滴定分析法概述PPT课件

滴定分析法,.,2,.,3,容量瓶,常用滴定分析仪器,锥形瓶,烧杯,容量仪器,量筒,酸式滴定管,移液管,吸量管,.,4,.,5,滴定分析概述,滴定分析的过程和分类滴定分析法对化学反应的要求和滴定分析基准物质和标准溶液滴定分析的误差滴定分析结果的计算,.,6,滴定分析法:将一种已知其准确浓度的试剂溶液（称为标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到化学反应完全时为止，然后根据所用试剂溶液的浓度和体积可以求得被测组分的含量，这种方法称为滴定分析法(或称容量分析法)。是化学分析法中的重要分析方法之一。,第一节滴定分析的过程和分类,.,7,标准溶液（滴定剂）化学计量点sp滴定终点（终点）ep终点误差Et,.,8,基本术语：滴定：将滴定剂通过滴管滴入待测溶液中的过程滴定剂：浓度准确已知的试样溶液指示剂：滴定分析中能发生颜色改变而指示终点的试剂滴定终点：滴定分析中指示剂发生颜色改变的那一点（实际）化学计量点：滴定剂与待测溶液按化学计量关系反应完全的那一点（理论）,.,9,滴定分析法是定量分析中的重要方法之一，此种方法适于百分含量在1以上各物质的测定，有时也可以测定微量组分滴定分析法快速、准确、仪器设备简单、操作方便、价廉，可适用于多种化学反应类型的测定分析结果的准确度较高，一般情况下，其滴定的相对误差在0.1%左右。所以该方法在生产和科研上具有很高的实用价值，应用广泛。,滴定分析法的特点：,.,10,滴定操作,.,11,滴定分析的分类（按化学反应的类型）酸碱滴定滴定分析配位滴定氧化还原滴定沉淀滴定,.,12,酸碱滴定法:以质子传递反应为基础的滴定分析法。例：用NaOH标准溶液测定HAc含量OH-+HAc=Ac-+H2O主要用于测量酸碱性物质的含量,.,13,配位滴定法：以配位反应为基础的滴定分析法。例:用EDTA标准溶液测定Ca2+的含量Y4-+Ca2+=CaY2-主要用于测定金属离子的含量。,.,14,氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的滴定分析法。例：用KMnO4标准溶液测定Fe2+含量。MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O主要用于测定氧化、还原性物质，以及能与氧化还原性物质发生反应的物质的含量。分为碘量法、高锰酸钾法、亚硝酸钠法、重铬酸钾法、铈量法等。,.,15,沉淀滴定法：以沉淀反应为基础的滴定分析法。例：用AgNO3标准溶液测定Cl-的含量Ag+Cl-AgCl（白色）常用的是银量法。,.,16,反应要完全：被测物质与标准溶液之间的反应要按一定的化学方程式进行，而且反应必须接近完全(通常要求达到99.9%以上)。这是定量计算的基础。反应速度要快：滴定反应要求在瞬间完成，对于速度较慢的反应，有时可通过加热或加入催化剂等办法来加快反应速度。要有简便可靠的方法确定滴定的终点。,二、滴定分析法对滴定反应的要求,.,17,直接滴定法返滴定法置换滴定间接滴定,第二节滴定分析法的滴定方式,.,18,一直接滴定法凡符合上述条件的反应，就可以直接采用标准溶液对试样溶液进行滴定，这称为直接滴定。（涉及一个反应）,.,19,滴定剂与被测物之间的反应式为：aA+bB=cC+dD当滴定到化学计量点时，a摩尔A与b摩尔B作用完全：则：nA/nB=a/b，nA=(a/b)nB(cV)A=(a/b)（cV)B或：(cV)A=(a/b)(W/M)B酸碱滴定中，标准溶液浓度通常为：0.1mol/L左右，滴定剂消耗体积在2030mL之间，由此数据可计算称取试样量的上限和下限。,直接滴定法,.,20,二返滴定法先加入一定，且过量的标准溶液，待其与被测物质反应完全后，再用另一种滴定剂滴定剩余的标准溶液，从而计算被测物质的量，因此返滴定法又称剩余量滴定法（涉及到两个反应）。适用：反应较慢或难溶于水的固体试样,.,21,例：配位滴定法测定铝先加入准确体积的、过量的标准溶液EDTA，加热反应完全后，再用另一种标准溶液（Zn2+），滴定过量的EDTA标准溶液。反应1：Al3+Y4-（准确、过量）=AlY反应2：Zn2+Y4-=ZnY(nEDTA)总-(nEDTA)过量=(nAl)(nEDTA)过量=(a/b)nZn；a/b=1(cV)EDTA总-(cV)Zn=(cV)Al,返滴定法,.,22,三置换滴定法先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质，再用标准溶液去滴定该物质的方法,适用：无明确定量关系的反应,.,23,置换滴定法,.,24,四间接滴定法,不能与滴定剂反应的某些物质，可通过另外的化学反应使其生成能被滴定的物质，间接以滴定法定量进行（涉及到多个反应）。,适用：不能与滴定剂起化学反应的物质,.,25,例：以KBrO3为基准物，测定Na2S2O3溶液浓度。(1)KBrO3与过量的KI反应析出I2：BrO3-+6I-+6H+=3I2+Br-+3H2On(BrO3-)=1/3n(I2),(2)用Na2S2O3溶液滴定析出的I22S2O32-+I2=2I-+S4O62-n(I2)=1/2n(S2O32-)(3)KBrO3与Na2S2O3之间物质的量的关系为：n(BrO3-)=1/3n(I2)=1/6n(S2O32-)(cV)S2O32-=6(W/M)BrO3-,间接滴定法,.,26,第三节基准物质和标准溶液,一概念,标准溶液：浓度准确已知的溶液基准物质：能用于直接配制或标定标准溶液的物质,.,27,凡是符含上述条件的物质，在分析化学上称为“基准物质”或称“基准试剂”。凡是基准试剂，都可以用直接法配成标准溶液。,3.在空气中要稳定。例如加热干燥时不分解，称量时不吸湿，不吸收空气中的CO2，不被空气氧化等。,4.试剂最好具有较大的摩尔质量。因为摩尔质量越大，称取的量就越多，称量误差就可相应的减少,1.实际组成应与化学式完全符含。若含结晶水时，如硼砂Na2B4O710H2O,其结晶水的含量也应与化学式符合。,2.纯度较高(一般要求纯度在99.9%以上)，所含杂质应不影响滴定反应的准确度(0.01-0.02%)。,基准物质的要求,.,28,（一）物质的量浓度cB表示：cB=nB/VcB单位：molm-3（SI单位）moldm-3或molL-1（常用单位）nBmB/MB；mBcBVBMB,二标准溶液浓度的表示方法,.,29,(二）其它常用浓度表示方法,质量浓度：,质量分数：,.,30,3滴定度,(1)滴定度指每毫升标准溶液含有溶质的质量用TA表示,例1：THCL=0.003001g/mL,表示1mLHCL标液中含有0.003001gHCl,.,31,例如：每毫升H2SO4标准溶液恰能与0.04000gNaOH反应。,(2)滴定度是指每毫升标准溶液相当被测物质的质量。以符号TT/A表示（g/mL或mg/mL）,T是标准溶液中溶质的分子式A是被测物质的分子式,.,32,例：测定铁含量的KMnO4标准溶液，其浓度可表示T(KMnO4/Fe)=0.005682gmL-1表示：lmLKMnO4溶液相当于0.005682g铁，1mL的KMnO4标准溶液能把0.005682gFe2+Fe3+。适用于工业生产中批量分析：m(Fe)T(KMnO4/Fe)V(KMnO4),.,33,例如：用0.04000gmL-1的H2SO4标准溶液滴定烧碱溶液，设滴定时用去22.00毫升，则此试样中NaOH的质量为：,固定分析试样的质量，那么滴定度也可直接表示每毫升标准溶液相当于被测组分的质量分数（）,表示当试样为某一质量时，每消耗1.00mLH2SO4标准溶液就可以中和试样中2.69%的NaOH。,例如：,.,34,对于工厂等生产单位来讲，由于经常分析同一种样品，所以使用滴定度表示标准溶液的浓度，节省计算步骤，可以迅速得出分析结果，非常方便。,例：测定时，用去H2SO4标准溶液10.50mL，则该试样中NaOH的含量为：,.,35,三标准溶液的配制方法,(一)直接配制法准确称取一定质量的物质，溶解于适量水后移入容量瓶，用水稀至刻度，然后根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可算出该标准溶液的准确浓度,.,36,(二)间接配制法（标定法）,先配成接近所需浓度的溶液，然后再用基准物质或用另一种物质的标准溶液来测定它的准确浓度。这种利用基准物质(或用已知准确浓度的溶液)来确定标准溶液浓度的操作过程，称为“标定”。,NaOH：它很容易吸收空气中的CO2和水分盐酸：易挥发，标称浓度也只是大致浓度KMnO4、Na2S2O3等均不易提纯，且见光易分解,.,37,(一)用基准物质标定称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液滴定，然后根据基准物质的质量及待标定溶液所消耗的体积，即可算出该溶液的准确浓度。大多数标准溶液是通过标定的方法测定其准确浓度的。,(二)与标准溶液进行比较准确吸取一定量的待标定溶液，用已知准确浓度的标准溶液滴定；或者准确吸取一定量的已知准确浓度的标准溶液，用待标定溶液滴定。,标定溶液浓度的两种方法,.,38,注意事项,例如：溶液蒸发摇匀见光易分解(AgNO3、KMnO4)棕色瓶强碱溶液塑料瓶碱石灰干燥管性质不稳定的溶液久置后，重新标定,3.配制和标定溶液时用的量器(如滴定管、移液管和容量瓶等)，必要时需进行校正。,2.为了减小测量误差，称取基准物质的量不应太少，每一份基准物都要称量二次，称取基准物的量不少于0.2000g,这样才使称量的相对误差不大于0.1；滴定时消耗标准溶液的体积也不应太小,由于滴定误差每次的读数有0.01ml的误差，每次滴定误差为0.02ml,因此使用的体积必须控制在20-25ml，这样才使滴定管的读数的相对误差不大于0.1。,1.一般要求应平行做34次，至少平行做23，相对偏差要求不大于0.2。,4.标定后的标准溶液应妥善保存。,.,39,（一）称量误差因为砝码未经校准，或天平不等臂造成的误差。1、可由使用同一天平，同一套砝码进行标定和滴定，而消除。2、因为称量绝对误差0.0001g（单次）所以万分之一天平称W0.2000g。,第四节滴定分析的误差,一方法误差,.,40,(二)测量体积的误差1、终点和计量点不吻合，减免方法选合适的指示剂。2、滴定时在终点时标液过量，所以人眼睛对颜色的分辨能力不敏锐，减免方法：标液要一滴滴加入，接近终点时要半滴半滴的加入。3、指示剂本身是弱酸、弱碱、氧化剂、还原剂、配位剂等，所以指示剂本身消耗标液，减免方法：少加入12滴。二、试剂误差试剂不是100%纯的，有杂质，消耗标液。,.,41,三、仪器误差仪器刻度不均匀，读数时，人眼视线不水平等，（单次）绝对误差为0.01ml。(1)、标液用量大于20.00ml。(2)、使用合格仪器。(3)、标定测定在同一条件下，误差就可以能抵消。四、操作误差正常条件下，分析工作者本人的操作和实验条件有出入而引起的误差。如色分辨能力、估数习惯、过失和操作错误。如标液保存不当，仪器洗涤不净，溶液混不均匀，滴定管漏液有气泡，滴定速度不当，读数方法不正确，溅液等。,.,42,五过失误差,1.溶液混合不均匀。当配制标准溶液以及制备试样溶液时，在容量瓶中定容后，必须把溶液摇匀。否则，取其一部分滴定时，这部分的浓度不能代表整个溶液的浓度。2.标准溶液保存不当而使浓度改变。3.仪器洗涤不当。未洗净的仪器不但会引入杂质，且会造成量出体积不准确（液面不规则或挂水珠），所以仪器必须洗至不挂水珠。4.操作不当引起的过失。例如，滴定管漏液，未赶气泡，滴定速度过快，读数方法不正确等。,.,43,滴定分析法中要涉及到一系列的计算问题，如标准溶液的配制和标定，标准溶液和被测物质间的计算关系，以及测定结果的计算等等。现分别讨论如下：,第五节滴定分析计算,.,44,SP时,或,化学计量数之比,物质的量之比,1.化学反应的计量关系2.变化前后（配制标样、稀释、增浓等），不变的量（物质的量）3.按照已知未知量之间关系套用基本公式（已知量和未知量之间的转化）,一滴定分析计算依据,.,45,二滴定分析计算公式,2.被测组分的质量mA,1.被测溶液浓度CA,注意：化学反应配平；单位换算,!注:VT单位为L,!注:VT单位为mL,.,46,3.滴定度T与物质的量浓度C的关系,!注：TA单位为g/mL,2）每毫升标准溶液相当于待测物质的质量,1）1000毫升标液中，所含溶质的质量,.,47,4.待测物百分含量的计算,.,48,例1：选用邻苯二甲酸氢钾作基准物，标定0.2molL-1NaOH溶液的准确浓度。应称取基准物多少克？如改用草酸(H2C2O42H2O)作基准物，应称取多少克？解：以邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）作基准物时：KHC8H4O4+OH-KC8H4O4-+H2O根据反应，邻苯二甲酸氢钾的基本单元为KHP。则n(NaOH)=n(KHP)m(KHP)c(NaOH)V(NaOH)M(KHP)1030.225204.221031g,第五节滴定分析结果的计算,.,49,草酸与氢氧化钠的反应为：H2C2O42NaOHNa2C2O42H2O,根据反应，草酸的基本单元为H2C2O42H2O。则：m(H2C2O42H2O)c(NaOH)V(NaOH)M(H2C2O42H2O)1030.22563.041030.3g由此可见，采用邻苯二甲酸氢钾作基准物可减少称量相对误差。,.,50,例2：,测定工业纯碱中Na2CO3的含量时，称取0.2457g试样，用0.2071molL-1的HCI标准溶液滴定，以甲基橙指示终点，用去HCI标准溶液21.45mL。求纯碱中Na2CO3的质量分数。解:此滴定反应是：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3,.,51,例3：,称取石灰石试样0.1600g，用酸溶解，加入草酸使之沉淀为草酸钙，将沉淀过滤、洗涤后用硫酸溶解，需用c(1/5KMnO4)0.1000molL1的高锰酸钾标准溶液21.08mL，滴定至终点，求石灰石中钙的含量，用(CaCO3)、(CaO)表示。解测定石灰石的反应如下：CaCO32HClCaCl2H2CO3Ca2C2O42CaC2O4CaC2O42HCa2H2C2O42MnO45H2C2O46H2Mn210CO28H2O,.,52,例3：根据反应，滴定方式为？,KMnO4、CaCO3的基本单元分别为CaCO3、