无机化学 第5章酸碱滴定.ppt

1、2020年7月29日12点29分，第5章酸碱滴定法，5-0分析化学概论5-1酸碱指示剂5-2酸碱滴定基本原理5-3终点误差5-4酸碱滴定法的应用，2020年7月29日12点29分，分析化学概论，有0-1分析化学的任务定性分析和量化分析两部分。 定性分析决定物质具有怎样的元素体、络离子、原子团、有机官能团等的组成。 量化分析测定物质中各成分的含量。 2020年7月29日12点29分，0-2量化分析方法的分类、量化分析方法一般分为两类。 一、化学分析法该方法是基于物质化学反应的分析方法。 重量分析法和滴定分析法等。 一种重量分析法，是通过称量反应生成物(沉淀物)质量来决定试样中的被测定成分的含量的

2、方法。 2 .滴定分析法，在将被检体转换为溶液后，使用已知的正确浓度的试剂溶液，用滴加管滴加到被检体溶液中，测定在适当的化学反应(酸碱、配位、沉淀和氧化还原等)下通过指示剂在化学计量论点中消耗的已知浓度的试剂溶液的体积，从化学计算关系求出被检成分的含量。 该方法精度高，适用于常数分析，比重量法简便、快捷。 2020年7月29日12时29分，二、物理和物理化学分析法仪器分析法该方法是用光学或电器测定试样溶液的光学性质或电化学性质，求出被测定成分的含量的方法。 最常用的是以下内容。 1 .光学分析法2、电化学分析法3、色谱分析法、仪器分析法具有操作简单、快速、灵敏度高、准确性高等优点。 适用于微量

3、(0.01%0.1% )和微量(0.01% )成分的测定。 利用物质的光学性质测定物质成分的含量。 利用物质的电化学性质测定物质成分的含量。 是对多成分混合物进行分离分析的物理化学分析法。 2020年7月29日12点29分，0-3量化分析的过程和分析结果的显示，一、量化分析的过程1、采样2、样品的储藏、分解和调制3、干扰作用去除4、分析测定5、分析结果的订正，分析时必须取出含有被分析物质的代表性样品。 在处理保存试样的过程中，要防止试样的污染、吸附损失、分解、变质等。 根据被测成分和共存成分的含量和性质、所要求的分析结果的精准性等多种因素，选择合适的测定方法。 根据试样品质、测定的数据和与分析

4、测定中的化学反应相关的修正量关系，计算试样中的被测定成分的含量。 样品中存在妨碍被测定成分的测定的其他成分时，通常考虑用掩蔽法除去干扰，掩蔽法如果不能得到除去干扰的效果，就必须用适当的分离方法除去干扰成分。2020年7月29日12时29分、二、分析结果的显示方法、1、显示固体试样中最常用的固体试样数分析结果的方式是，求出被测定物b的质量m(B )和试样质量m(s )之比w(B )、即物质b的质量分率。 例如，如果食品样品1.346 g，其中蛋白质中的氮含量为0.1454 g，那么该食品中的蛋白质的氮含量分数是多少：已知的m(N)=0.1454 g，m (s )=1. 346 GW (n )=m

5、 (n )/m (s )=0. 1454/1.346=。 2020年7月29日12点29分，一、滴定分析的特征1、滴定分析是采用滴定的方式，从标准溶液的浓度和使用的体积就决定被测定物的含量的分析方法。 2 .在滴定分析中，加入滴定剂的量与被测定物的量呈化学反应修正量关系是滴定分析的基本原则。 4、滴定分析灵敏度不高，适用于中高含量范围的分析测定。 这是各厂矿山企业和科研机构最常用的分析方法之一。 3、滴定分析设备简单，操作方便，准确快捷。、0-2滴定分析法概论、2020年7月29日12时29分、5、化学计量论点中滴剂的添加量和被测定成分的量正好符合化学方程式的修正量关系时。 6 .滴定终点的操

6、作者看到指示剂变色终止滴定时。 7 .滴定误差即终点误差、滴定终点和化学量论点的误差。 二、一些常用用语和名词1、定性分析确定未知物是什么。 2 .确定样本中有多少量化分析已知成分。 3 .使用滴定分析滴加管将已知浓度的溶液即标准溶液滴加到被测定物的溶液中，决定被测定物中的被测定成分的含量。 4 .滴剂是用于滴定分析的标准溶液。 2020年7月29日12时29分，三、对滴定分析反应的要求1、滴定反应必须按照规定的反应公式进行。 4、能够简便可靠地确定滴定终点。 3、反应迅速完成。 2、反应可以定量完成。 (定性： 99.9%； 定量：99.99% )，2020年7月29日12时29分，四，滴定

7、分析种类1，酸碱滴定法一般用于测定具有明显酸盐化学基性的物质。 2 .沉淀滴定主要用于测定能生成稳定沉淀的物质。 3 .用于测定如氧化还原滴定那样具有明显氧化还原性的物质。 4 .配位滴定主要用于测定能生成稳定配位化合物的物质。2020年7月29日12时29分，5、滴定的主要方式1、直接滴定反应能满足对滴定分析的4个要求时，就可以用标准溶液直接滴定被测溶液。 这种分析方式称为直接滴定。 滴定反应不能很好地满足上述要求时，可以如下进行。 2 .在滴定被测溶液中加入过量定量的标准滴定剂(第一标准溶液)，在第二标准溶液中滴定过量的滴定剂，计算被测成分的含量的方法。 2020年7月29日12点29分，

8、3、在置换滴定的被测溶液中加入某种试剂，使其发生化学反应，进而用标准溶液滴定反应生成物，计算被测成分的含量的方法。 4 .间接滴定被测定成分与滴定剂不能反应，通过几个阶段的化学反应测定其他物质的量，间接计算被测定成分的含量的方法。 2020年7月29日12时29分，1 )物质必须具有一盏茶纯度。 2 )物质组成含有与化学式完全一致的结晶水时，结晶水含量也必须与化学式一致。 3 )具有一盏茶的化学稳定性。 4 )具有一盏茶大小的摩尔质量。 六、标准溶液和标准物质1、标准物质标准物质必须具备以下条件： 2020年7月29日12时29分，2，标准溶液制备1 )直接制备法应精确称量一定量的标准物质，溶

9、解到一盏茶中后装入容器中，计算出标准溶液的准确浓度。 2 )间接调制法大致取一定量的物质(或者一定量的溶液)，调制接近所希望浓度的溶液。 然后用基准物质或其他物质的标准溶液测定正确的浓度。 这样的方法称为间接调制法。 用基准物质或其他物质的标准溶液测定其正确浓度的操作称为标定。 2020年7月29日12时29分，七、滴定分析修订被测物量与滴定量的关系至关重要。 (1)在直接法中，当aA bB=gG dD滴定到化学计量论点时，用nA : nB=a : b，即，例如标准物H2C2O42H2O标定NaOH溶液的浓度，其反应在H2C2O4 2NaOH=NaC2O4 2H2O时为n(NaOH ) 在=2

10、n(H2C2O42H2O )或2020年7月29日12时29分，假设a为标准溶液，在读出被测溶液的体积Vb后，代入上式或2020年7月29日12时29分，因此基准物H2C2O42H2O(M=126.07) 0.1258 g 修正C(NaOH )。 解： H2C2O4 2NaOH=NaC2O4 2H2O，2020年7月29日12时29分，(2)间接法间接法的情况比较复杂，主要探讨实际参与反应的物质之间的量的关系。2020年7月29日12点29分，例如标定Na2S2O3溶液，取标准物K2Cr2O7 0.1260 g，用稀HCl溶解后，加入过剩的KI，置于暗处5min，反应结束后加入80mL水，用标

11、定的Na2S2O3溶液滴定。 在终点时消耗V(Na2S2O3)=19.47 mL，修正c(Na2S2O3)。 解：总校正量关系在1 Cr2O72- 6I- 3I2 6S2O32-的情况下为n(K2Cr2O7)=1/6 n(Na2S2O3)或n(na2s2o3)=6n (。 式中的m是测定对象成分的摩尔质量。 (3)滴定度(t )定义：滴定度t为每标准溶液mL的测定对象成分的质量数： TB/A=WB/VA，单位为gmL-1。2020年7月29日12时29分，一、酸碱指示剂及其变色原理1、酸碱指示剂的基本性质：酸碱指示剂大多为有机弱酸性、弱碱性。 其共轭酸碱对在溶液中的分布系数随酸度而变化，有平衡

12、式： HIn In (1)在酸度高时平衡向左移动，以HIn形式存在的酸度低时平衡向右移动，以In形式存在。5-1酸碱指示剂，2020年7月29日12时29分，上述HIn和In为不同颜色的物质。 由此可知指示剂的颜色根据酸度而变化。 像酚酞指示剂一样，随着pH的提高，颜色从无色(酸性色)变成红色(碱性色)。 2020年7月29日12点29分，更像是甲基橙指示剂，随着pH值的提高，颜色从橙红色(酸性色)变成黄色(碱性色)。 2020年7月29日12时29分，二、指示剂变色范围及变色点1、变色范围为两种颜色共存时，一般一种颜色的浓度大于其他颜色的10倍时，可看到浓度大的一种颜色。 以甲基橙为例，HI

13、n时为红色，In时为黄色。 时：黄色，时：红色，由(1)式可知，2020年7月29日12时29分，如果对此式求对数，则有：(2)，时，的情况下，pH=pKa1。 2020年7月29日12点29分，总的来说，pH=pKa 1由(2)可知： pH pKa-1时可以看到酸性颜色(2)，由此可知，pH pKa 1中可以看到碱性颜色。 pH值为pKa-1pKa 1的范围称为指示剂变色范围。 公式为pKa-1 pH pKa 1。 由此可知，指示剂变色范围有2个pH单位间隔。 在变色范围内，大多数情况下只能看到它们的混合颜色。 2020年7月29日12点29分，2，变色点根据公式：时pH=pKa lg1=p

14、Ka，此时的pH被称为变色点。 变色范围是变色点的1ph单位。 使用混合指示剂的话变色范围变窄，终点表示变得更加敏锐。2020年7月29日12时29分，一些常用酸碱指示剂，2020年7月29日12时29分，三、滴定终点确定方法，滴定终点两种指示剂方法1仪器法测定滴定过程中电位、电流、电导等变化。 电位法可以决定化学计算点，其本质是利用化学计算点附近的电位跳跃。 2020年7月29日12时29分，2指示剂法利用了化学计量论点中指示剂颜色的变异。 指示剂法简单方便。 2020年7月29日12点29分，5-2酸碱滴定法的原理，5-2-1强碱滴定强酸1，滴定过程中pH值的变化以NaOH滴定HCl为例。

15、 设定为HCl的浓度C00.1000molL-1、体积V020.00mL、NaOH浓度C0.1000molL-1。 滴定时加入的体积是v。 整个过程分为四个阶段。 2020年7月29日12点29分，(1)滴定前未添加NaOH，溶液中的pH值依赖于HCl的初始浓度。 在其0.1000 molL-1下，pH=1.00 (2)从滴定开始到化学计量论点，随着NaOH的进入，溶液中的h减少，剩馀的h为2020年7月29日12点29分，例如滴加了NaOH : 18.00mL的溶液中的h分别为pH=2.28 2020年7月29日12时29分，(3)化学计量论点中的NaOH和HCl在化学计量论点中等量化合，溶

16、液显示中性，h主要是来自水的电离。即，H 10-7 molL-1、pH=7、ph=4.30、2020年7月29日12时29分，(4)如果在化学量论点后加入化学量论点并加入NaOH，则碱过剩。 OH急速增大，其浓度例如在NaOH加入20.02mL的情况下：因为是2020年7月29日12点29分，所以在poh=4.30ph=9.7naoh加入20.20 mL、22.00 mL的情况下： 设NaOH添加量为横轴、pH为纵轴，则如p216的图8-1和表8-1所示。 从图和表可知，在化学量论点附近，pH变化最快。 向NaOH中加入19.98mL，溶液的pH为4.3。 另一方面，20.02 mL时，溶液的

17、pH为9.7。 体积差不到一滴，pH的变化实际上达到了5.4单位的多。 2020年7月29日12时29分，2，突跳范围及其意义(1)突跳范围的定义：化学量论点前后0.1%相对误差范围内溶液的pH值的变化值称为滴定的pH突跳范围，简称突跳，用pH表示。 以上的例子中突出范围为4.39.7，pH=5.4。 2020年7月29日12点29分，(2)判断意思a是否能滴定。 一般来说，pH0.3时需要跳跃，因此pH0.3时不能正确滴定。 b指示剂的选择。 作为指示剂使用什么一般取决于突飞范围在哪里。 一般要求指示剂的变色范围和跳跃范围多重合，变色点和化学量论点重合时最理想。 变色范围和跳跃范围的重叠少，或者不重