第五章 化学平衡与滴定分析法概论

1、 5.1 定量分析的步骤和要求定量分析的步骤和要求 5.2 分析化学中的溶液平衡分析化学中的溶液平衡 化学反应平衡常数化学反应平衡常数 1.活度平衡常数活度平衡常数 ma + nb pc 2.离子活度与浓度的关系离子活度与浓度的关系 离子活度：离子在溶液中表现出来的有效浓度。离子活度：离子在溶液中表现出来的有效浓度。 稀溶液中：稀溶液中： 3.离子强度与活度系数离子强度与活度系数 离子强度综合影响活度系数的因素离子强度综合影响活度系数的因素 4.活度常数与浓度常数的关系活度常数与浓度常数的关系 5.3 滴定分析法概述滴定分析法概述 滴定分析法滴定分析法 使用滴定管将一种使用滴定管将一种已知其已

2、知其 准确浓度的试剂溶液准确浓度的试剂溶液（即标准（即标准 溶液）溶液）滴加到被测物质的溶液滴加到被测物质的溶液 中中,直到化学反应完全时为止；直到化学反应完全时为止； 然后根据所用的标准溶液的体然后根据所用的标准溶液的体 积和浓度求得被测组分含量的积和浓度求得被测组分含量的 方法。方法。 将被测定物质的溶液置于一将被测定物质的溶液置于一 定的容器中，并加入定的容器中，并加入少量少量适当的指示剂，适当的指示剂， 然后用一种标准溶液通过滴定管然后用一种标准溶液通过滴定管逐滴加入逐滴加入 到容器里的操作。到容器里的操作。 基本术语基本术语 3. 滴滴 定定 ： 1. .标准溶液标准溶液：已知准确浓

3、度的试剂溶液。已知准确浓度的试剂溶液。 2. .滴定剂滴定剂：滴定分析中所使用的标准溶液滴定分析中所使用的标准溶液 5. 滴定终点滴定终点(end point) 滴定过程中，指示剂的颜色等发生突变，滴定过程中，指示剂的颜色等发生突变， 停止滴定时。停止滴定时。 6. 滴定误差滴定误差(titration error ) 滴定终点与化学计量点不一定恰好符合，滴定终点与化学计量点不一定恰好符合， 它们之间存在差别，由此造成的分析误差。它们之间存在差别，由此造成的分析误差。 当加入的标准溶液与被测定物质的物质的当加入的标准溶液与被测定物质的物质的 量恰好符合化学反应方程式所确定的化学量恰好符合化学反

4、应方程式所确定的化学 计量关系时，称反应到达化学计量点。计量关系时，称反应到达化学计量点。 4. 化学计量点化学计量点(stoichiometric point) 一、滴定分析法的特点和分类一、滴定分析法的特点和分类 适合组分含量在适合组分含量在1以上各物质的测定；以上各物质的测定； 准确度高，相对误差在准确度高，相对误差在0.2%； 操作简便、快速，用途广泛。操作简便、快速，用途广泛。 （一）滴定分析的特点（一）滴定分析的特点 滴滴 定定 分分 析析 法法 溶剂溶剂 水溶剂水溶剂 滴滴 定定 非水滴定非水滴定 反应反应 类型类型 酸碱滴定酸碱滴定 配位滴定配位滴定 沉淀滴定沉淀滴定 氧化还原

5、滴定氧化还原滴定 （二）滴定分析的分类（二）滴定分析的分类 二、对滴定反应的要求二、对滴定反应的要求 反应必须定量完成，通常要求在反应必须定量完成，通常要求在 99.9以上；以上； 反应速度快；反应速度快； 有简便、可靠确定终点的方法。有简便、可靠确定终点的方法。 三、滴定方式三、滴定方式 1. 直接滴定法直接滴定法（涉及一个反应）（涉及一个反应） 凡是符合上述三个条件可采用。凡是符合上述三个条件可采用。 2. 返滴定法返滴定法(或回滴定法或回滴定法) 反应速度慢、难溶于水的固体试反应速度慢、难溶于水的固体试 样或缺乏合适的检测终点的方法；样或缺乏合适的检测终点的方法； 过过 程：先向被测物质

6、中加入准确程：先向被测物质中加入准确 体积过量的标准溶液，待与被测物质体积过量的标准溶液，待与被测物质 完全反应后，再用另一种滴定剂滴定完全反应后，再用另一种滴定剂滴定 剩余的标准溶液。剩余的标准溶液。 例如：用edta滴定al3+，由于反应速度 慢，不能用直接滴定 al3+一定过量的一定过量的edta 剩余剩余edtazn2 标准溶液 标准溶液 2 zn edta edtaedtaal cvcv cvcvn )()( )()( , ，总 剩，总 3. 置换滴定法置换滴定法 滴定剂与被测物质不反应或没有确滴定剂与被测物质不反应或没有确 定的计量关系。定的计量关系。 2 72o cr 2 32o

7、 s 无确定的化学无确定的化学 计计 量量 关关 系系 ki ohcrhiocr 2 32 72 72146 3i2 iosso222 2 64 2 3 i2 2 32 2 72 61osocr 4. 间接滴定法间接滴定法 滴定剂不与被测物质直接反应。滴定剂不与被测物质直接反应。 2 ca 4 kmno 2 42o c cac2o4 酸化酸化 h2c2o4 5.4 标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法 1. 物质的量浓度物质的量浓度(mol/l) 单位体积溶液中所含溶质的物质的量单位体积溶液中所含溶质的物质的量 v n c （1）物质的量浓度物质的量浓度(mol/l) 假设物质的质量为

8、假设物质的质量为m，摩尔质量为，摩尔质量为m m m n （2）物质的量与质量的关系物质的量与质量的关系 cvmm 当溶液稀释或增浓时，溶液中溶质的当溶液稀释或增浓时，溶液中溶质的 物质的量没有改变，只是浓度和体积发生物质的量没有改变，只是浓度和体积发生 了变化。了变化。 （3）溶液稀释或增浓时浓度的计算溶液稀释或增浓时浓度的计算 2211vcvc c1、v1和和c2、v2分别为浓溶液和稀溶分别为浓溶液和稀溶 液的浓度和体积。液的浓度和体积。 2. 滴定度滴定度 每毫升标准溶液相当于被测物质的质量每毫升标准溶液相当于被测物质的质量 记为记为 21/m m t m1为标准溶液的分子式；为标准溶液

9、的分子式；m2为被测物质的分子式为被测物质的分子式 例如：例如：mlgt naohsoh /04000. 0 / 42 表示表示每毫升每毫升h2so4标准溶液恰好能标准溶液恰好能 与与0.04000gnaoh完全反应。完全反应。 假设滴定某烧碱试样用去此假设滴定某烧碱试样用去此h2so4标准溶液标准溶液 22.00ml，则此试样中则此试样中naoh的质量为：的质量为： g mlgml tvm naohsohsohnaoh 8800. 0 /0400. 000.22 / 4242 一、基准物质一、基准物质 纯度要高；纯度要高； 实际组成与化学式完全相符；实际组成与化学式完全相符； 空气中要稳定；

10、空气中要稳定； 最好具有较大的摩尔质量。最好具有较大的摩尔质量。 5.5 基准物质基准物质与与标准溶液标准溶液 1、基准物质的条件、基准物质的条件 2、常用的基准物质、常用的基准物质 二、标准溶液的配制二、标准溶液的配制 所谓标准溶液，就是指已所谓标准溶液，就是指已 知准确浓度的溶液。在滴定分知准确浓度的溶液。在滴定分 析中，不论采取何种滴定方法析中，不论采取何种滴定方法 ，都离不开标准溶液，否则就，都离不开标准溶液，否则就 无法计算分析结果。无法计算分析结果。 1. 直接配制法直接配制法 (1) 准确称取一定质准确称取一定质 量的物质量的物质溶解溶解定定 量转移至容量瓶中量转移至容量瓶中 定

11、容定容 2. 间接配制法间接配制法(步骤步骤)： 配制溶液配制溶液 配制成近似浓度的溶液配制成近似浓度的溶液( (待标液待标液) ) 三三. 标准溶液的标定标准溶液的标定 1.用基准物质标定用基准物质标定 用用基准物质基准物质来确定待标液的浓来确定待标液的浓 度称为度称为标定标定 平行测定平行测定34次，次， s0.2 2.用标准溶液比较用标准溶液比较 用另一种已知浓度的用另一种已知浓度的标准溶液标准溶液 来确定待标液的浓度称为来确定待标液的浓度称为比较比较。 三三. 标准溶液的标定标准溶液的标定 锥形瓶锥形瓶 酸式滴定管酸式滴定管 烧杯烧杯 容容 量量 仪仪 器器 5.6 滴定分析的计算滴定

12、分析的计算 一、滴定分析计算基础一、滴定分析计算基础 滴定分析中，当两反应物质作用完全达到计量点滴定分析中，当两反应物质作用完全达到计量点 时，两者物质的量之间的关系应符合其化学反应时，两者物质的量之间的关系应符合其化学反应 式中所表示的化学计量关系。式中所表示的化学计量关系。 tt + a a bb+cc 滴定剂滴定剂 待测物待测物 nt： na=t：a atn a t n 1. 若待测溶液体积为若待测溶液体积为va，浓度为，浓度为ca,滴滴 定反应达到化学计量点时，用去浓度定反应达到化学计量点时，用去浓度 为为ct的滴定体积为的滴定体积为vt. ttaavc t a vc 2. 若待测物质若待测物质a是固体，制成溶液滴是固体，制成溶液滴 定达到计量点时，用去的滴定剂浓度定达到计量点时，用去的滴定剂浓度 为为ct，体积为，体积为vt. a a tt m m a t vc 适用于用基准物质标定待溶液，用滴适用于用基准物质标定待溶液，用滴 定剂滴定待测物质等的计算定剂滴定待测物质等的计算. 3. 物质的量浓度与滴定度之间的关系物质的量浓度