7标准标准溶液溶液21.50毫升，问被滴定溶液中铁的质量？毫升，问被滴定溶液中铁的质量？解：解：363636第三节第三节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算 一、一、滴定反应中的化学计量关系滴定反应中的化学计量关系t T +b B =cC +d D 滴定剂滴定剂 被测物被测物 基本反应关系式：基本反应

22、关系式：（3-6）P37373737 二、二、滴定分析法的有关计算滴定分析法的有关计算1.1.标准溶液浓度的计算标准溶液浓度的计算 1 1）直接配制法）直接配制法 2 2）标定法：）标定法：以基准物质以基准物质(B)(B)标定标定 以标准溶液（以标准溶液（C CT T）标定）标定3838382.2.物质的量浓度与滴定度的换算物质的量浓度与滴定度的换算 由由 及及 或或 （3-9）注意：滴定度单位注意：滴定度单位g/ml；VT:mL 物质的量浓度单位物质的量浓度单位 mol/LVT=1mL,TT/B=mBmB=VT.TT/B3939393.3.被测物质的质量与质量分数（含量）的计算被测物质的质量

23、与质量分数（含量）的计算质量分数质量分数含量含量由由由由3-93-9及及3-103-10VT:L m(S):总质量总质量3-113-11404040写出化学反应式写出化学反应式确定反应实际计量关系确定反应实际计量关系得到反应总公式得到反应总公式代入数据代入数据一次计算出最后结果一次计算出最后结果注意单位注意单位注意有效数字位数注意有效数字位数 分析化学计算题要求分析化学计算题要求414141练习练习1：若若THCL/Na2CO3=0.005300 g/mL，试计算，试计算HCL标准标准溶液物质的量浓度。溶液物质的量浓度。M（Na2CO3）=106.0 mol/L解：解：2HCl+Na2CO3

24、2NaCl+H2O+CO2 由式由式 3-9得得424242练习练习2：计算计算0.2000mol/L的的HCl溶液对溶液对Na2CO3、NaOH的的滴定度。滴定度。M(g/mol)：Na2CO3=106.00，NaOH=40.00，HCl=36.50t=2;a=1434343直接滴定法计算直接滴定法计算式式滴定过程：滴定过程：待测组分待测组分B +滴定剂滴定剂T1 b B +t T基本反应基本反应关系式关系式确定确定nT注意：注意：b与与t444444直接滴定法计算直接滴定法计算式式B为溶液时：为溶液时：基本式基本式(1)：B为固体时：为固体时：基本式基本式(2)(2)：V:LV:mL454

25、545直接滴定法计算直接滴定法计算式式(3)-(4)-(5)式式 3-113-11VT:mL m(S):总质量总质量VT:L 464646例：例：称取称取NaOH 40.0g，溶解在约，溶解在约1L水中，精确量水中，精确量取取20.00ml，用，用0.1042mol/L的的HCl标准溶液滴定，标准溶液滴定，耗耗19.86ml，求，求NaOH准确浓度。准确浓度。474747练习：练习：测定药用测定药用Na2CO3的含量。称取试样的含量。称取试样0.1230g，溶，溶解后用浓度为解后用浓度为0.1006mol/L的的HCL标准溶液滴定，标准溶液滴定，终点时消耗该终点时消耗该HCL标液标液23.50

26、 mL，求试样中，求试样中Na2CO3的百分含量。的百分含量。解：解：2HCl+Na2CO3 2NaCl+H2O+CO2484848返滴定法计算式返滴定法计算式b B +t T1（过量、定量）（过量、定量）=t1 T1（余余）+t2 T2 =（标（标2）关键：确定待测组分关键：确定待测组分B实际消耗的实际消耗的nT1 基本式基本式基本式基本式494949例：例：Al3+定量、过量定量、过量EDTA标准溶液标准溶液1 EBT指示剂指示剂 Zn2+标准溶液标准溶液2 +剩余剩余EDTAAl3+摩尔数摩尔数Al3+消耗消耗EDTA摩尔数摩尔数多余多余EDTA摩尔数摩尔数CB VBCT1 VT1CT2

27、 VT2505050返滴定法计算式返滴定法计算式(6)-(7)-(8)VT:mL 515151练习：练习：将将2.3000 g含中性杂质的氧化锌试样溶解在含中性杂质的氧化锌试样溶解在50.00 ml、0.9766 mol/L硫酸溶液中，过量酸用硫酸溶液中，过量酸用1.3720 mol/L NaOH溶液滴定，用去溶液滴定，用去31.95 ml。试计算试样中氧化锌的含量。试计算试样中氧化锌的含量。M(ZnO)=81.40 g/mol解：解：ZnO +H2SO4 ZnSO4 +H2O 2NaOH +H2SO4 Na2SO4 +2H2O t=1,t1=1,t2=2 T1-H2SO4 T1-NaOH52

28、5252练习：练习：535353置换置换 间接滴定法计算式间接滴定法计算式滴定过程：滴定过程：待测组分待测组分A +过量标准溶液过量标准溶液B指示剂指示剂滴定剂滴定剂T +定量生成定量生成 C A摩尔数摩尔数C摩尔数摩尔数A和和T实际实际反应反应关系关系545454置换置换 间接滴定法计算式间接滴定法计算式关键：被测组分与滴定剂之间实际摩尔比关键：被测组分与滴定剂之间实际摩尔比练习练习:以以K2Cr2O7基准物标定基准物标定Na2S2O3溶液溶液,采用采用置换滴定法：置换滴定法：(1)K2Cr2O7标准溶液氧化过量标准溶液氧化过量 I-生成生成I2；Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3+3

29、I2+7H2O (2)定量生成定量生成I2与与 Na2S2O3 反应反应 I2+2S2O32-S4O6 2-+2I-555555练习：练习：1 K2Cr2O7 3 I2 2 Na2S2O3 1 I2 6 Na2S2O3 1 K2Cr2O7 565656练习：练习：间接滴定法，以间接滴定法，以KMnO4 标准溶液测定标准溶液测定Ca2+：(1)将溶液中将溶液中 Ca2+沉淀为沉淀为 CaC2O4，过滤，洗净后溶解于过滤，洗净后溶解于 H2SO4 中；中；Ca2+C2O4 2-CaC2O4 CaC2O4+2H+Ca2+H2C2O4 (2)用用 KMnO4 滴定剂滴定滴定剂滴定 与与 Ca2+结合的结合的 C2O42-5C2O42-+2MnO4-+16H+2Mn2+10CO2+8H2O 575757练习：练习：1 Ca2+1 C2O42-2 MnO4-5 C2O42-5 Ca2+2 MnO4-585858 基本关系式和定义式基本关系式和定义式 (3-6)-(4-11)-待测物为溶液待测物为溶液待测物为固体待测物为固体