《分析化学》-图文课件-第三章.ppt

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1、分析化学分析化学 第第三三章章 滴定分析法滴定分析法滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析的基本概念滴定分析中的计算标准溶液与基准物 第一节第一节 滴定分析的基本概念滴定分析的基本概念 将一种已知其准确浓度的试剂溶液，通过滴定管滴加到被测物质的溶液中，直到所加试剂与被测物质按化学计量关系正好完全作用为止，然后根据所用试剂溶液的浓度和体积计算得出被测组分的浓度或含量，这一类分析方法统称为滴定分析法（或称容量分析法）。例如，将已知准确浓度的NaOH溶液由滴定管滴加到一定体积（VH2SO4）的硫酸试样中，直到所加的NaOH溶液恰好和H2SO4溶液完全作用为止，则根据NaOH溶液的浓度（cNaOH）、所消

2、耗的体积（VNaOH）及反应物的物质的量数之比可计算硫酸试液的浓度：第二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式 滴定分析法的分类一、酸碱滴定法酸碱滴定法1.酸碱滴定法是以质子转移反应为基础的一种滴定分析方法。对于一般的酸、碱及能与酸、碱直接或间接发生质子传递的物质可用酸碱滴定法测定。强酸强碱滴定：H+OH-H2O强酸滴定弱碱：H+A-HA强碱滴定弱酸：OH-+HA A-+H2O 第二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式配位滴定法配位滴定法2.配位滴定法是利用配位反应进行滴定的一种方法。滴定中常用EDTA为标准溶液，可滴定多种金属离子，其基本反应

3、式如下：Mn+H2Y2-MYn-4+2H+第二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式氧化还原滴定法氧化还原滴定法3.氧化还原滴定法是利用氧化还原反应进行滴定的方法。可以用氧化剂作为标准溶液测定还原性物质，也可以用还原剂作为标准溶液测定氧化性物质。根据所用的标准溶液不同，氧化还原法又可分为高锰酸钾法、碘量法、重铬酸钾法、溴酸钾法等。常用的高锰酸钾法和重铬酸钾法的基本反应式如下：第二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式沉淀滴定法沉淀滴定法4.沉淀滴定法是一类以沉淀反应为基础的滴定分析法。最常用的是生成银盐沉淀的反应，即“银量法”，具体反应式如下：第

4、二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式 滴定方式二、直接滴定法直接滴定法1.直接滴定法是滴定分析中最常用和最基本的滴定方法。用于直接滴定的反应必须具备以下三个条件：（1）反应必须定量完成，通常要求反应达到计量点时，反应完全的程度应达到99.9%以上，且无副反应。（2）反应速率要快，若速率较慢，可以通过加热、加催化剂等方法提高反应速率。（3）必须有适当的方法确定终点。凡是能满足上述要求的反应，都可用标准溶液直接滴定被测物质。例如,用HCl滴定NaOH，用K2Cr2O7滴定Fe2+等。第二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式返滴定法返滴定法2.当

5、反应较慢或反应物是固体时，加入符合化学计量关系的滴定剂，常不能立即完成反应。此时可以先加入一定量的过量滴定剂，使反应加速，待反应完全后，再用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂，这种滴定方法称为返滴定法或回滴法。例如,Al3+与EDTA配位反应速率很慢，可向Al3+溶液中加入已知过量的EDTA标准溶液并加热，待Al3+与EDTA反应完全后，用标准Zn2+或Cu2+溶液滴定剩余的EDTA。第二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式置换滴定法置换滴定法3.对于不按一定反应式进行反应或伴有副反应的，可先用适当试剂与被测物质反应，使被测物质被定量地置换成另一可直接滴定的物质，再用标准

6、溶液滴定此物质，这就是置换滴定法。例如，Na2S2O3不能直接滴定K2Cr2O7或其他强氧化剂，因为这些强氧化剂不仅将S2O2-3氧化为S4O2-6，还会部分将其氧化为SO2-4，使得它们之间没有确定的化学计量关系。但若在酸性K2Cr2O7溶液中加入过量KI，K2Cr2O7与KI定量反应后生成的I2，就可以用Na2S2O3标准溶液直接滴定。第二节第二节 滴定分析法的分类与滴定方式滴定分析法的分类与滴定方式间接滴定法间接滴定法4.有些不能与滴定剂直接反应的物质，可通过另外的化学反应间接测定。例如，Ca2+在溶液中没有可变价态，不能直接用氧化还原法滴定。但若将其沉淀为CaC2O4，过滤洗净后溶解于

7、H2SO4中，就可用KMnO4标准溶液滴定与Ca2+结合的C2O2-4，从而间接测定Ca2+的含量。返滴定法、置换滴定法和间接滴定法的应用，可大大扩展滴定分析法的应用范围。第三节第三节 标准溶液与基准物标准溶液与基准物 标准溶液浓度的表示方法一、物质的量浓度物质的量浓度1.物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，以符号cB表示，即（3-1）式中，V为溶液的体积（L）；nB为溶液中溶质B的物质的量（mol）；cB为溶质B的物质的量浓度（molL-1）。溶液中溶质B的物质的量为（3-2）式中，mB为溶液中溶质B的质量（g）；MB为溶液中溶质B的摩尔质量（gmol-1）。第三节第三节 标

8、准溶液与基准物标准溶液与基准物【例例3-13-1】称取40.0 g NaOH，配成5000.00 mL的溶液，求该NaOH溶液的浓度。解：根据式（3-1）先求得nNaOH，由式（3-2）得NaOH的物质的量为故NaOH溶液的浓度为 第三节第三节 标准溶液与基准物标准溶液与基准物滴定度滴定度2.滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测组分的质量，用T待测物/标准溶液表示，单位为gmL-1。如TFe/KMnO4=0.04728 gmL-1表示用这种KMnO4标准溶液滴定Fe样品时，每消耗1.00 mL KMnO4标准溶液相当于样品中含0.04728 g Fe，即与0.04728 g Fe完全反应。知道了

9、滴定度T及滴定中用去的标准溶液体积V(mL)，就可以得到待测物质的质量m(g)，即m=TV（3-3）第三节第三节 标准溶液与基准物标准溶液与基准物【例例3-23-2】若用THCl/NaOH=0.003804 gmL-1的NaOH标准溶液滴定HCl溶液，用去该标准溶液23.40 mL，求试液中含HCl的质量。解：根据式（3-3）得试液中含HCl的质量为这种浓度表示方法用于大批试样中同一组分的测定时，计算比较简便。第三节第三节 标准溶液与基准物标准溶液与基准物 标准溶液的配制二、直接法直接法1.准确称取一定量的物质，溶解后定量转移到容量瓶中，稀释至一定体积，根据称取物质的质量和容量瓶的体积，即可算

10、出该标准溶液的准确浓度。许多化学试剂由于不纯和不易提纯，或在空气中不稳定（如易吸收水分）等原因，不能用直接法配制标准溶液，只有具备下列条件的化学试剂，才能用直接法配制:（1）在空气中稳定。如加热干燥时不分解，称量时不吸湿，不吸收空气中的CO2，不被空气氧化等。（2）纯度高（一般要求纯度在99.9%以上）。（3）组成应与化学式完全符合。若含结晶水时（如硼砂Na2B4O710H2O），其结晶水的含量也应与化学式符合。第三节第三节 标准溶液与基准物标准溶液与基准物间接法间接法2.很多物质不符合基准物质的条件，如NaOH，它很容易吸收空气中的CO2和水分，因此称得的质量不能代表纯净NaOH的质量；盐酸

11、（除恒沸溶液外）也很难知道其中的HCl的准确含量。对这类物质，应先按需要配成近似浓度的溶液，再用基准物质或另一种物质的标准溶液来确定它的准确浓度。这种用基准物质或已知准确浓度的溶液来确定标准溶液浓度的操作过程称为“标定”。第三节第三节 标准溶液与基准物标准溶液与基准物 标准溶液的标定 三、用基准物质进行标定用基准物质进行标定1.精密称取一定量的基准物质，溶解后用待测的标准溶液进行滴定。根据滴定所消耗的标准溶液的体积及称取的基准物质的质量，即可算出该溶液的准确浓度。大多数标准溶液是通过“标定”测定其准确浓度。第三节第三节 标准溶液与基准物标准溶液与基准物与标准溶液进行比较与标准溶液进行比较2.准

12、确吸取一定量的待标定溶液，用已知准确浓度的标准溶液滴定。根据两种溶液所消耗的体积及标准溶液的浓度可计算出待标定溶液的浓度。这种用标准溶液来测定待标定溶液准确浓度的操作过程称为“比较法”。比较法不及用基准物质标定法好。标定时，无论采用哪种方法，一般规定要平行测定34次，并且相对平均偏差不大于0.2%。标定好的标准溶液应妥善保存。对不稳定的溶液还要定期进行标定。例如，见光易分解的AgNO3、KMnO4标准溶液应贮存在棕色瓶中，并放置暗处；NaOH、Na2S2O3等不稳定的标准溶液放置23个月后，应重新标定。第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算 滴定分析计算的依据 一、滴定分析就是用标准溶

13、液（滴定剂T）去滴定待测物质（B）溶液。按照化学计量关系相互作用的原理，在化学计量点，待测物质与标准溶液的物质的量必定相当。例如,对于任一滴定反应：当滴定达到化学计量点时，t mol T恰好与 b molB完全作用，有则 （3-4）第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算 若待测物质的溶液体积为VB，浓度为cB，到达化学计量点时用去浓度为cT的标准溶液的体积为VT。由式（3-1）和式（3-4）可得 式（3-5）是两种溶液间相互作用达到化学计量点的计算式。同样，可写出固体物质与溶液间相互作用的计算式，即由式（3-1）、（3-2）和式（3-4）可得（3-6）第四节第四节 滴定分析中的计算滴定

14、分析中的计算在滴定分析中，体积常以毫升（mL）为单位，此时要将体积换算为升（L）。计算时的基本步骤如下：(1)写出并配平滴定反应的化学方程式；(2)列出相关物质的物质的量数计量关系式；(3)JP2根据已知数据或要计算的项目，用n=cV或n=m/M代入（注意体积单位的换算）；(4)移项得计算式，代入数据，计算出结果（注意有效数字的保留位数）。第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算 滴定分析计算示例 二、计算被测溶液浓度计算被测溶液浓度1.【例例3-33-3】用0.1043 molL-1的H2SO4标准溶液滴定25.00 mL NaOH溶液时，用去硫酸溶液 24.21 mL，计算该NaOH

15、溶液的浓度。解：该滴定反应式为有关各物质之间的量的关系为所以 第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算【例例3-43-4】用0.2036 g无水Na2CO3作基准物质，以甲基橙为指示剂，标定HCl溶液，用去HCl溶液36.06 mL，计算该HCl溶液的浓度。解：该标定反应式为有关各物质之间的量的关系为所以 第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算计算物质的质量计算物质的质量2.【例例3-53-5】用容量瓶配制0.02 molL-1重铬酸钾标准溶液500.00 mL，需称取固体重铬酸钾多少克？解：已知cK2Cr2O7=0.02 molL-1，VK2Cr2O7=500.00 mL，则

16、第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算【例例3-63-6】标定0.10 molL-1的NaOH溶液时，希望滴定时用去NaOH滴定液2025 mL，应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质多少克？解：该标定反应式为有关各物质之间的量的关系为即应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质0.410.51 g。第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算估计消耗标准溶液的体积估计消耗标准溶液的体积3.【例例3-73-7】称取0.3000 g草酸（H2C2O42H2O）溶于适量水后，用KOH溶液（0.2 molL-1）滴定至终点，问大约消耗此溶液多少毫升？解：该滴定反应为有关各物质之间的量的关系为所以即大约消耗KOH溶

17、液24 mL。第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算物质的量浓度和滴定度的相互换算物质的量浓度和滴定度的相互换算4.滴定度是每毫升标准溶液相当于待测物质的质量。标准溶液与被测物质反应为 反应物之间的量的关系为 各物质的量可表示为 所以 第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算 当VT=1.00 mL时，mB=TB/T，则 式中，TB/T为滴定度。第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算【例例3-83-8】计算0.2500 molL-1的HCl溶液对Na2CO3的滴定度（以甲基橙为指示剂）。解：有关反应式为有关各物质之间的量的关系为所以 第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析

18、中的计算计算待测物质的含量计算待测物质的含量5.设mS为样品质量(g)，mB为样品中待测组分B的质量(g)，待测组分的百分含量为wB，即（3-8）若标准溶液浓度用滴定度TB/T(gmL-1)表示时，则（3-9）第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算【例例3-93-9】称取0.1862 g含Na2CO3的试样（杂质不参与反应），溶解后以甲基橙为指示剂，用0.1000 molL-1盐酸标准溶液滴定，终点时消耗盐酸标准溶液33.19 mL，则试样中Na2CO3的百分含量为多少？解：该滴定反应式为有关各物质之间的量的关系为即试样中Na2CO3的百分含量为94.47%。第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算【例例3-103-10】称取CaCO3试样0.2501 g,用0.2602 molL-1的盐酸标准溶液25.00 mL溶液，回滴过量的酸用去0.2450 molL-1的NaOH标准溶液6.50 mL，求试样中CaCO3的百分含量。解：两步滴定反应式分别为有关各物质之间的量的关系为 第四节第四节 滴定分析中的计算滴定分析中的计算【例例3-103-10】所以即试样中CaCO3的百分含量为98.30%。谢谢观看！