定量分析化学计算省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第一章定量分析化学概论§1-2分析化学中误差概念§1-1概述§1-3有效数字及其运算规则§1-4滴定分析法概述内容选择1/57滴定标准溶液指示剂滴定终点产生了滴定误差将一个已知准确浓度溶液滴加到被测物质溶液中,使它们按照化学剂计量关系定量反应为止,然后依据已知溶液浓度和用量,计算被测物质含量。(容量分析法)化学计量点§1-4滴定分析法概述2/571滴定分析法特点和对化学反应要求滴定标准溶液指示剂

简便,快速,应用广泛,准确度高,常作为标准方法使用。

a有确定化学计量关系b反应必须定量进行c有较快反应速度d有简便方法确定滴定终点适合用于含量在1%以上各物质测定特点：要求：§1-4滴定分析法概述3/571滴定分析法特点和对化学反应要求(过量部分)ZY

+Z(另一个标准溶液)没有适当指示剂或滴定反应速度很慢返滴定法直接滴定法M+Y(准确,过量)=MY+

Y2滴定方式§1-4滴定分析法概述4/57

假如反应不按一定反应式进行或伴有副反应

适当试剂+待测组份定量生成另一个物质滴定2滴定方式

返滴定法直接滴定法置换滴定标准溶液1滴定分析法特点和对化学反应要求§1-4滴定分析法概述5/57K2Cr2O7KII2

Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2

+14H2OI2+2S2O32-=2I-+2S4O62-2滴定方式

返滴定法直接滴定法置换滴定例

Na2S2O3不能直接滴定K2Cr2O7及其它强氧化剂在酸性溶液中S2O32-→2S4O62-+SO42-反应没有定量关系滴定生成I2Na2S2O3标准溶液§1-4滴定分析法概述6/572滴定方式

返滴定法直接滴定法置换滴定§1-4滴定分析法概述间接滴定法不能与滴定剂直接起反应物质,能够经过另外化学反应,间接进行.比如KMnO4法测定Ca2+Ca2+

C2O42-CaC2O4H2SO4Ca2++C2O42-MnO4-标准溶液

滴定7/572滴定方式

§1-4滴定分析法概述3基准物质和标准溶液1滴定分析法特点和对化学反应要求8/573基准物质和标准溶液能用于直接配制或标定标准溶液物质a试剂组成与化学式完全相苻

b试剂纯度足够高c性质稳定d有较大摩尔质量e按反应式定量进行，没有副反应§1-4滴定分析法概述(1)基准物质9/573基准物质和标准溶液§1-4滴定分析法概述K2Cr2O7;Na2C2O4;H2C2O4.2H2O；Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3惯用基准物有：能用于直接配制或标定标准溶液物质(1)基准物质10/573

基准物质和标准溶液⑵标准溶液配制和标定a直接法

准确称取一定量基准物质,溶解后配制成一定体积溶液配制：§1-4滴定分析法概述(1)基准物质11/573

基准物质和标准溶液⑵标准溶液配制和标定a直接法配制：(1)基准物质§1-4滴定分析法概述b标定法

方法：先配置近似于所需浓度溶液，然后用基准物质来测定它准确浓度用不符合基准物质条件试剂配制12/573

基准物质和标准溶液⑵标准溶液配制和标定a直接法配制：(1)基准物质§1-4滴定分析法概述b标定法用不符合基准物质条件试剂配制用基准物质来测定溶液准确浓度,称为标定13/57⑵标准溶液配制和标定标定方法用基准物质标定准确度高，价格贵，操作麻烦。与标准溶液进行比较用标准参考物质标定不如用基准物质标定准确度高，操作简便。能够消除共存元素影响，更符合实际情况。3基准物质和标准溶液

§1-4滴定分析法概述14/572滴定方式

§1-4滴定分析法概述3基准物质和标准溶液1滴定分析法特点和对化学反应要求4滴定分析计算15/57一标准溶液浓度表示方法(1)物质量浓度CB(mol/L)CB＝nBV←

表示溶质B物质量(mol或mmol)←表示溶液体积(L或mL)比如每升溶液中含0.2

molNaOHC

NaOH＝0.2mol/L即每升溶液中含0.1molNa2CO3表示——单位体积溶液中所含溶质物质量。4滴定分析计算滴定分析法概述16/57(1)物质量浓度

CB(mol/L)CB＝nBV★物质量nB数值取决于基本单元选择注意:基本单元不一样,摩尔质量就不一样,浓度就不一样.C

(H2SO4)

＝0.1

mol/LC

(2H2SO4)

＝

0.05

mol/L一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述17/57(1)物质量浓度

CB(mol/L)CB＝nBV★物质量nB数值取决于基本单元选择注意:基本单元不一样,摩尔质量就不一样,浓度就不一样.一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述通式18/57(1)物质量浓度

CB(mol/L)CB＝nBV★物质量nB数值取决于基本单元选择注意:一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述★

基本单元选择以化学反应计量关系为依据5C2O42-+2MnO4-+16H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O5C2O42-相当于2MnO4-

KMnO4基本单元

选择为Na2C2O4基本单元

选择为15KMnO412Na2C2O419/57(1)物质量浓度

CB(mol/L)CB＝nBV一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述(2)滴定度TA/B20/57一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述(2)滴定度每毫升滴定剂(标准溶液)相当于被测物质质量A

被测物质分子式B滴定剂(标准溶液)分子式TA/B21/57一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述(2)滴定度每毫升滴定剂(标准溶液)相当于被测物质质量A

被测物质分子式B滴定剂(标准溶液)分子式TA/B每毫升K2Cr2O7标准溶液恰好能与0.005000g

Fe2+反应例T

Fe2+/

K2Cr2O7＝0.005000g/mL假如在滴定中消耗K2Cr2O7标准溶液21.50mL，则被滴定溶液中铁质量为mFe

=0.005000g·mL-1×21.50mL=0.1075g22/57一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述(2)滴定度每毫升滴定剂(标准溶液)相当于被测物质质量A

被测物质分子式B滴定剂(标准溶液)分子式TA/B例用含S为0.051%标准钢样标定I2溶液,假如固定称样0.5000g,标定时消耗I2溶液11.80mL,I2溶液滴定度怎样表示？TS/I2

＝0.5000×0.051%11.80＝0.000022g/mL23/57一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述(2)滴定度每毫升滴定剂(标准溶液)相当于被测物质质量A

被测物质分子式B滴定剂(标准溶液)分子式TA/B例用含S为0.051%标准钢样标定I2溶液,假如固定称样0.5000g,标定时消耗I2溶液11.80mL,I2溶液滴定度怎样表示？假如固定试样质量，T可直接表示1ml滴定剂相当于被测物质百分含量TS%

/I2

＝0.051%11.80＝0.0043%/mL24/57(1)物质量浓度

CB(mol/L)CB＝nBV一标准溶液浓度表示方法4滴定分析计算滴定分析法概述(2)滴定度TA/B二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系25/57二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系tT

+

bB

＝cC+dD滴定剂T与被测物质B有以下反应滴定剂物质量nT与被测物质量nB

关系经过两种方法求出：4滴定分析计算滴定分析法概述26/57滴定到化学计量点时，t摩尔T与b摩尔B作用完全二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系tT

+

bB

＝cC+dD滴定剂T与被测物质B有以下反应经过两种方法求出：4滴定分析计算滴定分析法概述(1)

根椐滴定反应中T与B化学计量数比(摩尔比)求出nT

:nB＝t:b27/57滴定到化学计量点时，t摩尔T与b摩尔B作用完全二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系tT

+

bB

＝cC+dD滴定剂T与被测物质B有以下反应经过两种方法求出：4滴定分析计算滴定分析法概述(1)

根椐滴定反应中T与B化学计量数比(摩尔比)求出tbnB＝nTnT

:nB＝t:b28/57二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系tT

+

bB

＝cC+dD(1)

根椐滴定反应中T与B

化学计量数比(摩尔比)求出tbnB＝nT5C2O42-+2MnO4-+16H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O比如25nKMnO4＝nNa2C2O4nT

:

nB

＝t:bnKMnO4：nNa2C2O4＝2:5

4滴定分析计算滴定分析法概述29/57(2)

根椐等物质量反应规则计算求出二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系(1)根椐滴定反应中T与B化学计量数比(摩尔比)求出4滴定分析计算滴定分析法概述★以化学反应首先确定基本单元

★据“反应完全时,反应物消耗物质量是相等”这一标准进行计算30/57(2)

根椐等物质量反应规则计算求出二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述酸碱滴定：酸给出质子数等于碱接收质子数比如：

所以:一个硫酸分子能够给出两个质子，则1/2个硫酸分子能够给出一个质子2n(H2SO4)＝n(NaOH)31/57(2)

根椐等物质量反应规则计算求出二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述氧化还原滴定：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数5C2O42-+2MnO4-+16H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O比如KMnO4基本单元

为Na2C2O4基本单元

为12Na2C2O4化学计量点时15KMnO415KMnO4n(

)n(

)12Na2C2O4＝5n(KMnO4)＝2n(Na2C2O4)

25nKMnO4＝nNa2C2O432/57(2)

根椐等物质量反应规则计算求出二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述氧化还原滴定：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数5Fe2++MnO4-+8H+＝5Fe3+

+Mn2++4H2O再如KMnO4基本单元

为Fe2+基本单元

为Fe2+化学计量点时15KMnO415KMnO4n(

)＝

n(Fe2+)5n(KMnO4)＝n(Fe2+)

15nKMnO4＝nFe2+33/57应从总反应中找出实际参加反应物质以及物质量之间关系在置换滴定法和间接滴定法中,包括到两个以上反应二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述34/57比如:酸性溶液中,以K2Cr2O7为基准物质,标定Na2S2O3溶液浓度时,其中包含了两个反应首先K2Cr2O7与过量KI反应,析出I2Cr2O72-+6I-+14H+＝2Cr3++3I2+7H2O(1)

然后用Na2S2O3溶液滴定析出I2I2+2S2O32-＝2I-+S4O62-(2)所以,实际上总反应相当于K2Cr2O7氧化了Na2S2O31Cr2O72-6I-3I26S2O32-n

Na2S2O3＝nK2Cr2O7二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述635/57KMnO4

法间接测定

Ca2+：

C2O42-H2SO4MnO4-标准溶液滴定Ca2+CaC2O4Ca2++C2O42-Ca2++C2O42-＝CaC2O45C2O42-+2MnO4-+16H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O

2MnO4-

5C2O42-5Ca2+25nKMnO4＝nCa2+二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述36/57物质质量mB

物质量nB

与物质摩尔质量MB之间关系是mB(g)

=nB(mol)×MB(g/molmBMBnB＝物质质量mB

物质量浓度CB与溶液体积VB以及物质摩尔质量MB之间关系是nBVBCB＝nB＝CBVBmBMB＝=CBVB×MB(g/mol)几个物理量之间关系4滴定分析计算滴定分析法概述37/57三标准溶液浓度计算一标准溶液浓度表示方法二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述38/57(1)直接配制法设基准物质B摩尔质量为MB(g／mol)质量为mB(g)nB＝mB／

MB

(mol)物质量配制体积为VB（L）标准溶液CB=nB／VB=

mB／VBMB物质量浓度三标准溶液浓度计算CB=

mB／VBMB4滴定分析计算滴定分析法概述39/57例

准确称取基准物质K2Cr2O71.471g,溶解后定量转移至250mL容量瓶中.问此K2Cr2O7溶液浓度是多少？

CB

=

mB/VBMB解MK2Cr2O7＝294.2g/mol

已知V

＝0.2500(L)mK2Cr2O7＝1.417g＝0.0(mol/L)C

K2Cr2O7＝0.2500×294.21.417三标准溶液浓度计算4滴定分析计算滴定分析法概述(1)直接配制法40/57例

欲配制0.1000mol/LNa2CO3标准溶液500mL,应称取基准Na2CO3多少克？解CB=mB/VB

MB

MNa2CO3

＝106.0g/mol

V

＝0.5000(L)mNa2CO3

＝0.1000

×

0.5000×106.0已知CNa2CO3

＝0.1000mol/LmB

(g)

=CB×

VB

×MB＝5.300g三标准溶液浓度计算4滴定分析计算滴定分析法概述(1)直接配制法41/572标定法1直接配制法设以基准物质mB标定浓度为CT

待标溶液，用去待标溶液体积为VT(mL)nT＝CTVT

(mmol)在计量点：nB

＝

(mmol)mBMBtbnB＝nTtT+

bB

＝cC+dDmBMB

CTVT

＝tb

CT=tbmBMB

VT三标准溶液浓度计算4滴定分析计算滴定分析法概述42/57解例为标定HCl溶液,称取硼砂(Na2B4O7·10H2O)0.4710g,用HCl溶液滴定至化学计量点,消耗25.20mL.求HCl溶液浓度.Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaClCHCl

VHClmNa2B4O7M

Na2B4O7nHCl

＝2n

Na2B4O7＝2CHCl＝2×0.4710381.36×0.02520＝0.09802

(mol/L)三标准溶液浓度计算4滴定分析计算滴定分析法概述

CT=tbmBMB

VT43/574滴定分析计算滴定分析法概述假如要求在标定浓度约为0.1mol·L-1HCl溶液时，消耗HCl溶液体积在25～35mL之间，问应称取硼砂（Na2B4O7·10H2O）质量称量范围是多少克？Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaCl

CT=tbmBMBVTm(Na2B4O7·10H2O)＝C(HCl)V(HCl)M(Na2B4O7·10H2O)

btmB=CT

MB

VT由题意可得

消耗HCl溶液体积在25mL时m1=0.1mol·L-1

×0.025L×381.36g·mol-1≈0.5g消耗HCl溶液体积在35mL时m2≈0.7g44/573量浓度与滴定度关系三标准溶液浓度计算2标定法1直接配制法4滴定分析计算滴定分析法概述45/57例计算0.0mol/LK2Cr2O7溶液对Fe滴定度Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2On

K2Cr2O7＝nFe2+

16每毫升滴定剂(标准溶液)相当于被测物质质量×10003量浓度与滴定度关系三标准溶液浓度计算4滴定分析计算滴定分析法概述46/57例计算0.0mol/LK2Cr2O7溶液对Fe滴定度Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2On

K2Cr2O7＝nFe2+

16×10003量浓度与滴定度关系三标准溶液浓度计算4滴定分析计算滴定分析法概述＝mFe每升滴定剂(标准溶液)相当于被测物质质量47/57例计算0.0mol/LK2Cr2O7溶液对Fe滴定度Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2On

K2Cr2O7＝nFe2+

16×10003量浓度与滴定度关系三标准溶液浓度计算4滴定分析计算滴定分析法概述＝mFe每升滴定剂(标准溶液)相当于被测物质质量48/57例计算0.0mol/LK2Cr2O7溶液对Fe滴定度Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O＝0.006702g/mL3量浓度与滴定度关系式为4滴定分析计算滴定分析法概述49/573量浓度与滴定度关系式为4滴定分析计算滴定分析法概述50/573量浓度与滴定度关系式为4滴定分析计算滴定分析法概述解反应式为2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O计算c(HCl)=0.1015mol/LHCl溶液对Na2CO3滴定度。=0.005380g/ml51/57四待测组分含量计算三标准溶液浓度计算一标准溶液浓度表示方法二滴定剂(标准溶液)与被测物质之间计量关系4滴定分析计算滴定分析法概述52/57四待测组分含量计算设试样质量为