高等分析化学第一章141516

1、第一章第一章 分析化学基础分析化学基础1-1 1-1 分析化学的任务和作用分析化学的任务和作用1-2 1-2 分析化学的分类分析化学的分类1-3 1-3 化学分析的过程化学分析的过程1-4 1-4 滴定分析滴定分析滴定分析法也称为容量分析法滴定分析法也称为容量分析法 滴定剂滴定剂 titranttitrant 滴定滴定 titrationtitration 化学计量点化学计量点 stoichiometric point 加入的滴定剂的量与被测物质的加入的滴定剂的量与被测物质的量之间恰好符合化学反应式所表示量之间恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时，化学反应就达的化学计量关系时，化学反应就达

2、到了化学计量点。到了化学计量点。 终点终点：end point是指示剂恰好发生颜色变化的转变是指示剂恰好发生颜色变化的转变点。点。 终点误差终点误差 end error分类分类 classificationclassification1. 酸碱滴定法酸碱滴定法 acid-base titrations2. 络合滴定法络合滴定法 complexometric titrations3.沉淀滴定法沉淀滴定法 precipitation titrations4.氧化还原滴定法氧化还原滴定法 redox titrations特点特点1. 适用于常量分析；适用于常量分析；2. 准确度高；准确度高；3. 仪

3、器设备简单；仪器设备简单；4. 应用广泛。应用广泛。一、滴定分析法对化学反应的要求一、滴定分析法对化学反应的要求1. 反应要完全；反应要完全；2. 反应速度要快；反应速度要快；3. 反应要按一定的反应式进行；反应要按一定的反应式进行；4. 要能确定反应的化学计量点。要能确定反应的化学计量点。二、滴定方式二、滴定方式1. 直接滴定法：直接滴定法：能满足上述要求的反应。能满足上述要求的反应。2.返滴定法：返滴定法：反应速度很慢、或没有合适的反应速度很慢、或没有合适的指示剂。例：络合滴定法测定铝。往试液指示剂。例：络合滴定法测定铝。往试液中加入中加入edta标液，加热煮沸标液，加热煮沸: al3+

4、+ h2y2- = aly- + 2h+ (一定量、过量） 用用zn2+标准溶液滴定剩余的标准溶液滴定剩余的edta： zn2+ + h2y2- = zny2- + 2h+ calval = cyvy cznvzn例：测定例：测定caco3试样中试样中ca2+的含量：的含量： caco3 + 2hcl = cacl2 + h2o + co2 (一定量、过量）一定量、过量）naoh + hcl = nacl + h2o （剩余）（剩余） 3. 间接滴定：间接滴定：例如：氧化还原法测定例如：氧化还原法测定ca2+的浓度：的浓度： ca2+ + c2o42- = cac2o4 cac2o4 + h2

5、so4 = caso4 + h2c2o4 2mno4- + 5h2c2o4 + 6h+ = 2mn2+ + 10co2 + 8h2o4.4.置换滴定法：置换滴定法：n例例：k2cr2o7基准物质用于标定基准物质用于标定na2s2o3的的浓度，称取一定量的浓度，称取一定量的k2cr2o7，在酸性溶液，在酸性溶液中，与过量中，与过量ki反应：反应： cr2o72- + 6i- + 14h+= 2cr3+ +3i2+7h2on用待标定的用待标定的na2s2o3溶液滴定被置换出溶液滴定被置换出i2： 2s2o32- + i2 = s4o62- + 2i-n根据滴定所消耗的根据滴定所消耗的na2s2o3

6、溶液体积、称取溶液体积、称取的的k2cr2o7的重量即可求出的重量即可求出na2s2o3的浓度。的浓度。三、标准溶液的配制方法三、标准溶液的配制方法标准溶液标准溶液：是一种已知准确浓度的溶液。是一种已知准确浓度的溶液。基准物质基准物质 是能用于直接配制标准溶液或标定标准溶液是能用于直接配制标准溶液或标定标准溶液的物质。的物质。基准物质必须符合以下要求：基准物质必须符合以下要求：1. 纯度高；纯度高；2. 组成与化学式符合；组成与化学式符合；3. 性质稳定；性质稳定；4. 无副反应；无副反应；5. 有比较大的摩尔质量。有比较大的摩尔质量。基准物质基准物质滴定反应类型滴定反应类型标定对象标定对象名

7、称名称化学式化学式碳酸氢钠nahco3酸碱滴定酸十水合碳酸钠na2co310h2o酸碱滴定酸硼砂na2b4o710h2o酸碱滴定酸邻苯二甲酸氢钾 khc8h4o4酸碱滴定碱二水合草酸h2c2o42h2o酸碱滴定氧化还原滴定碱kmno4重铬酸钾k2cr2o7氧化还原滴定还原剂草酸钠na2c2o4氧化还原滴定氧化剂碳酸钙caco3络合滴定edta锌zn络合滴定edta氧化锌zno络合滴定edta氯化钠nacl沉淀滴定agno3硝酸银agno3沉淀滴定氯化物标准溶液的配制和标定标准溶液的配制和标定1. 直接法直接法用基准试剂配制，例如：k2cr2o7、na2c2o4;2. 标定法（间接配制法）标定法

8、（间接配制法）配制成近似所需浓度的溶液。用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。由基准物质量（或标准溶液体积、浓度），计算确定之。例如，配制kmno4标准溶液可用na2c2o4标准溶液标定。1-5 基本单元基本单元 在酸碱反应中，常以 naoh、 hcl、 h2so4等为基本单元； 在氧化还原反应中，常以 na2s2o3、 kmno4、 k2cr2o7等为基本单元；5161n可根据滴定反应确定基本单元；可根据滴定反应确定基本单元；n例：用例：用h2so4标液滴定标液滴定naoh，nh2so4 + 2naoh = na2so4 + 2h2on每摩尔每摩尔h2so4可给出可给出2mol h+n则

9、在酸碱滴定中常选则在酸碱滴定中常选1/2h2so4作硫酸的基作硫酸的基本单元；本单元；n若某溶液中若某溶液中h2so4的摩尔浓度为的摩尔浓度为0.0100mol/l，n则该溶液中则该溶液中1/2h2so4的摩尔浓度为的摩尔浓度为0.0200mol/l；n酸碱滴定反应到达计量点时：酸碱滴定反应到达计量点时：c(1/2h2so4)v(1/2h2so4) = c(naoh)v(naoh) n以以h2so4为基本单元表示为基本单元表示h2so4的物质量的物质量时，以时，以 n(h2so4) 表示；表示；n以以1/2h2so4为基本单元表示为基本单元表示h2so4的物的物质量时，以质量时，以 n(1/2

10、h2so4) 表示。表示。n在氧化还原反应中，常采用的基本单元：在氧化还原反应中，常采用的基本单元： na2s2o3、1/2na2c2o4 、 1/5kmno4、1/6k2cr2o7n 物质物质b的基本单元的基本单元b/zb, z物质物质b在反应中转移的在反应中转移的h+数，或得数，或得失失 的电子数；的电子数； b 化学式化学式例例1：已知：已知k2cr2o7的化学式量的化学式量=294.18，配制，配制1000毫升含有毫升含有51.01克克k2cr2o7的水溶液，计的水溶液，计算算:（1）用）用k2cr2o7为基本单元时的浓度；为基本单元时的浓度；（2）计算该溶液在强酸性介质中能氧化多少）

11、计算该溶液在强酸性介质中能氧化多少摩尔的摩尔的fe2+?（3）计算以）计算以1/6k2cr2o7为基本单元的浓度。为基本单元的浓度。解：（解：（1）)mol(1700. 018.29401.50)ocrk(722n)mol/l(1700. 0)ocrk(722c)mol/l(020. 1)ocrk61(722c)mol(020. 103.4901.5018.2946101.50)ocrk61(722n（2） cr2o72-+6fe2+14h+ 2cr3+6fe3+ +7h2o 1mol k2cr2o7可以氧化可以氧化6mol fe2+, 因此，因此，0.1700mol k2cr2o7 可以氧化

12、可以氧化 6 0.1700 = 1.020mol fe2+(3)?31606(g). 0158.03510.01000)kmno(4mmol/l002000. 003.15831606. 0)kmno(4c例例 2 ： 有： 有 1 升升 k m n o4溶 液 ， 其 浓 度 为溶 液 ， 其 浓 度 为c(1/5kmno4) = 0.01000mol/l，kmno4的的化学式量为化学式量为158.03，则溶液中，则溶液中m(kmno4) =? c(kmno4) = ?解：解：1升溶液中溶质升溶液中溶质kmno4的质量为：的质量为：以以kmno4作为基本单元的摩尔浓度为：作为基本单元的摩尔浓

13、度为：物质的量与质量的关系为：mb 物质b的质量；mb .摩尔质量。bbbmmn1-6 滴定分析中的计算滴定分析中的计算一、物质的量浓度一、物质的量浓度nb 物质的物质的量（mol）；v 溶液体积。vncbbvcnbbbbbbbvmcmnm二、滴定度二、滴定度 是指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（克数），以符号a/b表示。被测物质；标准溶液； a/b的单位为g/mlbabavmt/三、等物质的量规则三、等物质的量规则 在滴定反应中，当反应达到化学计量点时，所消耗的两反应物的物质的量相等。 na = nb 或 cava = cbvb ca 待测物质的量浓度 va 体积 ma .质量 ma 摩

14、尔质量 cb 标准溶液的浓度vb 体积 h2so4 + 2naoh = na2so4 + 2h2o c( h2so4) v( h2so4) = c(naoh) v(naoh) naoh + hcl = nacl + h2o c(naoh) v(naoh) = c(hcl) v(hcl)5c2o42- +mno4- +16h+ = mn2+ +10co2 + 8h2o c( na2c2o4) v( na2c2o4) = c( kmno4) v( kmno4)四、换算因数法四、换算因数法 是指当滴定反应达到化学计量点时，根据反应方程式中两种反应物的计量系数之比进行计算。计量系数的比值就叫做换算因数。 aa + bb = cc + dd na : nb = a : b (cava) : (cbvb) = a : b cavab = cbvba bbaavcbavcca 被测物质的浓度；va 体积；cb 标准溶液的浓度；vb .体积；ma 被测物质的质量；ma 摩尔质量。当vb的单位采用ml时：例： ca2+ + c2o42- = cac2o4 cac2o4 + 2h+ = h2c2o4 + ca2+2mno4- + 5c2o42- +16h+ = 2mn2+ +10co2 + 8h2o n(ca) : n