【分析化学】滴定分析法概论课件

1、【分析化学】滴定分析法概论【分析化学】滴定分析法概论第一节 概述滴定分析法定义及几个基本术语滴定分析法的特点及主要方法滴定分析对化学反应的要求及主要方式 第一节 概述滴定分析法定义及几个基本术语滴定分析法：将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴加的试剂与待测物质按化学计量关系定量反应为止，然后根据试液的浓度和体积，通过定量关系计算待测物质含量的方法滴定分析法：将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到按化学反应类型分类 (1)酸碱滴定法: (2)配位滴定法（络合滴定法）: (3)沉淀滴定法: (4)氧化还原滴定法： 四种滴定的共性与差异（写出总结性小论文，计入总成绩） 按滴定方式

2、分类(1)直接滴定: 例: 强酸滴定强碱。(2)间接滴定：例：氧化还原法测定钙。(3)返滴定法：例：配位滴定法测定铝。(4)置换滴定法：例：AlY AlF62- + Y4- ZnY按化学反应类型分类 (1)酸碱滴定法:按滴定方式分类(1)直学习小论文要求字数：3000以上格式：标题、摘要、关键词、正文、参考文献写什么？教材中一（几）个理论或一个公式详尽的推导（比如统计部分）；教材中某（几）个概念的历史演变、发展过程；教材中某（几）个知识点在生物医学方面的应用；现有教材在知识点的论述上与经典教材有无不一致或不当之处（要引经据典、言之有理）；最新进展；可以侧重在以上某个方面，也可以都涉及，如果对其

3、它相关内容感兴趣，也非常鼓励。提交时间与方式：笔试结束后与考卷当堂一起交，可以手写，欢迎交电子版，但必须同时交打印件。注意：自己收集材料、总结，13个同学结合成学习小组，也不允许从网络上下载后不加修正、消化进行拼凑，要用自己的语言重新组织加工，欢迎图文并茂。努力请从今日始！态度最重要！学习小论文要求字数：3000以上基本术语滴定：将滴定剂通过滴管滴入待测溶液中的 过程滴定剂：浓度准确已知的试样溶液指示剂：滴定分析中能发生颜色改变而指示 终点的试剂滴定终点：滴定分析中指示剂发生颜色改变 的那一点（实际）化学计量点：滴定剂与待测溶液按化学计量 关系反应完全的那一点（理论）基本术语滴定：将滴定剂通过

4、滴管滴入待测溶液中的滴定终点：滴定滴定分析的特点及主要方法特点： 简便、快速，适于常量分析 准确度高 应用广泛方法： 1）酸碱滴定，沉淀滴定， 氧化-还原滴定 络合滴定 2）非水滴定法：水以外的有机溶剂中进行滴定分析的特点及主要方法特点：方法：滴定分析对化学反应的要求(1) 反应定量完成 (KMnO4 ,+ Na2S2O3) ？(2)无副反应(3)反应完全 (KMY大；KSp 小，满足滴定要求)(4)反应速度快 (5)有比较简便的方法确定反应终点滴定分析对化学反应的要求(1) 反应定量完成 (滴定分析要求及主要方式要求：a.反应定量、完全b.反应迅速c.具有合适的确定终点的方法主要方式： 直接

5、法：标液滴定待测物（基本） 返滴定法（剩余滴定法） 置换滴定法 间接法滴定分析要求及主要方式要求：主要方式：返滴定法（剩余滴定法）先准确加入过量标准溶液，使与试液中的待测物质或固体试样进行反应，待反应完成以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法适用：反应较慢或难溶于水的固体试样返滴定法（剩余滴定法）先准确加入过量标准溶液，使与试液中的适例1：Al3+ +确定过量EDTA标液 剩余EDTA Zn2+标液，EBT 返滴定例1：Al3+ +确定过量EDTA标液 例2：固体CaCO3 + 确定过量HCl标液 剩余HCl标液 NaOH标液 返滴定例2：固体CaCO3 + 确定过量HCl标液 例3

6、：Cl- + 确定过量AgNO3 标液 剩余AgNO3标液 NH4SCN标液 Fe3+ 指示剂 返滴定 淡红色Fe（SCN）2+ 例3：Cl- + 确定过量AgNO3 标液 置换滴定法先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质 ，再用标准溶液去滴定该物质的方法适用：无明确定量关系的反应置换滴定法先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出适用：无明确例4：Na2S2O3+K2Cr2O7 S4O62-+SO42- 无定量关系 不能用直接滴定 K2Cr2O7 +过量KI 定量生成 I2 Na2S2O3标液 淀粉指示剂 深蓝色消失例4： 间接法通过另外的化学反应，以滴定法定量进行 不能与滴定剂起化学

7、反应的物质例5：Ca2+ CaC2O4沉淀 H2SO4 KMnO4标液 C2O42- 间接测定 间接法通过另外的化学反应，以滴定法定量进行 不能与滴定第二节 标准溶液与基准物质概念对基准物质的要求 标准溶液的配制方法标液浓度的表示方法第二节 标准溶液与基准物质概念概念标准溶液：浓度准确已知的溶液基准物质：能用于直接配制或标定标准溶液 的物质概念标准溶液：浓度准确已知的溶液标准溶液的配制及浓度的确定标准溶液和基准物 标准溶液的浓度通过基准物来确定。 基准物应具备的条件： (1)必须具有足够的纯度； (2)组成与化学式完全相同； (3)稳定； (4)具有较大的摩尔质量，可降低称量误差。 常用的基准

8、物有：K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2； Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3标准溶液的配制及浓度的确定标准溶液和基准物 基准物应具对基准物质的要求a.试剂的组成与化学式相符b.具有较大的摩尔质量c.纯度高，性质稳定对基准物质的要求a.试剂的组成与化学式相符标准溶液的配制方法1.直接配制法： 基准物质 称量 溶解 定量转移至 容量瓶 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2.间接配制法： 标定法：利用基准物质确定溶液准确浓度 比较法：用一种已知浓度的标液来确定另一 种溶液的浓度方法标准溶液的配制方法1.直接配制法：2.间接配制法

9、：标准溶液的配制 直接配制法：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： (1) 必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯； (2)物质的组成应与化学式完全相等 应避免：（1）结晶水丢失； （2）吸湿性物质潮解； (3)稳定见光不分解，不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。标准溶液的配制 直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。间接配制（步骤）： (1) 配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。 (2)标定 用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。 (3)确定浓度 由基准物质量（或体积、浓度），计算确定之。间接配制（步骤）： (1) 配制溶液 标准溶液浓度的表示方法物质量

10、的浓度:单位体积溶液所含物质的量滴定度 ：TA 指每毫升标准溶液含有溶质的质量 TT/A指每毫升滴定剂溶液相当于待测物的质量 （T指标液，A指待测物） 标准溶液浓度的表示方法物质量的浓度:单位体积溶液所含物质的练习例1：THCL= 0.003001 g/mL 例2： THCL / NAOH = 0.003001 g/mL表示1 mL HCL标液中含有0.003001 g HCL表示每消耗1 mL HCL 标液可与0.003001 g NaOH完全反应练习例1：THCL= 0.003001 g/mL 第三节 滴定度计算示例一、滴定分析计算依据 SP时 或 化学计量数之比 物质的量之比 P t T

11、 + a A第三节 滴定度计算示例一、滴定分析计算依据 S二、滴定分析计算公式2.固体和液体之间作用：1.两种溶液相互作用：注意：化学反应配平；单位换算 ! 注：VT单位为 mL! 注：VT单位为 L二、滴定分析计算公式2.固体和液体之间作用：1.两种溶液相互3.滴定度T与物质的量浓度C的关系! 注：TA单位为g/mL 2）每毫升滴定剂溶液相当于待测物质的质量1）1000毫升标液中，每毫升标液中所含溶质的质量 3.滴定度T与物质的量浓度C的关系! 注：TA单位为g/4.待测物百分含量的计算称取试样 S 克，含待测组分A的质量为mA克，则待测组分的百分含量为：4.待测物百分含量的计算称取试样 S

12、 克，含待测组分A的质量三、滴定分析计算实例例1：现有0.1200 mol/L 的NaOH标准溶液200 mL，欲使 其浓度稀释到0.1000 mol/L，问要加水多少mL？解：设应加水的体积为 V mL，根据溶液稀释前后物质 的量相等 的原则，三、滴定分析计算实例例1：现有0.1200 mol/L 的N例2：将0.2500 g Na2CO3基准物溶于适量水中后，用 0.2 mol/L的HCL滴定至终点，问大约消耗此HCL 溶液多少毫升？解：例2：将0.2500 g Na2CO3基准物溶于适量水中后，例3：若THCL/Na2CO3 = 0.005300 g/mL ，试计算HCL标准 溶液物质量

13、的浓度。解：例3：若THCL/Na2CO3 = 0.005300 g/m例4：TK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL，如消耗K2Cr2O7标准溶 液21.50毫升，问被滴定溶液中铁的质量？解：例4：TK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL，如例5：测定药用Na2CO3的含量，称取试样0.1230 g，溶 解后用浓度为0.1006mol/L的HCL标准溶液滴定， 终点时消耗该HCL标液23.50 mL，求试样中Na2CO3 的百分含量。解：例5：测定药用Na2CO3的含量，称取试样0.1230 g，例6：精密称取CaO试样0.06000 g，以HCL标准溶液滴定 之，已知T

14、HCL/CaO=0.005600 g/mL，消耗HCL10 mL， 求CaO的百分含量？解：例6：精密称取CaO试样0.06000 g，以HCL标准溶液分布系数和分布曲线定义（分布系数）： 平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。 用表示：i = ci / c 不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布分布曲线作用：（1）深入了解酸碱滴定过程； （2）判断多元酸碱分步滴定的可能性。 滴定是溶液pH与溶液中各物种的量、比例不断变化的过程。分布系数和分布曲线定义（分布系数）：酸碱平衡中有关浓度的计算 一、分析浓度和平衡浓度： 分析浓度：溶液体系达平衡后，各组型体的 平衡浓度之和 平衡浓度：溶液体系达平衡后

15、，某一型体的 浓度二、水溶液中酸碱的分布系数 = 某种型体平衡浓度 / 分析浓度酸碱平衡中有关浓度的计算 一、分析浓度和平衡浓度：二、水溶液1.一元酸： HA A- + H+ 1.一元酸： HA A- + 讨论Ka一定时，HA和A-与pH有关 pH，HA，A- pH pKa，HAc为主 pH = pKa，HAc = Ac- pH pKa时，Ac-为主讨论Ka一定时，HA和A-与pH有关 HAc 分布系数与溶液pH关系曲线的讨论(1) 0 + 1= 1(2) pH = pKa 时； 0 = 1= 0.5(3) pH pKa 时； Ac- （0）为主HAc 分布系数与溶液pH关系曲线的讨论(1)

16、0 + 练习例：计算pH=5.0时，HAc溶液（0.1000mol/L） 中HAc和Ac-的分布系数及平衡浓度解：练习例：计算pH=5.0时，HAc溶液（0.1000mol/2.二元酸：H2C2O4 HC2O4-+ H+ HC2O4- C2O42- + H+2.二元酸：H2C2O4 HC2O4-讨论Ka一定时，0 ，1和2与H+ 有关 pH pKa1，H2C2O4为主pH = pKa1， H2C2O4 = HC2O4-pKa1 pH pKa2 ， HC2O4-为主pH = pKa2， HC2O4- = C2O42-pH pKa2，C2O42-为主讨论Ka一定时，0 ，1和2与H+ 有关H2A分

17、布系数与溶液pH关系曲线的讨论：a.pHpKa1时， H2C2O4为主b. pKa1 pH pKa2时， C2O4 2 -为主d. pH=2.75时,1最大；1 =0.938；2 =0.028；3 =0.034H2A分布系数与溶液pH关系曲线的讨论：a.pHpKa1时3.多元酸：H3PO4 H2PO4 - + H+ H2PO4- HPO42- + H+ HPO42- PO43- + H+ 3.多元酸：H3PO4 H2PO4 四种存在形式：H3PO4 ；H2PO4-；HPO42-；PO43-； 分 布 系 数： 3 2 1 0(3) 三元酸 (以H3PO4为例)3 =H+3 H+3+H+2 Ka

18、1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka32 =H+2 Ka1H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka31 =H+ Ka1Ka2H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka30 =H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka3Ka1Ka2 Ka3 四种存在形式：H3PO4 ；H2PO4-；HPO42-H3PO4为分布曲线的讨论：（ pKa1=2.12；pKa2=7.20；pKa3=12.36）（1）三个pKa相差较大，共存 现象不明显；（2）pH=4.7时， 2 =0.994 3 =1 = 0.003（3）pH=9.8时， 1=0.9

19、94 0 =2 = 0.003H3PO4为分布曲线的讨论：（1）三个pKa相差较大，共存 讨论pH pKa1，H3PO4为主pKa1 pH pKa2 ， H2PO4-为主（宽）pH = pKa1， H2PO4 - = HPO42-pKa2 pH pKa3 ， HPO42-为主（宽）pH = pKa1， HPO4 2- = PO43-pH pKa3 ，PO43-为主适合分步滴定讨论pH pKa1，H3PO4为主结论1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全 不同的概念，两者通过联系起来2）对于任何酸碱性物质，满足 1+ 2 + 3 + - + n = 13）取决于Ka，Kb及H+ 的大小，与C无关

20、4）大小能定量说明某型体在溶液中的分布 ， 由可求某型体的平衡浓度结论1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全化学平衡中，每一给定的分析浓度等于各存在型体平衡浓度之和溶液呈电中性，荷正电的质点数应等于荷负电的质点数酸碱反应达平衡时酸失去的质子数等于碱得到的质子数水溶液中酸碱平衡的处理方法 物料平衡式（质量平衡式）MBE电荷平衡式CBE质子平衡式（质子条件式）PBE化学平衡中，每一给定的分析浓度等于各存在水溶液中酸碱平衡的处MBE练习例1：C mol/mL的HAC的物料平衡式 C = HAC + AC- 例2：C mol/mL的H3PO4的物料平衡式 C = H3PO4 + H2PO4- +HP

21、O42- + PO43- 例3： C mol/mL的Na2HPO4的物料平衡式 Na+ = 2C C = H3PO4 + H2PO4- +HPO42- + PO43- 例4： C mol/mL的NaHCO3的物料平衡式 Na+ = C C = H2CO3 + HCO3- +CO32- MBE练习例1：C mol/mL的HAC的物料平衡式CBE练习例1：C mol/mL的HAC的电荷平衡式 H + = AC- +OH-例2：C mol/mL的H3PO4的电荷平衡式 H + = H2PO4- +2HPO42- + 3PO43- + OH-例3：C mol/mL的Na2HPO4的电荷平衡式 Na+ + H+ = H2PO4- +2HPO42- +3PO43-+ OH-例4：C mol/mL的NaCN的电荷平衡式 Na+ + H + = CN- + OH-CBE练习例1：C mol/mL的HAC的电荷平衡式关于PBE1零水准法（质子参考水准）零水准物质的选择 a溶液中大量存在的 b参与质子转移反应质子条件式书写方法 等式左边得质子后产物 等式右边失质子后产物 根据质子得失相等原则列出质子条件式关于PBE1零水