北科大分析化学chp03滴定分析

第三章滴定分析

TitrimetricAnalysis§3.2滴定分析法的分类与滴定反应的条件§3.3

标准溶液§3.4

标准溶液浓度表示法§3.5

滴定分析结果的计算§3.1滴定分析概述2024/2/1712024/2/1722024/2/1733.1.1

概述

滴定分析法(titrimetricAnalysis)也称容量分析法（VolumetricAnalysis)用滴定管将标准溶液滴加到待测物的溶液中，通过指示剂指示滴定终点的到达，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，算出待测组分的含量。传统分析方法；适用于常量分析；特点：简单、准确、费用低；§3.1滴定分析概述2024/2/174标准溶液(standardsolution):已知准确浓度的试剂溶液化学计量点(stoichiometricpoint，sp)：理论上待测组分与标准溶液按一定反应式恰好反应完全的结束点。滴定终点(endpoint，ep):用指示剂指示的滴定结束点指示剂(

indicator，In)：在滴定反应完成（滴定突跃范围内）其颜色发生突变而指示滴定终点的试剂滴定曲线(titrationcurve)：滴定剂的加入量与体系中待测物的游离浓度的关系曲线终点误差(endpointerror)：ep与sp不能恰好重合，存在很小的差别，造成反应不完全或过量，由此而引起的误差称为终点误差。3.1.2基本术语（注意与基准物质的区别）2024/2/175§3.2滴定分析法的分类与滴定反应的条件3.2.1

滴定分析法分类（按照化学反应分类）

(1)酸碱滴定法(中和法)：以质子传递反应为基础

H+

＋B-

＝HB(2)配位滴定法（络合滴定法）：以配位反应为基础

M2+＋Y4-

＝MY2

-(3)氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础。

MnO4-

+5Fe2++8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O(4)沉淀滴定法（容量沉淀法）；以沉淀反应为基础.

Ag+

＋Cl-

＝AgC1↓2024/2/176按滴定方式分类：(1)直接滴定返滴定和置换滴定用得最多例:强酸滴定强碱。(2)间接滴定,例氧化还原法测定钙。

Ca2+→CaC2O4→H2C2O4(KMnO4滴定)(3)返滴定法,例配位滴定法测定铝。

反应慢或反应物是固体，或没有合适指示剂(4)置换滴定法，例：AlY→AlF62-+Y4-→ZnY

无确定化学计量关系或反应完全程度不够2024/2/177反应定量完成（反应按一定化学反应式进行，同时无副反应，完全,>99.9%)2.反应速率快3.有比较简便的方法确定反应终点

满足以上条件可进行直接滴定，否则：不满足（1）时：采用间接法，如碘量法；不满足（2）时：采用反滴定法,如配位滴定法测定铝；不满足（3）时：采用其他方法，如电位滴定。3.2.2滴定分析对化学反应的要求2024/2/1783.3.1

直接法配制标准溶液可用直接法配制标准溶液的物质称为基准物质§3.3基准物质与标准溶液2024/2/1791.组成与化学式相符(H2C2O4·2H2O、NaCl);2.纯度>99.9%(金属Zn,K2CrO7);3.稳定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等）;4.具有较大的摩尔质量

草酸有2个结晶水不易保存

标定NaOH：邻苯二甲酸氢钾（204）

草酸（126）

标定HCl：硼砂（381.4)

无水Na2CO3(106.0)基准物质应具备的条件具有较大的摩尔质量则当需要的n相同时，m大，称量误差小2024/2/17101）标定c(NaOH)=0.05mol·L-1时，草酸m=0.05mol·L-1×0.025L×63g/mol=0.08g称量误差:而m(邻)=0.05mol·L-1×0.025L×204g/mol=0.26g称量误差:∴选邻苯二甲酸氢钾好。2）若c(NaOH)=0.2mol·L-1，两种基准物都可以。例：标定0.05mol·L-1NaOH，选用H2C2O4·2H2O和KHC6H4O4哪个较好？若0.2mol·L-1NaOH？滴定体积一般取20ml或25ml称重误差要小于0.1%2024/2/1711基准试剂、高纯试剂、专用试剂区别：基准试剂主体含量大于99.9%；高纯试剂杂质含量少（杂质不包括水）；专用试剂指在某一特殊应用中无干扰，如光谱纯、色谱纯。例:

若将H2C2O4·2H2O基准物质长期保存在干燥器中，用以标定NaOH溶液浓度，结果偏高还是偏低？用该溶液测定有机酸的摩尔质量时，结果偏高还是偏低？解：H2C2O4·2H2O会失水，使标定的NaOH结果偏低；测定有机酸的摩尔质量则偏高。2024/2/17122.标定

准确称取基准物，溶解后，滴定。1.配制溶液

配制成近似所需浓度的溶液。3.确定浓度

由基准物质量和滴定液体积计算之。3.3.2间接配制（步骤）NaOH2024/2/17131.物质的量浓度（简称浓度）

—单位体积溶液所含溶质的物质的量（nBmol）。计算时应指明基本单元：如原子、分子、离子、电子或他们的组合。

CH2SO4CH2SO4单位为mol·L-1；V：溶液的体积，L§3.4标准溶液浓度表示法2024/2/1714

例：要配制CH2C2O4

为0.2100mol/L的标准溶液250mL，应称取H2C2O4·2H2O多少克(MH2C2O4·2H2O=126.07g/mol)

解：m=n·M=C·V·M=0.2100x0.2500x126.07=6.619g

例：配制重铬酸钾溶液1升，浓度为=0.02000mol/L应称取重铬酸钾多少克？

解：m=n·M=C·V·M=0.02000x1.000xx294.19=0.9806g2024/2/17152.滴定度——每毫升标准溶液相当的待测组分质量。表示法：T待测物/滴定剂

单位：g·mL-1

例：测定铁含量的KMnO4标准溶液，其浓度表示：或表示：lmLKMnO4

溶液相当于0.005682g铁，

1mL的KMnO4

标准溶液能把0.005682gFe2+→Fe3+。适用于工业生产中批量分析：

m(Fe)

＝T·V。2024/2/1716例：求0.1000mol·L-1NaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度。解：NaOH与H2C2O4的反应为：

H2C2O4+2NaOH＝Na2C2O4+2H2O2024/2/1717计算浓度为0.002985mol/L的重铬酸钾溶液对铁的滴定度。解：6Fe2++K2Cr2O7+14H+=6Fe3++2Cr3++2K++7H2O（必考）

TFe/K2Cr2O7=6

x0.002985x55.85/1000=0.001000g/mL若准确称取0.1000g，则将滴定度换算成百分含量为：

TFe%/K2Cr2O7

=2024/2/1718例：TK2Cr2O7/Fe=0.005000g/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：P43:142024/2/17193.5.1被测组分的物质量nA与滴定剂nB的关系一.按化学计量比

1.直接滴定待测组分A与滴定剂B间的反应为：

aA+bB=cC+dD化学计量点时：amolA

恰好与bmolB

作用完全

nA∶nB＝a∶b2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3

nHCl=2nNa2CO3§3.5滴定分析结果的计算

按反应物单元选取的不同，分为两种计算方法：按化学计量比和等物质量方法2024/2/1720（1）确定标准溶液浓度（2）确定称取基准物或试样量范围滴定液体积一般为20~25mL左右（实际20~4oml）,

浓度约0.1mol·L-1

（3）估计标准溶液消耗体积VA称取基准物或试样质量(mB)标定标准溶液A时:2024/2/1721用已知浓度的NaOH标准溶液测定H2SO4溶液浓度

H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O若被测物为溶液时例：用0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定H2SO4浓度，取H2SO4

溶液25.00mL，滴定用去NaOH溶液21.00mL，计算H2SO4的浓度。2024/2/1722涉及到两个或两个以上反应，从总的反应中找出实际参加反应物质的物质的量之间关系。例：以KBrO3为基准物标定Na2S2O3溶液的浓度。

BrO3-+6I-+6H+＝3I2+3H2O+

Br-

（1）

I2+2S2O32-＝2I-

+S4O62-

（2）

BrO3-→3I2→3x2S2O3

2-

2.间接法滴定2024/2/1723例：用KMnO4法滴定Ca2+。

Ca2++(NH4)2C2O4=CaC2O4↓CaC2O4+H+=Ca2++HC2O4-5HC2O4-+2MnO4-+11H+=2Mn2++10CO2+8H2O2024/2/1724二.等物质量原则：反应双方反应物质的量相等，如酸碱反应H＋的得失相等，氧化还原反应中氧化剂和还原剂间电子得失相等。如上例中用NaOH标准溶液测定H2SO4溶液浓度，选浓度单位为：NaOH和为反应物浓度单元，它们在反应中H＋的得失数相等，用KMnO4法滴定Ca2+，选为浓度单元，则有：

2024/2/1725

称取试样的质量m，测得被测组分的质量为mA，则被测组分在试样中的质量分数ωA为：滴定剂的浓度cB、消耗体积VB。反应的摩尔比a∶b(通式)3.5.2被测组分质量分数的计算2024/2/1726

测定工业纯碱中Na2CO3的含量时，称取0.2457g试样，用0.2071mol·L-1的HCI标准溶液滴定，以甲基橙指示终点，用去HCI标准溶液21.45mL。求纯碱中Na2CO3的质量分数。解:此滴定反应是：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3例：3.5.3

计算示例2024/2/1727

有一KMnO4标准溶液，浓度为0.02010mol·L-1，求其TFe/KMnO4和TFe2O3/KMnO4。如果称取试样0.2718g，溶解后将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，然后用KMnO4标准溶液滴定,用去26.30mL,求试样中Fe、Fe2O3的质量分数。

解；5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2OnFe=(5/1)n

KMnO4

nFe2O3=(5/2)n

KMnO4例：2024/2/17282024/2/1729实验室常用试剂分类级别1级2级3级生化试剂中文名

优级纯

分析纯化学纯英文标志

GR

ARCPBR标签颜色

绿

红蓝咖啡2024/2/17301.什么叫滴定分析？它的主要分析方法有哪些？2.能用于滴定分析的化学反应必须符合哪些条件？3.什么是化学计量点？什么是终点？4.下列物质中哪些可以用直接法配制标准溶液？哪些只能用间接法配制？H2SO4,KOH,KMnO4,K2Cr2O7,KIO3,Na2S2O3·5H2O5.表示标准溶液浓度的方法有几种？各有何优缺点？6.基准物条件之一是要具有较大的摩尔质量，如何理解？7.若将H2C2O4·2H2O基准物长期放在有硅胶的干燥器中，当用它标定NaOH溶液的浓度时，结果是偏低还是偏高？8.什么叫滴定度？滴定度与物质的量浓度如何换算？思考题2024/2/1731结束第01章第02章√第03章第04章第05章第06章第07章第08章第09章第10章第11章第12章第13章第14章2024/2/17322在定量分析中，精密度与准确度之间的关系是：A．精密度高，准确度必然高B.准确度高,精密度也就高C.精密度是保证准确度的前提D.准确度是保证精密度的前提3以下产生误差的四种表述中，属于系统误差的是：（1）指示剂变色点与化学计量点不一致（2）滴定管读数最后一位估计不准（3）称量过程中天平零点稍有变动（4）天平的砝码未经校准（A）1,2 (B)3,4 (C)2,3(D)1,41分析化学中，准确度高低用________衡量，它表示_________________________。精密度高低用____________衡量，它表示_______________________。典型习题2024/2/1733

1分析测定中随机误差的特点是：(A)数值有一定范围(B)数值无规律可循(C)大小误差出现概率相同(D)正负误差出现概率相同2正态分布曲线反映出________误差分布的规律性;总体平均值

表示测量值分布的__________。在不存在系统误差的情况下，

就是__________;总体标准差

表示测量值分布的____________。典型习题2024/2/17341有两组分析数据,要比较它们的精密度有无显著性差异，则应当用:(A)F检验(B)t检验(C)u检验(D)Q检验2某海港发现海水被油污染，怀疑是某油船造成的，试图用比较溅出物和船中油样硫的质量分数来确定责任，使用一个标准差σ＝0.05的方法对每个试样分析5次，结果海面上溅出油含硫平均值为0.12%，船中油含硫平均值为0.16%，有理由相信这两个试样有不同来源吗？有95%相信两个样品来自一个总体典型例题2024/2/17351测定SiO2的质量分数，得到下列数据，求平均值、标准偏差、置信度分别为90%和95%时平均值的置信区间。28.62,28.59,28.51,28.48,28.52,28.63解：查表

置信度为90%，n=6时，t=2.015。置信度为95%时：置信度↑，置信区间↑。典型例题2024/2/17362测定钢中含铬量时，先测定两次，测得的质量分数为1.12%和1.15%；再测定三次,测得的数据为1.11%,1.16%和1.12%。计算两次测定和五次测定平均值的置信区间（95%置信度）。

查表，得t95%=12.7。解：n=2时2024/2/1737

n=5时：查表，得t95%=2.78。在一定测定次数范围内，适当增加测定次数，可使置信区间显著缩小，即可使测定的平均值与总体平均值μ接近。2024/2/17383.要使平均值的置信区间不超过

s，若置信度分别为90%和95%时，至少应各测定几次？可以得出什么结论？f3456t0.102.352.132.021.94t0.053.182.782.572.4590%:

n=4,t0.10,3=2.35,t2=5.5>4

n=5,t0.10,4=2.13,t2=4.5<5,五次95%：n=6,t0.05,5=2.57,t2=6.6>6；

n=7,t0.05,6=2.45,t2=6.0=6七次结论：当要求置信区间大小一定时，置