化学分析法概述

第四章 化学分析法概述,内容,化学分析法概述及分类 滴定分析法的分类、具备条件 及滴定方式 标准溶液及浓度表示方法 滴定分析法的计算,重点与难点,重点：滴定分析法的原理、概念；标准溶液的配制及标定；滴定分析的计算 难点：滴定分析的计算,4-1 化学分析法概述,化学分析法：以物质化学反应为基础的 分析方法。 主要用于常量组分的测定。 分类： 滴定分析法 重量分析法,4-2 滴定分析法概述,滴 定 分 析,HCl + NaOH = NaCl + H2O,滴定（titration） 化学计量点（sp） Stoichiometric point 滴定终点（ep） End point 终点误差（Et） End point error,指示剂(indicator) 标准溶液(standard solution),滴定分析法的分类,酸碱滴定法（中和法） 配位滴定法（络合滴定法） 氧化还原滴定法 沉淀滴定法（容量沉淀法）,滴定分析法必须具备的条件,按一定反应式定量的进行（99.9%以上） 速率快（加热或催化剂） 有适当的方法确定终点 （指示剂或简单仪器）,滴定分析法滴定方式,无定量反应关系置换滴定 反应速度慢返滴定 不能直接反应间接滴定,直接滴定法,HCl + NaOH = NaCl + H2O,4-3 标准溶液及浓度表示方法,标准溶液配制,直接法配制标准溶液,配制时用分析天平准确称量一定质量的固体试剂，溶于水后，移入容量瓶定容。其浓度 c（mol/L） 可由试剂质量 m(g) 和溶液体积 V(ml)直接准确计算出来： （M试剂化学式量(g/mol)）,标准溶液: 具有准确浓度的溶液。,间接法配制标准溶液,标准溶液配制,配制：用台秤称取一定量的试剂，溶解后（或量筒取近似量溶液试剂），加水配成近似浓度，再经过标定，来确定其准确浓度。,标定：以基准物（一级基准）或另一种标准溶液（二级基准）,直接法配制：K2Cr2O7；KBrO3 标定（间接）法配制：NaOH；HCl；EDTA；KMnO4,基准物质,基准物质（Primary Standard） 用以直接配制标准溶液或标定溶液浓度的物质。 组成与化学式相符（NaCl；H2C2O42H2O） 试剂纯度99.9% 稳定（Na2CO3；K2Cr2O7；CaCO3；Na2 C2O4） 定量参加反应 最好摩尔质量较大,直接法配制,例：欲配制0.02000 molL-1 K2Cr2O7的标准溶液250.0 mL，应称取K2Cr2O7多少克?,解：,K2Cr2O7标准溶液,配制浓度： 0.01667mol/L 准确称取?K2Cr2O7基准物（允许0.0002g），于一个150mL小烧杯中，加水、搅拌溶解后，转移到250mL容量瓶中，用水定容。(M=294.18) 此K2Cr2O7标准溶液的浓度为： 0.01667mol/L,标定法配制,例：已知浓H2SO4的相对密度为1.84，含H2SO4约为96%，欲配制1L 0.20 molL-1 H2SO4溶液，应取浓H2SO4 多少毫升?,解：,常用滴定分析仪器（1）,常用滴定分析仪器（2）,常用容量分析仪器 容量瓶（量入式） 烧杯（量入） 移液管（量出式） 量筒（量出） 滴定管（量出式） 校正方法 绝对校正 相对校正：移液管与容量瓶,分析化学实验，化学工业出版社，19-25页,问题讨论,如何准确量取25.00 mL溶液？ 是否可以用别人的滴定管放溶液到自己的滴定管中，以求校正自己的滴定管？ 移液管尖处的液体是否可以吹出？,标准溶液浓度的表示方法（1）,物质的量浓度（摩尔浓度）,单位：molL-1,每升溶液中所含溶质的物质的量。,标准溶液浓度的表示方法（2）,滴定度 1mL标准溶液（滴定剂）相当的被测组分的质量。,A：被测组分的化学式 B：标准溶液溶质化学式,单位：gmL-1,1 mL的KMnO4溶液能把0.005682 g Fe2+氧化成Fe3+,滴定度T与摩尔浓度c的换算,aA （待测物）+ bB（标准物） = cC + dD,滴定度T与摩尔浓度c的换算,例：已知 求cNaOH,解：,4-4 滴定分析法的计算,分析化学中常用的量和单位,滴定分析的计算方法,正确写出反应的化学方程式 确定化学反应计量系数 依有关的公式进行计算,两种溶液间的关系：,VB/VA称为体积比。,滴定分析中的计算公式,aA （待测物）+ bB（标准物） = cC + dD,aA （待测物）+ bB（标准物） = cC + dD,被测组分的物质的量与滴定剂的量的关系：,ms试样质量 m-被测组分质量 A被测组分在试样中的质量分数,被测组分的质量分数计算,待标溶液 基准物 0.1mol/L HCl Na2B4O710H2O 0.1mol/L NaOH KHC8 H4 O4,例1：试样或基准物称量范围的计算,(M=204.2),计算下列基准物质的称量范围：,(M=381.4),（1）2HCl +Na2B4O710H2O= H2B4O7 + 2NaCl +10H2O,m基准物 = 1/2 MCHClVHCl/1000 =1/20.1(2040) 381.4/1000 =0.38 0.76(g),解：,（2） KHC8 H4 O4 +NaOH=KNaC8 H4 O4 +H2 O,m基准物 = MCNaOH VNaOH /1000 =0.1(2040) 204.2/1000 = 0.410.82 （g）,例2 已知250.0mL溶液中含纯 NaCl 1.3660 g，以它标定AgNO3 溶液，又以此AgNO3 溶液标定NH4SCN溶液，三种溶液的体积比是 1: 1.008: 0.992。求此三种溶液的浓度。,解：mNaCl = 1.3660 g VNaCl = 250.0 mL 由： 可得：,得：CNaCl为0.09350mol/L,由 CAgNO3 VAgNO3 = CNaCl VNaCl 可得： = 0.09350 1/1.008 = 0.09276 mol/L 同样的，也有: = 0.09276 1.008/0.992 = 0.09358 mol/L,答：CNaCl为0.09350 mol/L，CAgNO3 0.09276 mol/L, CNH4SCN为0.09350 mol/L。,例3：,用K 2Cr2 O7 法测定铁矿石中Fe2 O3的含量， （1）为配制250mL 0.01667mol/L K 2Cr2 O7溶液，需称量多少固体； （2）求该溶液浓度用K 2Cr2 O7 对Fe2 O3的滴定度； （3）若称取铁矿石0.3029g，溶解后还原为Fe2，滴定消耗0.01667mol/L K 2Cr2 O7溶液25.48mL，求铁矿石中Fe2 O3的含量。 （M（ K 2Cr2 O7 ）294.19 g/mol， M（ Fe2 O3)=159.69 g/mol ）,m=CVM=0.25000.01667294.19=1.2260g (2),解：,(3),例4：称取基准物草酸（H2C2O42H2O）0.2002 g溶于水中，用NaOH溶液滴定，消耗了NaOH溶液28.52 mL，计算NaOH溶液的浓度。,解：,例5：称取铁矿试样0.3143 g，溶于酸并将Fe3+还原成Fe2+。用0.02000 molL-1 K2Cr2O7溶液标定，消耗K2Cr2O7溶液21.30 mL。计算试样中Fe2O3的质量分数。,解：,例6：检验某病人血液中的含钙量，取2.00 mL 血液，稀释后用(NH4)2C2O4处理，使Ca2+生成CaC2O4沉淀，沉淀过滤后溶解于强酸中，然后用0.0100 molL-1的KMnO4溶液滴定，用去1.2 mL，试计算此血液中钙的含量。,解：,例7：,称取4.200 g 配制成1000.0 mL溶液，移取25.00 mL溶液用NaOH标准溶液滴定，消耗26.80 mL；再移取25.00 mL 此溶液，在酸性介质中用KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4 溶液24.30 mL。求： （1）NaOH溶液浓度； （2）KMnO4溶液浓度； （3）KMnO4溶液对Fe2 O3 的滴定度； （已知 的分子量为254.19，Fe2 O3的分子量为159. 69。）,解:(1),(2),(3),例8：以K2Cr2O7为基准物质，采用析出I2的方法标定0.02000 molL-1 Na2S2O3溶液的浓度，需称多少克K2Cr2O7？应如何做才能使称量误差不大于0.1%？,解：,如何配制才能使称量误差0.1%？,称大样减少称量误差 准确称取0.25 00gK2Cr2O7，于小烧杯中完全溶解后定量转移到250.0 mL 容量瓶中的定容，用25.00 mL移液管平行移取3份于锥形瓶中，分别用Na2S2O3滴定。,欲标定0.10 molL-1 N