《滴定分析概论》PPT课件.ppt

四川理工学院分析化学精品课程 1 第三章 滴定分析概论 v第一节 滴定分析法概述 v第二节 滴定分析法计算 v习题 四川理工学院分析化学精品课程 2 第三章 滴定分析概论 第一节 滴定分析法概述 v3.1.1 基本概念 1.滴定分析(Titrimetric Analysis)：将标准溶液 用滴定管加到待测溶液中，认为所加的滴定 剂与被测物质反应以达化学计量点根据指 示剂变化停止滴定，由标准溶液的浓度和体 积求被测物的量的分析方法 2.标准溶液(Standard Solutions)：已知准确 浓度的溶液 3.化学计量点(Stoichiometric point)：定量反应 时的理论平衡点 四川理工学院分析化学精品课程 3 第三章 滴定分析概论 4.滴定终点(End point): 颜色变化的转变点，停 止滴定的点。 5.终点误差(Titration error):滴定终点与化学计 量点不一致造成的相对误差。 6.滴定反应(Titration Reaction):能用于滴定分析 的化学反应。 四川理工学院分析化学精品课程 4 第三章 滴定分析概论 3.1.2.滴定分析对化学反应的要求 能用于滴定分析的化学反应必须具备： 1.必须按一定的化学计量关系进行反应 2.必须定量进行完全,反应完全度达99.9%以 上，平衡常数足够大 3.反应速度要快，必须瞬间完成 4.必须有适当简便的方法准确指示终点 四川理工学院分析化学精品课程 5 第三章 滴定分析概论 3.1.3.滴定分析法分类 按照滴定反应的类型分为四类： 1.酸碱滴定法 2.氧化还原滴定法 3.配位滴定法 4.沉淀滴定法 四川理工学院分析化学精品课程 6 第三章 滴定分析概论 3.1.4滴定操作方式 1.直接滴定法：凡能满足滴定反应要求的都可用 标准溶液直接滴定 2.间接滴定法：不能与滴定剂直接起反应的物质 ，通过另一反应间接滴定 四川理工学院分析化学精品课程 7 第三章 滴定分析概论 3.返滴定：反应慢，无合适指示剂，有副反应发 生，通常用两种标液完成 4.置换滴定:当反应无计量关系，不按确定反应 式进行 K2Cr2O7+6KI+H+3I2； I2+2Na2S2O32I-+S4 四川理工学院分析化学精品课程 8 第三章 滴定分析概论 3.1.5 标准溶液的配制 v(一)直接法 用基准物质配制 v 能用于直接配制标准溶液或标定标准溶液 的物质叫基准物，它应该满足以下条件： v 1.试剂组成与化学式完全相符 v 2.试剂纯度达99.9%以上 v 3.性质稳定 v 4.最好有较大的摩尔质量 四川理工学院分析化学精品课程 9 (二)标定法 ：用非基准物配，用基准物质标定 常用的基准物质 (Primary Standards) Standardization KC8H5O4 H2C2O42H2O 碱标液 Na2CO3 Na2B4O710H2O 酸标液 CaCO3 Zn Cu Pb(99.9%) EDTA标液 As2O3 Fe H2C2O42H2O KMnO4 I2标液 K2Cr2O7 KIO3 Na2S2O3 标液 NaCl KCl AgNO3 标液 第三章 滴定分析概论 四川理工学院分析化学精品课程 10 我国化学试剂等级和标志 一级 优级纯 G.R 绿颜色绿颜色 科研精密分析 二级 分析纯 A.R 红颜色红颜色 多数分析 三级 化学纯 C.P 蓝颜色蓝颜色 常规分析 四级 实验试剂 L.R 棕颜色棕颜色 辅助分析 第三章 滴定分析概论 四川理工学院分析化学精品课程 11 容量瓶 量入式的测量方式 移液管 量出式的测量方式 滴定管 量出式的测量方式 第三章 滴定分析概论 3.1.6.标准溶液的配制与标定方法步骤 v 1.直接法：用基准物质配制 v 步骤：基准物分析天平容量瓶 v 例如配0.02000mol/LK2Cr2O7 250mL，分析天 平称1.4709g溶解后转入250mL容量瓶 v 容量分析仪器 四川理工学院分析化学精品课程 12 第三章 滴定分析概论 2.标定法：用非基准物配 NaOH , HCl , KMnO4等 v步骤：粗配成大致浓度(托盘天平量筒取水 试剂瓶)标定(Standardigation) v例如 v配0.1mol/LNaOH溶液1000mL，台秤取大约 4.0gNaOH，加大约1L的 H2O，摇匀。 v用标准HCl标定； v用基准酸物质标定。 四川理工学院分析化学精品课程 13 分析化学常用的量及单位 物理量 量的名称 量的符号 单位（符号） 说明 物质的量 n 摩尔(mol) 必须指明基本单位 毫摩尔(mmol) 摩尔质量 M 克每摩尔(g.mol -1) 必须指明基本单位 物质的量浓度 C 摩尔每升(mol.L-1) 必须指明基本单位 摩尔立方米(mol.m-3) 质量 m 克(g)，毫克(mg) 体积 V 升(L)，毫升(mL) 质量分数 无量纲 可用%，mg/g表示 质量浓度 克每升(g.L-1) 第三章 滴定分析概论 四川理工学院分析化学精品课程 14 第三章 滴定分析概论 v第二节 滴定分析法计算 v3.2.1.滴定剂与被测物质之间的关系： v“等物质的量”规则，对反应系数不同的两 物质的量，利用化学计量关系进行计算 v注：此b/t即是将滴定剂T物质的量换算成被 测物B物质的量的换算因数(Stoichiometric factor) 滴定反应： tT + bB = cC + dD b 当 t=b：nB=nT 当tb时：nB= nT t 四川理工学院分析化学精品课程 15 例 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O 2 n(KMnO4 ) = n(Na2C2O4 ) 或 5 1 1 n ( KMnO4) = n(H2C2O4) 5 2 基本单元 第三章 滴定分析概论 四川理工学院分析化学精品课程 16 nB 1.物质的量浓度： cB = (mol/L) V m(g) 其中： nB(mol)= M(g/mol) b mT b VT b mT c B = / VB= c T = t MT t VB t MT VB 第三章 滴定分析概论 3.2.2.溶液浓度的表示 若tb的滴定反应，或标定法求物质的量浓度 则乘相应计量数 四川理工学院分析化学精品课程 17 m(g) T被测/标液 = V(mL) 第三章 滴定分析概论 v2.滴定度T：指1mL标准溶液(滴定剂)相当于 被测物质的质量g(Titer) v注： v (1)当V=1mL时，T标液=m被测 g/mL v (2)写T下标时，被测在前，滴定剂在后， 斜线表示“相当于” ，（或写成T测/标）。 四川理工学院分析化学精品课程 18 b MB TB/T= cT (g/mL) t 1000 第三章 滴定分析概论 v3.c与T之间的换算：将物质的量浓度除以1000 ，得1mL标准溶液中所含滴定剂物质的量 例如： v TFe/KMnO4 ； TFe/K2Cr2O7 v TFe2O3/K2Cr2O7 四川理工学院分析化学精品课程 19 b MB c TVT mB t 1000 B%= 100= 100 ms ms TT/BVT B%=100 mS 第三章 滴定分析概论 3.2.3.待测组分含量的计算：用小于1的分数表示 ，质量分数，相对量，无量纲 四川理工学院分析化学精品课程 20 500 =0.02000 294.2=2.942(g) 1000 第三章 滴定分析概论 3.2.4.滴定分析计算示例： 例1欲配制0.02000mol/L的K2Cr2O7500mL应称 mK2Cr2O7=？ 解 mB=m(K2Cr2O7 )=cCrVCrMCr 四川理工学院分析化学精品课程 21 500 即0.1 = V2 X%/M 1000 0.1 mol/L 0.5L 98.07 g/mol 所以V2= =2.8mL 1.84g/mL 96% 第三章 滴定分析概论 v例2欲配制0.1mol/L的H2SO4溶液500mL应取 VH2SO4(浓) =？(已知密度=1.84g/mL,含96%) v解 c1V1=c2V2或n1=n2 四川理工学院分析化学精品课程 22 2m硼 cHClVHCl = M硼 1000 2m硼 cHCl= 所以 cHCl=0.1003mol/L M硼 VHCl 1000 第三章 滴定分析概论 例3用基准硼砂(Na2B4O710H2O)来标定HCl浓 度，已知基准硼砂m硼=0.6021g，终点消耗 VHCl=31.47mL，求cHCl=？解 Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaCl 四川理工学院分析化学精品课程 23 称量范围为 第三章 滴定分析概论 例4用基准H2C2O42H2O标定0.1mol/L的 NaOH溶液应称草酸的范围。滴定体积20- 30mL。 解 H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2O 四川理工学院分析化学精品课程 24 121 故：c2= =3mol/L 3+1 第三章 滴定分析概论 v例5求(1+3)HCl溶液物质的量浓度=？(已知 浓盐酸12mol/L) v解 c1V1=c2V2 v 即1.0mL12mol/L=c2(3+1) 四川理工学院分析化学精品课程 25 例6称含Fe样0.3143g，溶解还原Fe2+后用 0.02000mol/L的K2 Cr2 O7滴定消耗21.30mL (1)Fe2O3%=?(M=159.69g/mol) (2)求T Fe / K2Cr2O；T Fe2O3/K2Cr2O7 解：Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 可知：nFe2O3=6/2 nFe=3nk2Cr2O7 故： (1)Fe2O3% = 100 = 第三章 滴定分析概论 四川理工学院分析化学精品课程 26 MFe (2)TFe/K2Cr2O7=6 cK2Cr2O7 =0.006702 g/mL 1000 6 MFe2O3 TFe2O3 /K2Cr2O7= cK2Cr2O7=0.00958 g/mL 2 1000 第三章 滴定分析概论 四川理工学院分析化学精品课程 27 解 Al3+H2Y2-=AlY+2H+ 1 1 nAl2O3= nAl= nEDTA nAl=nZn=nEDTA 2 2 1 MAl2O3 (nEDTA-nZn) 2 1000 Al2O3% = 100 mS = 11.95 第三章 滴定分析概论 例7称铝样0.2018g，溶解后加入30.00mL 0.02018mol/LEDTA标液，pH=4.2，加热使完全生成 AlY后，用0.02035mol/LZn2+标液返滴定，多余EDTA ，VZn=6.50mL，求Al2O3%=? 四川理工学院分析化学精品课程 28 第三章 滴定分析概论 v例8标定结果的讨论：若硼砂风化，标定时 消耗VHCl多， v 结果cHCl低 v 若硼砂吸潮，标定时消耗VHCl少， v 结果cHCl高 v 滴管内壁挂水珠，标定时消耗VHCl多， v 结果cHCl小 四川理工学院分析化学精品课程 29 例9称含氰样0.6913g，在强碱中采用KMnO4滴 至终点，耗VKMnO4=46.27mL现已知： TKCN/KMnO4=6.44mg/mL；求KCN%=？ 解2MnO4-+CN-+2OH-=2MnO42-+CNO-+H2O 1 TKCN/KMnO4 = cKMnO4MKCN 2 故 cKMnO 4=0.1987mol/L 1 ( cV)KMnO4 KCN 2 KCN%= 100=43.10 mS1000 第三章 滴定分析概论 四川理工学院分析化学精品课程 30 第三章 滴定分析概论 习题 1.用下列物质配制0.1mol/L溶液各500毫升，应 取浓溶液多少毫升？ 浓H2SO4(密度1.84g/mL，含H2SO496%) 2.配制0.02000mol/L K2Cr2O7溶液500毫升，需 取基准K2Cr2O7多少克？如何配制？ 3.配制0.1mol/LNaOH溶液500毫升，应称取 NaOH多少克？ 四川理工学院分析化学精品课程 31 第三章 滴定分析概论 4.为标定0.1mol/LNaOH溶液的浓度，应称取基准邻苯二 甲酸氢钾的质量范围是多少克？ 5.称取基准Na2C2O4物质0.2262克以标定KMnO4溶液的 浓度，滴定达化学计量点时，消耗KMnO4 41.50毫升 ，计算KMnO4溶液的物质的量浓度? TKMnO4/Fe =？ TKMnO 4/ Fe2O3=？ (Na2C2O4 的分子量为134.0) 6.0.6913克含氰化物的样品，在强碱性介质中用KMnO4 标准溶液滴至终点时，消耗KMnO4溶液 46.27mL， 已知TKMnO4/KCN为6.44毫克/毫升，求样品中KCN的百 分含量，反应方程式如下： v 2MnO4-