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Chapter 1 绪论绪论 1-4 滴定分析法概述 四、标准溶液和基准物质 (Standard solution and Primary standard) 标准溶液：已知准确浓度的溶液，用作滴 定剂 获得方式：直接配制，标定 基准物质：可以直接用来配制溶液(或直接 标定标准溶液）的物质 1.基准物质应符合的要求 1)试剂的组成与化学式完全相符 2)试剂的纯度应足够高 3)试剂在一般情况下应该很稳定，不会被空 气氧化或吸收空气中的H2O和CO2 4)试剂参加反应时，应按反应式定量进行 5)试剂应有较大的摩尔质量 2.常用的基准物质有纯的化合物或纯单质 酸碱滴定： 标定碱，KHC8H4O4，H2C2O42H2O 标定酸，Na2CO3，Na2B4O710H2O 配位滴定，标定EDTA：CaCO3，Zn， ZnO，Pb，Pb(NO3)2 氧化还原：标定还原剂，K2Cr2O7，KBrO3 ，I2；标定氧化剂，Na2C2O4，Fe， (NH4)2Fe(SO4)2 沉淀滴定：NaCl，KCl，AgNO3 3.标准溶液的配制 1)直接法 准确称取一定量的基准物质，溶解后准确 配制成一定体积的溶液。根据物质的质量 和体积，计算出标准溶液的浓度。 例如，配制邻苯二甲酸氢钾标准溶液。称 取5.0155 g基准KHC8H4O4(Mw204.22), 用水溶解后，定量转移到250 mL容量瓶中 ，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。此标准溶 液浓度c=0.1000 molL-1 B1 2)标定法 很多试剂不符合基准物质的要求，不能直 接配制标准溶液(HCl，NaOH，KMnO4， EDTA等 )。 不能由直接配制得到的标准溶液可以配制 后标定得到 先将该试剂配制成大约需要的浓度，再用 基准物质(或另一种标准溶液)滴定来确定其 准确浓度，这一过程称为标定。 例如，配制0.1 molL-1的NaOH标准溶液， 操作如下：台秤上快速称取1.6 g固体 NaOH，溶于400 mL蒸馏水中，倒入塑料 瓶中，振摇均匀。然后称取一定量的 KHC8H4O4，定容摇匀后(如前例S1) ，移取 25.00 mL溶液至锥形瓶中，用配制的 NaOH滴定，以酚酞为指示剂，至粉红色半 分钟不褪为终点。由KHC8H4O4的浓度和消 耗NaOH的体积可计算出NaOH的准确浓度 。标定得到的浓度不一定是整数，可能为 0.0992，0.1012 molL-1等。 上述NaOH经标定后就成为已知准确浓度的 标准溶液。 没有合适的基准物质进行标定时，可以用 其它标准溶液进行标定。如上述NaOH溶液 ，可用已知准确浓度的HCl溶液进行标定。 准确移取25.00mL NaOH溶液，以HCl溶液 进行滴定，甲基橙为指示剂，终点时由消 耗的HCl体积和浓度计算出NaOH的浓度。 标定时，尽量选用基准物质 标定时，选择的基准物质或标准溶液的滴 定条件尽量与进行分析时的条件保持一致 或相似，以消除标定对分析结果的影响。 例，标定EDTA 4.标准溶液浓度的表示方法 1)物质的量浓度(Concentration of amount of substance, 符号为c ) 单位体积中所含溶质的物质的量 物质的量单位，mol；体积单位，L；物质 的量浓度为molL-1 简称为量浓度或浓度 符号cB，如cNaOH0.1012 molL-1 物质B的摩尔质量为MB(数值上等于式量)， 若质量为mB，物质的量nB，体积VB和浓度 cB之间的基本关系为： nB mB/ MB mB= nB MB cB nB/ VB nB= cB VB cB (mB/ MB) / VB mB= cB VB MB 例1.准确称取基准物质邻苯二甲酸氢钾 (KHC8H4O4,Mw204.22) 5.0155 g，用水 溶解后，定量转移到250 mL容量瓶中，稀 释至刻度，摇匀，求其浓度。 已知KHC8H4O4 Mw204.22，V250.00 mL，m5.1055 g，则 cB nB/ VB (mB/ MB) / VB (5.1055/204.22)/(250.00/1000) 0.1000 molL-1 例2 欲配制250 mL0.01667 molL-1的 K2Cr2O7标准溶液，应称取K2Cr2O7多少克 ？ 解：已知 c0.01667 molL-1，V250.00 mL，M294.18， m= c V M =0.01667250.00294.18/1000 =1.2260(g) 2)滴定度(Titer) 在分析对象固定时，用滴定度来表示标准 溶液的浓度可以简化计算。 滴定度有两种表示方式 TS-每mL标准溶液所含溶质的质量(g),单位 为 g/mL 如：TNaOH0.1000 g/mL TS/X-每mL标准溶液相当于被测物质的质量 (g) TS/X-每mL标准溶液相当于被测物质的质量 (g) 如：T（K2Cr2O7/Fe)=0.005000 g/mL, 表示K2Cr2O7标准溶液相当于0.005000 g 的Fe。 用这种标准溶液滴定铁样时，由消耗的标 准溶液体积可以方便地计算出被测物质的 克数。 当称样量固定时，可直接表示成1mL滴定 剂相当于被测物质的质量百分数。 T（K2Cr2O7/Fe)=0.100/mL(固定称样量) 表示消耗1mL的K2Cr2O7相当于试样中Fe含 量为0.100 滴定度在批量分析和例行分析时应用较多 3)质量浓度(mass concentration) 单位体积溶液中所含溶质的质量(gL-1) B=mB / VB 1-5 滴定分析的计计算 溶液的配制和标标定，测测定结结果 一、基本关系式(计计量关系) 1.滴定剂(标准溶液)的物质的量nA与被测定物 质的物质的量nB的关系 滴定反应 aAbBcCdD A和B的化学计量关系为a:b，物质的量关系 nA:nB =a:b 因此：nA=a/bnB nB=b/anA 例如，重铬酸钾法测铁， Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O a=1,b=6, n(K2Cr2O7)=1/6nFe ， nFe=6 n(K2Cr2O7) Na2C2O4标定KMnO4 在返滴定、置换滴定和间接滴定中，涉及 到几个反应时，应从反应关系式出发，找 出滴定剂和被测物质之间的计量关系 K2Cr2O7标定Na2S2O3 2.试样试样 中被测组测组 分B含量的计计算 滴定反应 aAbBcCdD 质质量百分数 B%=mB/ms100 mB-被测组分质量(g), ms-试样量(g) mB=nB MB=b/anAMB=b/acAVA/1000MB 将上述关系带带入，得到： B%=(cAVA b/aMB)/1000ms100 B%=(cAVA b/aMB)/1000ms100 上式表明，被测组测组 分B的质质量百分数可由滴 定剂剂(标标准溶液)滴定时时所消耗的体积积(读读数) 和其浓浓度(已知)，以及反应时应时 的化学计计量 关系求得 3.溶液浓度间的换算 1)溶液的稀释 浓溶液(稀释释)工作溶液 稀释时物质的量保持不变，因此由nA=cAVA 可知 c1V1 c2V2 2)量浓度c与滴定度T的关系 反应 aAbBcCdD TA/B为1mL滴定剂相当于被测组分B的质量(g) mB=b/anAMB=b/acAVA/1000MB 此式表示的是VAmL标准溶液对应的B的质 量(g)，当VA=1mL时，即有 TA/B=b/acAMB/1000 或： cA=a/bTA/B1000/MB 3)量浓度与质量浓度 cA=nA/VA=(mA/MA)/VA=A/MA 或： AcAMA 二、计算实例 溶液的配制、标定和被测组分含量的 计算 1)实验需要0.1molL-1HCl溶液500mL ，用浓盐浓盐 酸如何配制？(浓盐酸含HCl 约36，密度d1.18) 2)配制0.1molL-1NaOH溶液500mL， 需称取NaOH多少克？(NaOH Mw=40) 3)称取基准物硼砂(Na2B4O710H2O, Mw=381.37) 4.7671g，溶解后定量转移 至250 mL容量瓶中。用移液管移取此 溶液25.00 mL，用HCl溶液滴定至终点 ，消耗HCl 25.56 mL。计算HCl溶液的 浓度。 4)称取铁矿石试样0.3348 g，用盐酸 溶解后，以SnCl2将铁全部还原为Fe2+ 。用0.02000 molL-1K2Cr2O7标标准溶 液滴定至终终点时时，用去22.60 mL。试试 计计算试样试样 中Fe和Fe2O3的质质量百分数 。 5)称取基准物Na2C2O4 0.2262 g，标 定KMnO4溶液的浓度。滴定至终点时 用去KMnO4溶液41.50 mL。计