滴定分析概论(新)

1、第五章滴定分析概论 一、学习目的及要求 通过本章学习，掌握滴定分析对滴定反应的要求及滴定方式，熟悉滴定分析法的特点和分类，掌握标准溶液的配制、标定和浓度的表示方法，掌握滴定分析对有关计算，了解基准物质的条件 二、考核知识点与考核目标 （一）重点 识记：基准物质、标准溶液、物质的量浓度、滴定度 理解：标准溶液的配制（直接法、间接法）及适用性 应用：滴定分析的相关计算 （二）次重点 识记：滴定分析法的分类和特点 滴定分析对滴定反应的要求、滴定方式 理解：滴定方式及适用性 应用：物质的量浓度与滴定度的换算 （三）一般 识记：基准物质的定义及应符合的条件4 将已知准确浓度的试剂将已知准确浓度的试剂溶液

2、滴加到待测物质的溶液溶液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴加的试剂与待中，直到所滴加的试剂与待测物质按化学计量关系定量测物质按化学计量关系定量反应为止，然后根据试液的反应为止，然后根据试液的浓度和体积，通过定量关系浓度和体积，通过定量关系计算待测物质含量计算待测物质含量. .标准溶液标准溶液待测溶液待测溶液滴定：滴定：将滴定剂通过滴定管将滴定剂通过滴定管滴入待测溶液中的过程滴入待测溶液中的过程标准溶液：标准溶液：已知准确浓度的试剂溶液已知准确浓度的试剂溶液滴定剂：滴定剂：用于滴定的标准溶液用于滴定的标准溶液化学计量点：化学计量点：滴定剂（标准溶液）与待测物质按滴定剂（标准溶液）与待测物质按 化学

3、计量关系恰好完全反应的那一化学计量关系恰好完全反应的那一 点，简称计量点。点，简称计量点。理论理论值值指示剂：指示剂：能在计量点附近发生颜色能在计量点附近发生颜色 变化的试剂变化的试剂滴定终点：滴定终点：滴定分析中指示剂发生颜色滴定分析中指示剂发生颜色 改变的那一点改变的那一点实测实测值值 2化学计量点与滴定终点有何不同？在滴定分析中，一般用什么方法确定计量点的到达 7滴定终点与化学计量点不一致造成滴定终点与化学计量点不一致造成 的误差的误差配位配位滴定滴定氧化还原氧化还原滴定滴定沉淀沉淀滴定滴定酸碱酸碱滴定滴定滴定滴定分析分析OHNaClHClNaOH2 AgClClAg 242MgYYMg

4、3324FeCeFeCe8仪器简单，简便快速，准确度高仪器简单，简便快速，准确度高应用广泛，适于常量分析应用广泛，适于常量分析第一节第一节 滴定反应条件和滴定方式滴定反应条件和滴定方式一、滴定反应条件一、滴定反应条件1.1.有确定的化学计量关系有确定的化学计量关系2.2.反应定量完成反应定量完成3.3.反应速度要快反应速度要快4.4.有适当的方法确定滴定终点有适当的方法确定滴定终点二、滴定方式二、滴定方式特点：特点： 1滴定分析对滴定反应的要求是什么？10NaOH + HAc = NaAc + HNaOH + HAc = NaAc + H2 2O OCaCOCaCO3 3 +2 HCl = C

5、O +2 HCl = CO2 2 + H + H2 2O + CaClO + CaCl2 2NaOH + HCl = NaCl + H2ONaOH + HCl = NaCl + H2O3. 3. 置换滴定法置换滴定法 先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质另一种物质 ，再用标准溶液去滴定该物质。，再用标准溶液去滴定该物质。1. 1.直接滴定法直接滴定法2. 2. 剩余滴定法剩余滴定法( (返滴定返滴定法法) ) 先准确加入过量的标准溶液，与被测物完先准确加入过量的标准溶液，与被测物完全反应后，再用另外一个标准溶液滴定剩余的全反应后，再用另外一个标

6、准溶液滴定剩余的标准溶液。标准溶液。用标准溶液直接滴定被测物质溶液。用标准溶液直接滴定被测物质溶液。113222722264223222327263122732146OSNaIOCrKOSIIOSOHICrHIOCr 将被测物通过一定的化学反应转化为另一种将被测物通过一定的化学反应转化为另一种物质，再用滴定剂滴定。物质，再用滴定剂滴定。OH8CO10Mn2H6OCH5MnO2CaOCHH2OCaCOCaCOCCa22242242422424224224. 4. 间接滴定法间接滴定法 滴定分析的特点 与重量分析和仪器分析相比，滴定分析具有以下特点： 1操作简便，测定速度快，所需仪器设备简单。 2

7、应用范围广，大多数无机物和有机物均可用此法分析，尤其适用于常量分析。 3分析结果准确度高，相对误差为0.2。 由于滴定分析法具有以上特点，因此滴定分析法在生产和科研中具有重要的实用价值，是分析化学中很重要的一类方法。一、基准物质一、基准物质能用于直接配制或标定标准溶液的物质能用于直接配制或标定标准溶液的物质基准物质具备的条件：基准物质具备的条件：组成与化学式相符组成与化学式相符 具有较大的摩尔质量具有较大的摩尔质量纯度高纯度高 性质稳定性质稳定KHC8H4O4、Na2B4O710H2O, CaCO3、K2Cr2O7、H2C2O42H2O、NaCl、Zn、 Na2CO3 等等 标定NaOH溶液，

8、预计消耗体积为30ml，分别选用KHP(分子量为204.2）和草酸（分子量为126.07），计算基准物质的称样量？一般试剂等级及标志 级别 中文名称 英文名称 标签颜色 用途 一级 优级纯 GR 绿 精密分析 二级 分析纯 AR 红 常规分析 三级 化学纯 CP 蓝 化学实验 生化试剂 BR 咖啡色 生化实验16二、标准溶液的配制与标定二、标准溶液的配制与标定1 1、直接法、直接法称量称量 溶解溶解 定量转移至容量定量转移至容量瓶瓶 稀释至刻度，根据称量的质量稀释至刻度，根据称量的质量和体积计算标准溶液的准确浓度。和体积计算标准溶液的准确浓度。称取基准称取基准K2Cr2O7 4.903g，用水

9、溶解，用水溶解，转移至转移至1 L的容量瓶中，稀释至刻度。的容量瓶中，稀释至刻度。L/mol01667. 0119.294903. 4C722OCrK2 2、间接法（标定法）、间接法（标定法）三、标准溶液浓度的表示方法三、标准溶液浓度的表示方法（一）物质的量浓度（一）物质的量浓度单位体积溶液所含溶质的物质的量单位体积溶液所含溶质的物质的量)/()()(molgMgmmolnAAAVMmLVmolnLmolCAAA/)()()/(1000tBTBTmCaM VAATTC VtCaV或 5下列物质的标准溶液哪些可以用直接法配制？哪些只能用间接法配制？ EDTA K2Cr2O7 NaOH Na2S2

10、O3 I2 AgNO3 HCl NaCl KMnO43作为基准物质应具备哪些条件？作为基准物质应具备哪些条件？4标准溶液的配制和标定有哪些方法？标准溶液的配制和标定有哪些方法？分别在何种情况下使用？分别在何种情况下使用？思考题 1计算下列溶液的物质的量浓度 （1） 用3.800g的Na2H2Y2H2O配制成200.0mL溶液( )。 (0.05104mol/L) （2）用0.630g 的H2C2O42H2O配制成100.0mL溶液( )。 (0.04997mol/L)2EDTA 2H OM=372.26g/mol2242H C O2H OM=126.07g/mol （3）用相对密度为1.84g

11、/mL，含量为98%的H2SO410mL配制成100.0mL( ) 。 (1.84mol/L)24H SOM=98.08g/mol（二）滴定度（二）滴定度 T TT/BT/B指每毫升滴定剂溶液相当于待测物的质量指每毫升滴定剂溶液相当于待测物的质量（g/ml) g/ml) （A A指滴定剂，指滴定剂，B B指待测物）指待测物）)()()/(/mlVgmmlgTTBBT用用0.02718mol/L的高锰酸钾标准溶液测定铁含的高锰酸钾标准溶液测定铁含量，其浓度用滴定度表示为：量，其浓度用滴定度表示为： T KMnO4/Fe = 0.007590 g/mL 44KMnOFe/KMnOFeVTm 5要使

12、滴定时用去THCl/CaO=0.007292g/mL的HCl 25.00mL，应该称取含92.00%CaO和其他中性物质的石灰多少克？ (0.1982g) 第3节 滴定分析的计算 滴定分析中涉及各种计算问题，如标准溶液的配制与标定，标准溶液与待测物之间的计量关系及分析结果的计算等。 一、滴定分析的计算依据 在滴定分析中，虽然滴定分析类型不同，滴定结果计算方法也不尽相同，但都是根据滴定剂与待测物作用完全达到化学计量点时，两者的物质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，这是滴定分析计算的依据。 滴定剂物质的量nT与待测物物质的量nA之间的关系式，可依据二者的化学反应关系式得到。当用

13、滴定剂T直接滴定待测物A的溶液时，二者之间的滴定反应可表示为 tT + aA bB + cC滴定剂滴定剂 待测物待测物TAn n = t ：aTA=tnna当上述反应达到化学计量点时，当上述反应达到化学计量点时，t molT恰好恰好与与 molA反应完全，即反应完全，即故故 （4-3） 例如，用Na2C2O4基准物质标定KMnO4溶液浓度，其化学反应式为 根据4-2式及4-3式，得到滴定剂浓度与被测溶液浓度间的关系 （4-4） 根据4-1、4-2式及4-3式，得到滴定剂浓度与被测物质的质量关系 （4-5a） 式4-5a中，的单位为g；的单位为g/mol；V的单位为L；C的单位为mol/L。由于

14、在滴定分析中，体积常以毫升计量，当体积为毫升时，式4-5a可写为-2-+4242MnO + 5C O + 16H2+222Mn+ 10CO+ 8H O2-244C OMnOn:n= 5 : 2TTAAtC VC VaATTAmtC Va M 1000ATTAmtC Va M 式4-1、4-2和4-3是滴定分析计算的基础。 二、滴定分析的计算实例 1溶液浓度的计算 （1）用液体或固体配制一定浓度的溶液 例1 已知浓H2SO4的相对密度为1.84g/mL，其中H2SO4的含量为98%，欲配制0.2mol/L H2SO4标准溶液500 mL，应取浓H2SO4多少毫升（ ）？24H SOM98.08g

15、/mol 解：根据式4-2得 由式4-1得 242424H SOH SOH SO5000.20.1mol1000nCV稀稀242424H SOH SOH SO0.1 98.08=9.808gmnM 242H SOH SO49.8085.4mL1.84 98%1.84 98%mV浓思考题 （3）用相对密度为1.84g/mL，含量为98%的H2SO410mL配制成100.0mL( ) 。 (1.84mol/L) 2用37%HCl溶液（相对密度为1.19g/mL）配制下列溶液，需此HCl溶液各多少毫升(MHCl=36.46g/mol)？ （1）2mol/L的HCl溶液500mL。 (83mL) （2

16、）15%的稀HCl（相对密度为1.07g/mL）溶液500mL。 (182mL)24H SOM=98.08g/mol 例2 配制0.1mol/LNaOH溶液600mL，需称取固体NaOH多少克（ ）？ 解：由式4-1、4-2得 NaOHM=40.00 g/molNaOHNaOHNaOHNaOH mCVMNaOH6000.140.002.4g1000m （2）溶液稀释或增浓时浓度的计算 当溶液稀释或增浓时，溶液中溶质的物质的量未改变，只是浓度和体积发生了变化，即 （4-6） 例3 浓H2SO4的浓度约为18 mol/L，若配制500 mL0.2mol/L 的H2SO4待标液，应取浓H2SO4多少

17、毫升？ 解：根据式4-6得 1122C VC V0.2 500 =5.6mL18C VVC稀稀浓浓 3有一NaOH溶液，其浓度为0.5450mol/L，问取这NaOH溶液100mL，须加水多少毫升方能配成0.5000mol/L？ (9.00mL) 4在500.0mL的0.1715mol/LHCl里，加入20.00mL的0.7500mol/LHCl，所得溶液的浓度为多少？ (0.1937mol/L) （3）标准溶液的标定 例4 精密称取基准物0.1259g，用HCl标准溶液滴定至终点时，消耗了HCl标准溶液23.53mL，计算HCl标准溶液的浓度（ ）。2322Na CO + 2HCl = 2N

18、aCl + CO+ H O23HClNa CO:2:1nn2323Na COHClHClNa CO210001mCVMHCl2 0.1259 10000.1010mol/L105.99 23.53C解：解： 根据式根据式4-5b得得 23Na COM105.99g/mol23HClNa CO:2:1nn 例5 精密量取0.1023mol/L Na2S2O3标准溶液20.00mL，消耗标准溶液22.45mL，求此I标准溶液的浓度。 解：Na2S2O3液与I液的反应式为 2-223I2S O-2-462I + S O 2-23IS O:=1:1n n 2 232 23Na S ONa S OII1

19、1CVC V 2估计样品的取样量 在滴定分析中，为减少滴定管的读数误差，如用50mL滴定管，一般消耗标准溶液应在20mL30mL之间，则称取样品的大约重量可预先求得。 I0.1023 20.000.09114mol/L1 22.45C 例6 若在滴定时消耗0.2mol/LHCl液20mL30mL，应称取基准物多少克（ ）？ 解： 根据式4-5b得当消耗HCl体积为20 mL时： 当消耗HCl体积为30 mL时： 23Na COM105.99g/mol 2322Na CO + 2HCl = 2NaCl + CO+ H O 2323Na COHClHClNa CO210001mCVM23Na CO

20、0.2 20 105.990.21g2 1000m23Na CO0.2 30 105.990.32g2 1000m 3估计消耗标准溶液的体积 在标定或测定纯度较高物质的含量时，可以根据标准溶液的浓度和试样的准确重量，计算出大约需消耗标准溶液多少毫升。 例7 标定NaOH溶液的浓度，称取H2C2O42H2O基准物0.2048g，用0.1mol/LNaOH滴定至终点时，试计算大约消耗NaOH溶液的体积（ ）。2242H C O2H OM=126.07g/mol 解： H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O 根据式4-5b得 22422242H C O 2H ONaOHNaOHH

21、 C O 2H O210001mCVM NaOH2 0.2048 100032.49mL126.070.1V 4被测物质含量的计算 被测组分的含量是指被测组分（ ）占样品重量（S）的百分比。 （4-7） （1）直接滴定法AmA%100%mAS根据式根据式4-5b4-5b、4-74-7得得 %100%1000TTAC V MaAtS 例8 称0.3012g水杨酸样品，加中性乙醇约25mL溶解后，用0.1050mol/LNaOH液滴定至终点时消耗NaOH溶液20.61mL，求样品中水杨酸百分含量（ ）。M139.13 g/mol水杨酸解：解： COOHNaOHCOONaOHOHOH+2 根据式4-

22、8得 0.1050 20.61 139.13%100%99.96%0.3012 1000水杨酸 例9 精密称取0.6277g硫酸亚铁药物，用H2SO4及新煮沸冷却的蒸馏水溶解后，立即用0.02013mol/L的KMnO4标准溶液滴定，终点时消耗KMnO4标准溶液22.34mL，计算药物中FeSO47H2O的含量（ ）。42FeSO 7H OM278.0g/mol-2+4MnO + 5Fe + 8H2+3+2Mn+ 5Fe + 4H O-2+4MnOFe:1:5nn解解： 425 0.02013 22.34 278.0FeSO7H O%=100%99.58%10.6277 1000 （2）返滴定

23、法 待测物百分含量计算公式为 121TTA21() -() %100%1000taCVCVMttAS 例10 0.2500g不纯的CaCO3试样（不含干扰物质）溶解于25.00mL0.2600mol/LHCl溶液中，过量的酸用6.50mL0.2450mol/L的NaOH液进行返滴，求试样中CaCO3的百分含量（ ）。3CaCOM100.1g/mol32222HCl + CaCO = CaCl + H O + CO 3HClCaCO:2:1nn2HCl + NaOH = NaCl + H OHClNaOH:1:1nn解解： 311(0.260025.00)(0.24506.50)100.112C

24、aCO %100%98.24%0.25001000 5滴定度在滴定分析中的应用 （1）滴定剂的量浓度 与滴定度 之间的关系 是1mL滴定剂（T）相当于待测物（A）的克数，故 等于当=1mL 时待测物质的质量。如用浓度为 的滴定剂滴定待测物达到化学计量点时，其关系式为4-5b TCT/ATT/ATT/ATTC1000ATTAmtC Va M 将 =1mL， = 带入式4-5b得 （4-10） 式（4-10）为以待测物表示滴定剂的滴定度与滴定剂的量浓度之间的关系式。TVT/ATAm T/A11000TATtCa M TAT/A 1000C MaTt50滴定剂的量浓度与滴定剂的量浓度与滴定度的换算滴

25、定度的换算 tT + bB = cC + dD滴定剂滴定剂 被测物被测物tBntbn 1000/BTBTMCtbT一、基本计算公式一、基本计算公式1. 1. 物质的量物质的量)mol/g(M)g(m)mol(nBBBBBBMnm 512. 2. 物质的量浓度物质的量浓度)()()/(LVmolnLmolCBBB)L(V)L/mol(C)mol(nBBB)ml(V)L/mol(C)mmol(nBBB3. 3. 滴定度滴定度)()()/(/mlVgmmlgTTBBTTBTBVTm/524. 4.化学反应计量关系化学反应计量关系tT + bB = cC + dDtbnnTBTBntbn5. 5.质量

26、分数质量分数1000)()(sBTTSBBmMVCtbgmgm1000)tt)()(2211211sBTTTTSBBmMVCVCtbgmgm（直接，置换，间接滴定直接，置换，间接滴定返滴定返滴定STBTmVT/B6. 6. 质量浓度质量浓度1000SBTTSBBVmVCtbVm等等，的单位：的单位：ml/gml/mgL/gBSTBTVVT/B7.溶液配制： 固体配制：m=CVM (V的单位：L) 液体配制：C1V1=C2V2 (V的单位：L或mL）8.标定：基准物标定:比较法标定：BTBTMVmbtC1000BBTTVCbtVCV的单位：的单位：mL55二、计算示例二、计算示例1. 称取邻苯二

27、甲酸氢钾基准物称取邻苯二甲酸氢钾基准物0.4925g，标定，标定NaOH溶液，终点时用去溶液，终点时用去NaOH溶液溶液23.50ml，求，求NaOH溶液的浓度。溶液的浓度。COOHCOOK+ NaOH COONaCOOK+ H2O)L/mol(1026. 050.232 .20410004925. 0VM1000mCNaOHKHPKHPNaoHKHPNaOHnn562.2.测定工业用纯碱测定工业用纯碱NaNa2 2COCO3 3的含量，称取的含量，称取0.2560g0.2560g试试样，用样，用HClHCl液液(0.2000mol/L)(0.2000mol/L)滴定，滴定，以甲基橙为指示以甲

28、基橙为指示剂。剂。若终点时消耗若终点时消耗HClHCl液液22.93ml22.93ml，问该，问该HClHCl液对液对NaNa2 2COCO3 3的滴定度是多少？计算试样中的滴定度是多少？计算试样中NaNa2 2COCO3 3的质量的质量分数。分数。2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + CO2 + H2OHClCONan21n32)ml/g(01060. 010000 .1062000. 0211000MC21T3232CONaHClCONa/HCl%94.949494. 02560. 093.2201060. 0mVTSHClCONa/HClCONa3232 0.2500g 0.2

29、500g不纯的不纯的CaCOCaCO3 3中不含干扰组分，加入中不含干扰组分，加入 25.00ml0.2600mol/LHCl25.00ml0.2600mol/LHCl溶液，煮沸除去溶液，煮沸除去COCO2 2并使并使 反应完全。用反应完全。用0.2450mol/LNaOH0.2450mol/LNaOH溶液返滴定剩余的溶液返滴定剩余的 HCl, HCl, 消耗消耗6.50ml6.50ml。计算试样中。计算试样中CaCOCaCO3 3的质量分数。的质量分数。)nn(21n21nOHNaClHClNaOHCaClOHCOHCl2CaCONaOHHClHClCaCO22223358%24.989824. 02500. 0100021 .100)2450. 050. 62600. 000.25(10002)(33