第12章滴定分析ppt课件

1、 第十二章第十二章 滴定分析滴定分析Titrametric Analysis12.1 滴定分析概述滴定分析概述12.2 分析结果的误差和有效数字分析结果的误差和有效数字12.3 酸碱滴定法酸碱滴定法12.4 氧化复原滴定法氧化复原滴定法12.5 配位滴定法配位滴定法 前言前言3、确定物质内部微粒的结合方式分子构造、确定物质内部微粒的结合方式分子构造or晶晶体构造体构造 构造分析构造分析成份分析成份分析分析化学分析化学(analytical chemistry) :研讨物质化研讨物质化学组成的表征和丈量的科学。学组成的表征和丈量的科学。1、确定物质的组成元素、原子团、确定物质的组成元素、原子团o

2、r化合物化合物 定性分析定性分析分析化学主要义务分析化学主要义务2、定量测定各组分的含量、定量测定各组分的含量 定量分析定量分析定量分析方法的分类定量分析方法的分类氧化复原滴定氧化复原滴定酸碱滴定酸碱滴定配位滴定配位滴定沉淀滴定沉淀滴定原理原理仪器分析仪器分析经典分析经典分析化学分析化学分析分量分析分量分析容量分析容量分析滴定分析滴定分析12.1 滴定分析概述滴定分析概述一、滴定分析方法和特点一、滴定分析方法和特点滴定与滴定分析滴定与滴定分析 化学计量点与滴定终点化学计量点与滴定终点终点误差终点误差规范液规范液被测液被测液1、滴定分析方法、滴定分析方法2、滴定分析特点、滴定分析特点快速、准确、

3、仪器设备简单、操作简便，用快速、准确、仪器设备简单、操作简便，用途广。途广。3、滴定反响必需具备的条件、滴定反响必需具备的条件按一定的反响式进展无副反响；反响完按一定的反响式进展无副反响；反响完全全99.9%以上以上有简便可靠的方法确定终点有简便可靠的方法确定终点反响迅速反响迅速二、滴定分析的操作程序二、滴定分析的操作程序 基准物质基准物质(primary standard substance) :能能用于直接配制规范溶液或标定待测溶液的用于直接配制规范溶液或标定待测溶液的物质。必备条件：物质。必备条件： a、纯度高；、纯度高； b、性质稳定；、性质稳定； c、实践组成与化学式完全相符；、实践

4、组成与化学式完全相符； d、最好具有较大的摩尔质量。、最好具有较大的摩尔质量。 1 1、规范溶液的配制、规范溶液的配制 直接配制法直接配制法 间接配制法间接配制法规范溶液的配制规范溶液的配制规范溶液的标定规范溶液的标定被测物质含量测定被测物质含量测定2、规范溶液的标定比较、规范溶液的标定比较 规范溶液用前必需标定！规范溶液用前必需标定！标定标定(standardization) ：用基准物质确定规范：用基准物质确定规范溶液浓度的操作过程。溶液浓度的操作过程。比较：用知准确浓度的规范溶液确定另一规范比较：用知准确浓度的规范溶液确定另一规范溶液浓度的操作过程。溶液浓度的操作过程。3、被测物质含量测

5、定、被测物质含量测定12.2 分析结果的误差和有效数字分析结果的误差和有效数字一、误差产生的缘由及其分类一、误差产生的缘由及其分类误差误差(error) ：丈量值与真实值之差。：丈量值与真实值之差。系统误差系统误差(systematic error)随机误差随机误差(accidental error)系统误差：系统误差：来源：确定的缘由来源：确定的缘由 性质：单向可反复性。添加测定次数，不性质：单向可反复性。添加测定次数，不能使其减小。但可测，可校，可消除能使其减小。但可测，可校，可消除 分类：方法误差、仪器和试剂误差、操作分类：方法误差、仪器和试剂误差、操作误差、客观个人误差。误差、客观个人

6、误差。随机误差：随机误差：来源：偶尔的，难以说清的缘由。多个微小来源：偶尔的，难以说清的缘由。多个微小误差的综合。误差的综合。 性质：时正时负；小误差多，大误差少；大性质：时正时负；小误差多，大误差少；大小相等的正负误差出现的几率近似相等大小相等的正负误差出现的几率近似相等大量测定值的随机误差符合正态分布。不能量测定值的随机误差符合正态分布。不能消除。但多次测定结果的随机误差的算术平消除。但多次测定结果的随机误差的算术平均值接近于零。均值接近于零。二、对丈量结果好坏的描画方法二、对丈量结果好坏的描画方法准确度准确度(accuracy)：丈量值与真实值相符：丈量值与真实值相符 的程度。的程度。表

7、示方法表示方法: 绝对误差：绝对误差：E=x-T 相对误差：相对误差：RE=E/T100%误差误差: : 衡量准确度高低的尺度。衡量准确度高低的尺度。1、准确度与误差、准确度与误差精细度精细度(precision)：多次分析结果之间的：多次分析结果之间的 相互符合程度。相互符合程度。2、精细度与偏向、精细度与偏向xxd i绝对偏向：绝对偏向：ndddddn321 平均偏向：平均偏向：相对平均偏向：相对平均偏向： 00r100 xdd表示方法：表示方法：偏向偏向(deviation) ：衡量精细度高低的尺度。：衡量精细度高低的尺度。3、准确度与精细度的关系、准确度与精细度的关系精细度高是准确度高

8、的必要条件精细度高是准确度高的必要条件但不是充分条件。但不是充分条件。甲甲乙乙丙丙三、提高分析结果准确度的方法三、提高分析结果准确度的方法1、选择适当的分析方法、选择适当的分析方法2、留意被测物和试剂的取用量减小相对、留意被测物和试剂的取用量减小相对误差误差3、检验和消除系统误差、检验和消除系统误差 对照实验对照实验 空白实验空白实验 校准仪器校准仪器 校正方法校正方法4、减小偶尔误差、减小偶尔误差 添加平行测定次数添加平行测定次数5、正确处置数据、正确表示分析结果、正确处置数据、正确表示分析结果四、有效数字及其运算规那么四、有效数字及其运算规那么 有效数字有效数字(significant f

9、igure)(significant figure)： 实践上实践上能丈量到的数字。包括一切准确的数字和最能丈量到的数字。包括一切准确的数字和最后一位可疑的数字。后一位可疑的数字。 测定结果的有效数字的位数与所用仪器的准确度测定结果的有效数字的位数与所用仪器的准确度有关，正确记录实验结果。有关，正确记录实验结果。 用有效数字记录的实验数据，不仅能反映丈量值用有效数字记录的实验数据，不仅能反映丈量值的大小，而且能反映丈量的准确程度。的大小，而且能反映丈量的准确程度。 有效数字的运算要遵照一定的原那么。有效数字的运算要遵照一定的原那么。1 1非零数字均为有效数字；非零数字均为有效数字；2 2非零数

10、之间的非零数之间的“0“0为有效数字；为有效数字；3 3非零数前的非零数前的“0“0不是有效数字，只起定位作用；不是有效数字，只起定位作用；4 4非零数后的非零数后的“0“0 小数部分非零数后的小数部分非零数后的“0“0为有效数字为有效数字 非零整数后的非零整数后的“0“0，不确定改用科学记数法，不确定改用科学记数法5 5表示倍数的自然数，不是测定值，有效数字位数表示倍数的自然数，不是测定值，有效数字位数是恣意的；是恣意的；6 6对数值的有效数字位数，等于小数部分数字位。对数值的有效数字位数，等于小数部分数字位。有效数字的识别有效数字的识别 pH=10.20 (表示表示H+=6.310-11m

11、olL-1)54431810.03820.051.0080.10003600例例有效数字修约规那有效数字修约规那么么例例 将以下丈量值修约为两位有效数字。将以下丈量值修约为两位有效数字。7.3976 7.4 0.736 0.747.3976 7.4 0.736 0.747.55 7.6 2.4501 2.5 7.55 7.6 2.4501 2.5 7.45 7.4 7.449 7.47.45 7.4 7.449 7.4四舍六入，五后有数就进位，五后无数看四舍六入，五后有数就进位，五后无数看单双；单双；一次到位。一次到位。1、加减法：以小数点后位数最少的为准。、加减法：以小数点后位数最少的为准。

12、2、乘除法：以有效数字位数最少的为准。、乘除法：以有效数字位数最少的为准。3、对数有效数字位数与真值有效数字位数一、对数有效数字位数与真值有效数字位数一样。样。4、常数、常数、e等乘除因子，需几位取几位。等乘除因子，需几位取几位。5、运算中，各数据可暂时多保管一位，终了、运算中，各数据可暂时多保管一位，终了时再修约。时再修约。6、表示准确度或精细度时，普通只取一位有、表示准确度或精细度时，普通只取一位有效数字；表示组分含量时，取小数点后两位。效数字；表示组分含量时，取小数点后两位。 有效数字的运算规那么：有效数字的运算规那么：12.3 酸碱滴定法酸碱滴定法(acid-base titratio

13、n)酚酞在水溶液中的平衡单色指示剂酚酞在水溶液中的平衡单色指示剂一、酸碱指示剂一、酸碱指示剂(acid-base indicator)红色红色无色无色1、变色原理、变色原理甲基橙在水溶液中的平衡双色指示剂甲基橙在水溶液中的平衡双色指示剂NNN(CH3)2O3SN(CH3)2O3SNN+HH+OH黄 色 （ 偶 氮 式 ）红 色 （ 醌式 ）2、实际变色点和变色范围、实际变色点和变色范围HIn H+ + In-(酸色酸色)(碱色碱色)HInInHHIn KHInInlgppHHIn K过渡色过渡色1pHIn K酸色酸色1pHIn K碱色碱色实际变色范围实际变色范围: :1ppHHIn K实际变色

14、点实际变色点: :HInppHK 二、酸碱滴定曲线与指示剂的选择二、酸碱滴定曲线与指示剂的选择1、滴定前、滴定前Vb=0 溶液组成：溶液组成： 0.1000molL-1HCl溶液溶液 H+=ca=0.1000molL-1，pH=1.00 化学计量点前的化学计量点前的pH随随ca的增大而减小。的增大而减小。cVVVVVVVcVcbabababbaaH 2、滴定开场至计量点前、滴定开场至计量点前VbVa 溶液组成：溶液组成：HCl+NaCl+H2O设设HCl浓度为浓度为ca =0.10molL-1，体积为，体积为Va=20.00mL；滴定剂；滴定剂NaOH浓度浓度cb= ca=0.1000molL

15、-1，参与滴定剂体积，参与滴定剂体积VbmL。ca越大，起始点越大，起始点pH越低。越低。3、化学计量点时、化学计量点时Vb=Va 溶液组成：溶液组成： NaCl+H2O H+=1.010-7molL-1，pH=7.004、化学计量点后、化学计量点后VbVa 溶液组成：溶液组成： NaOH+NaCl+H2OcVVVVVVVcVcbaabbaaabbOH 计量点后的计量点后的pH随随ca增大而增大。增大而增大。图图1、NaOH滴定滴定HCl的的滴定曲线滴定曲线0.1000molL-14.39.7图图2、NaOH滴定滴定HCl的的滴定曲线不同浓度滴定曲线不同浓度图图3、HCl滴定滴定NaOH的的滴

16、定曲线滴定曲线0.1000molL-1图图4、NaOH滴定滴定HA的的滴定曲线滴定曲线0.1000molL-1影响滴定突跃大小的要素：影响滴定突跃大小的要素：c、Ka指示剂选择原那么：变色范围全部或部分落指示剂选择原那么：变色范围全部或部分落在滴定突跃范围之内。在滴定突跃范围之内。弱酸或弱碱的滴定：弱酸或弱碱的滴定：准确滴定条件指示剂指示终点：准确滴定条件指示剂指示终点：cspKa10-8，cspKb10-8TE%0.1%多元酸碱滴定的几种情况二元酸为例：多元酸碱滴定的几种情况二元酸为例：1csp1Ka110-8，csp2Ka210-8，Ka1/Ka2104，可分步滴定两级离解的，可分步滴定两级离解的H+。两个。两个pH突跃，两个终点。突跃，两个终点。2csp1Ka110-8，csp2Ka210-8，但，但Ka1/Ka2104，不能分步滴定，但可一，不能分步滴定，但可一次准确滴定至第二计量点。次准确滴定至第二计量点。3csp1Ka110-8，csp2Ka21