第十二章滴定分析.doc

第十二章 滴定分析首 页基本要求重点难点讲授学时内容提要1 基本要求 TOP 1.1 掌握酸碱标准溶液的配制与标定的方法；酸碱指示剂的变色原理、变色点和变色范围的概念；酸碱滴定法中选择指示剂的原则。1.2 掌握高锰酸钾法和碘量法的基本原理；EDTA配位滴定的基本原理。1.3 熟悉分析结果的误差与偏差的概念及计算方法；准确度和精密度的意义及它们之间的相互关系；有效数字的概念与运算规则。1.4 熟悉强酸与强碱滴定的滴定曲线的特点；一元弱酸、一元弱碱滴定的条件。1.5 熟悉高锰酸钾法和碘量法的实验过程；EDTA配合物的稳定性和金属指示剂的变色原理。1.6 了解滴定分析法、化学计量点、滴定终点、一级标准物质等概念；减少误差的方法。1.7 了解多元酸多元碱分步滴定的条件；高锰酸钾法和碘量法的应用实例。1.8 了解沉淀滴定法中Mohr法、Volhard法和Fajans法的基本原理和实验方法。2 重点难点 TOP2.1 重点2.1.1 .滴定分析的操作程序及计算。2.1.2 酸碱滴定的滴定曲线和指示剂的选择。2.1.3 氧化-还原滴定法和配位滴定的一般原理。2.2 难点滴定分析的计算及各类滴定条件的选择。3 讲授学时 TOP建议56学时4 内容提要 TOP 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节4.1 第一节 滴定分析法概述滴定分析又称容量分析,是定量分析常用的化学分析方法之一。本章介绍了酸碱滴定法、氧化还原滴定法、配位滴定法和沉淀滴定法等四种常用的滴定分析法的基本分析原理、操作程序及计量关系，并且介绍了体现分析结果优劣及实验数据准确程度的误差和偏差、准确度和精密度、有效数字及其运算规则等基本概念。滴定分析的一般过程包括标准溶液的配制、标定和分析组分含量测定三个主要部分。能用于直接配制准确浓度溶液的物质，称为一级标准物质。4.2 第二节 酸碱滴定法 TOP常见的酸碱滴定通常有：强酸与强碱的滴定、强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）、多元酸碱的滴定等。酸碱滴定一般需借助酸碱指示剂在滴定过程中颜色的转变来判断等量点的到来。1. 酸碱指示剂 酸碱指示剂多是有机弱酸或弱碱，由于其共轭酸碱的结构不同而具有不同的颜色。当溶液的pH变化时，共轭酸碱相互转变，从而引起溶液颜色发生变化。pHpKHIn称为指示剂的理论变色点。pHpKHIn1称为指示剂的理论变色范围。2. 滴定曲线和指示剂的选择 滴定曲线是将溶液的pH对所加入的标准溶液的体积作图所得到的曲线。通过讨各种类型滴定的滴定曲线可以选择合适的指示剂以确定各种滴定等量点的到来。选择指示剂的原则是：指示剂的变色范围落在或部分落在滴定突跃范围之内。3. 酸碱滴定法的操作过程及应用 配制酸标准溶液的物质通常是盐酸，配制碱标准溶液的物质通常是氢氧化钠，可先配成近似于所需浓度(一般为0.1 molL-1)的溶液，然后用无水碳酸钠(Na2CO3)或邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)等作一级标准物质标定它们的准确浓度。然后用这些已知准确浓度的标准溶液测定酸碱性待测物质的含量。4.3 第三节 氧化还原滴定法 TOP氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。满足下列要求的反应才能用于氧化还原滴定分析。1. 被滴定的物质必须处于适合滴定的氧化态或还原态。2. 氧化还原滴定反应必须定量进行，并有足够大的反应平衡常数，K106，若氧化还原反应中电子转移数n=1时，一般要求0.4V。3. 必须有较快的反应速率，要考虑影响反应速率的因素（浓度、酸度、温度和催化剂）。4. 氧化还原反应必须有适合的指示剂指示滴定终点。在氧化还原滴定中主要介绍了高锰酸钾法和碘量法（直接碘量法和间接碘量法），介绍了其标准溶液的配制、标定及各种滴定条件（包括指示剂、催化剂、酸碱度的控制等）的确定。4.4 第四节 配位滴定法 TOP4.4.1 螯合效应由中心原子与多齿配体形成的环状配合物称为螯合物。由于生成螯合物而使配合物稳定性大大增加的作用称为螯合效应。能与中心原子形成螯合物的多齿配体称为螯合剂。4.4.2 影响螯合物稳定性的因素1螯合环的大小 五元环和六元环的螯合物最稳定，三元环和四元环的螯合物不稳定。为形成稳定的五元环和六元环螯合物，螯合剂中相邻两个配位原子间只能间隔23个其它原子。2环的数目 螯合物中的环愈多，配体脱离中心原子的几率就愈小，螯合物就愈稳定。4.4.3 螯合滴定利用多齿配体对金属离子的强烈螯合作用进行滴定的方法称为螯合滴定。常用的螯合剂是乙二胺四乙酸二钠盐（Na2H2Y），它与乙二胺四乙酸一起，称为EDTA，故又称EDTA滴定法。EDTA滴定反应的特点是：形成的螯合物十分稳定；不论金属原子的价数多少，它们与EDTA总是以1:1螯合，即M+Y=MY（略去电荷）；形成的螯合物易溶于水。(一)滴定时溶液酸度的控制EDTA滴定反应可简单表示为M + Y MY溶液中MY的稳定性决定于(1)KS(MY)的大小;(2)溶液的酸度;(3)M的水解效应。滴定过程中不断有H+析出，为防止滴定过程中pH逐渐减小，必须加入缓冲溶液。(二)其它配位剂的影响滴定时，若有其它配位剂（L）存在，可影响MY的稳定性，这种现象称为配位效应。在某些情况下，配位剂可作为掩蔽剂用来排除EDTA滴定中其它离子的干扰。例如，在滴定Al3+、Zn2+混合液中Zn2+含量时，可先加入F-,使Al3+形成AlF63-而被掩蔽。金属指示剂应具备下列条件：(1)与金属离子形成的配合物（以MIn表示）的颜色与未配位时的颜色明显不同；(2)与金属离子形成的有色配合物具有足够的稳定性，一般要求KS(MIn)104；(3)MIn的稳定性应比MY的稳定性差，要求KS(MY) / KS(MIn) 102。现以铬黑T(用符号NaH2In表示)为例，说明金属指示剂的变色原理和滴定终点的判断。铬黑T在水溶液中存在下列解离平衡：-H+-H+H2In- HIn2- In3- pK2=6.3 pK3=11.6(紫红色) （蓝色） （橙色）影响铬黑T颜色因素有(1)它与金属离子形成配合物MY颜色；(2)溶液pH的影响。滴定时应综合考虑。4.5 第五节 沉淀滴定法 TOP1. Mohr法 Mohr