标准溶液的配制方法及基准物质VIP

2.2.1标准溶液制备方法及基准物质标准溶液是已知正确浓度的溶液，是滴定分析进行定量计算的依据之一。 无论采用哪种滴定方法，标准溶液都是必不可少的。 因此，正确制备标准溶液，确定其正确浓度，正确贮藏标准溶液与滴定分析结果的正确性有关。 制备标准溶液方法一般有以下两种2.2.1.1直接调制法用分析天平准确测量一定量的物质，溶于适量的水后，定量转移到容量瓶中，稀释至标线，平稳振荡。 根据溶质的质量和容积瓶的体积计算该溶液的正确浓度。能够直接制备标准溶液的物质被称为标准物质或者标准试剂，也是决定某种溶液正确浓度的标准物质。 作为基准物质，必须满足以下要求(1)试剂必须具有足够高的纯度，一般纯度在99.9%以上，所含杂质不影响滴定反应的精度。(2)物质的实际组成与其化学式完全一致，如果含有结晶水(例如硼砂Na2B4O710H2O )，则其结晶水的数量也必须与化学式完全一致.(3)试剂须保持稳定。 例如，难以吸收空气中的水分和二氧化碳，难以被空气氧化，加热干燥时难以分解等。(4)试剂摩尔质量大可减少称重误差。 常用的参考物质有纯金属和一些纯化合物，如Cu、Zn、Al、Fe和K2Cr2O7、Na2CO3、MgO、KBrO3等，它们的含量一般可达99.9%以上，甚至99.99%。请注意，高纯度试剂和光谱纯度试剂中有些纯度高，但只能说明杂质含量低。 由于组成可能含有不定的水分和气体杂质，其组成未必与化学式正确一致，因此主要成分的含量可能未达到99.9%，不能作为基准物质使用。 一般标准物质及其应用范围见表2.1。表2.1常用标准物质的干燥条件和应用基准物质干燥后组成干燥条件标定对象名字化学式碳酸氢钠NaHCO3Na2CO3270300酸十水合碳酸钠Na2CO310H2ONa2CO310H2O270300酸硼砂Na2B4O710H2ONa2B4O710H2O里面有NaCl蔗糖饱和溶液在一个密封的容器里酸草酸二水合物H2C2O42H2OH2C2O42H2O室温空气干燥碱或KMnO4邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O4KHC8H4O4110120碱性重铬酸钾K2Cr2O7K2Cr2O7140150还原剂溴酸钾KBrO3战斗机KBrO3战斗机130还原剂草酸钠Na2C2O4Na2C2O4130KMnO4碳酸钙CaCO3CaCO3110EDTA锌ZnZn保存在室温干燥器中EDTA氯化钠NaClNaCl500600AgNO3硝酸银AgNO3AgNO3220250氯化物2.2.1.2间接调制法(标定法)制备标准溶液所需的大量试剂不能完全满足上述标准物质所需的条件。 例如，NaOH容易吸收空气中的二氧化碳和水分，难以确定纯度不高的市售盐酸中的HCl的正确含量，容易挥发的KMnO4和Na2S2O3等难以精制，光分解，在空气中变得不稳定等。 因此，此类试剂不能直接法制备标准溶液，只能间接法制备。 也就是说，调制接近必要浓度的溶液，用基准物质(或其他物质的标准溶液)测定正确的浓度。 这种确定准确浓度的操作称为标定。例如，为了制备0.1molL-1HCl标准溶液，首先用一定量的浓HCl水稀释，制备浓度约为0.1molL-1的稀溶液，然后滴定用该溶液准确称量的无水Na2CO3基准物质，直到两者的定量反应完全为止，通过滴定消耗HCl溶液的体积和无水Na2CO3的质量，确保HCl溶液的准确性大多数标准溶液的准确浓度由标定的方法确定。在常数成分的测定中，标准溶液的浓度在大约0.01 moll-11 moll-1的范围内，通常根据测定的成分的含量的高低来选择标准溶液的浓度的大小。为了提高标定精度，标定时应注意以下几点标定要求平行测定34次，至少重复3次，测定结果的相对偏差在0.2%以下。为了减少测定误差，据说取得基准物质的量不太多，至少应该在0.2g以上的同样滴定中消耗到终点的标准溶液的体积也不能小，但是最好在20mL以上。溶液的制备和标定所使用的测定器，如滴定管、容积瓶、移液管等，根据需要修正体积，考虑温度的影响。标定的标准溶液有时必须妥善保存，以免溶液浓度因水分蒸发而变化，不稳定。 例如，光容易分解的AgNO3和KMnO4等标准溶液最好放入茶色的瓶子中，保存在暗处，吸收空气中的二氧化碳，对玻璃有腐蚀作用的强碱溶液最好放入塑料瓶中，在瓶口放入苏打石灰管，吸收空气中的二氧化碳和水。 对于不稳定的标准溶液，长期放置后，使用前需要重新测定浓度。2.2.2标准溶液浓度的显示方法2.2.2.1物质的量浓度(c，简称浓度)物质的量浓度是指单位体积溶液中的含有溶质b的物质的量，用符号cB表示。 即，即cB=nB /VB (2.1 )原因nB=mB/MB (2.2 )mB=cBVBMB (2.3 )式(2-1)中，b是溶质化学式，nB是溶质b的物质的量，其SI单元为mol，VB是溶液的体积，其SI单元为m3； 因此，物质的量浓度cB的SI单位为molm-3，分析化学中常用的单位为molmm1或molm-3。式(2-2)中，mB为物质b的质量，常用单位为g，mB为物质b的摩尔质量，其SI单位为Kgmol-1，分析化学中常用的单位为gmol-1。 以此为单位，原子、分子或离子的摩尔质量与其相对原子质量、分子质量或相对离子质量在数值上相等。2.2.2.2滴定率(t )在工业生产中，测定对象比较固定，多使用相同的标准溶液测定相同的物质，因此用滴定度表示标准溶液的浓度，计算简便、迅速。 滴定度是指1mL标准溶液相当于被测物质的质量(单位为gmL-1或mgmL-1 )，用符号TA/B表示。 其中，a为被测物质，b为滴定剂。 例如，当K2Cr2O7标准溶液1.00ml恰好与0.005682g Fe完全反应时，该K2Cr2O7溶液相对于Fe滴定度TFe/K2Cr2O7=0.00568