滴定分析电子教案

1、O返回滴定分析O返回12.1.1 12.1.1 滴定分析的基本概念滴定分析的基本概念 滴定分析滴定分析是借助是借助滴定滴定操作，利用一种已知准操作，利用一种已知准确浓度的溶液与被测物的溶液确浓度的溶液与被测物的溶液按一定化学计按一定化学计量关系量关系完全反应，根据消耗的已知准确浓度完全反应，根据消耗的已知准确浓度溶液的浓度、体积和被测物溶液的体积，计溶液的浓度、体积和被测物溶液的体积，计算被测物质含量的方法。算被测物质含量的方法。 已知准确浓度的溶液称为已知准确浓度的溶液称为标准溶液标准溶液或滴定剂；或滴定剂；被分析的物质称为被分析的物质称为试样试样。 将标准溶液从滴定管滴加到被测物溶液直至将

2、标准溶液从滴定管滴加到被测物溶液直至反应完全，并读取所消耗标准溶液的体积，反应完全，并读取所消耗标准溶液的体积，这一全部操作过程称为这一全部操作过程称为滴定滴定。滴定操作滴定操作示意图示意图标标准准溶溶液液试样试样 介绍几个术语12.1 12.1 滴定分析概述滴定分析概述O返回12.1.1 12.1.1 滴定分析的基本概念滴定分析的基本概念 介绍几个术语化学计量关系化学计量关系ABD + Eabde滴定反应的化学计量关系为：滴定反应的化学计量关系为：n nA A：物质：物质A A的物质的量的物质的量n nB B：物质：物质B B的物质的量的物质的量化学计量点化学计量点11ABnnab滴定终点滴

3、定终点指示剂变色点指示剂变色点终点误差终点误差终点与化学计量点不一致引起的误差终点与化学计量点不一致引起的误差O返回滴定分析对化学反应的要求及滴定的方式与分类滴定分析对化学反应的要求及滴定的方式与分类1 1、要求、要求v确定的化学计量关系确定的化学计量关系v反应能定量完成反应能定量完成 （ 99.9%）v反应迅速反应迅速v有合适的指示终点的方法有合适的指示终点的方法2 2、方式、方式v 直接滴定直接滴定v 返滴定返滴定v 间接滴定间接滴定v 置换滴定置换滴定3 3、分类、分类反应类型反应类型v 酸碱滴定酸碱滴定v 配位滴定配位滴定v 氧化还原滴定氧化还原滴定 v 沉淀滴定沉淀滴定终点确定方法终

4、点确定方法v目测滴定法目测滴定法v电位滴定法电位滴定法反应较慢或反应物是固体时，反应较慢或反应物是固体时，常采用常采用返滴定法返滴定法。2HCl+CaCO3 =CaCl2+ CO2 +H2O （NaOH返滴）返滴）O返回12.1.2 12.1.2 滴定分析的操作过程滴定分析的操作过程滴定分析操作包括：标准溶液的滴定分析操作包括：标准溶液的配制配制( (标准溶液的标准溶液的标定标定) )，被测物质含量的，被测物质含量的测定测定。 基准物质基准物质：能直接配制准确浓度溶液的物质能直接配制准确浓度溶液的物质基准物质基准物质组成与化学式相同组成与化学式相同纯度高（纯度高（99.9 %)稳定稳定摩尔质量

5、相对较大摩尔质量相对较大H2C2O4.2H2ONa2B4O7.10H2O 配制方法配制方法：直接配制法和直接配制法和间接配制法（标定）间接配制法（标定）标准溶液的配制标准溶液的配制O返回滴定分析中，标准溶液滴定分析中，标准溶液A与分析组分与分析组分B发生定量反应发生定量反应aA + bB dD + eE 达到计量点时，达到计量点时，A与与B的物质的量和化学计量数的物质的量和化学计量数有下列定量关系有下列定量关系 AABB11c Vc Vab被测物质含量的测定被测物质含量的测定O返回12.1.3 12.1.3 滴定滴定应用应用（实验）（实验）酸碱滴定法酸碱滴定法阿司匹林中乙酰水杨阿司匹林中乙酰水

6、杨 酸的含量测定酸的含量测定 氧化还原法氧化还原法医用双氧水中过氧化氢医用双氧水中过氧化氢的含量测定的含量测定 螯合滴定法螯合滴定法测定水的硬度测定水的硬度O返回 例：称取例：称取0.4122g阿司匹林药品，加阿司匹林药品，加20mL乙醇溶解后，加乙醇溶解后，加2滴酚酞滴酚酞指示剂，用指示剂，用0.1032molL-1NaOH标准溶液进行滴定。消耗标准溶液进行滴定。消耗21.08mL NaOH溶液，计算该药品中乙酰水杨酸的百分含量。溶液，计算该药品中乙酰水杨酸的百分含量。98498411(NaOH)(NaOH)(C H O )(C H O )%100%0.1032mol L21.08mL/10

7、00 180.16g mol 100%0.4122g95.08%cVMm n(C9H8O4)n(NaOH)c(NaOH)V(NaOH)COOHOCOCH3+ NaOHCOONaOCOCH3+ H2O阿司匹林中乙酰水杨酸含量的测定阿司匹林中乙酰水杨酸含量的测定O返回12.1.4 滴定分析结果的误差滴定分析结果的误差 E = xTx T 正误差正误差分析结果偏高分析结果偏高x T 负误差负误差分析结果偏低分析结果偏低误差分类：误差分类：系统误差（方法、仪器、试剂）系统误差（方法、仪器、试剂） 随机误差（温度、湿度、气压）随机误差（温度、湿度、气压） 过失误差过失误差误差误差(E)： 测量值（测量值

8、（x）与真实值（）与真实值（T）之间的差值称误差。）之间的差值称误差。1. 误差的定义和分类误差的定义和分类O返回2.误差的表示误差的表示1）误差与准确度）误差与准确度准确度是指测定值准确度是指测定值(X)与真实值与真实值(XT)符合的程符合的程度，准确度的高低用误差度，准确度的高低用误差(error)来衡量。来衡量。 绝对误差绝对误差 ： E=X-XT %100TXERE 相对误差相对误差：( (绝对误差在真实值中所占的比例）绝对误差在真实值中所占的比例）O返回2. 2. 误差的表示误差的表示例：已知两次称量值分别为例：已知两次称量值分别为 X1=1.0900g, X2=0.1090g; 两

9、者的真实值各为两者的真实值各为1.0901和和 0.1091g;求其求其绝对误差绝对误差与与相对误差相对误差。解：解：E1=1.0900-1.0901=-0.0001（g） E2=0.1090-0.1091=-0.0001(g)两者称量的相对误差各为：两者称量的相对误差各为： RE1= -0.0001/1.0901 100%=-0.009% RE2= -0.0001/0.1090 100%=-0.09%O返回2）偏差与精密度）偏差与精密度 精密度精密度(precision) 是指几次平行测定结果相互接是指几次平行测定结果相互接近的程度，精密度用偏差近的程度，精密度用偏差(deviation)来

10、衡量。来衡量。 绝对偏差绝对偏差(d)是某单次测定值是某单次测定值(x)与多次测定的算与多次测定的算术平均值术平均值( )的差的差xxdx 相对偏差相对偏差(Rd)是绝对偏差是绝对偏差d与多次测定的算术与多次测定的算术 平均值平均值( )的比值乘以的比值乘以100%x00100 xdRdO返回准确的测量一定精密，准确的测量一定精密，精密的测量不一定准确。精密的测量不一定准确。O返回12.2.112.2.1酸碱指示剂酸碱指示剂n酸碱指示剂的变色原理酸碱指示剂的变色原理 能借助其颜色的变化来表示溶液酸碱性的物能借助其颜色的变化来表示溶液酸碱性的物质称为质称为酸碱指示剂酸碱指示剂( (acid-ba

11、se indicator) )。1.1. 酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，其共轭其共轭酸碱因结构不同而具有不同颜色酸碱因结构不同而具有不同颜色。当溶液的。当溶液的pHpH值变化时，指示剂得失质子，酸型和碱型值变化时，指示剂得失质子，酸型和碱型相互转变，从而引起颜色变化。相互转变，从而引起颜色变化。12.2 12.2 酸碱滴定法酸碱滴定法O返回H3COH-H+黄色红色H3CNN NSO3-H3CH3CNN NSO3-H甲基橙甲基橙 酸色酸色碱色碱色O返回酚酚 酞酞碱色碱色酸色酸色HIn HInO返回酸碱指示剂的作用原理及变色范围酸碱指示剂的作用原理及变色范围作用原

12、理作用原理aHInHInpK碱色碱色酸色酸色aH In HInKHHInInaKHInH In aKpH pKa+In HInlgO返回110HInIn101理论变色点：理论变色点： pH=pKa指示剂指示剂颜色颜色pKa变色范围变色范围酸色酸色 过度过度 碱色碱色甲基橙甲基橙红红橙橙黄黄3.43.14.4甲基红甲基红红红橙橙黄黄5.24.46.2酚酞酚酞无色无色 粉红粉红红红9.18.09.6理论变色范围：理论变色范围：pH=pKa 1lgaIn pHpHInKO返回12.2.2 12.2.2 强碱滴定强酸强碱滴定强酸OHOHH21.滴定反应滴定反应例：例： 用用0.1000 mol.L-1

13、 NaOH 滴定滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 HCl。2.滴定过程中滴定过程中pH的变化的变化O返回滴定滴定阶段阶段滴定前滴定前计量点前计量点前计量点计量点计量点后计量点后pH计算计算V=0HCl H+=cHCl=0.1000pH=1.00VV0HCl余余 NaCl H+=cHCl余余V=19.98mL(Er=0.1）V=V0NaClVV0NaCl NaOH过量过量 OH-= cNaOH过量过量V=20.02mL（Er= 0.1）见表见表12-3不同不同V时的时的pH值值15HClLmol100 . 598.3902. 01000. 098.391000. 098.19

14、1000. 000.20c余H+=5.010-5pH=4.3015NaOHLmol100 . 502.4002. 01000. 002.401000. 000.201000. 002.20c过量OH-=5.010-5pOH=4.30pH=9.70溶液溶液组成组成用用0.1000 mol.L-1 NaOH 滴定滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 HClO返回12-13.3.滴定曲线滴定曲线被滴定液被滴定液pH的急剧变的急剧变化，称为滴定突跃。化，称为滴定突跃。pH突跃范围突跃范围 ：(简称突跃范围简称突跃范围)化学计量点前后化学计量点前后0.1%相对误差范围内，溶液相对误差范围

15、内，溶液pH的变化范围，称为的变化范围，称为pH突跃范围。突跃范围。滴定突跃滴定突跃O返回4.4.酸碱指示剂的选择依据酸碱指示剂的选择依据 滴定突跃范围滴定突跃范围凡在突跃范围以内能发生颜色变化的指示剂凡在突跃范围以内能发生颜色变化的指示剂,都可用都可用.(凡变色范围凡变色范围全部全部或或部分部分落在滴定突跃范围之内的指示落在滴定突跃范围之内的指示剂都可用剂都可用)突跃范围：突跃范围：4.309.70 pH = 5.4选用指示剂：酚酞、甲基橙、甲基红选用指示剂：酚酞、甲基橙、甲基红甲基橙甲基橙红红橙橙黄黄3.43.14.4甲基红甲基红红红橙橙黄黄5.24.46.2酚酞酚酞无色无色粉红粉红红红9

16、.18.09.6O返回甲基橙甲基红酚酞C (mol.L-1) 化学计量点1.00.100.0100.0010滴定突跃滴定突跃-0.1%+0.1%C (mol.L-1)滴定突跃滴定突跃1.0003.30 10.700.10004.30 9.700.010005.30 8.705.5.影响突跃范围的因素影响突跃范围的因素c c越大越大, ,突跃范突跃范围越大。围越大。指示剂指示剂颜色颜色pKa变色范变色范围围酸酸色色过过度度碱碱色色甲基橙甲基橙红红橙橙黄黄3.43.14.4甲基红甲基红红红橙橙黄黄5.24.46.2酚酞酚酞无无色色粉粉红红红红9.18.09.6O返回9.70 4.30滴定突跃：滴定

17、突跃：指示剂：指示剂：02468101214050100150200滴定百分数%pH强酸滴定强碱强酸滴定强碱用用0.1000 mol.L-1 HCl滴定滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 NaOH 指示剂指示剂颜色颜色pKa变色范变色范围围酸酸色色过过度度碱碱色色甲基橙甲基橙红红橙橙黄黄3.43.14.4甲基红甲基红红红橙橙黄黄5.24.46.2酚酞酚酞无无色色粉粉红红红红9.18.09.6酚酞不适合酚酞不适合由浅到深由浅到深有无到有有无到有O返回12.2.3 12.2.3 强碱滴定弱酸（强酸滴定弱碱）强碱滴定弱酸（强酸滴定弱碱）1.1.滴定反应滴定反应 HB： OH- +

18、HB = B- + H2O 以以0.1000molL1NaOH滴定滴定20.00mL（V0）0.1000 molL1HAc 设滴定过程中加入设滴定过程中加入 NaOH的体积为的体积为VmL。 Ka=1.7610-5 pKa4.752.2.滴定过程中滴定过程中pHpH的变化的变化O返回滴定滴定阶段阶段滴定前滴定前计量点前计量点前计量点计量点计量点后计量点后溶液溶液组成组成V=0HAc VV0HAc余余 NaAc V=V0NaAc VV0NaAc NaOH过量过量 72. 8pH28. 5pOH103 . 5OH6bAcKc+a5H 1.3 10pH 2.89cKAaHApHplgcKcV=19.

19、98mL（Er=0.1）OH-= cNaOH过量过量V=20.02mL（Er=0.1）OH-=5.010-5pH=9.70pH的的计计算算0.100019.9839.980.100020.000.100019.980.10000.0239.9839.9819.984.75lg7.750.02pHAHAccpH=7.75 以以0.1000molL1NaOH滴定滴定20.00mL（V0）0.1000 molL1HAc, pKa4.75O返回突跃范围：突跃范围：7.759.70pH = 1.96指示剂：指示剂：酚酞酚酞3.3.指示剂的选择指示剂的选择O返回4.4.影响一元弱酸（碱）突跃范围的因素影响

20、一元弱酸（碱）突跃范围的因素c与与Ka越大，突越大，突跃范围越大。跃范围越大。要求要求：c 在在10-31molL-1目测终点法：准确被滴目测终点法：准确被滴定的条件：定的条件：cKa 10-8O返回 高锰酸钾法高锰酸钾法是以强氧化剂是以强氧化剂 KMnO4为标准溶液进行滴定为标准溶液进行滴定的氧化还原滴定法。的氧化还原滴定法。（1） KMnO4为强氧化剂，其氧化能力与溶液的酸度有为强氧化剂，其氧化能力与溶液的酸度有关。关。（2）反应条件：强酸，用）反应条件：强酸，用H2SO4* 为什么一般要在强酸性介质中？为什么一般要在强酸性介质中？ 答：因为弱酸、中性或碱性溶液中会生成答：因为弱酸、中性或碱性溶液中会生成MnO2沉淀沉淀 (褐色褐色)，或生成绿色的或生成绿色的MnO42-，妨碍终点的观察，所以要在强酸性介，妨碍终点的观察，所以要在强酸性介质中。质中。*为什么用为什么用H2SO4调节酸度？调节酸度？ 答：若用答：若用HCl，则，则Cl-具有还原性，也能与具有还原性，也能与MnO4- 作用，而用作用，而用HNO3 ,具有氧化性具有氧化性