《分析化学第四版》PPT课件

2020/5/15,1,第一章:定量分析概论,1.1概述1.2滴定分析法概述1.3滴定分析法计算习题,1.1概述,一.定量分析过程：1.取样(Sampling)：均匀，具有代表性：粉碎.过筛.混匀.缩分(四分法，对角线)2.干燥(Drypreparation)：去湿存水：烘干.风干.保干器(采用不同温度.保持原貌),2020/5/15,3,3.分解(Resolveoropen,Digestion)：转入溶液，呈离子态,(1).湿法分解：(常用溶剂)A)酸溶:HCl，HNO3，H3PO4-H2SO4，HClO-HNO3B)碱溶:NaOH，KOH(2).干法分解：灰化，固体熔融A)碱性溶剂：NaCO3，K2CO31:1混合熔点700-800oC，分解酸性氧化物，硅酸盐等B)酸性溶剂：K2S2O7+K2SO4熔点411oC，分解碱性氧化物,2020/5/15,4,4.消除干扰(EliminateInterfereorseparate)：掩蔽，分离,5.测定(MeasurementDetermination)：根据组分含量，任务性质，要求灵敏度与准确度选择方法6.计算(CalculationofAnalyticalResults)：报告分析结果，评价7.EvaluationofdataConclusionsReport,2020/5/15,5,二.分析结果的表示:,(一)待测组分的化学表示形式：1.实际存在形式：N%：NH3N2ONO2N2O3N2O5NO2-2.稳定的氧化物：CaOMgONa2OFe2O3FeOFe3O43.元素及化合物：Fe%Na+Cl+等,2020/5/15,6,(二)待测组分含量的表示方式,1.固体试样：质量百分数m(g)X%=100ms(g),2.液体试样：质量百分数(m/ms)%:表示100克试液中含被测组分的克数体积百分数(V/Vs)%:表示100毫升试液中被测组分体积,2020/5/15,7,质量体积百分数(m/v)%:表示100毫升试液中被测组分所占的克数,例13.2%的NaCl溶液：表示100克NaCl溶液含13.2克NaCl50%的乙醇溶液：表示100毫升乙醇溶液含50毫升乙醇30%H2O2溶液：表示100毫升双氧水溶液含30克双氧水,2020/5/15,8,3.气体试样：常用体积百分数表示(V/Vs)%:g/m3；mg/m3,4.微量组分常用的表示方式：为了表示方便而用较小的单位,例1g=103mg=106g1毫升稀溶液ppm=mg/mS(g)106=m(g)/mS(g)；ppb=1ng/g,例测得土壤中含铅为350ppm，意为350g/g废水中含铅为0.05ppm，意为1mL废水含铅0.05g，即0.05g/mL,1.2滴定分析法概述,一基本概念,1.滴定分析(TitrimetricAnalysis)：将标准溶液用滴定管加到待测溶液中，直接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，由标液的浓度和体积求被测物的量的分析方法,2.标准溶液(StandardSolutions)：已知准确浓度的溶液3.化学计量点(Stoichiometricpoint)：定量反应时的理论平衡点,2020/5/15,10,4.滴定终点(Endpoint):颜色变化的转变点，停止滴定的点.,5.终点误差(Titrationerror):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(TitrationReaction):能用于滴定分析的化学反应,2020/5/15,11,二.滴定分析对化学反应的要求和滴定方式：,(一)要求:能用于化学分析的化学反应1.必须具有确定的化学计量关系2.必须定量进行,反应完全度达99.9%以上3.反应速度快4.必须有适当简便的方法确定终点,2020/5/15,12,(二)滴定方式：,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,2020/5/15,13,3.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：反应无计量关系，不按确定反应式进行K2Cr2O7+6KI+H+3I2；I2+Na2S2O32I-+S4O62-,2020/5/15,14,三.基准物质：能用于直接配制标准溶液或标定标准溶液的物质,(一)基准物应满足的条件：1.试剂组成与化学式完全相符2.试剂纯度达99.9%以上3.性质稳定4.最好有较大的摩尔质量5.试剂应按反应方程式进行，无副反应,2020/5/15,15,(二)常用的基准物质：,(PrimaryStandards)Standardization邻苯二甲酸氢钾H2C2O42H2O碱标液Na2CO3Na2B4O710H2O酸标液CaCO3ZnCuPb(99.9%)EDTA标液As2O3FeH2C2O42H2OKMnO4I2标液K2Cr2O7KIO3Na2S2O3标液NaClKClAgNO3标液,2020/5/15,16,我国化学试剂等级和标志,一级优级纯G.R绿颜色科研精密分析二级分析纯A.R红颜色多数分析三级化学纯C.P蓝颜色常规分析四级实验试剂L.R棕颜色辅助分析,2020/5/15,17,四.标准溶液的配制与标定,标准溶液：已知准确浓度的溶液1.直接法：用基准物质配制步骤：基准物分析天平容量瓶例如配0.02000mol/LK2Cr2O7250mL，分析天平称1.4709g溶解转入250mL容量瓶,2020/5/15,18,2.标定法：用非基准物配NaOH,HCl,KMnO4等,步骤：粗配成大致浓度(托盘天平量筒取水装试剂瓶)标定(Standardigation)例如配0.1mol/LNaOH溶液1000mL，台秤取大约4.0gNaOH，加大约1L的H2O，摇匀，用标准HCl标定；用基准酸物质标定,2020/5/15,19,注意区分以下概念,物质的量nmol物质的质量mg摩尔质量Mg/mol物质的量浓度cmol/L，mol/m3,1.3滴定分析法计算,一.滴定剂与被测物质之间的关系：“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,滴定反应：tT+bB=cC+dDb当t=b：nB=nT当tb时：nB=nTt,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(Stoichiometricfactor),2020/5/15,21,例2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O,2n(KMnO4)=n(Na2C2O4)或511n(KMnO4)=n(H2C2O4)52,2020/5/15,22,二.溶液浓度的表示,nB1.物质的量浓度：cB=(mol/L)V,m(g)其中：nB(mol)=M(g/mol),若t不等于b的滴定反应，或标定法求物质的量浓度则乘相应计量数,bmTbVTmTcB=/VB=cT=tMTtVBMTVB,2020/5/15,23,2.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),m(g)T标/测=V(mL),注：(1)当V=1mL时，T标液=m被测g/mL(2)写T下标时，滴定剂在前，被测在后，斜线表示“相当于”，或T测/标,2020/5/15,24,3.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,bMBTT/B=cT(g/mL)t1000,2020/5/15,25,三.待测组分含量的计算：用小于1的分数表示，W质量分数，相对量，无量纲,bMBcTVTmBt1000B%=100=100msms,TT/BVTB%=100mS,2020/5/15,26,四.滴定分析计算示例：,例1欲配制0.02mol/l的K2Cr2O7500mL应称mK2Cr2O7=？,解mB=m(K2Cr2O7)=cCrVCrMCr,500=0.02000294.2=2.942(g)1000,2020/5/15,27,例2欲配制0.1mol/L的H2SO4溶液500mL应取VH2SO4(浓)=？(已知密度D=1.84g/mL，含96%),解c1V1=c2V2或n1=n2,500即0.1=V2DX%/M1000,0.1mol/L0.5L98.07g/mol所以：V2=2.8mL1.84g/mL96%,2020/5/15,28,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,2m硼cHClVHCl=M硼1000,2m硼cHCl=所以cHCl=0.1003mol/LM硼VHCl1000,2020/5/15,29,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,2020/5/15,30,例5求(1+3)HCl溶液物质的量浓度=？(已知浓盐酸12mol/L),解c1V1=c2V2即1.0mL12mol/L=c2(3+1),121故：c2=3mol/L3+1,2020/5/15,31,例6称含Fe样0.3143g，溶解还原Fe2+后用0.02000mol/L的K2Cr2O7滴定消耗21.30mL(1)Fe2O3%=?(M=159.69g/mol)(2)求TK2Cr2O/Fe；TK2Cr2O7/Fe2O3解：Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O可知：nFe2O3=nFe=3nk2Cr2O7故：(1)Fe2O3%=100=,2020/5/15,32,MFe(2)TK2Cr2O7/Fe=6cK2Cr2O7=0.006702g/mL1000,6MFe2O3TK2Cr2O7/Fe2O3=cK2Cr2O7=0.00958g/mL21000,2020/5/15,33,例7称铝样0.2018g，溶解后加入30.00mL0.02018mol/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%=?,解Al3+H2Y2-=AlY+2H+,11nAl2O3=nAl=nEDTAnAl=nZn=nEDTA22,1MAl2O3(nEDTA-nZn)21000Al2O3%=100mS=11.95,2020/5/15,34,例8标定结果的讨论：,若硼砂风化，标定时消耗VHCl多，结果cHCl低若硼砂吸潮，标定时消耗VHCl少，结果cHCl高滴管内壁挂水珠，标定时消耗VHCl多，结果cHCl小,2020/5/15,35,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：TK2Cr2O7/KCN=6.44mg/mL；求KCN%=？,解2MnO4-+CN-+2OH-=2MnO42-+CNO-+H2O,1TKMnO4/KCN=cKMnO4MKCN2故cKMnO4=0.1987mol/L,1(cV)KMnO4KCN2KCN%=100=43.10mS1000,2020/5/15,36,例10取25.00mLKH2C2O4H2C2O42H2O溶液两份,一份用0.1000mLL-1NaOH标夜滴定消耗VNaOH=20.00mL；另一份用KMnO4溶夜滴定VKMnO4=25.00mL，求cKMnO4=？,解1nNaOH=nKMnO4154,酸碱：5KHC2O4H2C2O42H2O=15H+15NaOH氧化还原：KHC2O4H2C2O4=4MnO4-,2020/5/15,37,5故：cNaOHVNaOH=(3)cKMnO4VKMnO44,(cV)NaOH4则：cKMnO4=VKMnO415=0.02133mol/L,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/LK2Cr2O7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？,答案,2020/5/15,39,4.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KMnO441.50毫升，计算KMnO4溶液的物质的量浓度TKMnO4/Fe=？TKMnO4/Fe2O3=？(Na2C2O4的分子量为134.0),6.工业纯碱含Na2CO3约80%，若用0.1000mol/LHCl滴定至甲基橙终点，为使消耗HCl的体积不低于25毫升，问至少称纯碱多少克？,2020/5/15,40,7.0.6913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