分析化学滴定分析.ppt

第三章 滴定分析,1、滴定分析法相关名词 2、滴定分析对化学 反应的要求 3、滴定分析分类 4、标准溶液的配制 及浓度的确定 5、标准溶液浓度表示法 6、滴定分析中的计算,Titrimetric Analysis,第1节 滴定分析法相关名词 定义 （）标准溶液standard solution ：已知准确浓度的试剂溶液（一般达到四位有效数字） （）滴定titration：用滴定管向待测溶液中滴加标准溶液的操作过程。 （）化学计量点：(stoichiometric point,sp)滴加的标准溶液与待测组分恰好反应完全的“点”。 （）滴定终点：(end point,ep)指示剂变色，停止滴定的点。 （）滴定误差（终点误差）end point error：滴定终点与化学计量点不符合所产生的误差。,（6）指示剂indicator：在固定的条件时变色，被利用来指示滴定终点。 （7）滴定曲线：描绘出滴定过程中溶液（pH、pM、电极电位值）的变化情况，所得的V- （pH、pM、电极电位值）关系曲线。 （8）滴定分析法：滴定到终点后，根据标准溶液的浓度与所消耗的体积，按化学计量关系算出待测组分的含量的方法。,2特点： （）测定常量组分含量一般在以上； （）准确度较高，相对误差不大于.； （）简便快速，可测定多种元素； （ 4 ）常作为标准方法使用。,第2节、滴定分析对化学反应的要求,问题：如果不能满足上述全部三点要求，能否滴定呢？,(1) 反应定量完成 (KMnO4 + Na2S2O3) ？ 计量关系明确、无副反应、 反应完全（99.9% ) 以满足滴定要求 (2)反应速度快 (3)有比较简便的方法确定反应终点,第3节、滴定分析分类 1. 按化学反应类型分类,(1)酸碱滴定法: (2)配位滴定法（络合滴定法）: (3)沉淀滴定法: (4)氧化还原滴定法： 四种滴定的共性与差异？,2.按滴定方式分类,(1)直接滴定: 例: 强酸滴定强碱。 (2)间接滴定：例：氧化还原法测定钙。 (3)返滴定法：例：配位滴定法测定铝。 (4)置换滴定法：例：AlY AlF62- + Y4- ZnY,返滴定法（剩余滴定法）,先准确定量加入过量标准溶液，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，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法,适用：反应较慢或难溶于水的固体试样,续返滴定法,续返滴定法,续返滴定法,置换滴定法,先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质 ，再用标准溶液去滴定该物质的方法,适用：无明确定量关系的反应,续置换滴定法,间接法,通过另外的化学反应，以滴定法定量进行,适用：不能与滴定剂起化学反应的物质,直接法 间接法,第4节、标准溶液的配制及浓度的确定,1.标准溶液的配制,直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。 可直接配制标准溶液的物质应具备的条件： (1) 必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯； (2)物质的组成应与化学式完全相等 应避免：（1）结晶水丢失； （2）吸湿性物质潮解； (3)稳定见光不分解，不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。,间接配制（步骤）：,(1) 配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。 (2)标定(standardization) 用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。 (3)确定浓度 由基准物质量（或体积、浓度），计算确定之。,2. 基准物 间接法配制的标准溶液的浓度通过基准物来标定。,基准物应具备的条件： (1)必须具有足够的纯度； (2)组成与化学式完全相同； (3)稳定； (4)具有较大的摩尔质量，为什么？ （可降低称量误差）。 常用的基准物有： K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2O； Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3,例1 欲配制0.10molL-1HCl溶液1000mL，应取市售浓盐酸多少毫升？如何操作？ 例2 设计标定上述HCl标准溶液的实验步骤。 使用无水NaCO3或硼砂为基准物质。 希望消耗HCl溶液体积2040mL。 称取无水NaCO3 的质量范围 称取硼砂 的质量范围（381.37） 用何种精度的天平,0.40.8g,分析天平,0.10.2g,第5节、标准溶液浓度表示法,1.物质的量浓度 单位体积溶液中所含溶质的物质的量。 c = n / V 单位 mol / L 应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。 2.滴定度 与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。 表示法：T待测物/滴定剂 单 位：g / mL,例：,用0.02718mol/L的高锰酸钾标准溶液测定铁含量，其浓度用滴定度表示为： T Fe/KMnO4 = 0.007590 g/mL 即：表示1mL KMnO4标准溶液相当于0.007590克铁。测定时，根据滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速确定试样中铁的含量： m Fe = T Fe / KMnO4 V KMnO4 通式： TA/B= (a / b ) cB MA 10-3,第6节、滴定分析中的计算 被测物与滴定剂之间物质的量的关系：,1.直接滴定（涉及一个反应） 滴定剂与被测物之间的反应式为： a A + b B = c C + d D 当滴定到化学计量点时，a 摩尔 A 与 b 摩尔 B 作用完全： 则： nA / nB = a / b ， nA = (a / b) nB (c V )A = (a / b )（c V )B 或：(c V )A = (a / b)(W / M)B 酸碱滴定中，标准溶液浓度通常为：0.1 mol/L 左右，滴定剂消耗体积在 2030mL 之间，由此数据可计算称取试样量的上限和下限。,例：配位滴定法测定铝。 先加入准确体积的、过量的标准溶液 EDTA，加热反应完全后，再用另一种标准溶液（Zn2+ ），滴定过量的 EDTA 标准溶液。 反应1： Al3+ + Y4-（准确、过量） = AlY 反应2： Zn2+ + Y4- = ZnY (nEDTA)总 - (nEDTA )过量 = (nAl) (nEDTA)过量 = (a / b)nZn ；a / b =1 (cV )EDTA总 - (cV )Zn = (cV )Al,2.返滴定（涉及到两个反应）,3.间接滴定（涉及到多个反应）,例：以 KBrO3 为基准物，测定 Na2S2O3 溶液浓度。 (1)KBrO3 与过量的 KI 反应析出 I2 ： BrO3- + 6 I- + 6H+ = 3 I2 + Br- + 3H2O n(BrO3-) = 1/3 n(I2) 相当于：,(2) 用Na2S2O3 溶液滴定析出的 I2 2 S2O32- + I2 = 2 I- + S4O62- n(I2 ) = 1/2 n(S2O32-) ( 3) KBrO3 与 Na2S2O3之间物质的量的关系为： n(BrO3-) = 1/3 n(I2 ) = 1/6 n(S2O32-) (cV)S2O32- = 6(W/M)BrO3 -,n(BrO3- ) 3 n(I2 ),例：氧化还原法测钙,2 MnO4- + 5 C2O42- +16 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O,Ca2+,CaC2O4 ,过滤,洗涤,酸解,C2O42-,滴定,n(Ca2+) = n(C2O42- ) = 5/2 n(MnO4- ) （W/M)(Ca2+) = 5/2 (cV)(MnO4- ),练习题,1、下列物质中，可以作为基准物质的是 A硫酸 B氢氧化纳 C硫代硫酸钠 D重铬酸钾 E浓盐酸 F氯化钠 G高锰酸钾 H无水碳酸钠 答案： 2、以下试剂能作为基准物的是 A干燥过的分析纯CaO B分析纯SnCl22H2O C光谱纯Fe2O3 D99.99%金属铜 答案：,D，F，H,D,3、用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4)为基准物，标定0.1molL-1 NaOH溶液，每份基准物的称取质量范围宜为M(KHC8H4O4)=204.2,A 0.8-1.6g B 0.4-0.8g C 0.2-0.4g D 0.2g左右 答案： 确定称量范围须考虑两个问题： （1）天平称量误差：分析天平绝对误差 0.0001g，两次称量最大绝对误差为0.0002g，为使测量时的相对误差在0.1%以下，根据,试样质量必须在0.2g以上。,B,（2）滴定剂的体积,滴定分析中，滴定管的读数有0.01mL的误差，一次滴定需要两次读数，可造成