第四章滴定分析法概述

1、第四章第四章 滴定分析法滴定分析法(P10) 第一节第一节 滴定分析概述滴定分析概述一、概述一、概述( (以下几个概念以下几个概念）(1)(1)滴定分析法滴定分析法(2)(2)标准溶液标准溶液 ：0.1000 0.1000 mol/Lmol/L(3)(3)化学计量点（等当点）化学计量点（等当点）(4)(4)指示剂指示剂(5)(5)滴定终点滴定终点(6)(6)终点误差终点误差(7)(7)基准物质基准物质(8)(8)滴定曲线滴定曲线 （动画）（动画）2022-6-3滴定分析法滴定分析法(titrimetric analysis)：用用已知浓已知浓度度的标准溶液，滴定的标准溶液，滴定一定体积一定体积

2、的的待测溶液待测溶液，直，直到到化学反应按计量关系作用完化学反应按计量关系作用完为止，然后根据为止，然后根据标准溶液的体积和浓度计算待测物质的含量，标准溶液的体积和浓度计算待测物质的含量，这种靠滴定的方法，来测定待测物含量的分析，这种靠滴定的方法，来测定待测物含量的分析，称为称为滴定分析法滴定分析法,该过程称为该过程称为滴定滴定。 2022-6-3已知其准确浓度的溶液。已知其准确浓度的溶液。 n(常用四位有效数字表示常用四位有效数字表示)(2)(2)标准溶液标准溶液2022-6-3化学计量点化学计量点:n当滴入的标准溶液的物质的量与待测定组分的物质的量当滴入的标准溶液的物质的量与待测定组分的物

3、质的量恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时，称之反恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时，称之反应到达了化学计量点。应到达了化学计量点。指示剂指示剂(Indicator) 为了能比较准确地掌握化学计量点的达到，在实为了能比较准确地掌握化学计量点的达到，在实际滴定操作时，常在被测物质的溶液中加入一种辅助剂，际滴定操作时，常在被测物质的溶液中加入一种辅助剂，借助于它的颜色变化作为化学计量点到达的信号，这种借助于它的颜色变化作为化学计量点到达的信号，这种辅助试剂称为指示剂。辅助试剂称为指示剂。2022-6-3滴定终点滴定终点(Titration End Point, ep表示表示): n滴定分

4、析中，常加入一种指示剂，通过指示剂颜色的变滴定分析中，常加入一种指示剂，通过指示剂颜色的变化作为化学等当点到达的指示信号，停止滴定，这一点称化作为化学等当点到达的指示信号，停止滴定，这一点称为滴定终点。为滴定终点。 滴定误差滴定误差 (End Point Error, Et表示表示) l 滴定终点滴定终点(实测值实测值)与化学计量点与化学计量点(理论值理论值)不一致，由此不一致，由此所造成测定结果的误差，又称滴定误差。所造成测定结果的误差，又称滴定误差。 2022-6-3l用于常量组分的测定用于常量组分的测定 l仪器简单、操作简便仪器简单、操作简便 l快速准确快速准确 l应用广泛、方法成熟应用

5、广泛、方法成熟二、滴定分析法的特点二、滴定分析法的特点三、三、滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求(1)(1)有确定的化学计量关系，反应按一定的反应方有确定的化学计量关系，反应按一定的反应方程式进行程式进行( (KMnOKMnO4 4 ,+ Na ,+ Na2 2S S2 2O O3 3) ) ？(2)(2)反应要定量进行反应要定量进行(3)(3)反应完全反应完全 ( (KKMYMY大；大；K KSp Sp 小，满足滴定要求小，满足滴定要求) )(4)(4)反应速度快反应速度快 (5)(5)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四、四、滴定分析分类滴定分析分类1.

6、 1. 按化学反应类型分类按化学反应类型分类 (1)(1)酸碱滴定法酸碱滴定法 以质子传递反应为基础的滴定分析法。以质子传递反应为基础的滴定分析法。 例：用例：用NaOH标准溶液测定标准溶液测定HAc含量含量 OH- + HAc = Ac- + H2O 主要用于测量酸碱性物质的含量主要用于测量酸碱性物质的含量四、四、滴定分析分类滴定分析分类1. 1. 按化学反应类型分类按化学反应类型分类 (2) (2)配位滴定法（络合滴定法）配位滴定法（络合滴定法） 以配位反应为基础的滴定分析法。以配位反应为基础的滴定分析法。 例例:用用EDTA标准溶液测定标准溶液测定Ca2+的含量的含量 Y4- + Ca2

7、+ = CaY2- 主要用于测定金属离子的含量主要用于测定金属离子的含量四、四、滴定分析分类滴定分析分类1. 1. 按化学反应类型分类按化学反应类型分类 (3) (3) 氧化还原滴定法氧化还原滴定法以氧化还原反应为基础的滴定分析法。以氧化还原反应为基础的滴定分析法。 例：用例：用KMnO4标准溶液测定标准溶液测定Fe2 +含量。含量。 MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 主要用于测定氧化、还原性物质，以及能与主要用于测定氧化、还原性物质，以及能与氧化还原性物质发生反应的物质的含量。氧化还原性物质发生反应的物质的含量。四、四、滴定分析分类滴定分析分

8、类1. 1. 按化学反应类型分类按化学反应类型分类 (4) (4)沉淀滴定法沉淀滴定法以沉淀反应为基础的滴定分析法以沉淀反应为基础的滴定分析法 。 例：例： 用用AgNO3标准溶液测定标准溶液测定Cl-的含量的含量 Ag+ + Cl- AgCl （白色）白色）常用的是银量法。常用的是银量法。 2022-6-32.2.按滴定方式分类按滴定方式分类.直接滴定法直接滴定法 凡是能满足上述（凡是能满足上述（3条件）要求的反应，都可以用条件）要求的反应，都可以用标准溶液直接滴定待测物质，即直接滴定法。标准溶液直接滴定待测物质，即直接滴定法。 n例如，用例如，用HCl标准溶液测定标准溶液测定NaOH含量，

9、含量，n用用EDTA标准溶液测定标准溶液测定Mg2+含量都属于直接滴定法。含量都属于直接滴定法。2022-6-32.2.按滴定方式分类按滴定方式分类.返滴定法返滴定法当滴定反应速率较慢，或反应物是固体，或没有当滴定反应速率较慢，或反应物是固体，或没有合适的指示剂时，选用返滴定法。合适的指示剂时，选用返滴定法。 n返滴定法：先准确加入过量滴定剂，待反应完返滴定法：先准确加入过量滴定剂，待反应完全后，再用另一种标准溶液滴定剩余滴定剂；根全后，再用另一种标准溶液滴定剩余滴定剂；根据反应消耗滴定剂的净量就可以算出被测物质的据反应消耗滴定剂的净量就可以算出被测物质的含量。这样的滴定方法称为返滴定法。含量

10、。这样的滴定方法称为返滴定法。2022-6-3例例1：固体：固体CaCO3的测定，可先加入一定量的过量盐的测定，可先加入一定量的过量盐酸标准溶液，加热使试样完全溶解，冷却以后，再用酸标准溶液，加热使试样完全溶解，冷却以后，再用NaOH标准液返滴定剩余的标准液返滴定剩余的HCl量。量。 n CaCO3+2HCl(过量过量) = CaCl2+CO2 +H2O n HCl(剩余剩余) + NaOH = NaCl + H2O n例例2：EDTA滴定法测定滴定法测定 Al3+。2022-6-32.2.按滴定方式分类按滴定方式分类.置换滴定法置换滴定法 络合滴定多用络合滴定多用 对于那些对于那些不按一定反

11、应式进行或伴有副反应的反应不按一定反应式进行或伴有副反应的反应，不能直接滴定被测物质，可先加入适当试剂与被测不能直接滴定被测物质，可先加入适当试剂与被测物质起作用，物质起作用，置换置换出一定量的出一定量的另一生成物另一生成物，再用标，再用标准溶液滴定此生成物，这种滴定方式称为准溶液滴定此生成物，这种滴定方式称为置换滴定置换滴定法法。2022-6-3l例例1：在酸性条件下，硫代硫酸钠不能直接滴定重铬酸：在酸性条件下，硫代硫酸钠不能直接滴定重铬酸钾及其它氧化剂，因为这些氧化剂将钾及其它氧化剂，因为这些氧化剂将S2O32-氧化成氧化成S4O62-及及SO42-等的混合物，反应没有定量关系，无法计算。

12、等的混合物，反应没有定量关系，无法计算。l但是，若在重铬酸钾的酸性溶液中加入过量的但是，若在重铬酸钾的酸性溶液中加入过量的KI，定定量置换出量置换出I2，再用再用S2O32-滴定滴定I2，就可以算出重铬酸钾的就可以算出重铬酸钾的含量。含量。 lCr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O l I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-2022-6-32.2.按滴定方式分类按滴定方式分类.间接滴定法间接滴定法当当被测物质被测物质不能直接与不能直接与标准溶液标准溶液作用，却能和另一种可与标作用，却能和另一种可与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定

13、。准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。 n例如：例如： Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但可与高锰不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但可与高锰酸钾标准溶液作用的酸钾标准溶液作用的C2O42- 起反应，定量生成起反应，定量生成 CaC2O4 ，可通可通过间接测定过间接测定 C2O42- ，而测定而测定 Ca2+ 的含量。的含量。 n Ca2+ + C2O42- = CaC2O4 n CaC2O4 + H2SO4 = CaSO4 + H2C2O4 n5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 = 10CO2 +2MnSO4+K2SO4 + 8H2O2022-6-3五、基准物质和标准溶液五、

14、基准物质和标准溶液基准物质基准物质: : 能用于直接配制和标定标准溶液的物质。能用于直接配制和标定标准溶液的物质。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。 ( (常用四位有效数字表示常用四位有效数字表示) )基准物质要求：试剂与化学组成一致；纯度高；稳定；基准物质要求：试剂与化学组成一致；纯度高；稳定； 摩尔质量大（？）；滴定反应时无副反应。摩尔质量大（？）；滴定反应时无副反应。常用的基准物有：常用的基准物有： NaNa2 2B B4 4O O7 7.10H.10H2 2O O；NaNa2 2COCO3 3 ； CaCO CaCO3 3； K K2 2CrCr2

15、2O O7 7; NaC; NaC2 2O O4 4; H; H2 2C C2 2O O4 4.2H.2H2 2O O； NaCl NaCl。 六、六、标准溶液的配制及浓度的确定标准溶液的配制及浓度的确定1.1.直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。准确称取一定质量的基准物质，溶解准确称取一定质量的基准物质，溶解后后定量转移到容量瓶定量转移到容量瓶中，稀释至一定中，稀释至一定体积，根据称取物质的质量和容量瓶体积，根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可计算出该标准溶液准确浓的体积即可计算出该标准溶液准确浓度。度。六、六、标准溶液的配制及浓度的确定标准溶液的配制及浓

16、度的确定1.1.直接配制法：直接配制法： 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： 必须具备有足够的纯度必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯；一般使用基准试剂或优级纯； 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：结晶水丢失；应避免：结晶水丢失； 吸湿性物质潮解；吸湿性物质潮解； 稳定稳定见光不分解，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。2022-6-3例：配制例：配制0.017 0.017 mol / L Kmol / L K2 2CrCr2 2O O7 7标准溶液标准溶液25

17、0250mLmL。0 .25018.2941000722重铬酸钾mcOCrK准确准确称取称取K K2 2CrCr2 2O O7 7 1.2-1.3g K 1.2-1.3g K2 2CrCr2 2O O7 7于于100100mLmL小烧杯，小烧杯，加适量水溶解后定量转入加适量水溶解后定量转入250250mLmL容量瓶容量瓶中，用水稀释中，用水稀释至刻度，摇匀。至刻度，摇匀。计算其准确浓度计算其准确浓度。 2.2.间接配制：间接配制：许多物质许多物质纯度达不到基准试剂的纯度达不到基准试剂的纯度要求纯度要求，或它们在空气中，或它们在空气中不稳不稳定定，即粗略地称取一定量的物质，即粗略地称取一定量的物

18、质或量取一定体积的溶液，配制成或量取一定体积的溶液，配制成接近所需浓度的溶液，然后用另接近所需浓度的溶液，然后用另一标准溶液来标定。一标准溶液来标定。2.2.间接配制（三步骤）：间接配制（三步骤）： 配制溶液配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。配制成近似所需浓度的溶液。 标定标定 用基准物或另一种已知浓度的标用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。准溶液来滴定。 计算确定浓度计算确定浓度 由基准物质量（或体积、浓度），由基准物质量（或体积、浓度），计算确定之。计算确定之。2022-6-3例例. 0.1 . 0.1 mol / Lmol / L 500500mL NaOHmL NaOH标准溶液

19、的配制标准溶液的配制 用用台秤台秤称取称取2.02.0g NaOHg NaOH于小烧杯中于小烧杯中 溶解（约溶解（约5050mLmL水转入水转入500500mLmL试剂瓶试剂瓶中中 刷小烧杯刷小烧杯3 3次，转入试剂瓶次，转入试剂瓶 加水至总体积约加水至总体积约500500mLmL 盖橡皮塞，摇匀盖橡皮塞，摇匀 标定好后贴标签标定好后贴标签第一步：配制溶液（粗配）第一步：配制溶液（粗配）2022-6-31.1000)(LmolVMmCNaOHNaOH邻苯二甲酸氢钾第二步：标定第二步：标定NaOHNaOH溶液溶液用差减法准确称取用差减法准确称取0.40.40.60.6g g已烘干的已烘干的邻苯二

20、甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾三三份，分别放入三个已编号的份，分别放入三个已编号的250250mLmL锥形瓶中，加锥形瓶中，加20203030mLmL水溶解水溶解( (可稍加热以促进溶解，但凉后再滴定可稍加热以促进溶解，但凉后再滴定)2)23 3d d酚酞酚酞NaOHNaOH溶液滴定溶液滴定微红色（微红色（3030S S内不褪）内不褪）记记录录V VNaOHNaOH，计算计算C C NaOH NaOH和标定结果的相对平均偏差和标定结果的相对平均偏差0.2%0.2%。 第三步：浓度计算第三步：浓度计算七、标准溶液浓度表示法七、标准溶液浓度表示法 1.1.物质的量浓度物质的量浓度 单位体积溶液中所含溶质的

21、物质的量。单位体积溶液中所含溶质的物质的量。 c c = = n n / / V V 单位单位 mol / Lmol / L 2. 2.质量浓度质量浓度 单位体积溶液中所含某物质的质量即为质量单位体积溶液中所含某物质的质量即为质量浓度。浓度。 以符号以符号 表示表示 单位单位: :g.Lg.L-1-1， mg.L mg.L-1-1， mg.mL mg.mL-1-1等等2022-6-33.3.滴定度滴定度 每毫升标准溶液（滴定剂）相当于被测物质的每毫升标准溶液（滴定剂）相当于被测物质的质量。质量。 T待测物待测物/滴定剂滴定剂 = mA / VB 单单 位位：g / mL例：例： T Fe/KM

22、nO4 , 若若1mL KMnO4标准溶液恰好能与标准溶液恰好能与 0.007590克克Fe2+ 反应，则可表示为：反应，则可表示为： T Fe/KMnO4 = 0.007590 g/mL 。若在滴定中消耗该若在滴定中消耗该KMnO4标准溶液标准溶液10.00mL，则被滴定则被滴定溶液中铁的质量为溶液中铁的质量为0.007590 g/mL 10.00mL= 0.07590 g 即即m Fe = T Fe / KMnO4 V KMnO4滴定度与物质的量浓度可以换算滴定度与物质的量浓度可以换算： 通式：通式： TA/B= (a / b ) cB MA 10-3 2022-6-3n推导：推导：TA/

23、B= (a / b ) cB MA 10-3 n aA + bB = cC +dDabMT1000cba1000Mc10baMcVmTMmab10Vc10,mLVMmabVcnabnAB/ABAB3ABBAB/AAA3BB3BAABBAB需用2022-6-3例题1：要求在滴定时消耗0.2mol/LNaOH溶液2530mL。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)多少克？如果改用做基准物质，又应称取多少克？解：844:1:1NaOHKHC H Onn1110.2/0.025204.22 /1.0mn McV Mmol LLg molg2220.2/0.030204.22 /1.2mn

24、McV Mmol LLg molg 应称取邻苯二甲酸氢钾1.01.2g 2022-6-32 2 422:2:1NaOHHCOHOnn1111210.2/0.025126.07/0.32mn McV Mmol LLg molg2221210.2/0.030126.07 /0.42mn McV Mmol LLg molg 应称取0.30.4g 2022-6-3结结 论论n由于邻苯二甲酸氢钾由于邻苯二甲酸氢钾(KHP)的摩尔质量较大，的摩尔质量较大，草酸草酸(H2C2O4.2H2O)的摩尔质量较小，且又的摩尔质量较小，且又是二元酸，所以在标定同一浓度的是二元酸，所以在标定同一浓度的NaOH溶溶液时，

25、后者的称量范围要小得多。显然，在液时，后者的称量范围要小得多。显然，在分析天平的（绝对）称量误差一定时，采用分析天平的（绝对）称量误差一定时，采用摩尔质量较大的邻苯二甲酸氢钾摩尔质量较大的邻苯二甲酸氢钾(KHP)作为作为基准试剂，可以减小称量的相对误差。基准试剂，可以减小称量的相对误差。2022-6-3例题2：含K2Cr2O7 5.442gL-1的标准溶液。求其浓度以及对于Fe3O4（M=231.54gmol-1）的滴定度（mg/mL）。 2272272275.442294.180.01850(/ )1K Cr OK Cr OK Cr Oncmol LV3 42 2 72 2 73 4/2 0.01850 231.54 2 8.567(/)FeO KC rOKC rOFeOTcMm g m L 2022-6-3FeOCrKT/722练习练习已知已