第3章 滴定分析法概论

1、教 案 首 页教案完成时间：2007年8月课程名称化学分析授课年级及专业药学2006级（甲、乙班）教学内容授 课 题 目（章、节）第3章 滴定分析法概论教 材 名 称分析化学（第二版），孙毓庆，科学出版社教材起止页码3951计 划 学 时2教学要求掌 握 内 容1、 滴定分析法的有关基本概念；2、 滴定分析中常用的滴定方式；3、 标准溶液的配制、标定方法及其浓度的表示和有关计算；4、 各种滴定分析结果的计算。熟 悉 内 容1、 滴定分析的特点及其分类方法；2、 滴定分析的化学反应必须具备的条件；3、 分布系数、副反应系数。了 解 内 容电荷平衡和质量平衡的含义及化学平衡系统处理基本方法。教学要

2、点重 点1、 滴定分析法的有关基本概念（标准溶液与基准物质、化学计量点与滴定终点、滴定终点误差、指示剂等）2、 标准溶液的配制方法及其浓度计算难 点1、 滴定方式及其适用条件2、 化学平衡的系统处理方法教学进程3.1 概述 （30分钟）3.2 标准溶液 （20分钟）3.3 滴定分析的计算 （30分钟）3.4 滴定分析中的化学平衡 （20分钟）教学方法采用多媒体教学手段，以教师课堂讲授为主，辅以提问、讨论等多种方式，进行启发、诱导式教学，部分内容学生课后自学。参考资料1、普通高等教育“十五”国家级规划教材分析化学（第一版），孙毓庆，科学出版社 2、湖南大学化学主干课程系列教材分析化学，张正奇，科

3、学出版社3、北京大学化学科学译丛分析化学，r. kellner j. m. mermet m. otto h. m. widmer等，北京大学出版社4、卫生部规划教材分析化学（第四版）下册，孙毓庆，人民卫生出版社5、分析化学（第五版），李发美，人民卫生出版社教研室审阅意见：_（教研室主任签名） 年 月 日（教案续页）第 4 次课 授课时间： 2007年9月25、28日 授课地点： 第52、65教室 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配l 第3章第1学时教学进程： 第3次课内容复习及第3章内容提要 2分钟 滴定分析法的有关基本概念s 相关术语 18分钟s 滴定分析法的分类 5分钟s 滴

4、定方式及其适用条件 10分钟 标准溶液s 标准溶液和基准物质 10分钟s 标准溶液浓度的表示方法 5分钟第3章 滴定分析法概论u 本章内容提要：本章扼要地叙述了滴定分析法中涉及的一些基本概念和常用术语，介绍了标准溶液的配制及浓度表示方法和有关计算，讨论了滴定分析中的有关计算，以及滴定分析中涉及的化学平衡系统处理方法。计划学时数为2学时。u 本章重点、难点：滴定分析法的有关基本概念；标准溶液的配制方法及其浓度计算；滴定方式及其适用条件；化学平衡的系统处理方法3.1 概 述 u 本节内容提要：本节介绍了滴定分析法中涉及的一些基本概念和常用术语，主要内容包括滴定曲线和滴定突跃，指示剂，滴定终点误差，

5、滴定分析方法的分类，滴定方式及其适用条件。计划学时数为35分钟。u 本节重点、难点： 滴定分析法的基本概念；滴定方式及其适用条件3.1.1 滴定分析法及有关术语 1、滴定分析法有关术语滴定分析法(titrimetric analysis)：以滴定(titration)的形式将标准溶液(standard solution)（滴定剂）滴加到待测物质溶液中，使其与待测物质发生化学反应，并用适当方法指示出化学计量点，根据所耗去的标准溶液体积计算出待测物质的含量。又称为容量分析(volumetric analysis) ，属于经典的化学分析方法。化学计量点(stoichiometric point; s

6、p)：当加入的标准溶液与被测组分定量反应完全时。指示剂(indicator)：通过其在化学计量点附近发生颜色变化来指示反应的完成的一种辅助试剂。主板书多媒体2主板书多媒体3主板书副板书多媒体48【掌握】基本概念（教案续页）第 次课 授课时间： 授课地点： 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配常用指示剂是一类有机化合物，在溶液中能以多种型体存在，不同型体具有明显不同的颜色。滴定突跃时，溶液的某种性质（如ph）发生急剧变化，指示剂的存在型体也发生相应转变，从而引起溶液颜色发生明显变化，指示滴定终点的到达。指示剂由一种型体颜色变为另一种型体颜色的范围称为指示剂的变色范围(color cha

7、nge interval)。一般情况下，指示剂两种型体浓度之比大（等）于10时，可观察到浓度较大的型体的颜色。当两种型体浓度相等时，溶液呈现指示剂的中间过渡颜色，称为指示剂的理论变色点。指示剂选择的一般原则：指示剂的变色范围应全部或部分位于滴定突跃范围之内，且指示剂的变色点应尽可能接近化学计量点。滴定曲线：通过实验或计算方法记录滴定过程溶液参数随加入滴定剂体积变化所得图形，主要用于表征滴定反应过程的变化规律性，对指示剂的选择具有重要的实际意义。滴定突跃：在滴定过程中，计量点前后0.1%（滴定分析允许的相对误差）范围内溶液参数的突变。突跃所在的范围称为（滴定）突跃范围。突跃范围主要取决于被滴定物

8、质的性质和浓度，一般被滴定物质的起始浓度越高，突跃范围就越大。突跃范围在滴定分析中有重要的实际意义，突跃范围可反映滴定反应的完全程度，其大小是衡量滴定准确度的重要指标，突跃范围越大，滴定反应进行越完全，滴定越准确。同时，突跃范围是选择指示剂的重要依据，只有在突跃范围内产生颜色变化的指示剂，才能用来确定滴定终点。滴定终点(titration end point; ep)：在滴定过程中，指示剂正好发生颜色变化而停止滴定的转变点。化学计量点与滴定终点的关系：化学计量点是根据化学反应的计量关系求得的理论值，而滴定终点是实际滴定时的测量值，二者之间不一定完全一致，由此而引起的误差叫滴定（终点）误差 (t

9、itration end point error; te)。滴定终点误差 是指由于指示剂的变色不恰好在化学计量点，从而使滴定终点与化学计量点不相符合引起的相对系统误差。终点在计量点前，终点误差为负；若终点在计量点后，终点误差为正。终点误差以剩余的待测物质的量或过量的标准溶液的量占应加入标准溶液的量的百分数（千分数）表示，可用ringbom误差公式计算：2、滴定分析法的特点滴定分析法通常用于测定被测组分含量在1%以上的常量组分；准确度较高，在一般情况下，测定的误差不高于0.2%；操作简便、快速，所用仪器简单、价格便宜。因此，滴定分析法是化学分析中很重要的一类方法，具有较高的实用价值。3、滴定分析

10、法的分类 多媒体6【熟悉】多媒体7【熟悉】多媒体4多媒体8【了解】多媒体9【了解】多媒体10（教案续页）第 次课 授课时间： 授课地点： 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配根据所利用的化学反应类型的不同，滴定分析可分为四大类：酸碱滴定法 是一种以质子传递反应为基础的滴定分析法。一般的酸、碱以及能与酸、碱直接或间接发生质子转移的物质，都可以用酸碱滴定法测定。沉淀滴定法 是一种以沉淀生成反应为基础的滴定分析方法。最常用的是利用生成难溶银盐的反应，即“银量法”。配位（络合）滴定法 是一种以配位反应为基础的滴定分析方法。目前广泛使用氨羧络合剂作为标准溶液，其中最常用的是乙二胺四乙酸的二钠盐

11、（edta，用h2y2-表示），可滴定多种金属离子。氧化还原滴定法 是一种以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。可以用氧化剂作为标准溶液测定还原性物质，如直接碘量法、高锰酸钾法、重铬酸钾法等；也可用还原剂作为标准溶液测定氧化性物质，如间接碘量法。非水滴定法(nonaqueous titration)：指采用水以外的溶剂作为滴定介质的一大类滴定分析方法。3.1.2 滴定方式 1、直接滴定法(direct titration) 即用标准溶液直接滴定被测物质。适用于直接滴定分析的化学反应必须具备以下几个条件： 反应必须按一定的反应式进行，即反应具有确定的化学计量关系，没有副反应发生。反应必须定量地进行

12、完全。通常要求反应完全程度达到99.9%以上。反应必须迅速完成。若反应速度较慢，可采取加热、使用催化剂等措施来提高反应速度。必须有合适、可靠的确定滴定终点的方法。直接滴定法是最常用和最基本的滴定方式，简便、快速，引入的误差较少。但是，如果标准溶液与被测物质的反应不能完全满足上述要求，则应采取下述滴定方式：2、返滴定法(back titration) 适用于下述情况：滴定反应速度较慢；反应物是不溶于水的固体而无法配制成溶液；滴定反应不能立即定量完成；滴定反应找不到合适的指示剂。具体操作是先加入一定量过量的滴定剂，使反应完全，等反应完成后，再用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂，故该法也称为剩余滴定法

13、。3、置换滴定法(replacement titration) 适用于滴定剂与待测物的反应不按确定的反应式进行（伴有副反应）的情况。即先用适当的试剂与被测物质发生置换反应，定量置换出另一种能与滴定剂反应的物质，然后再用滴定剂滴定。4、间接滴定法(indirect titration) 对于不能与滴定剂直接起反应的物质，还可通过其他的化学反应，再用适当的标准溶液滴定反应产物来间接进行测定。【掌握】类型主板书多媒体11多媒体12【掌握】条件多媒体13、14【熟悉】多媒体15【熟悉】多媒体16【了解】（教案续页）第 次课 授课时间： 授课地点： 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配3.2

14、标 准 溶 液u 本节内容提要：本节介绍了标准溶液和基准物质的概念，标准溶液的配制方法，浓度表示方法及其相关计算。计划学时数为15分钟。u 本节重点、难点：基准物质条件；标准溶液的配制方法、浓度表示及其有关计算。3.2.1 标准溶液和基准物质 标准溶液(standard solution) 是一种浓度准确已知的溶液，在滴定分析中常用作滴定剂。标准溶液的配制方法有两种：1、直接法（称量法） 对于基准物质可以采用直接法配制成一定浓度的标准溶液。准确称取一定量的基准物质，用适当溶剂溶解后，定量转移至容量瓶中，稀释至刻度。根据称取物质的质量和溶液的体积，计算出标准溶液的准确浓度。基准物质(standa

15、rd substance) 能用来直接配制标准溶液和标定标准溶液的物质，又称为基准试剂。应符合下列条件： 组成与化学式完全相符（若含结晶水，其结晶水的含量也应与化学式相符）；纯度高（99.9%）；性质稳定（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）；最好有较大的摩尔质量（摩尔质量越大，称取的量越多，称量误差可相应地减小）。参加滴定反应时，按反应式定量进行，没有副反应。2、间接法（标定法） 对于不符合基准物质条件的试剂，不能用于直接配制标准溶液，而只能采用间接法来配制，即先配制成近似于所需浓度的溶液，再用基准物质或已用基准物质标定过的标准溶液来确定其准确浓度，这种操作

16、过程称为标定(standardization)。用基准物质进行标定 精密称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的标准溶液进行滴定。根据滴定所消耗的标准溶液体积及称取的基准物质质量，计算该标准溶液的准确浓度。大多数标准溶液采用这种方法来获得其准确浓度。有时也可用另一种已标定过的标准溶液标定，但其准确度不及直接用基准物质标定的好，这种方法也称为“比较法”。与标准溶液进行比较 准确吸取一定量的待标定溶液，用已用基准物质标定过的标准溶液进行滴定。根据两种溶液的体积及标准溶液的浓度计算出待标定溶液的准确浓度。此法不及前者应用普遍。应注意：标定要平行测定34次，相对平均偏差0.2%。主板书多媒体17主板书副

17、板书多媒体18多媒体19【掌握】条件副板书多媒体18（教案续页）第 次课 授课时间： 授课地点： 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配3.2.2 标准溶液浓度的表示方法1、物质的量浓度(molar concentration; molarity)：单位体积溶液中所含溶质b的物质的量。（mol/l或mmol/ml）由于，则2、滴定度(titer, t)：指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（g或mg），以tt/b表示（其中t表示标准溶液溶质的化学式；b表示待测物质的化学式），单位是g/ml（或mg/ml）。（以上为第3章第1学时内容）主板书多媒体20【掌握】两种表示方法课堂练习多媒体3

18、436（教案续页）第 4 次课 授课时间： 2007年9月25、28日 授课地点： 第52、65教室 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配l 第3章第2学时教学进程： 滴定分析中的有关计算 30分钟 滴定分析中的化学平衡 15分钟 本章重点内容小结 5分钟3.3 滴定分析的计算 u 本节内容提要：本节讨论了滴定分析中的化学计量关系，在此基础上介绍了滴定分析法中涉及的有关计算，主要内容包括标准溶液浓度的有关计算，物质的量浓度与滴定度之间的换算，待测物质质量分数的计算。计划学时数为30分钟。u 本节重点、难点：标准溶液浓度的有关计算3.3.1 滴定分析计算的依据 t t + b b p（

19、滴定剂） （被滴物） （生成物）式中：b/t或t/b称为换算因数，即反应式中两物质计量系数之比，通常称为摩尔比。3.3.2 滴定分析计算实例 1、标准溶液浓度的有关计算直接法：（mol/l）标定法：由 又 （）主板书多媒体21主板书多媒体22主板书多媒体23多媒体24课堂练习多媒体3740（教案续页）第 次课 授课时间： 授课地点： 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配比较法：由 （）2、物质的量浓度(ct)与滴定度(tt/b)之间的换算根据滴定度tt/b的定义，当vt=1时，mb=tt/b，则3、待测物质质量分数的计算设s为样品质量（g），mb为样品中待测组分b的质量（g），则待测

20、组分b的百分含量为： 或4、其他相关计算 公式（）还可用于：用基准物质标定标准溶液时估计应称取基准物质（或待测物）的质量；用基准物质标定标准溶液时估计应消耗标准溶液的体积。多媒体25多媒体26课堂练习多媒体41多媒体27课堂练习多媒体4243（教案续页）第 次课 授课时间： 授课地点： 教 学 主 要 内 容教学要求、方法及时间分配3.4 滴定分析中的化学平衡u 本节内容提要：本节讨论了滴定分析中涉及的化学平衡关系，引入了分布系数和副反应系数的基本概念，在质量平衡和电荷平衡的基础上介绍了滴定分析法中化学平衡的系统处理方法。计划学时数为15分钟。u 本节重点、难点：化学平衡的系统处理方法3.4.1 分布系数和副反应系数 1、分布系数()滴定分析的化学平衡体系溶液中，某组分各存在型体在平衡状态时的浓