10基础化学7版【酸碱滴定法】.ppt

1、第12章：酸碱滴定法,内容提要：,1.滴定法分析法的基本概念。 2.酸碱指示剂。 3.强酸与强碱的滴定。 4.分析结果的误差的表示方法,有效数字及其运算规则。,2,分析化学,这是我们要学的,3,第一节 滴定分析原理,一、基本概念： 1、滴定剂（标准溶液）：已知准确浓度的试剂溶液。 2、试样：所分析的物质。,2、试样：,1、滴定剂（标准溶液）：,3、滴定：将标准溶液从滴定管加到分析物溶液中，直至恰好反应完全，并从滴定管读数的全部操作过程。,4,基本概念（二）：,4、化学计量点（理论终点）：标准溶液与分析组分按滴定反应式所表示的化学计量关系恰好反应完全。 5、滴定终点：在滴定过程中，指示剂发生颜色

2、变化的转变点。 6、酸碱滴定法：在水溶液中，以质子转移反应为基础的滴定分析方法。 7、滴定分析法：将标准溶液滴加到分析物溶液中，直到滴定反应定量完成为止，然后根据标准溶液的浓度和体积，求算分析组分含量的一类分析方法。,5,可用于滴定分析的化学反应必须 具备哪些要求？,请自己总结：,滴定反应的条件和要求,滴定分析的四种方式、四种类型？,三、滴定分析的分类,6,三、标准溶液的配制,进行滴定，必须要有标准溶液,直接法 间接法,普通试剂 如NaOH等,7,一级标准物质（基准物质）,条件： 1、组成与化学式完全相符 2、纯度足够高(99.9%)，杂质不干扰 3、空气中稳定，不易吸水、CO2;不易氧化 4

3、、滴定时无副反应，定量进行 5、最好有较大摩尔质量，减少称量误差(如：硼砂优于碳酸钠),前4项是必备的,常用：邻苯二甲酸氢钾；硼砂；无水碳酸钠,8,四、滴定分析的计算,基本计量关系,液体样品：,固体样品：,9,例1：重铬酸钾测定Fe2+溶液质量浓度 （A）,计算：列关系；推公式；算结果,5.489g/L,10,第二节 分析结果的误差,一、原因与分类,校正值通过空白试验、对照实验得到,11,二、分析结果的评价 （评价数值取两位）,知道真实值用准确度；指标：【误差 E、Er】 不知道真实值用精密度；指标：【偏差 3种】,标准偏差(s)：计算比较复杂，但能发现一组数据中存在较大的偏差。,准确度和精密

4、度的关系： 精密度高是准确度高的基础，但精密度高不一定就是准确度高。 只有在排除了系统误差后，才能以高精密度表明高准确度。,要求：5种指标都会算,12,三、提高分析结果准确度的方法,减小系统误差1.校准仪器；核定校正值2.选择适宜的分析方法3.进行“对照试验”，判断实验的系统误差4.进行“空白试验”，消除引入误差 减小偶然误差 进行35次平行测定,13,第三节 酸碱滴定法,本节是我们要求掌握的内容 1.指示剂的变色原理，变色点，变色范围 2.滴定曲线，滴定突跃，突跃范围 3.突跃范围大小与浓度关系 4.指示剂选择原则,14,一、酸碱指示剂,定义：一类在特定的pH值范围内，随着溶液pH值的改变，

5、能显现不同颜色的有机酸碱化合物。 如：弱有机酸指示剂：酚酞、石蕊等。,15,整理为,浓度比决定溶液的颜色,+ H+,指示剂 酸色 碱色 酚酞 无色 紫红 甲基橙 红色 黄色,比值10 呈现 色 比值0.1 呈现 色 比值=1 呈现 色,酸,碱,混合,酸碱指示剂的变色原理,16,变色范围：指示剂的理论变色范围： pH=pKHIn1,实际观察出来的变色范围并非与理论变色范围完全一致。（表12-1） 熟记甲基橙、甲基红、酚酞的变色范围,pKHIn 称为变色点,17,二、滴定曲线和指示剂的选择,实验现象：,为什么最后一滴NaOH的加入，可以使溶液颜色马上改变？而先前的加入的却不会？ 从pH变化考虑,H

6、Cl+酚酞,以0.1000mol/LNaOH滴定20.00ml 0.1000mol/LHCl溶液为例： 将滴定过程分为：滴定前开始到计量点前计量点计量点后几个阶段，计算各个阶段溶液pH值。,18,1.滴定曲线,加入率=99.9%(19.98mL) pH=4.30,加入率=100.1%(20.02mL) pH=9.70,计量点 pH=7.0 加入率=100%,书中的例子强碱滴定强酸,开始的pH,加入的酸（碱）的量为横坐标，相应溶液的pH值为纵坐标所绘的曲线。,19,强碱滴定强酸的滴定曲线；它表明在计量点附近，溶液pH值大幅度变化,突跃范围是指计量点前后0.1%相对误差范围内溶液pH值的变化范围。

7、 突跃的存在是能够使用指示剂的依据,20,突跃范围与浓度的关系,根据滴定曲线的绘制方法，用不同浓度的酸碱得到不同的滴定曲线，发现突跃范围与浓度的关系滴定剂与样品浓度越稀，突跃范围越小；浓度越浓，突跃范围越大；（参见图12-4）。 突跃范围过小，直接影响指示剂的选择，甚至无法选择指示剂。 通常：滴定剂和样品的浓度在0.10.5mol/L之间。,21,2、指示剂的选择：,根据上述原则，由于强碱滴定强酸的PH值范围为4.3-9.7，所以可选择滴定指示剂为： 酚酞(8.0-9.6),甲基橙(3.1-4.4),甲基红(4.4-6.2)。,实际应用时，选择的指示剂变色范围越接近计量点pH值越好。,基本原则

8、：指示剂的变色范围部分或全部处在滴定突跃范围内。,22,3、滴定条件：,想一想：标准溶液的 浓度太大或太小对滴 定结果会有什么影响？,突跃范围的宽窄不仅与酸、碱的强度有关也与它们的浓度有关，分析工作中经常采用0.1-0.5mol/L的酸或碱标准溶液。,23,小结,滴定分析的概念术语；一般过程 ；一级标准物质。 误差分类、特点与原因；分析结果的评价(5种指标)。 有效数字组成，作用，修约和运算规则。 常用酸碱指示剂变色原理，变色范围。 滴定曲线，滴定突跃，突跃范围，指示剂选择原则。,24,END,END,25,本节练习：参考p70(一)2、4,强酸滴定强碱：CHCl=0.01000mol/L 滴

9、定20.00ml CNaOH=0.01000mol/L。 1、计算突跃范围（滴定率99.9%100.1%）。 2、找出合适的指示剂。,强碱滴定强酸：滴定曲线与强酸滴定强碱刚好相反,但突跃范围一样大；例如，浓度各为0.1000mol/L时，突跃是从pH=9.70到pH=4.30。,结果：1.突跃 5.38.7 2.甲基红,26,第六节、分析结果的误差和有效数字,一、误差产生的分类和原因：,、系统误差：又称可定误差,、偶然误差：又称不可定误差,27,两类误差的定义和特征,28,根据系统误差产生的原因，可将其归纳为以下几个方面：,由仪器本身不够精确所致的仪器误差,分析方法本身不够完善所致的方法误差,

10、试剂不纯所导致的试剂误差,正常操作下，分析者掌握操作规程与正 确控制条件稍有出入所致的操作误差。,29,二、误差的表示方法： 1、误差与准确度： 准确度的定义：指测定值（X）与真实值（T）符合的程度。其高低用误差的大小来表示，误差越小，分析结果的准确度越高。,30,例题：用万分之一的分析天平称取Na2CO3 两份，质量分别为1.6380g和0.1638g，假定Na2CO3的真实质量分别为： 1.6381g和0.1639g。则它们的绝对误差和相对误差分别是多少？,绝对误差： E1 = 1.6380 - 1.6381 = - 0.0001g E2 = 0.1638 - 0.1639 = - 0.0

11、001g 相对误差： RE1 = -0.0001/1.6381100% = -0.006% RE2 = -0.0001/0.1639100% = -0.06%,仪器的绝对误差通常是一个定值，我们可以用称（量）取较大质量（体积）的试样，使测量的相对误差较少，在实际工作中意义较大。,31,2、偏差与精密度：,精密度的定义：多次测定值之间相符合的程度。 精密度的大小用偏差表示。偏差越小，测定结果的精密度越高，偏差越大，测定结果的精密度越低。,绝对平均偏差,相对平均偏差,标准偏差,32,举例：,2、有一标样含有SiO2(%)标准值为61.32，让甲、乙两位化验员测此标样，得到如下结果：,试通过计算比较

12、两位化验员的分析结果的情况。,%,01,.,0,%,100,51,.,61,3,/,),01,.,0,01,.,0,00,.,0,(,%,=,+,+,=,d,解：,甲的相对偏差大，但相对平均偏差较小；说明精密度虽然较好，但测定不够准确。 乙的相对偏差较少，虽然相对平均偏差比甲大，但对于化学分析来讲是可以接受的；因此，乙的分析结果比较可靠。,33,结论： 高的精密度不一定能保证高的准确度，只有在消除或减免系统误差的前提下，才能以精密度的高低衡量准确度的高低。 精密度是保证准确度的先决条件，精密度差，所测结果不可靠，就失去了衡量准确度的前提。,34,四、有效数字及其运算规则,1、有效数字：所有的确

13、定数字再加一位可疑数字。 例如用滴定管测量溶液的体积为：,10.73,15.50,35,、记录测量所得数据时只允许保留一位可疑数字。 、“0”的意义：按下表总结0的意义。,2、有效数字的位数确定：,、变换单位时，有效数字的位数不变。如：,10.00ml,0.01000L(1.00010-2),10.5 L,1.05104 ml,36,、确定有效数字的位数时，若第一位数字8，其有效数字的位数应多算一位。 例如：9.48可认为是四位有效数字。 、在所有计算式中，常数如、e的数值以及常遇到的倍数、分数关系等非测量所得，它们的有效数字不受限制。 例如：水的相对分子量=21.008+16.00=2.01

14、6+16.00=18.02,37,、pH、pM、pK等对数值，其有效数字的位数仅取决于小数部分数字的位数，因整数部分只说明该数的方次。 例如：pH=12.68 （有效数字是两位而不是4位）,38,思考题：下列数据各包括几位有效数字？,1、1.052 2、0.0234 3、0.00330 4、10.030 5、8.7106 6、pKa=4.74 7、1000,4位,3位,3位,5位,2位,2位,不确定,39,3、有效数字的运算法则：,其后为非“0”，进位。,尾数前是0和偶数，弃去。,尾数前是奇数，进位。,45.556=45.6 2.0150 =2.02 4.0050 =4.00,总是双数,、修约规则：四舍六入五留双,40,、运算规则（先计算，后修约）：,B、乘除法运算：保留有效数字的位数以有效数字最少的为准，即