酸碱滴定法 学习.pptx
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1、第7,8学时教学内容titrimetric analysis形式的分布情况43酸碱溶液PH值的计算 42不同PH溶液中酸碱存在分布曲线-质子条件 41酸碱平衡的理论基础第四章 酸碱滴定法第1页/共80页教学要求教学要求 一、熟悉质子酸碱理论的基本概念,会判断那些物质是酸,碱,两性物质二、酸常数,碱常数及共轭酸碱对的基本概念三、掌握共轭酸碱的Ka与Kb之间的关系四、会写质子条件 第2页/共80页4.滴定方式分类 各方式分别适用于哪一类物质?3.滴定反应应具备的条件?1.判断有效数字:0.0032 1.0500 1.2104 pH=5.40问题:2.数据修约规则?(解释)第3页/共80页3.3 3
2、.3 标准溶液的配制及标定2.间接法(标定法)无论采用何种滴定分析方法,都离不开标准溶液,否则,就无法准确地计算分析结果。正确配制标准溶液,准确地标定标准溶液,关系到滴定分析结果的准确性。标准溶液的配制通常有两种方法:1.直接法第4页/共80页 4.最好有比较大的摩尔质量(不是必备条件)直接法只有基准物质可以采用直接法配制标准溶液。基准物质应具备的条件:1.物质必须具有足够的纯度,即含量99.9%;2.物质的组成与化学式应完全符合;3.试剂在一般情况下应比较稳定。第5页/共80页间接法1.粗配:先配制成与所需浓度相近的浓度 不是基准物质的物质都要采用间接法配制标准溶液。分析化学中的大部分标准溶
3、液都是采用间接法配制的。具体步骤:第6页/共80页将基准物溶解后,用粗配的标准溶液滴定。由基准物质量和滴定液体积计算之采用基准物或已知准确浓度的标准溶液来滴定出粗配溶液的准确浓度。2.标定:用分析天平准确称取一定量的基准物;3.确定浓度 步骤:第7页/共80页标定所用的基准物应满足以下条件:(见书第38页例4)(1)反应定量完成(2)反应速率快(3)有比较简便的方法确定反应终点(4)具有较大的摩尔质量为什么?如:标定 NaOH的基准物邻苯二甲酸氢钾?草酸?第8页/共80页3.4 3.4 标准溶液浓度表示法定义:单位体积溶液中所含溶质B的物质的量(nB)V:溶液的体积,单位为L。nB:溶质B的物
4、质的量,单位为 mol。CB:浓度,单位为 molL-1。1.物质的量浓度(简称浓度)第9页/共80页 若该系统中所包含的基本单元的数目与0.012kgC12的原子数目相等,则此物质的量就是1摩尔;若该系统中所包含的基本单元的数目与0.018kgC12的原子数目相等,则此物质的量就是1.5摩尔;,以此类推。摩尔定义:摩尔是一个系统的物质的量,它与系统中所包含的基本单元的数目成正比。基本单元可以是分子,原子,离子,电子,及其它粒子,也可以是这些粒子的某种特定组合。第10页/共80页 如:物质B在反应中转移的质子数或得失的电子数为b时基本单元应选择为基本单元的选择分为两种情况:1.以分子,原子,离
5、子等作为基本单元,即以参加化学反应的物质本身作为基本单元。如:NaOH,H2SO4,KMnO42.以这些粒子的某种特定组合作为基本单元。根据某物质在化学反应中的“质子转移数”(酸碱反应)、“电子得失数”(氧化还原反应)或反应中的计量关系来确定基本单元。通常选取转移一个“质子”或得失一个“电子”的特定组合作为基本单元。第11页/共80页例:H2SO4参加酸碱反应时基本单元可选择为H2SO4或H2SO4在反应中可转移2个质子KMnO4参加氧化还原反应时基本单元可选择为KMnO4或KMnO4在反应中可转移5个电子第12页/共80页 同样质量的物质,其物质的量(n)随所选择的基本单元不同而不同,转换关
6、系式为:使用 n、c、M 等必须注明基本单元 第13页/共80页2.滴定度例:测定铁的KMnO4标准溶液,其滴定度可表示为:或 l mL KMnO4 标准溶液相当于0.005682 g 铁,1 mL 的 KMnO4 标准溶液能把 0.005682 g Fe2+氧化为 Fe3+。如果:每毫升标准溶液相当于待测组分的质量。表示法:T待测物/标准溶液单位:g mL-1表示:滴定度适用于工业生产中批量分析:m(Fe)T V。g mL-1第14页/共80页标准溶液浓度 C 与滴定度 T 之间关系 a A+b B=c C+d D 设:A 为被测组分,B 为标准溶液;反应式如下:当VB=1 mL时,mA=T
7、A/B ,代入上式第15页/共80页例题:H2C2O4+2 NaOH Na2C2O4+2H2O求 0.1000 molL-1 NaOH 标准液对 H2C2O4 的滴定度。解:NaOH 与 H2C2O4 的反应为:第16页/共80页3.5 滴定分析结果的计算 当滴定到达化学计量点时,各反应物的物质的量(n)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。滴定分析结果的计算,与选取的基本单元有关 对于反应物来说,选取的基本单元不同,计算方法也不同。一、选取分子、离子或原子作为反应物的基本单元计算的依据为:第17页/共80页设:A 为被测组分,B 为标准溶液;反应式如下:a A+b B=c
8、C+d D nA:nB =a:b 或滴定分析结果的计算最基本公式 A与B反应完全后,其物质的量(n)之间的关系符合化学反应方程式的化学计量关系,即:另一方法:交叉相乘积相等第18页/共80页2HCl+Na2 CO3 =2NaCl+H2O +CO2 1.用基准物标定标准溶液的浓度通式为:P38 例3例:用基准物Na2 CO3标定HCl的浓度第19页/共80页2.用标准溶液标定另一标准溶液的浓度(浓度的比较)a A+b B=c C+d D 通式为:P38 例2第20页/共80页3.溶液稀释的计算计算依据:稀释前后物质的量(n)不变即:P38 例14.对于在间接滴定法中涉及到两个或两个以上的反应,计
9、算时要从所有的反应式中找出相关物质的物质的量之间的关系,然后计算。通式为:第21页/共80页BrO3-3I2 6S2O3 2-即:例:以 KBrO3 为基准物标定 Na2S2O3 溶液的浓度。解:BrO3-+6I-+6H+3I2+3H2O+Br-(1)I2+2 S2O3 2-2I-+S4O6 2-(2)相互关系:第22页/共80页Ca2+C2O42-2/5 MnO4-例:用KMnO4滴定Ca2+。反应式如下:Ca2+C2O42-=CaC2O4CaC2O4+2H+=H2C2O4+Ca2+5 C2O42-+2MnO4-+16 H+=2Mn2+10CO2+8H2O相互关系:第23页/共80页5.被测
10、物百分含量的计算 以上例为例,设样品的重量为 G g,则 Ca 在样品中的百分含量为:通式为:其中:A 为被测物,B 为标准溶液,G 为样品的总重量。P39 例5第24页/共80页P39 P39 例5 5 解:此滴定反应是:2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3测定工业纯碱中Na2CO3的含量时,称取0.2457g试样,用0.2071 molL-1的HCI标准溶液滴定,以甲基橙指示终点,用去 H CI标准溶液21.45mL。求纯碱中Na2CO3的质量分数。2n Na2CO3=n HCI第25页/共80页6.滴定度的计算MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O由:对应的书
11、P39例6:第26页/共80页解;5Fe2+MnO4+8H+=5Fe3+Mn2+4H2OnFe=(5/1)n KMnO4 nFe2O3=(5/2)n KMnO4 有一KMnO4标准溶液,浓度为0.02010 molL-1,求其 TFe/KMnO4和TFe2O3/KMnO4。如果称取试样0.2718g,溶解后将溶液中的Fe3+还原成Fe2+,然后用KMnO4标准溶液滴定,用去26.30mL,求试样中Fe、Fe2O3的质量分数。书P39例6:第27页/共80页第28页/共80页即:nx=nS二、选取分子、离子或原子等这些粒子的某种特定组合作为反应物的基本单元,计算的依据为:滴定到达化学计量点时,被
12、测物的物质的量(nx)与标准溶液的物质的量(nS)相等。第29页/共80页例:P40例7,反应式为:失去一个电子的特定组合为:5 C2O42-+2MnO4-+16 H+=Mn2+10CO2+8H2O其中:KMnO4得到5个电子,得到一个电子的特定组合为:Na2C2O4失去2个电子,第30页/共80页三、计算示例 m KHC8H4O4=n KHC8H4O4 M KHC8H4O4=nNaOH M KHC8H4O4 =cNaOH VNaOH M KHC8H4O4 =0.l molL-12510-3 L204.2 gmol-1 0.5 g书P38例4:选用邻苯二甲酸氢钾作基准物,标定0.l molL-
13、1 NaOH溶液的准确浓度。应称取基准物多少克?如改用草酸(H2C2O42H2O)作基准物,应称取多少克?解:以邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)作基准物:KHC8H4O4+OH-KC8H4O4-+H2OnNaOH=n KHC8H4O4第31页/共80页以H2C2O42H2O作基准物:m H2C2O42H2O=n H2C2O42H2O M H2C2O42H2O由此可见,采用邻苯二甲酸氢钾作基准物可减少称量上的相对误差。H2C2O4+2NaOH Na2C2O4+2H2OnNaOH=2 nH2C2O42H2O=0.l molL-12510-3L121.6 gmol-1 1/2 0.16 gm KH
14、C8H4O4 0.5 gm H2C2O42H2O 0.16 g第32页/共80页例1:欲配制0.2500 molL-1 HCI溶液,现有0.2120 molL-1 HCI溶液1000mL,应加入1.121 molL-1 HCI溶液多少毫升?解:0.21201000 +1.121 V=0.2500(1000+V)V=43.63mL课上练习:第33页/共80页例2:在500mL溶液中,含有9.21g K4Fe(CN)6,计算该溶液的浓度及在以下反应中对Zn2+的滴定度。3Zn2+2Fe(CN)6 4-+2K+=K2Zn3Fe(CN)62解:3Zn2+2Fe(CN)6 4-+2K+=K2Zn3Fe(
15、CN)6232n Zn2+n K4Fe(CN)6 2n Zn2+=3n K4Fe(CN)6 第34页/共80页例3:相对密度为1.01的含3.00%的H2O2溶液2.50mL,与 C1/5KMnO4=0.200 molL-1的KMnO4溶液完全作用,需此浓度的KMnO4溶液多少毫升?解:KMnO4得到5个电子H2O2失去2个电子特定组合:特定组合:5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2+5O2+8H2O第35页/共80页5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2+5O2+8H2O 2n H2O2 =5n KMnO4 52n H2O2n KMnO4 第36页/共80页课后作业课后作业 思考题
16、:(P41)习题:(P28):11题(P42):第 7,9,11,12 题 第 4,7,8 题(不用举例)第37页/共80页第四章 酸碱滴定法 本章是化学分析中最基本也是最重要的一章,是各种滴定分析方法的基础。在酸碱滴定法中,酸碱平衡及其有关的计算,是必须要掌握的内容。电解质在离解时所生成的阳离子全部是H+称为酸;离解时所生成的阴离子全部是OH-称为碱。4.1 酸碱平衡的理论基础 酸碱质子理论1.酸碱电离理论:第38页/共80页酸碱发生中和反应生成盐和水:电离理论的主要缺点是把酸和碱限制在以水为溶剂的体系,有很大的局限性,它只适用于水溶液,不适用于非水溶液,而且也不能解释有的物质(如NH3等)
17、不含OH,但却具有碱性的事实。例如:(酸)(碱)第39页/共80页2.2.酸碱质子理论:凡是能给出质子(H+)的物质是酸;凡是能接受质子的物质是碱。不仅适用于以水为溶剂的体系,而且适用于非水体系,因此,大大扩大了酸碱的范围。例如:(酸)(碱)(碱)第40页/共80页 按照质子理论,酸和碱不是彼此分割的,而是统一在对质子的关系上,这种关系为:称之为共轭酸碱对其中:HA 是 A-的共轭酸,A-是 HA 的共轭碱,这样的反应也称为酸碱半反应。共轭酸碱对定义:因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱。第41页/共80页一些酸碱半反应(共轭酸碱对):HClO4 H+ClO4HSO4 H+SO42NH4+H
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