分析化学：3-1 滴定分析法基础

1、2022-3-22022-3-22022-3-2第三章第三章第三章第三章第三章第三章 滴定分析法滴定分析法滴定分析法滴定分析法滴定分析法滴定分析法3.1.1 3.1.1 3.1.1 滴定分析中的滴定分析中的滴定分析中的滴定分析中的滴定分析中的滴定分析中的有关术语及基有关术语及基有关术语及基有关术语及基有关术语及基有关术语及基础知识础知识础知识础知识础知识础知识3.1.2 3.1.2 3.1.2 标准溶液的配标准溶液的配标准溶液的配标准溶液的配标准溶液的配标准溶液的配制及其浓度表制及其浓度表制及其浓度表制及其浓度表制及其浓度表制及其浓度表示示示示示示3.1.3 3.1.3 3.1.3 滴定分析的

2、计滴定分析的计滴定分析的计滴定分析的计滴定分析的计滴定分析的计算算算算算算 第一节第一节第一节第一节第一节第一节 滴定分析法基础滴定分析法基础滴定分析法基础滴定分析法基础滴定分析法基础滴定分析法基础2022-3-22022-3-22022-3-2本章教学基本要求本章教学基本要求本章教学基本要求本章教学基本要求本章教学基本要求本章教学基本要求1 1 1熟悉滴定分析法的特点及有关名词术语。掌握滴定熟悉滴定分析法的特点及有关名词术语。掌握滴定熟悉滴定分析法的特点及有关名词术语。掌握滴定熟悉滴定分析法的特点及有关名词术语。掌握滴定熟悉滴定分析法的特点及有关名词术语。掌握滴定熟悉滴定分析法的特点及有关名

3、词术语。掌握滴定分析对化学反应的要求；标准溶液的配制方法，浓度分析对化学反应的要求；标准溶液的配制方法，浓度分析对化学反应的要求；标准溶液的配制方法，浓度分析对化学反应的要求；标准溶液的配制方法，浓度分析对化学反应的要求；标准溶液的配制方法，浓度分析对化学反应的要求；标准溶液的配制方法，浓度的确定及表示方法。的确定及表示方法。的确定及表示方法。的确定及表示方法。的确定及表示方法。的确定及表示方法。2 2 2掌握滴定分析基本原理，包括化学平衡的基本原理掌握滴定分析基本原理，包括化学平衡的基本原理掌握滴定分析基本原理，包括化学平衡的基本原理掌握滴定分析基本原理，包括化学平衡的基本原理掌握滴定分析基

4、本原理，包括化学平衡的基本原理掌握滴定分析基本原理，包括化学平衡的基本原理及相关计算，滴定曲线的计算方法，滴定终点、突跃及相关计算，滴定曲线的计算方法，滴定终点、突跃及相关计算，滴定曲线的计算方法，滴定终点、突跃及相关计算，滴定曲线的计算方法，滴定终点、突跃及相关计算，滴定曲线的计算方法，滴定终点、突跃及相关计算，滴定曲线的计算方法，滴定终点、突跃范围的确定及影响因素；各种指示剂的变色原理、选范围的确定及影响因素；各种指示剂的变色原理、选范围的确定及影响因素；各种指示剂的变色原理、选范围的确定及影响因素；各种指示剂的变色原理、选范围的确定及影响因素；各种指示剂的变色原理、选范围的确定及影响因素

5、；各种指示剂的变色原理、选择方法；终点误差与直接滴定的条件等。择方法；终点误差与直接滴定的条件等。择方法；终点误差与直接滴定的条件等。择方法；终点误差与直接滴定的条件等。择方法；终点误差与直接滴定的条件等。择方法；终点误差与直接滴定的条件等。3 3 3掌握各种滴定方法的典型应用及相关计算。掌握各种滴定方法的典型应用及相关计算。掌握各种滴定方法的典型应用及相关计算。掌握各种滴定方法的典型应用及相关计算。掌握各种滴定方法的典型应用及相关计算。掌握各种滴定方法的典型应用及相关计算。2022-3-22022-3-22022-3-23.1.1 3.1.1 3.1.1 滴定分析中的有关术语及基础知识滴定分

6、析中的有关术语及基础知识滴定分析中的有关术语及基础知识滴定分析中的有关术语及基础知识滴定分析中的有关术语及基础知识滴定分析中的有关术语及基础知识1. 1. 1. 有关术语与名词有关术语与名词有关术语与名词(1)(1)(1)滴定分析法滴定分析法滴定分析法(2)(2)(2)标准溶液标准溶液标准溶液 ：如：如：如0.1000 mol0.1000 mol0.1000 mol L L L-1 -1 -1 HClHClHCl(3)(3)(3)化学计量点（等当点）化学计量点（等当点）化学计量点（等当点）(4)(4)(4)指示剂指示剂指示剂(5)(5)(5)滴定终点滴定终点滴定终点(6)(6)(6)终点误差终

7、点误差终点误差(7)(7)(7)基准物质基准物质基准物质(8)(8)(8)滴定曲线滴定曲线滴定曲线 （动画）（动画）（动画）（动画）（动画）（动画）2022-3-22022-3-22022-3-22. 2. 2. 滴定分析分类滴定分析分类滴定分析分类滴定分析分类滴定分析分类滴定分析分类(1) (1) (1) 按化学反应类型分类按化学反应类型分类按化学反应类型分类按化学反应类型分类按化学反应类型分类按化学反应类型分类 酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱滴定法 配位滴定法（络合滴定法）配位滴定法（络合滴定法）配位滴定法（络合滴定法） 沉淀滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法 氧化还原滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法

8、(2)(2)(2)按滴定方式分类按滴定方式分类按滴定方式分类按滴定方式分类按滴定方式分类按滴定方式分类 直接滴定：例：直接滴定：例：直接滴定：例： 强酸滴定强碱。强酸滴定强碱。强酸滴定强碱。 间接滴定：例：氧化还原法测定钙含量间接滴定：例：氧化还原法测定钙含量间接滴定：例：氧化还原法测定钙含量。 返滴定：例：配位滴定法测定铝含量。返滴定：例：配位滴定法测定铝含量。返滴定：例：配位滴定法测定铝含量。 置换滴定：例：置换滴定：例：置换滴定：例： AlYAlYAlY AlF AlF AlF6 6 63-3-3- + Y + Y + Y4- 4- 4- ZnYZnYZnY四种滴定的共性与差异？四种滴定

9、的共性与差异？四种滴定的共性与差异？四种滴定的共性与差异？四种滴定的共性与差异？四种滴定的共性与差异？2022-3-22022-3-22022-3-23. 3. 3. 滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求 反应定量完成反应定量完成反应定量完成 ( ( (KMnOKMnOKMnO4 4 4 + Na + Na + Na2 2 2S S S2 2 2O O O3 3 3) ) ) ？ 无副反应无副反应无副反应 反应完全反应完全反应完全 ( ( (KKKMYMYMY大；大；大；K K Ksps

10、psp 小，满足滴定要求小，满足滴定要求小，满足滴定要求) ) ) 反应速率快反应速率快反应速率快 有比较简便的方法确定反应终点有比较简便的方法确定反应终点有比较简便的方法确定反应终点2022-3-22022-3-22022-3-23.1.3.1.3.1.2 2 2 标准溶液的配制及其浓度表示标准溶液的配制及其浓度表示标准溶液的配制及其浓度表示标准溶液的配制及其浓度表示标准溶液的配制及其浓度表示标准溶液的配制及其浓度表示1. 1. 1. 1. 1. 1. 标准溶液和基准物标准溶液和基准物标准溶液和基准物标准溶液和基准物标准溶液和基准物标准溶液和基准物 标准溶液的浓度通过基准物来确定。标准溶液的

11、浓度通过基准物来确定。标准溶液的浓度通过基准物来确定。 基准物应具备的条件：基准物应具备的条件：基准物应具备的条件：基准物应具备的条件：基准物应具备的条件：基准物应具备的条件： (1) (1) (1) 必须具有足够的纯度；必须具有足够的纯度；必须具有足够的纯度； (2) (2) (2) 组成与化学式完全相同；组成与化学式完全相同；组成与化学式完全相同； (3) (3) (3) 稳定；稳定；稳定； (4) (4) (4) 具有较大的摩尔质量。具有较大的摩尔质量。具有较大的摩尔质量。为什么？为什么？为什么？ （可降低称量误差）。（可降低称量误差）。（可降低称量误差）。 常用的基准物有：常用的基准物

12、有：常用的基准物有：常用的基准物有：常用的基准物有：常用的基准物有： K K K2 2 2CrCrCr2 2 2O O O7 7 7；NaNaNa2 2 2C C C2 2 2O O O4 4 4； H H H2 2 2C C C2 2 2O O O4 4 4 2H2H2H2 2 2O O O； Na Na Na2 2 2B B B4 4 4O O O7 7 7 10H10H10H2 2 2O O O；CaCOCaCOCaCO3 3 3；NaClNaClNaCl；NaNaNa2 2 2COCOCO3 3 32022-3-22022-3-22022-3-22.2.2.2.2.2.标准溶液标准溶液

13、标准溶液标准溶液标准溶液标准溶液的配制的配制的配制的配制的配制的配制 直接配制法直接配制法直接配制法直接配制法直接配制法直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。：直接用容量瓶配制，定容。：直接用容量瓶配制，定容。 可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：可直接配制标准溶液的物质应具备的条件：可直接配制标准溶液的物质应具备的条件： (1) (1) (1) 必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度 一般使用基准试

14、剂或优级纯。一般使用基准试剂或优级纯。一般使用基准试剂或优级纯。 (2) (2) (2)物质的组成应与化学式完全相等物质的组成应与化学式完全相等物质的组成应与化学式完全相等物质的组成应与化学式完全相等物质的组成应与化学式完全相等物质的组成应与化学式完全相等 应避免：（应避免：（应避免：（1 1 1）结晶水丢失；）结晶水丢失；）结晶水丢失； （2 2 2）吸湿性物质潮解。）吸湿性物质潮解。）吸湿性物质潮解。 (3) (3) (3)稳定稳定稳定稳定稳定稳定见光不分解，不氧化见光不分解，不氧化见光不分解，不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。重铬酸钾可直接配制其标准溶液。重铬酸钾可直接配制其标准溶液

15、。2022-3-22022-3-22022-3-2间接配制法间接配制法间接配制法间接配制法间接配制法间接配制法（步骤）：（步骤）：（步骤）：（步骤）：（步骤）：（步骤）： (1) (1) (1) 配制溶液配制溶液配制溶液配制溶液配制溶液配制溶液 配制成近似所需浓度的配制成近似所需浓度的配制成近似所需浓度的溶液。用一般量具。溶液。用一般量具。溶液。用一般量具。 (2) (2) (2) 标定标定标定标定标定标定 用基准物或另一种已知浓度的标准溶用基准物或另一种已知浓度的标准溶用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。液来滴定。液来滴定。 (3) (3) (3) 确定浓度确定浓度确定浓度确定浓度确定

16、浓度确定浓度 由基准物质量由基准物质量由基准物质量( ( (或体积、浓度或体积、浓度或体积、浓度) ) )，计算确，计算确，计算确定之。定之。定之。2022-3-22022-3-22022-3-23. 3. 3. 标准溶液浓度表示法标准溶液浓度表示法标准溶液浓度表示法标准溶液浓度表示法标准溶液浓度表示法标准溶液浓度表示法 （1 1 1）物质的量浓度物质的量浓度物质的量浓度物质的量浓度物质的量浓度物质的量浓度 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。单位体积溶液中所含溶质的物质的量。 c c c = = = n n n / / / V V V 单位单位单位 molmo

17、lmol L L L-1-1-1 应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。 （2 2 2）滴定度滴定度滴定度滴定度滴定度滴定度 与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。 表示法：表示法：表示法：T T T待测物待测物待测物/ / /滴定剂滴定剂滴定剂 单单单 位：位：位：g g g mL mL mL-1-1-12022-3-22022-3-22022-3-2例：例：例：例：例：例： 用用用0.02718 0.02718 0.02718

18、molmolmol L L L-1-1-1 的高锰酸钾标准溶液测定铁含量，的高锰酸钾标准溶液测定铁含量，的高锰酸钾标准溶液测定铁含量，其浓度用滴定度表示为：其浓度用滴定度表示为：其浓度用滴定度表示为： T T T Fe/KMnOFe/KMnOFe/KMnO4 4 4 = 0.007590 g = 0.007590 g = 0.007590 g mLmLmL-1-1-1 即：表示即：表示即：表示1 1 1.00 .00 .00 mLmLmL KMnO KMnO KMnO4 4 4标准溶液相当于标准溶液相当于标准溶液相当于0.0075900.0075900.007590g g g 铁。测定时，根据

19、滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速铁。测定时，根据滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速铁。测定时，根据滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速地确定试样中铁的含量：地确定试样中铁的含量：地确定试样中铁的含量： mm m FeFeFe = = = T T T Fe / KMnOFe / KMnOFe / KMnO4 4 4 V V V KMnOKMnOKMnO4 4 4 通式：通式：通式：通式：通式：通式： T T TA/BA/BA/B= (= (= (a / b a / b a / b ) ) ) c c cB B B MMMA A A 101010-3-3-3 2022-3-22022-3-2202

20、2-3-23.1.3.1.3.1.3 3 3 滴定分析的计算滴定分析的计算滴定分析的计算滴定分析的计算滴定分析的计算滴定分析的计算 1. 1. 1. 1. 1. 1.直接滴定（涉及一个反应）直接滴定（涉及一个反应）直接滴定（涉及一个反应）直接滴定（涉及一个反应）直接滴定（涉及一个反应）直接滴定（涉及一个反应） 滴定剂与被测物之间的反应式为滴定剂与被测物之间的反应式为滴定剂与被测物之间的反应式为 a a a A + A + A + b b b B = B = B = c c c C + C + C + d d d D D D 当滴定到化学计量点时，当滴定到化学计量点时，当滴定到化学计量点时，a

21、a a 摩尔摩尔摩尔 A A A 与与与 b b b 摩尔摩尔摩尔 B B B 作用完全：作用完全：作用完全： 则：则：则： n n nA A A / / / n n nB B B = a / b = a / b = a / b n n nA A A = = = ( ( (a / ba / ba / b) ) ) n n nB B B ( ( (c V c V c V ) ) )A A A = = = ( ( (a / b a / b a / b ) ) ) （c V c V c V ) ) )B B B 或：或：或：( ( (c V c V c V ) ) )A A A = = = ( (

22、(a / ba / ba / b) () () (m / Mm / Mm / M) ) )B B B 酸碱滴定标液浓度常为：酸碱滴定标液浓度常为：酸碱滴定标液浓度常为：0.1 0.1 0.1 molLmolLmolL-1-1-1 左右，滴定剂消耗左右，滴定剂消耗左右，滴定剂消耗体积在体积在体积在 20 20 20303030mLmLmL ，由此可计算称取试样量的上限和下限。，由此可计算称取试样量的上限和下限。，由此可计算称取试样量的上限和下限。2022-3-22022-3-22022-3-22.2.2.2.2.2.返滴定（涉及到两个反应）返滴定（涉及到两个反应）返滴定（涉及到两个反应）返滴定（

23、涉及到两个反应）返滴定（涉及到两个反应）返滴定（涉及到两个反应）例：例：例：配位滴定法测定铝。配位滴定法测定铝。配位滴定法测定铝。 先加入准确体积的、过量的标准溶液先加入准确体积的、过量的标准溶液先加入准确体积的、过量的标准溶液 EDTAEDTAEDTA，加热反加热反加热反应完全后，再用另一种标准溶液（应完全后，再用另一种标准溶液（应完全后，再用另一种标准溶液（ZnZnZn2+ 2+ 2+ ），），），滴定过量的滴定过量的滴定过量的 EDTA EDTA EDTA 标准溶液。标准溶液。标准溶液。 反应反应反应反应反应反应1 1 1： AlAlAl3+3+3+ + Y + Y + Y4-4-4-（

24、准确、准确、准确、准确、准确、准确、过量过量过量过量过量过量） = = = AlYAlYAlY+ Y+ Y+ Y4-4-4-（过量过量过量过量过量过量） 反应反应反应反应反应反应2 2 2： ZnZnZn2+2+2+ + Y + Y + Y4-4-4- （过量过量过量过量过量过量） = = = ZnYZnYZnY ( ( (n n nEDTAEDTAEDTA) ) )总总总总总总 ( ( (n n nEDTAEDTAEDTA ) ) )过量过量过量过量过量过量 = ( = ( = (n n nAlAlAl) ) ) ( ( (n n nEDTAEDTAEDTA) ) )过量过量过量过量过量过量

25、 = ( = ( = (a a a / / / b b b) ) )n n nZnZnZn ；a a a / / / b b b =1 =1 =1 ( ( (cVcVcV ) ) )EDTAEDTAEDTA总总总总总总 ( ( (cVcVcV ) ) )ZnZnZn = = = ( ( (cVcVcV ) ) )AlAlAl 2022-3-22022-3-22022-3-23.3.3.3.3.3.间接滴定（涉及到多个反应）间接滴定（涉及到多个反应）间接滴定（涉及到多个反应）间接滴定（涉及到多个反应）间接滴定（涉及到多个反应）间接滴定（涉及到多个反应）例：例：例：以以以 KBrOKBrOKBrO

26、3 3 3 为基准物，测定为基准物，测定为基准物，测定 NaNaNa2 2 2S S S2 2 2O O O3 3 3 溶液浓度。溶液浓度。溶液浓度。 (1) (1) (1) KBrOKBrOKBrO3 3 3 与过量的与过量的与过量的 KI KI KI 反应析出反应析出反应析出 I I I2 2 2 ： BrO BrO BrO3 3 3- - - + 6 I+ 6 I+ 6 I- - - + 6H+ 6H+ 6H+ + + = 3 I = 3 I = 3 I2 2 2 + Br + Br + Br- - - + 3H+ 3H+ 3H2 2 2O O O n n n(BrO(BrO(BrO3

27、3 3- - -) = 1/3 ) = 1/3 ) = 1/3 n n n(I (I (I2 2 2) ) ) 相当于：相当于：相当于：相当于：相当于：相当于： ( ( (2 2 2) ) ) 用用用NaNaNa2 2 2S S S2 2 2O O O3 3 3 溶液滴定析出的溶液滴定析出的溶液滴定析出的 I I I2 2 2 2 S2 S2 S2 2 2O O O3 3 32- 2- 2- + I+ I+ I2 2 2 = 2 I= 2 I= 2 I- - - + S+ S+ S4 4 4O O O6 6 62-2-2- n n n(I (I (I2 2 2 ) = 1/2 ) = 1/2 ) = 1/2 n n n(S(S(S2 2 2O O O3 3 32-2-2-) ) ) ( ( ( 3) KBrO3) KBrO3) KBrO3 3 3 与与与 NaNaNa2 2 2S S S2 2 2O O O3 3 3之间物质的量的关系为之间物质的量的关系为之间物质的量的关系为 n n n(BrO(BrO(BrO3 3 3- - -) = 1/3 ) = 1/3 ) = 1/3 n n n(I (I (I2 2 2 ) = 1/6 ) = 1/6 ) = 1/6 n n n(S(S(S2 2 2O O O3 3 32-2-2-