中科大分析化学cha课件

1、中科大分析化学chaChapter 1 绪论绪论1-4 滴定分析法概述滴定分析法概述四、标准溶液和基准物质四、标准溶液和基准物质(Standard solution and Primary standard) 标准溶液：已知准确浓度的溶液，用作滴标准溶液：已知准确浓度的溶液，用作滴定剂定剂 获得方式：直接配制，标定获得方式：直接配制，标定 基准物质：可以直接用来配制溶液基准物质：可以直接用来配制溶液(或直接或直接标定标准溶液）的物质标定标准溶液）的物质中科大分析化学cha1.基准物质应符合的要求基准物质应符合的要求1)试剂的组成与化学式完全相符试剂的组成与化学式完全相符2)试剂的纯度应足够高试

2、剂的纯度应足够高3)试剂在一般情况下应该很稳定，不会被空试剂在一般情况下应该很稳定，不会被空气氧化或吸收空气中的气氧化或吸收空气中的H2O和和CO24)试剂参加反应时，应按反应式定量进行试剂参加反应时，应按反应式定量进行5)试剂应有较大的摩尔质量试剂应有较大的摩尔质量中科大分析化学cha2.常用的基准物质有纯的化合物或纯单质常用的基准物质有纯的化合物或纯单质 酸碱滴定：酸碱滴定： 标定碱，标定碱，KHC8H4O4，H2C2O42H2O 标定酸，标定酸，Na2CO3，Na2B4O710H2O 配位滴定，标定配位滴定，标定EDTA：CaCO3，Zn，ZnO，Pb，Pb(NO3)2 氧化还原：标定还

3、原剂，氧化还原：标定还原剂，K2Cr2O7，KBrO3，I2；标定氧化剂，；标定氧化剂，Na2C2O4，Fe，(NH4)2Fe(SO4)2 沉淀滴定：沉淀滴定：NaCl，KCl，AgNO3中科大分析化学cha3.标准溶液的配制标准溶液的配制1)直接法直接法 准确称取一定量的基准物质，溶解后准确准确称取一定量的基准物质，溶解后准确配制成一定体积的溶液。根据物质的质量配制成一定体积的溶液。根据物质的质量和体积，计算出标准溶液的浓度。和体积，计算出标准溶液的浓度。 例如，配制邻苯二甲酸氢钾标准溶液。称例如，配制邻苯二甲酸氢钾标准溶液。称取取5.0155 g基准基准KHC8H4O4(Mw204.22)

4、,用水溶解后，定量转移到用水溶解后，定量转移到250 mL容量瓶中，容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。此标准溶液用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。此标准溶液浓度浓度c=0.1000 molL-1 B1中科大分析化学cha2)标定法标定法 很多试剂不符合基准物质的要求，不能直很多试剂不符合基准物质的要求，不能直接配制标准溶液接配制标准溶液(HCl，NaOH，KMnO4，EDTA等等 )。 不能由直接配制得到的标准溶液可以配制不能由直接配制得到的标准溶液可以配制后标定得到后标定得到 先将该试剂配制成大约需要的浓度，再用先将该试剂配制成大约需要的浓度，再用基准物质基准物质(或另一种标准溶液或另一种标准溶液

5、)滴定来确定其滴定来确定其准确浓度，这一过程称为标定。准确浓度，这一过程称为标定。中科大分析化学cha 例如，配制例如，配制0.1 molL-1的的NaOH标准溶液，标准溶液，操作如下：台秤上快速称取操作如下：台秤上快速称取1.6 g固体固体NaOH，溶于，溶于400 mL蒸馏水中，倒入塑料蒸馏水中，倒入塑料瓶中，振摇均匀。然后称取一定量的瓶中，振摇均匀。然后称取一定量的KHC8H4O4，定容摇匀后，定容摇匀后(如前例如前例S1) ，移，移取取25.00 mL溶液至锥形瓶中，用配制的溶液至锥形瓶中，用配制的NaOH滴定，以酚酞为指示剂，至粉红色半滴定，以酚酞为指示剂，至粉红色半分钟不褪为终点。

6、由分钟不褪为终点。由KHC8H4O4的浓度和消的浓度和消耗耗NaOH的体积可计算出的体积可计算出NaOH的准确浓度。的准确浓度。标定得到的浓度不一定是整数，可能为标定得到的浓度不一定是整数，可能为0.0992，0.1012 molL-1等。等。中科大分析化学cha 上述上述NaOH经标定后就成为已知准确浓度的经标定后就成为已知准确浓度的标准溶液。标准溶液。 没有合适的基准物质进行标定时，可以用没有合适的基准物质进行标定时，可以用其它标准溶液进行标定。如上述其它标准溶液进行标定。如上述NaOH溶液，溶液，可用已知准确浓度的可用已知准确浓度的HCl溶液进行标定。准溶液进行标定。准确移取确移取25.

7、00mL NaOH溶液，以溶液，以HCl溶液进溶液进行滴定，甲基橙为指示剂，终点时由消耗行滴定，甲基橙为指示剂，终点时由消耗的的HCl体积和浓度计算出体积和浓度计算出NaOH的浓度。的浓度。中科大分析化学cha 标定时，尽量选用基准物质标定时，尽量选用基准物质 标定时，选择的基准物质或标准溶液的滴标定时，选择的基准物质或标准溶液的滴定条件尽量与进行分析时的条件保持一致定条件尽量与进行分析时的条件保持一致或相似，以消除标定对分析结果的影响。或相似，以消除标定对分析结果的影响。 例，标定例，标定EDTA中科大分析化学cha4.标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法1)物质的量浓度物质的量浓度

8、(Concentration of amount of substance, 符号为符号为c ) 单位体积中所含溶质的物质的量单位体积中所含溶质的物质的量 物质的量单位，物质的量单位，mol；体积单位，；体积单位，L；物质；物质的量浓度为的量浓度为molL-1 简称为量浓度或浓度简称为量浓度或浓度 符号符号cB，如，如cNaOH0.1012 molL-1中科大分析化学cha 物质物质B的摩尔质量为的摩尔质量为MB(数值上等于式量数值上等于式量)，若质量为若质量为mB，物质的量，物质的量nB，体积，体积VB和浓度和浓度cB之间的基本关系为：之间的基本关系为： nB mB/ MB mB= nB M

9、B cB nB/ VB nB= cB VB cB (mB/ MB) / VB mB= cB VB MB中科大分析化学cha 例例1.准确称取基准物质邻苯二甲酸氢钾准确称取基准物质邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4,Mw204.22) 5.0155 g，用水，用水溶解后，定量转移到溶解后，定量转移到250 mL容量瓶中，稀容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，求其浓度。释至刻度，摇匀，求其浓度。 已知已知KHC8H4O4 Mw204.22，V250.00 mL，m5.1055 g，则，则 cB nB/ VB (mB/ MB) / VB (5.1055/204.22)/(250.00/1000) 0.1000

10、 molL-1中科大分析化学cha 例例2 欲配制欲配制250 mL0.01667 molL-1的的K2Cr2O7标准溶液，应称取标准溶液，应称取K2Cr2O7多少克？多少克？ 解：已知解：已知 c0.01667 molL-1，V250.00 mL，M294.18， m= c V M =0.01667250.00294.18/1000 =1.2260(g)中科大分析化学cha2)滴定度滴定度(Titer) 在分析对象固定时，用滴定度来表示标准在分析对象固定时，用滴定度来表示标准溶液的浓度可以简化计算。溶液的浓度可以简化计算。 滴定度有两种表示方式滴定度有两种表示方式T TS S- -每每mLm

11、L标准溶液所含溶质的质量标准溶液所含溶质的质量(g),(g),单位单位为为 g/mLg/mL 如：如：T TNaOHNaOH0.1000 g/mL0.1000 g/mLT TS/XS/X- -每每mLmL标准溶液相当于被测物质的质量标准溶液相当于被测物质的质量(g)(g)中科大分析化学chaT TS/XS/X- -每每mLmL标准溶液相当于被测物质的质量标准溶液相当于被测物质的质量(g)(g) 如：如：T T（K2Cr2O7/Fe)=0.005000 g/mL,)=0.005000 g/mL, 表示表示K2Cr2O7标准溶液相当于标准溶液相当于0.005000 g 的的Fe。 用这种标准溶液滴

12、定铁样时，由消耗的标用这种标准溶液滴定铁样时，由消耗的标准溶液体积可以方便地计算出被测物质的准溶液体积可以方便地计算出被测物质的克数。克数。 当称样量固定时，可直接表示成当称样量固定时，可直接表示成1 1mL滴定滴定剂相当于被测物质的质量百分数。剂相当于被测物质的质量百分数。中科大分析化学chaT T（K2Cr2O7/Fe)=0.100)=0.100/mL(/mL(固定称样量固定称样量) ) 表示消耗表示消耗1mL1mL的的K2Cr2O7相当于试样中相当于试样中Fe含含量为量为0.100 滴定度在批量分析和例行分析时应用较多滴定度在批量分析和例行分析时应用较多3)质量浓度质量浓度(mass c

13、oncentration)单位体积溶液中所含溶质的质量单位体积溶液中所含溶质的质量(gL-1) B=mB / VB 中科大分析化学cha1-5 滴定分析的计算滴定分析的计算 溶液的配制和标定，测定结果溶液的配制和标定，测定结果一、基本关系式一、基本关系式(计量关系计量关系)1.滴定剂滴定剂(标准溶液标准溶液)的物质的量的物质的量nA与被测定物与被测定物质的物质的量质的物质的量nB的关系的关系滴定反应滴定反应 aAbBcCdD A和和B的化学计量关系为的化学计量关系为a:b，物质的量关系，物质的量关系 nA:nB =a:b因此：因此：nA=a/bnB nB=b/anA中科大分析化学cha 例如，

14、重铬酸钾法测铁，例如，重铬酸钾法测铁，Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O a=1,b=6, n(K2Cr2O7)=1/6nFe ， nFe=6 n(K2Cr2O7) Na2C2O4标定标定KMnO4 在返滴定、置换滴定和间接滴定中，涉及在返滴定、置换滴定和间接滴定中，涉及到几个反应时，应从反应关系式出发，找到几个反应时，应从反应关系式出发，找出滴定剂和被测物质之间的计量关系出滴定剂和被测物质之间的计量关系 K2Cr2O7标定标定Na2S2O3中科大分析化学cha2.试样中被测组分试样中被测组分B含量的计算含量的计算滴定反应滴定反应 aAbBcCdD质量百分数质量百分

15、数 B%=mB/ms100 mB-被测组分质量被测组分质量(g), ms-试样量试样量(g)mB=nB MB=b/anAMB=b/acAVA/1000MB将上述关系带入，得到：将上述关系带入，得到：B%=(cAVA b/aMB)/1000ms100中科大分析化学chaB%=(cAVA b/aMB)/1000ms100 上式表明，被测组分上式表明，被测组分B的质量百分数可由滴的质量百分数可由滴定剂定剂(标准溶液标准溶液)滴定时所消耗的体积滴定时所消耗的体积(读数读数)和其浓度和其浓度(已知已知)，以及反应时的化学计量关，以及反应时的化学计量关系求得系求得中科大分析化学cha3.溶液浓度间的换算溶

16、液浓度间的换算1)溶液的稀释溶液的稀释 浓溶液浓溶液(稀释稀释)工作溶液工作溶液 稀释时物质的量保持不变，因此由稀释时物质的量保持不变，因此由nA=cAVA 可知可知 c1V1 c2V2中科大分析化学cha2)量浓度量浓度c与滴定度与滴定度T的关系的关系 反应反应 aAbBcCdDTA/B为为1mL滴定剂相当于被测组分滴定剂相当于被测组分B的质量的质量(g) mB=b/anAMB=b/acAVA/1000MB 此式表示的是此式表示的是VAmL标准溶液对应的标准溶液对应的B的质的质量量(g)，当，当VA=1mL时，即有时，即有 TA/B=b/acAMB/1000或：或： cA=a/bTA/B10

17、00/MB中科大分析化学cha3)量浓度与质量浓度cA=nA/VA=(mA/MA)/VA=A/MA或： AcAMA中科大分析化学cha二、计算实例二、计算实例 溶液的配制、标定和溶液的配制、标定和被测组分含量的被测组分含量的计算计算 1)实验需要实验需要0.1molL-1HCl溶液溶液500mL，用浓盐酸如何用浓盐酸如何配制？配制？(浓盐酸含浓盐酸含HCl约约36，密度，密度d1.18) 2)配制配制0.1molL-1NaOH溶液溶液500mL，需称取需称取NaOH多少克？多少克？(NaOH Mw=40)中科大分析化学cha 3)称取基准物硼砂称取基准物硼砂(Na2B4O710H2O, Mw=

18、381.37) 4.7671g，溶解后定量转移，溶解后定量转移至至250 mL容量瓶中。用移液管移取此容量瓶中。用移液管移取此溶液溶液25.00 mL，用，用HCl溶液滴定至终点，溶液滴定至终点，消耗消耗HCl 25.56 mL。计算。计算HCl溶液的浓溶液的浓度。度。中科大分析化学cha 4)称取铁矿石试样称取铁矿石试样0.3348 g，用盐酸，用盐酸溶解后，以溶解后，以SnCl2将铁全部还原为将铁全部还原为Fe2+。用用0.02000 molL-1K2Cr2O7标准溶液标准溶液滴定至终点时，用去滴定至终点时，用去22.60 mL。试计。试计算试样中算试样中Fe和和Fe2O3的质量百分数。的质量百分数。中科大分析化学cha 5)称取基准物称取基准物Na2C2O4 0.2262 g，标，标定定KMnO4溶液的浓度。滴定至终点时溶液的浓度。滴定至终点时用去用去