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文档简介

第三章滴定分析法概论本章目标滴定分析法的基本术语和滴定液浓度的表示,滴定液的配制和标定方法,滴定分析的有关计算以及滴定分析常用仪器的使用和操作技能。掌握熟悉了解基准物质的条件和滴定方式滴定分析法的特点、条件和分类第一节概述

滴定分析法操作方便,设备简单,测定快速,准确度高,适用于常量分析,主要用来测定组分含量为1%以上,取样量大于0.1g试样。被测溶液标准溶液

1、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完全为止,然后根据试液的浓度和消耗的体积,通过定量关系计算待测物质含量的方法。一、滴定分析法的基本术语一、滴定分析法的基本术语

2、滴定液:已知准确浓度的试剂溶液称为滴定液或标准溶液。

3、滴定:滴定液从滴定管中滴加到被测物质溶液中的过程,称为滴定。

4、化学计量点:滴加的滴定液与被测组分刚好反应完全(它们的物质的量之间的关系恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系),此时称为反应到达化学计量点,简称为计量点,以sp表示。

5、指示剂:帮助确定化学计量点的辅助试剂,利用它的颜色变化只是化学计量点的到达,这种辅助试剂称为指示剂。

6、滴定终点:在滴定中,指示剂发生颜色变化的转变点。

7、终点误差:滴定终点是实验测量值,化学计量点是理论值,两者往往不一定完全一致,由此造成的误差称为终点误差或滴定误差。

2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3

滴定管化学计量点(sp)

滴定剂

滴定终点(ep)

被滴定溶液

终点误差(Et)滴定分析方法介绍二、滴定分析法的分类

化学反应类型酸碱滴定法配位滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法1、酸碱滴定法:以质子转移反应为基础的滴定分析法。化学反应式:

H30++OH-2H2O可以强酸为滴定液,滴定碱或碱性物质,也可以用强碱做滴定液,滴定酸或酸性物质。二、滴定分析法的分类

2、配位滴定法:以配位反应为基础的滴定分析法。如常用EDTA滴定液测定Mg2+时,其主要反应为:化学反应式:

Mg2++Y4-MgY2-

3、沉淀滴定法:以沉淀反应为基础的滴定分析法。如用AgNO3滴定液测定CI-时,其主要反应为:化学反应式:

Ag++CI-

AgCI↓

4、氧化还原滴定法:以氧化还原反应为基础的滴定分析法。如用KMnO4滴定液测定Fe2+时,其主要反应为:化学反应式:

KMnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O三、滴定方式进行滴定分析时必须满足的条件:

1、反应必须定量、完全。被测组分与滴定液之间的反应必须按照确定的反应方程式进行反应,转化率通常要求大于99.9%,不能有副反应的发生,这是进行定量分析的基础。

2、反应速度快。滴定反应要求瞬间完成,对反应速度较慢的,可采取适当的措施,比如加热、加催化剂等方法来加快反应速度。

3、必须要有简便可靠的确定终点的方法。通常情况下借助指示剂颜色变化来指示滴定终点,也可以用电位滴定法来确定滴定终点。三、滴定方式(一)直接滴定法用滴定液直接滴定被测物质的方法。最简单,应用最广泛。例如:以HCI为滴定液滴定NaOH溶液,以AgNO3滴定NaCI等均属于直接滴定法。如果一个化学反应不具备直接滴定法要求时,可采用其他方法进行滴定分析。

NaOH+HCINaCI+H2OAgNO3+NaCI

AgCI↓+NaNO3三、滴定方式(二)返滴定法先加入准确、过量的滴定液至被测物质中,待反应完全后,用另一种滴定液滴定剩余的滴定液,这种方式叫返滴定法。

特点:两种滴定液分两步完成

适用范围:①反应物是固体;②滴定反应速度慢;③滴定反应不能立即定量完成;④没有适当的指示剂指示滴定到达终点。例如:测定试样中CaCO3的含量。因CaCO3难溶于水,可先加入准确过量的HCI滴定液,待CaCO3与HCI完全反应后,再用NaOH滴定液滴定剩余的HCI滴定液。反应溶解△返滴定法示例(定量过量)反应完全Al3++EDTA

产物+剩余EDTAZn2+/Cu2+标准溶液返滴定(定量过量)+剩余酸NaOH标准溶液返滴定CaCO3MgO产物(s)HClH2SO4+Cl-+AgNO3

产物(定量过量)+剩余AgNO3

淡红色[Fe(SCN)]2+铁铵钒指示剂NH4SCN标准溶液返滴定(反应速度慢)(缺乏合适指示剂)Na2S2O3+K2Cr2O7→S4O62-+SO42-

(无定量关系)Cr2O72-+14H++6I-→3I2+2Cr3++7H2O

(过量KI)(定量置换)I2+2S2O32-=S4O62-+2I-

(定量反应)三、滴定方式(三)置换滴定法先用适当的试剂与被测物质发生反应,使其定量地被置换出一种能被滴定液滴定的物质,然后用滴定液滴定这种生成物,这种方式叫置换滴定法。适用范围:被测物质与滴定液的化学反应没有确定的化学计量关系,伴有副反应的发生。比如:

Ca2++

C2O42-过滤↓酸化5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2OCa2++C2O42-→CaC2O4↓三、滴定方式(四)间接滴定法将试样通过一定化学反应后,再用适当的滴定液滴定,这种方式叫置换滴定法。适用范围:被测物质不能与滴定液直接反应。

示例:Ca2++KMnO4→不反应第二节基准物质与滴定液一、基准物质

(一)基准物质的定义能用来直接制备滴定液或标定滴定液弄得的纯物质。

(二)作为基准物质的必备条件:

1、试剂组成和化学式完全相符。若含有结晶水,其结晶水的含量也应与化学式相符。2、试剂纯度高(≥99.9%)。杂质含量应少于滴定分析所允许的误差限度以下。3、试剂性质稳定、按滴定反应式定量进行反应,不发生副反应。应不分解,不潮解,不风化,不吸收空气中的水分和二氧化碳,不易被空气中的氧所氧化等。4、试剂最好有较高的摩尔质量以减少称量误差。思考1、NaOH与HCI可作为基准物质吗?

2、含量99.99%的物质一定是基准物质吗?为什么?

(一)滴定液的定义滴定液是一种已知准确浓度的溶液,滴定分析必须使用滴定液,最后要通过滴定液的浓度和用量来计算被测组分的含量。

(二)化学试剂的等级及标志

化学试剂的级别是根据其杂质的多少来划分的,不同国家有不同标准,我国国产试剂划分规格如下图:级别代号瓶签颜色用途保证试剂QR绿色纯度很高,用于精密分析分析纯AR红色纯度较高,用于一般分析化学纯CP蓝色纯度稍差,用于化学试验根据分析工作的要求,选择适当级别的试剂二、滴定液二、滴定液(三)滴定液的浓度表示方法:

1、物质的量浓度CA:单位体积溶液中所含溶质A的物质的量。单位:mol/L。)或(mmolmolMmnAAA)(=)/()/(LmmolLmolVMmVnCAAAAAA或==利用上述关系,可以计算:m,n,c二、滴定液(三)滴定液的浓度表示方法:

2、滴定度:

①TT

指每毫升滴定液含有溶质的质量。例1:THCl=0.003001g/ml表示1mLHCL滴定液中含有0.003001gHCl

②TT/A指每毫升滴定液相当于待测物的质量(T指滴定液,A指待测物)

例2:THCl/NaOH

=

0.003001g/ml.表示每消耗1mLHCl滴定液可与0.003001gNaOH

完全反应。例3:THCI/Fe=0.005800g/ml,表示每毫升HCI滴定液相对应的Fe的质量为0.005800g。滴定度与被测物质质量的关系为:mA=TT/A

·VT单位:被测物质A质量g,滴定液T体积ml、滴定度TT/Ag/ml

只要将消耗滴定液的体积乘以滴定度就可直接求出被测物质质量二、滴定液(四)滴定液的配制与标定

1、滴定液的配制

①直接配制法

符合基准物质条件的试剂,均可用直接配制法配制滴定液。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

二、滴定液(四)滴定液的配制与标定

1、滴定液的配制

②间接配制法

不符合基准物质条件的试剂,如HCI(易挥发)、NaOH(易吸收空气中的H2O和CO2)等,不能用直接配制法配制溶液。做法:(用试剂瓶配制)

①配制近似浓度的溶液。粗称或量取一定量物质,溶于一定体积(用量筒量取)的溶剂中,配制成近似所需浓度的溶液。

②标定:用基准物质或已知准确浓度的溶液来确定滴定液浓度的操作过程常用的基准物有:标定HCl:Na2CO3;Na2B4O7

·10H2O;标定NaOH:C6H4COOHCOOK;H2C2O4·2H2O;标定EDTA:CaCO3;

ZnO

;标定KMnO4:Na2C2O4;H2C2O4·2H2O;标定Na2S2O3:KBrO3;K2Cr2O7;标定AgNO3

:NaCl

。二、滴定液(四)滴定液的配制与标定

2、滴定液的标定

利用基准物质或其他滴定液来确定另一种滴定液浓度的操作过程,称为标定。常用的标定方法有两种:

①基准物质标定法

A、多次称量法:精密称取一定量的基准物质置于锥形瓶中,加适量溶剂溶解,然后用待标定的滴定液进行滴定,根据基准物质的质量及待标定溶液所消耗的体积,即可计算被标定滴定液的准确浓度。二、滴定液(四)滴定液的配制与标定

2、滴定液的标定

①基准物质标定法B、移液管法:精密称取一定量的基准物质于小烧杯中,加适量溶剂溶解后,定量转移至容量瓶中,加溶剂稀释至刻度,摇匀。用移液管移取该溶液一定量,置于锥形瓶中,用待标定的滴定液进行滴定。二、滴定液(四)滴定液的配制与标定

2、滴定液的标定

②比较标定法:与其他滴定液进行比较准确量取一定量已知准确浓度的某滴定液,用待标定的滴定液进行滴定;或准确量取一定体积的待标定溶液,用已知准确浓度的某滴定液滴定。根据两种溶液消耗体积及某滴定液浓度,可求出待标定滴定液的准确浓度。例如:用待标定的HCI溶液滴定一定量NaOH滴定液,根据两种溶液用去体积和NaOH滴定液的浓度,从而计算出被标定的HCI溶液的准确浓度。标定时,无论采用哪种方法,一般规定要平行测定2-3次,并且相对平均偏差不大于0.2%。标定好的滴定液应妥善保存并标注浓度与标定日期,对不稳定的溶液还要定期进行标定。对见光易分解的滴定液贮存在棕色瓶中,并放置避光处,对不稳定的滴定液,放置2-3个月后应重新标定。小结

一、滴定分析法的基本术语:滴定分析法、滴定、滴定液、化学计量

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