《滴定分析概论》PPT课件.ppt

第四章 滴定分析法概论,1,第四章 滴定分析法概论,第四章 滴定分析法概论,2,章节内容,第一节 滴定分析法简介 第二节 标准溶液浓度的表示方法 第三节 标准溶液浓度的配制和浓度的标定 第四节滴定分析的计算实例,重点：1.浓度的表示及计算 2.标准溶液浓度的配制和浓度标定 3.滴定分析中的计算,第四章 滴定分析法概论,3,本章基本要求,1.了解滴定分析法对化学反应的要求。 2.了解滴定分析法的特点和主要滴定方式。 3.掌握基准物质应具备的条件。 4.掌握物质的量浓度、滴定度的定义、计算和相 互换算的方法。 5.掌握滴定分析中的有关计算。,第四章 滴定分析法概论,4,常用滴定分析仪器,第四章 滴定分析法概论,5,实验室常用试剂分类 级别 1级 2级 3级 生化试剂 中文名 优级纯 分析纯 化学纯 英文标志 GR AR CP BR 标签颜色 绿 红 蓝 咖啡色,第四章 滴定分析法概论,6,第一节 滴定分析法简介,一、滴定分析法的过程和特点 二、滴定分析法对滴定反应的要求 三、滴定分析方法分类,第四章 滴定分析法概论,7,滴定：使用滴定管将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到待测物的溶液中，直到待测组分恰好完全反应为止。,1.滴定分析法的过程,一、滴定分析法的过程和特点,标准溶液的浓度和所消耗的体积,第四章 滴定分析法概论,8,2.基本术语,化学计量点(计量点)(sp)： 滴定剂与被滴物按照一定的化学方程式所表示的计量关系完全反应时,称反应达到化学计量点。 终点(ep)： 在滴定过程中，指示剂刚好发生颜色突变时而终止。 终点误差(滴定误差) (Et )： 滴定终点与化学计量点不一致引起测定结果的误差。,第四章 滴定分析法概论,9,3.滴定分析法特点,滴定分析法是被广泛应用的一类分析方法，它是定量分析中所有分析方法的基础。 特点： 1.准确度高，能够满足常量分析（ 1%） 2. 操作简便，快速； 3.仪器设备简单， 4.应用范围广适用于多种化学反应类型的测定。,第四章 滴定分析法概论,10,二、滴定分析法对滴定反应的要求,1.反应要定量地完成-即按一定的反应方程式进行，没有副反应。反应完全的程度99.9% 。这是计量的基础。 2.反应速度要快；滴定反应要快到瞬间完成。对于较慢的反应，要采用加热、加催化剂等措施加快反应的进行。 3.确定终点简便、可靠；即有合适指示终点的方法（指示剂、仪器等）。,第四章 滴定分析法概论,11,按滴定方式分类：直接滴定；返滴定法； 置换滴定法；间接滴定,1.直接滴定:快速、简便、引入误差小 例: 强酸滴定强碱。,三、滴定分析方法的几种方式,第四章 滴定分析法概论,12,2.返滴定法：反应慢或无合适的指示剂 方法：先加入一定量过量的滴定剂，使反应加速。待反应完成后，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。,例：配位滴定法测定铝(反应慢、对XO有封闭作用） 反应1： Al3+ + Y4-（准确、过量） = AlY 反应2： Zn2+ + Y4- = ZnY (n EDTA)总 - (nEDTA )过量 = (nAl) (cV )EDTA总 - (cV )Zn = (cV )Al,第四章 滴定分析法概论,13,3.置换滴定法：无合适的化学反应表示 有时待测物和滴定剂不按一定的化学计量关系反应，或伴有副反应，不能用直接滴定法测定。 方法：先用适当试剂与待测物质反应，使其定量地置换出另一种物质，再用标准溶液滴定置换出来的物质，这种方法称为置换滴定法。,第四章 滴定分析法概论,14,例：用K2Cr2O7基准物质标定Na2S2O3溶液， (K2CrO7是强氧化剂，不仅将氧化为SO42- ,还部分氧为S4O62- 没有一定的化学计量关系,采用置换滴定法。) 在酸性K2Cr2O7溶液中，加入过量的KI，K2CrO7定量的与KI反应，置换出I2，后者可以用待标定的NaS2O3溶液直接滴定,第四章 滴定分析法概论,15,4.间接滴定：,待测物质不能与滴定剂直接反应，可以利用其它化学反应间接测定。,例：氧化还原法测钙,2 MnO4- + 5 C2O42- +16 H+= 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O,n(Ca2+) = n(C2O42- ) = 5/2 n(MnO4- ) n(Ca2+) = 5/2 (cV)(MnO4- ),第四章 滴定分析法概论,16,按照化学反应分类,(1) 酸碱滴定法： 以质子传递反应为基础。 H+ B- HB (2) 沉淀滴定法；以沉淀反应为基础。 Ag+ Cl- AgC1 (3) 配位滴定法：以配位反应为基础。 M2+ Y4- MY2 - (4) 氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础。 MnO4 - + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O,第四章 滴定分析法概论,17,一、物质的量的浓度 二、滴定度,第二节 标准溶液浓度的表示方法,第四章 滴定分析法概论,18,单位体积溶液所含溶质B的物质的量， cB（molL-1） B物质的量nB B物质的量浓度cB,一、物质的量浓度（浓度）,第四章 滴定分析法概论,19,二、滴定度,1.每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（g或mg）,TB/A B 标准溶液溶质的化学式； A 被测物质的化学式； 单位为gmL-1或mgmL-1 。,THCl / NaOH = 0.05300（gmL -1 ） 含义是1.00mL HCl标准溶液恰能与0.05300g NaOH定量反应。 VHCl = 20.00mL mNaOH =THCl/NaOH VHCl=0.0530020.00 = 1.060（g）,第四章 滴定分析法概论,20,例：,高锰酸钾标准溶液测定铁含量，其浓度用滴定度表示为： T KMnO4/Fe= 0.007590 g/mL 即：表示1mL KMnO4标准溶液恰能与0.007590克铁定量反应。 或 l mL KMnO4 溶液相当于0.005682 g 铁 m Fe = T KMnO4/Fe V KMnO4,第四章 滴定分析法概论,21,2.固定试样量,每毫升标准溶液相当于被测组分的质量分数（%）,THCl / NaOH% = 2.22（%mL-1），其含义是:1.00mL HCl标准溶液恰能与试样中2.22%NaOH定量反应。 若：VHCl = 10. 20mL 则有：NaOH = 2.22%mL-1 10.20mL = 22.64% 实际应用中，滴定度可根据实际需要以多种形式表示。,第四章 滴定分析法概论,22,第三节 标准溶液的配制和浓度 的标定,第四章 滴定分析法概论,23,标准溶液浓度大小选择的依据 1. 滴定终点的敏锐程度； 2. 测量标准溶液体积的相对误差； 3. 分析试样的成分和性质； 4. 对分析结果准确度的要求。,一、标准溶液： 知准确浓度的溶液（一般有四位有效数字),第四章 滴定分析法概论,24,标准溶液的配制方法 （1）直接配制法（2）间接配制法,二、标准溶液的配制,（一）、直接配制 直接用容量瓶配制，定容。一般使用基准试剂。 基准物质：能用于直接配制或标定标准溶液的物质,第四章 滴定分析法概论,25,1. 组成恒定：实际组成与化学式完全相符； 2. 纯度高：一般纯度应在99.9%以上； 3. 性质稳定：保存或称量过程中不分解、不 吸湿、不风化、不易被氧化等； 4. 具有较大的摩尔质量：称取量大，称量误差小； 5. 使用条件下易溶于水（或稀酸、稀碱）。,基准物应具备的条件,第四章 滴定分析法概论,26,常用的基准物有：见P79 表4-1,酸碱滴定中：邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）,草酸（H2C2O4.2H2O）、Na2CO3、硼砂（Na2B4O7.10H2O）等 配位滴定法中：Cu、Zn、Pb等纯金属，有时也采用CaCO3、MgO 等 沉淀滴定法中：NaCl、KCl 氧化还原滴定法中：K2Cr2O7、As2O3、Na2C2O4以及Cu和Fe等纯金属,第四章 滴定分析法概论,27,（二）间接配制,先配制成近似浓度，然后再用基准物或标准溶液标定。通过滴定确定它的准确浓度。 标定法：准确称取一定质量的基准物质，溶解后用待标定的标准溶液滴定，根据基准物质的质量及待标定标准溶液消耗的体积，即可算出标准溶液的准确浓度。 如：欲标定NaOH标准溶液 采用：邻苯二甲酸氢钾、草酸,第四章 滴定分析法概论,28,比较法： 准确吸取一定体积的待标定的标准溶液，用已知准确浓度的标准溶液滴定；或相反。根据两种溶液所消耗的体积及已知标准溶液的浓度，可计算出待标定的标准溶液的准确浓度。,第四章 滴定分析法概论,29,提高标定的准确度注意： 1.标定应平行测定3 4次，相对偏差不大于 0.2%。 2.m标准、V标准都不应太少； 3.必要时应校正容量仪器，并考虑温度影响； 4.妥善保存已标定的标准溶液,第四章 滴定分析法概论,30,P85-3. 基准试剂 （1）H2C2O4 2H2O因保存不当而部分分化； （2）Na2CO3因吸潮带有少量湿存水。 问：用（1）标定NaOH或用（2）标定HC1溶液的浓度时，结果是偏高还是偏低？用此NaOH（HC1）溶液测定某有机酸（有机碱）的摩尔质量时结果偏高还是偏低？ 答：用（）标定NaOH溶液的浓度时，结果偏低, 用（）标定HCl溶液的浓度时，结果偏高； 用此NaOH溶液测定有机酸时结果偏低, 用此HCl溶液测定有机碱时结果偏高。,第四章 滴定分析法概论,31,7.下列情况将对分析结果产生何种影响： A.正误差，B.负误差，C.无影响，D.结果混乱。 标定HCl溶液浓度时，使用的基准物Na2CO3中含有少量 Na HCO3； 用递减法称量试样时，第一次读数时使用了磨损的砝码； 加热使基准物溶解后，溶液未经冷却即转移至容量瓶中并稀释至刻度，摇匀，马上进行标定； 配制标准溶液时未将容量瓶内溶液摇匀； 用移液管移取试样溶液时事先未用待移取溶液润洗移液管； 称量时，承接试样的锥形瓶潮湿。 解：(1) A (2) A (3) B (4) D (5) B (6) C,第四章 滴定分析法概论,32,第四节 滴定分析中的计算,第四章 滴定分析法概论,33,一、滴定分析中计算的依据 （一）写出滴定反应式(一般是离子反应式)，并配平 （二）找出B与A反应的计量数比,被求物质的反应系数作分子,注意：化学反应配平；单位换算,第四章 滴定分析法概论,34,二、滴定分析的有关计算,1.配制溶液,2.稀释、增浓,第四章 滴定分析法概论,35,例1 已知浓盐酸的密度为1.19g/mL，其中HCl含量约为37%。计算（1）每升浓盐酸中所含HCl的物质的量和浓盐酸的浓度；（2）欲配制浓度为0.10mol/L的稀盐酸500mL，需量取上述浓盐酸多少毫升？ 解：(1) nHCll=(m/M)HCl = 1.1910000.37/36.46 = 12 mol cHCl = nHCl/VHCl = 12 mol/ 1L= 12 mol/L (2) (cV)HCl = (cV)HCl 得： VHCl = (cV)HCl/VHCl = 0.10500/12 = 4.2 mL,第四章 滴定分析法概论,36,例2：现有0.1200 mol/L 的NaOH标准溶液200 mL，欲使其浓度稀释到0.1000 mol/L，问要加水多少mL？ 解：设应加水的体积为 V mL，根据溶液稀释前后物质的量相等 的原则，,第四章 滴定分析法概论,37,固体和液体之间作用：,两种溶液相互作用：,! 注：VB单位为 mL,! 注：VB单位为 L,三、标定溶液浓度的有关计算,第四章 滴定分析法概论,38,例3：将0.2500 g Na2CO3基准物溶于适量水中后，用0.2 mol/L的HCl滴定至终点（甲基橙），问大约消耗此HCl溶液多少毫升？,第四章 滴定分析法概论,39,例4.为标定0.1 molL-1HCl溶液，问应称取硼砂多少克？滴定剂的用量应控制在20 30 mL之间（必须掌握） 解：已知， 设滴定时消耗HCl 2030mL，应称取硼砂的质量分别为m1和m2克 滴定反应式: Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl,第四章 滴定分析法概论,40,例5 在稀硫酸溶液中，用0.02012mol/L的KMnO4溶液滴定某Na2C2O4溶液，如欲两者消耗的体积相等，则草酸钠溶液的浓度为多少？若需配制该溶液100.0mL，应称取草酸钠多少克？5C2O42- + 2MnO4- +16H+ 10CO2 +2Mn2+ +8H2O 解：,第四章 滴定分析法概论,41,例6 用Na2B4O710H2O标定HCl溶液的浓度，称取0.4806g硼砂，滴定至终点时消耗HCl溶液25.20mL，计算HCl溶液的浓度。 解：Na2B4O7+2HCl+5H2O 4H3BO3 +2NaCl,第四章 滴定分析法概论,42,四.滴定度T与物质的量浓度C的关系,每毫升滴定剂溶液相当于待测物质的质量,第四章 滴定分析法概论,43,例7：若THCl/Na2CO3 = 0.005300 g/mL ，试计算HCl标准溶液物质量的浓度。,解：,第四章 滴定分析法概论,44,五.待测