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文档简介

1、无机和分析化学,1。由于反应类型和操作方法的不同,PPT研究和交换以及化学分析可分为重量分析、滴定分析和仪器分析。2,PPT学习与交流,滴定分析概述滴定分析滴定分析是一种使用已知且准确浓度的标准溶液(滴定剂)的方法,通过滴定管将其滴入被测物质的溶液中,直到滴定剂的量和被测物质的量正好满足化学反应式所表示的化学计量关系,然后根据所用滴定剂的体积和浓度计算被测物质的含量。它也被称为容量分析。3、PPT学习与交流,滴定分析过程:将一定体积的盐酸溶液放入三角瓶中,加入几滴酚酞指示剂,然后用滴定管滴加氢氧化钠溶液。当氢氧化钠和盐酸的量刚好满足化学反应式所表示的化学计量关系时,它被称为化学计量点(也称为理

2、论终点)。4,PPT学习交流,c(盐酸)v(盐酸)=c(氢氧化钠)v(氢氧化钠),c(盐酸)=0.100021.05/20.00=0.1052摩尔/升,例如:盐酸氢氧化钠=氯化钠H2O0.1000摩尔/升20.00终点误差:滴定终点与理论终点不完全一致,由此产生的误差称为终点误差。终点误差是滴定分析的主要误差来源之一,其大小主要取决于滴定反应的完全程度和指示剂选择的适当性。滴定分析的关键:如何选择合适的指示剂,使理论终点尽可能与滴定终点一致,减少或减少终点误差。7、PPT学会交流,滴定分析特点:(与重量分析相比)1、操作简单快捷。2.准确度高,相对误差约为0.10.2%。3.适用于含量在1%以

3、上的物质的测定。8、PPT学习与交流,化学反应的滴定分析要求:1、一定方向的反应和完全反应:如果要求滴定误差为0.1%,当反应达到化学计量点时的完成程度在99.9%以上。2.快速反应:加入滴定剂后,反应可立即完成。加热和添加催化剂可以加速一些缓慢的滴定反应。9,PPT学习与交流,3,无副作用:否则,定量计算的基础将会丢失。4.有一个合适的方法来确定终点:反应的终点可以通过指示剂或仪器分析来确定。10,PPT学习与交流,滴定分析的分类和滴定分析的分类根据标准溶液和被测物质之间反应的不同类型,滴定分析方法可分为以下四类:酸碱滴定:一种基于质子转移的滴定。羟基和氢的沉淀滴定:通过沉淀反应进行滴定。配

4、位滴定法测定x光、银等。通过配位反应滴定。氧化还原滴定,用于测量Ca2、Mg2、Zn2等。通过氧化还原反应滴定。铁、土壤中的有机物等。11。PPT学习与交流,滴定分析方法:根据不同的分析对象采用不同的滴定方法。1.直接滴定:任何符合上述滴定反应要求的反应都应通过直接滴定来确定。例如:NaOH HCl=NaCl H2O,12,PPT学习与交流,2,反滴定(反滴):当部分反应不符合上述要求,反应速度慢或没有合适的指示剂时,使用该方法。过程:在被测物质的测试溶液中加入过量的滴定剂,反应完成后,用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂,根据滴定剂的总量减去标准溶液的量,从而计算出被测物质的含量。v通过v标准v

5、测量,13。PPT研究和交换,CaCO3(s) 2HCl(过量)=氯化钙H2O CO2氢氧化钠HCl(剩余)=氯化钠H2O,14。PPT学习与交流,3 .置换滴定:没有定量碘量法可用于测定k2cr2o7:cr2o72-6i-(过量)14h=2cr 33 I 27 H2O 2 s2o 32-I2=2i-s4o 62-(标准溶液),15,PPT研究和交换,4,间接滴定3360,其不能与标准溶液直接反应。通过其他反应方法间接测定,例如:用高锰酸钾法测定Ca2 C2O4 2-(过量)=CaC2O4,将其过滤并洗涤,然后溶于H2SO4氯化钙O4 2h=Ca2O 4。标准高锰酸钾溶液用于滴定5H2O4 2

6、mno4-6h=2mn210co28H2O,16。PPT研究和交换,标准溶液和标准物质标准溶液是已知准确浓度的溶液。标准溶液的浓度表示物质的量浓度:cB=nB/V,单位:mol/L,17,PPT学习与交流,滴定分析中标准溶液的配制,所获得的分析结果取决于标准溶液的浓度和体积,如何准确配制和校准标准溶液关系到分析结果的准确性。两种方法:1 .直接法:用分析天平准确称量一定量的对照品,将其溶解,转移到容量瓶中定容,然后计算溶液的准确浓度。18,PPT学习交流,参考物质:可用于直接制备或校准标准溶液的物质称为参考物质。对照品应满足以下条件:(1)必须容易制成纯度为99.9%的纯物质。(2)成分应与化

7、学式完全一致。如果含有结晶水,其含量应与化学式一致。(3)试剂应非常稳定,在称重过程中不吸水和二氧化碳,在放置和干燥过程中不发生变化。19,PPT学会沟通,(4)它具有较大的摩尔质量,减少了称量过程中的相对误差。(5)当试剂参与反应时,应根据反应公式进行定量,且无副反应。常用的参考材料有K2Cr2O7、Na2CO3、Na2SO 4O 710 H2O等。20,PPT研究和交换,2,间接方法:物质本身在浓度上不稳定,易挥发,易潮解,吸湿,并且容易吸收空气中的CO2或含有其他杂质。配制方法:粗略称取一定量的物质或一定体积的溶液,配制成接近所需浓度的溶液,然后用对照品滴定,确定配制溶液的准确浓度。这个

8、过程叫做校准。21,PPT研究和交换,例如:制备500毫升氢氧化钠溶液和500毫升浓度约为0.1毫升/升的盐酸溶液.溶液:m(氢氧化钠)=0.1 0.5 40=2(克)用台秤称取2克氢氧化钠,溶解后稀释至500毫升。c(浓盐酸)V(浓盐酸)=c(稀盐酸)V(稀盐酸)V(浓盐酸)=0.1500/12=4.2毫升,用小量筒测量4.2毫升浓盐酸,慢慢加入200毫升水中,稀释至500毫升。22,PPT学习交流,校准过程:准确称量(分析天平)一定量的参考物质溶出度指示剂,用待校准溶液滴定至终点。校准氢氧化钠溶液的方法是准确称量一定量的邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4),根据氢氧化钠溶液的体积和邻苯二甲酸

9、氢钾的质量计算氢氧化钠溶液的准确浓度。23,PPT研究和交换,NaOH khc8h4o4=knac8h4o4h2o 1: 1,24,PPT研究和交换,如果称取0.4302g邻苯二甲酸氢钾,所用的NaOH溶液的体积为23.36ml,代入上述公式得到:并行做三次,取平均值作为NaOH的浓度。25、PPT学会沟通,用氢氧化钠溶液滴定一定量(如25.00毫升)的盐酸溶液,并根据以下公式计算盐酸溶液的准确浓度。氢氧化钠盐酸=氯化钠H2O(氢氧化钠)钒(氢氧化钠)=碳(盐酸)钒(盐酸),26,PPT学会沟通,或草酸(H2C2O42H2O)可用于校准氢氧化钠溶液,反应如下:H2C2O4氢氧化钠=Na2C2O

10、4 2H2O 1: 2,27,PPT学会沟通,你也可以使用硼砂(Na2B4O710H2O)校准盐酸溶液:na2b4o 72hc 15 H2O=4 h3bo 32 NaCl 1:2,26如果标准溶液太稀(v消耗量大,测量需要时间)。普通标准溶液的浓度为:0.050.2毫升/升,溶液2.用分析天平称量的重量不得小于0.2g。使用的校准溶液或标准溶液的消耗量不得少于20毫升。4、滴定体积,不应超过滴定管的容量。因为操作越复杂,出错的机会就越多。30,PPT学习交流,酸碱滴定,基于酸碱反应的滴定方法,31,PPT学习交流,酸碱平衡和酸碱滴定,学习要点:1。掌握酸碱质子理论;2.酸碱平衡的计算,酸碱和缓

11、冲溶液酸碱度的计算3。酸碱在不同酸度下的分布;4.酸碱指示剂的变色范围和理论变色点;5.一元酸和碱的滴定,理解多元酸和碱的滴定。酸碱标准溶液的制备和校准。PPT研究与交换,酸碱平衡与酸碱滴定,4-1酸碱理论4-2酸碱平衡4-3缓冲溶液4-4酸碱滴定的应用,33。PPT研究与交换,酸碱理论,1。酸碱电离理论2。酸碱质子理论3。酸碱相对强度。PPT研究和交流。首先是酸和碱的电离理论,阿伦尼乌斯的“电离理论”,酸是指水中所有电离的阳离子都是氢,硫酸=硫酸氢,碱是指水中所有电离的阴离子都是氢-,氢氧化钠=氢氧化钠-,中和反应的实质是氢-=H2O,水溶液中的电解质是部分电离的。瑞典化学家斯万特奥古斯特阿

12、累尼乌斯,35岁,PPT研究与交换,离解度:当电解质在溶液中达到离解平衡时,离解分子的数量占原始分子总数的百分比。根据电离理论,NH3和NaCO不是碱,但它们的水溶液是碱性的,而NaCO通常被称为纯碱。氯化铵也不是酸,但水溶液是酸性的。返回,1。酸碱电离理论,36。PPT学习与交流,2 .酸碱质子理论,1。酸和碱的概念酸:任何含有能释放质子的氢原子的分子或离子种类。(质子的供体)碱:能与质子(氢)(质子的受体)结合的任何分子或离子种类。质子理论中的无盐概念和电离理论中的盐是质子理论中的离子酸或离子碱。丹麦物理化学家,37,PPT研究与交换,酸碱,酸中的碱,碱变酸,1。酸和碱的概念,38,PPT

13、研究和交换,酸h碱,例子:HAc的共轭碱是Ac,Ac HAc的共轭酸,HAc和Ac是一对共轭酸和碱。两性物质:能产生和接收质子的物质。酸和碱的概念,39。PPT学习与交流,2。酸碱反应,盐酸(酸1)氯(碱1)氢酸半反应,氨(碱2)氢氮H4(酸2)碱半反应,酸碱反应实际上是两个共轭酸碱对之间的质子转移反应。反应总是从相对强的酸和碱进行到相对弱的酸和碱,返回,40,PPT学习和交流,3,酸和碱的相对强度,1。水离解平衡(质子自溶),H2O (l) H2O(l) H3O (aq) OH(aq),或H2O (l) H (aq) OH(aq) 25纯水:c (h)=c (oh)=1.010-7mol-1

14、,=1.010-14,41,PPT研究和交换,在水溶液中,酸和碱的离解是酸、碱和水之间的质子转移反应,即酸在给出质子后变成共轭碱,碱在接受质子后变成酸酸的强度取决于它向水中供给质子的能力,而碱的强度决定了它从水中获取质子的能力,这体现在质子转移反应的平衡常数中。平衡常数越大,酸和碱的强度越大。2。酸和碱的离解。PPT学会交流。酸的平衡常数用Ka表示,通常称为酸离解常数,也称为酸度常数。碱的平衡常数用Kb表示,通常称为碱离解常数,也称为碱度常数。Ka值大于1的酸称为强酸,Ka值小于1的酸称为弱酸。,2。酸碱解离,43。PPT学习交换,(1)弱酸弱碱的离解和共轭,H2O H3O NH3,2。酸碱解

15、离,44。PPT学习交换,一对共轭酸碱离解常数之间的定量关系,酸的酸性越强,其共轭碱的碱性越弱;碱的碱性越强,共轭酸的酸性越弱。2。酸和碱的离解,45。PPT研究与交流,46。PPT学习和交流。在实施例4-1中,浓度为0.1moll-1的HAc溶液的溶液的酸碱度为:HAc(aq) H2O(l) H3O (aq) Ac(aq),初始浓度为0.100 0,平衡浓度为0.100,C(H3O)=C(Ac)=1.3103moll-1,47,PPT学习交流,酸碱平衡,1。溶液酸碱度和指示剂2。溶液酸碱度计算,返回,48,PPT学习交流,1。溶液的酸碱度和指示剂,1。溶液酸度(碱度)指溶液中的h3o(或o h ),酸性溶液,中性溶液,碱性溶液,1。溶液的酸度(碱度), 50。PPT学习与交流,2 .酸碱指示剂,1)酸碱指示剂的变色原理。酸碱指示剂是一种不同颜色的有机弱酸或弱碱。滴定过程中,由于酸碱度的变化,指示剂结构发生变化(失去的质子或结合的质子),因此,51,PPT学习交换,HIn表示

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