定量分析化学大串讲优秀课件.ppt
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1、定量分析化学大串讲第1页,本讲稿共43页分分析析化化学学化学分析法化学分析法仪器分析法仪器分析法重量分析法重量分析法气体分析法气体分析法滴定分析法滴定分析法酸碱滴定法酸碱滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法配位滴定法配位滴定法光:紫外可见分光光度法光:紫外可见分光光度法电:电位分析法电:电位分析法色色其它其它第2页,本讲稿共43页酸碱滴定法酸碱滴定法一、酸碱滴定法对酸碱反应的要求:一、酸碱滴定法对酸碱反应的要求:1、定量完成、定量完成2、迅速完成、迅速完成3、简便的方法确定终点、简便的方法确定终点二、二、H+浓度的计算浓度的计算一元弱酸:一元弱酸:H+=(HAc)一元弱碱:一
2、元弱碱:OH-=(NH3.H2O)多元弱酸:多元弱酸:H+=(H2S)多元弱碱:多元弱碱:OH-=两性物质:两性物质:H+=(HCO3-、H2PO4-)缓冲溶液:缓冲溶液:pH=pKalg (HAc_NaAc)第3页,本讲稿共43页三、酸碱指示剂三、酸碱指示剂1、变色原理:酸碱指示剂的酸式结构和碱式结构颜色显著不同。变色原理:酸碱指示剂的酸式结构和碱式结构颜色显著不同。2、变色点:、变色点:pH=pKa(HIn)3、变色范围:、变色范围:pH=pKa(HIn)14、酸碱指示剂的选择原则:、酸碱指示剂的选择原则:(1)指示剂的)指示剂的变色点变色点尽量接近化学尽量接近化学计量点计量点时的时的pH
3、值。值。(2)指示剂的)指示剂的变色范围变色范围全部或部分落在滴定全部或部分落在滴定突跃范围突跃范围内内 。5、酸性范围内变色的指示剂、酸性范围内变色的指示剂甲基橙甲基橙的变色点的变色点3.4 变色范围变色范围3.1-4.4甲基红甲基红的变色点的变色点5.2 变色范围变色范围4.2-6.26、碱性范围内变色的指示剂、碱性范围内变色的指示剂酚酞酚酞的变色点的变色点9.1 变色范围变色范围8.0-9.6第4页,本讲稿共43页四、滴定突跃的影响因素:1、Ka值对突跃范围的影响:(Kb值对突跃范围的影响:)酸愈强,Ka越大,突跃范围越大。(碱愈强,Kb越大,突跃范围越大。)2、浓度对突跃范围的影响:浓
4、度愈大,突跃范围越大。第5页,本讲稿共43页五、酸碱滴定法准确滴定的条件:五、酸碱滴定法准确滴定的条件:酸:酸:碱:碱:多元酸碱分步滴定的条件:多元酸碱分步滴定的条件:多元酸:多元酸:多元碱:多元碱:混合酸碱分别滴定的条件:混合酸碱分别滴定的条件:混合酸:混合酸:混合碱:混合碱:第6页,本讲稿共43页六、应用示例六、应用示例1、双指示剂法滴定混合碱、双指示剂法滴定混合碱2、多元酸的滴定、多元酸的滴定第7页,本讲稿共43页沉淀滴定法沉淀滴定法一、沉淀滴定法对沉淀反应的要求:一、沉淀滴定法对沉淀反应的要求:1、定量完成且、定量完成且Ksp10-82、迅速完成且不易形成过饱和溶液、迅速完成且不易形成
5、过饱和溶液3、沉淀吸附现象不至于引入显著误差、沉淀吸附现象不至于引入显著误差4、简便的方法确定终点、简便的方法确定终点二、平衡浓度的计算二、平衡浓度的计算沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡Ksp 第8页,本讲稿共43页三、三、三种银量法的特点比较如表三种银量法的特点比较如表 方法方法标准标准溶液溶液指示指示剂剂pH条条件件测定物质测定物质滴定滴定方式方式莫尔法莫尔法 AgNO3K2CrO46.510.56.57.2(NH3)存在氯化物溴化物(不能测I-、SCN-)直 接 滴定法佛佛尔尔哈哈德德法法NH4SCNAgNO3铁铵矾稀HNO30.11mol/L银盐氯化物、溴化物、碘化物、硫氰酸盐直 接 滴定法返
6、 滴 定法法扬司法法扬司法AgNO3荧光黄曙红710210氯化物、溴化物、碘化物、硫氰酸盐直 接 滴定法另外,认真复习三种银量法测定的具体条件第9页,本讲稿共43页配位滴定配位滴定一、配位滴定法对配位反应的要求:一、配位滴定法对配位反应的要求:1、定量完成且、定量完成且Kf大大2、迅速完成、迅速完成3、简便的方法确定终点、简便的方法确定终点二、配位滴定法的计算二、配位滴定法的计算lgKlgKf f (MYMY)=lgK=lgKf f(MYMY)lg lg M M(L L)lg lg Y Y(HH)第10页,本讲稿共43页三、金属离子指示剂三、金属离子指示剂1、变色原理:游离指示剂与显色配合物颜
7、色显著、变色原理:游离指示剂与显色配合物颜色显著不同。不同。2、变色点:、变色点:pM=lgKf(MIn)3、变色范围:、变色范围:pM=lgKf(MIn)14、金属离子指示剂的选择原则:、金属离子指示剂的选择原则:(1)指示剂的)指示剂的变色点变色点尽量接近化学尽量接近化学计量点计量点时的时的pM值。值。(2)指示剂的)指示剂的变色范围变色范围全部或部分落在滴定全部或部分落在滴定突跃突跃范围范围内内 。第11页,本讲稿共43页5、常用的金属离子指示剂、常用的金属离子指示剂(1)铬黑)铬黑)铬黑)铬黑T(EBT)T(EBT)主要应用:主要应用:pH=10条件下可以直接滴定条件下可以直接滴定Mg
8、 2+、Zn 2+、Cd 2+、Pb 2+、Hg 2+等。等。滴定滴定Ca 2+、Mg 2+总量时,用总量时,用EBT为指示剂。为指示剂。(2)钙指示剂)钙指示剂(NN)应用于应用于Ca 2+、Mg 2+共存时滴定共存时滴定Ca 2+(pH12.5),加,加入三乙醇胺掩蔽入三乙醇胺掩蔽Al 3+、Fe 3+、Ti 3+等;用等;用KCN掩蔽掩蔽Cu 2+、Co 2+、Ni 2+等等。(3)二甲酚橙)二甲酚橙应用于应用于pH6.3时。时。第12页,本讲稿共43页 6 6 6 6、使用金属指示剂中存在的问题、使用金属指示剂中存在的问题、使用金属指示剂中存在的问题、使用金属指示剂中存在的问题(1 1
9、)指示剂的)指示剂的)指示剂的)指示剂的封闭现象封闭现象封闭现象封闭现象当指示剂与金属离子生成的配合物当指示剂与金属离子生成的配合物当指示剂与金属离子生成的配合物当指示剂与金属离子生成的配合物MInMIn的稳定性大于相应的金属离子与的稳定性大于相应的金属离子与的稳定性大于相应的金属离子与的稳定性大于相应的金属离子与EDTAEDTA生成配合物生成配合物生成配合物生成配合物MYMY的稳定性,即使过量的稳定性,即使过量的稳定性,即使过量的稳定性,即使过量EDTAEDTA也无法将指示剂置换出来而显色,这种现象称为指示剂的封闭。也无法将指示剂置换出来而显色,这种现象称为指示剂的封闭。也无法将指示剂置换出
10、来而显色,这种现象称为指示剂的封闭。也无法将指示剂置换出来而显色,这种现象称为指示剂的封闭。例如:例如:例如:例如:EBTEBT与与与与Al Al 3+3+、Fe Fe 3+3+、Cu Cu 2+2+、Ni Ni 2+2+、Co Co 2+2+等生成的配合物非常稳定,过量等生成的配合物非常稳定,过量等生成的配合物非常稳定,过量等生成的配合物非常稳定,过量EDTAEDTA也无也无也无也无法将法将法将法将EBTEBT从从从从MInMIn中置换出来。中置换出来。中置换出来。中置换出来。加入掩蔽剂可以消除指示剂的封闭。在上例中:可以加入三乙醇胺消除加入掩蔽剂可以消除指示剂的封闭。在上例中:可以加入三乙
11、醇胺消除加入掩蔽剂可以消除指示剂的封闭。在上例中:可以加入三乙醇胺消除加入掩蔽剂可以消除指示剂的封闭。在上例中:可以加入三乙醇胺消除Al Al 3+3+、Fe Fe 3+3+的封闭;的封闭;的封闭;的封闭;加入加入加入加入KCNKCN掩蔽掩蔽掩蔽掩蔽Cu Cu 2+2+、Ni Ni 2+2+、Co Co 2+2+的封闭。的封闭。的封闭。的封闭。若干扰离子浓度过大,也可以预先分离。若干扰离子浓度过大,也可以预先分离。若干扰离子浓度过大,也可以预先分离。若干扰离子浓度过大,也可以预先分离。(2 2)指示剂的)指示剂的)指示剂的)指示剂的僵化现象僵化现象僵化现象僵化现象指示剂或金属指示剂或金属指示剂
12、或金属指示剂或金属-指示剂配合物在水中的溶解度太小,使滴定剂与金属指示剂配合物在水中的溶解度太小,使滴定剂与金属指示剂配合物在水中的溶解度太小,使滴定剂与金属指示剂配合物在水中的溶解度太小,使滴定剂与金属-指示剂配合物交指示剂配合物交指示剂配合物交指示剂配合物交换缓慢,终点延长的现象。换缓慢,终点延长的现象。换缓慢,终点延长的现象。换缓慢,终点延长的现象。可以加入有机溶剂或加热,以增大其溶解度。可以加入有机溶剂或加热,以增大其溶解度。可以加入有机溶剂或加热,以增大其溶解度。可以加入有机溶剂或加热,以增大其溶解度。例如:使用例如:使用例如:使用例如:使用PANPAN指示剂时,经常加入酒精或在加热
13、下滴定。指示剂时,经常加入酒精或在加热下滴定。指示剂时,经常加入酒精或在加热下滴定。指示剂时,经常加入酒精或在加热下滴定。(3 3)指示剂的)指示剂的)指示剂的)指示剂的氧化变质氧化变质氧化变质氧化变质金属指示剂在光照、氧化剂、空气等的作用下分解,在水溶液中不稳定,易变质。可以配成固金属指示剂在光照、氧化剂、空气等的作用下分解,在水溶液中不稳定,易变质。可以配成固金属指示剂在光照、氧化剂、空气等的作用下分解,在水溶液中不稳定,易变质。可以配成固金属指示剂在光照、氧化剂、空气等的作用下分解,在水溶液中不稳定,易变质。可以配成固体混合物,延长保存时间。例如体混合物,延长保存时间。例如体混合物,延长
14、保存时间。例如体混合物,延长保存时间。例如EBTEBT和钙指示剂常用固体和钙指示剂常用固体和钙指示剂常用固体和钙指示剂常用固体NaClNaCl或或或或KClKCl作稀释剂配制。作稀释剂配制。作稀释剂配制。作稀释剂配制。第13页,本讲稿共43页四、滴定突跃范围的影响因素四、滴定突跃范围的影响因素四、滴定突跃范围的影响因素四、滴定突跃范围的影响因素1 1、配合物的条件稳定常数对滴定突跃的影响、配合物的条件稳定常数对滴定突跃的影响、配合物的条件稳定常数对滴定突跃的影响、配合物的条件稳定常数对滴定突跃的影响 lg Klg Kf f (MYMY)=lg K=lg Kf f(MY)lg(MY)lg Y(H
15、)Y(H)lg lg M(L)M(L)绝对稳定常数绝对稳定常数绝对稳定常数绝对稳定常数K Kf f(MY)(MY)K Kf f(MY)(MY)越大,越大,越大,越大,K Kf f (MYMY)就越大,滴定突跃增大。)就越大,滴定突跃增大。)就越大,滴定突跃增大。)就越大,滴定突跃增大。溶液的酸度溶液的酸度溶液的酸度溶液的酸度lg lg Y(H)Y(H)越大,越大,越大,越大,K Kf f (MYMY)越小,)越小,)越小,)越小,酸度越高,滴定突跃减小。酸度越高,滴定突跃减小。酸度越高,滴定突跃减小。酸度越高,滴定突跃减小。其它配位剂等的配位作用其它配位剂等的配位作用其它配位剂等的配位作用其它
16、配位剂等的配位作用lg lg M(L)M(L)增大,增大,增大,增大,K Kf f (MYMY)减小,)减小,)减小,)减小,滴定突跃减小。滴定突跃减小。滴定突跃减小。滴定突跃减小。金属离子的浓度对滴定突跃的影响金属离子的浓度对滴定突跃的影响金属离子的浓度对滴定突跃的影响金属离子的浓度对滴定突跃的影响浓度越低,突跃越小。浓度越低,突跃越小。浓度越低,突跃越小。浓度越低,突跃越小。第14页,本讲稿共43页五、金属离子准确滴定的条件五、金属离子准确滴定的条件五、金属离子准确滴定的条件五、金属离子准确滴定的条件(一)单一离子的滴定(一)单一离子的滴定(一)单一离子的滴定(一)单一离子的滴定1 1、单
17、一离子准确滴定的判别式、单一离子准确滴定的判别式、单一离子准确滴定的判别式、单一离子准确滴定的判别式如果允许误差如果允许误差如果允许误差如果允许误差Er=0.1%Er=0.1%,则准确滴定的界限是:,则准确滴定的界限是:,则准确滴定的界限是:,则准确滴定的界限是:lgClgC(MM)/C/C K Kf f (MY MY)6 62 2、单一离子几乎不被滴定的判别式、单一离子几乎不被滴定的判别式、单一离子几乎不被滴定的判别式、单一离子几乎不被滴定的判别式lgClgC(N N)/C/C K Kf f (NY NY)1 1(二)混合离子的选择性滴定(二)混合离子的选择性滴定(二)混合离子的选择性滴定(
18、二)混合离子的选择性滴定 用用用用EDTAEDTA标准溶液滴定含有金属离子标准溶液滴定含有金属离子标准溶液滴定含有金属离子标准溶液滴定含有金属离子MM和和和和N N的溶液时,如果的溶液时,如果的溶液时,如果的溶液时,如果KKf f(MY)(MY)KKf f(NY)(NY),则首先被滴定的是,则首先被滴定的是,则首先被滴定的是,则首先被滴定的是MM离子,如果离子,如果离子,如果离子,如果KKf f(MY)(MY)和和和和KKf f(NY)(NY)相差足够大,则可以准确滴定相差足够大,则可以准确滴定相差足够大,则可以准确滴定相差足够大,则可以准确滴定MM离子,而离子,而离子,而离子,而N N离子不
19、干扰。离子不干扰。离子不干扰。离子不干扰。控制溶液酸度分别滴定的条件:控制溶液酸度分别滴定的条件:控制溶液酸度分别滴定的条件:控制溶液酸度分别滴定的条件:lgClgC(MM)/C/C K Kf f (MY MY)lgClgC(N N)/C/C K Kf f (NY NY)5 5可以用控制酸度法准确可以用控制酸度法准确可以用控制酸度法准确可以用控制酸度法准确 滴定滴定滴定滴定MM离子,而离子,而离子,而离子,而N N离子不干扰测定。离子不干扰测定。离子不干扰测定。离子不干扰测定。第15页,本讲稿共43页氧化还原滴定法氧化还原滴定法一、氧化还原滴定法的计算一、氧化还原滴定法的计算1、能斯特方程、能
20、斯特方程:对于任何一个可逆氧化还原电对:Ox(氧化态)+ne-Red(还原态)当达到平衡时,其电极电位与氧化态、还原态之间的关系遵循能斯特方程。25时得:第16页,本讲稿共43页2、化学计量点时的电极电势、化学计量点时的电极电势第17页,本讲稿共43页二、氧化还原滴定法中的指示剂二、氧化还原滴定法中的指示剂 自身指示剂(自身指示剂(KMnO4)特殊指示剂(淀粉)特殊指示剂(淀粉)氧化还原指示剂氧化还原指示剂氧化还原指示剂:氧化还原指示剂:1、变色原理:氧化还原指示剂氧化态、还原态颜色显著不同。、变色原理:氧化还原指示剂氧化态、还原态颜色显著不同。2、变色点:、变色点:3、变色范围:、变色范围:
21、4、酸碱指示剂的选择原则:、酸碱指示剂的选择原则:(1)指示剂的)指示剂的变色点变色点尽量接近化学尽量接近化学计量点计量点时的电极电势值。时的电极电势值。(2)指示剂的)指示剂的变色范围变色范围全部或部分落在滴定全部或部分落在滴定突跃范围突跃范围内内 。第18页,本讲稿共43页5、常用的金属离子指示剂、常用的金属离子指示剂(1)二苯胺磺酸钠)二苯胺磺酸钠二苯胺磺酸钠(还原态、无色)二苯胺磺酸钠(还原态、无色)二苯联苯胺磺酸紫(氧化态、紫色)二苯联苯胺磺酸紫(氧化态、紫色)用重铬酸钾法测亚铁时用重铬酸钾法测亚铁时,需加入磷酸需加入磷酸。为什么?。为什么?重铬酸钾法测亚铁用二苯胺磺酸钠作指示剂,其
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