化学第5章滴定法概论

1、5.1 滴定分析法简介滴定分析法简介一、一、定量分析的步骤和定量分析的步骤和要求要求二、二、分析化学中的溶液分析化学中的溶液平衡平衡三、滴定分析法的过程三、滴定分析法的过程和特点和特点四、滴定分析对化学反四、滴定分析对化学反应的要求应的要求五、滴定分析分类五、滴定分析分类一一. .定量分析的步骤和要求定量分析的步骤和要求 测定反应完全程度是保证定量分析结果准确度测定反应完全程度是保证定量分析结果准确度的首要条件。的首要条件。二二. .分析化学中的溶液平衡分析化学中的溶液平衡 1 1）活度平衡常数活度平衡常数 2 2）活度与浓度的关系活度与浓度的关系 3 3）离子活度系数与离子强度的关系离子活度

2、系数与离子强度的关系 4 4）浓度常数与活度常数的关系浓度常数与活度常数的关系三三. .滴定分析法的过程和特点滴定分析法的过程和特点 过程过程: : 滴定分析也称滴定分析也称，该法使用滴定，该法使用滴定管将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴管将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到待测物质的溶液中，直到所加试剂与被测组分加到待测物质的溶液中，直到所加试剂与被测组分按化学计量关系完全反应为止，然后根据标准溶液按化学计量关系完全反应为止，然后根据标准溶液的浓度和用去的体积计算被测物质的含量。的浓度和用去的体积计算被测物质的含量。滴定分析法主要用于滴定分析法主要用于常量组分常量组分的测定

3、。的测定。特点特点是准确度高，误差通是准确度高，误差通常在常在0.0.1%左右左右；操作简便、快速；操作简便、快速；使用的仪器简单、价廉；方法成；使用的仪器简单、价廉；方法成熟，应用范围广泛。熟，应用范围广泛。标准溶液：标准溶液：已经知道准确浓度的试剂溶液。已经知道准确浓度的试剂溶液。化学计量点化学计量点( (sp)sp)：标准溶液与被测物质按一定的化标准溶液与被测物质按一定的化学方程式所表示的计量关系完全反应时，称反应到学方程式所表示的计量关系完全反应时，称反应到达化学计量点。达化学计量点。指示剂：指示剂：在反应的计量点附近能发生颜色突变，从在反应的计量点附近能发生颜色突变，从而确定滴定进行

4、程度的试剂。而确定滴定进行程度的试剂。滴定终点滴定终点( (ep)ep)：根据指示剂的变色而实际停止滴定根据指示剂的变色而实际停止滴定之时。之时。终点误差终点误差( (Et)Et)：化学计量点化学计量点 (理论理论)与滴定终点与滴定终点(实实测测)不完全一致引起的测定误差不完全一致引起的测定误差(又称滴定误差又称滴定误差)。四四. .滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求 反应按一定的反应式进行。反应按一定的反应式进行。反应完全程度达反应完全程度达99.9 %以上，且无副反应发生，这是定量分析的以上，且无副反应发生，这是定量分析的基础。基础。 反应速度快。反应速度快。如果速度较慢，要

5、有适当的措施如果速度较慢，要有适当的措施提高其反应速度。提高其反应速度。(3)(3)有比较简便的方法确定反应终点。有比较简便的方法确定反应终点。五五. .滴定分析分类滴定分析分类 1. 1. 按化学反应类型分类按化学反应类型分类 (1)(1)酸碱滴定法酸碱滴定法: :以酸碱中和反应为基础的一种滴以酸碱中和反应为基础的一种滴定分析，用来测定酸、碱、植物粗蛋白等的含量。定分析，用来测定酸、碱、植物粗蛋白等的含量。 (2)(2)络合滴定法（配位滴定法）络合滴定法（配位滴定法）: :利用配位反应进利用配位反应进行的滴定分析法，主要用于对金属离子进行测定。行的滴定分析法，主要用于对金属离子进行测定。 (

6、3) (3)沉淀滴定法沉淀滴定法: :以沉淀反应为基础的一种滴定分以沉淀反应为基础的一种滴定分析法，主要的沉淀法之一是银量法。析法，主要的沉淀法之一是银量法。 (4)(4)氧化还原滴定法：氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的一以氧化还原反应为基础的一种滴定分析法，可用于对具有氧化还原性质的物质种滴定分析法，可用于对具有氧化还原性质的物质进行测定，也可以间接测定某些不具有氧化还原性进行测定，也可以间接测定某些不具有氧化还原性物质。物质。2.2.按滴定方式分类按滴定方式分类(1)(1)直接滴定法直接滴定法: : 凡是符合对滴定分析要求的反应，凡是符合对滴定分析要求的反应，均可采用标准溶液直接滴定

7、被测物质。例均可采用标准溶液直接滴定被测物质。例: : 强酸滴强酸滴定强碱。定强碱。(2)(2)返滴定法：返滴定法：由于滴定反应较慢，或没有合适指示由于滴定反应较慢，或没有合适指示剂的，可以先加入一定量过量的标准溶液，待标准剂的，可以先加入一定量过量的标准溶液，待标准溶液与试样反应完成后，再用另一种标准溶液滴定溶液与试样反应完成后，再用另一种标准溶液滴定剩余的前一种标准溶液，这种方式称为返滴定法或剩余的前一种标准溶液，这种方式称为返滴定法或回滴法。例如对固体回滴法。例如对固体CaCO3的测定：的测定： CaCO3 (s)+2HCl(标标1)CaCl2 + CO2 +H2OHCl(标标1)+ N

8、aOH(标标2)NaCl+H2O(3)(3)置换滴定法：置换滴定法：对于不按一定反应方程式进行或对于不按一定反应方程式进行或伴有副反应的滴定反应，可先用适当的试剂与被测伴有副反应的滴定反应，可先用适当的试剂与被测物质反应，使其定量地置换出另一种能被定量滴定物质反应，使其定量地置换出另一种能被定量滴定的物质，再用标准溶液滴定，这种滴定方式称为置的物质，再用标准溶液滴定，这种滴定方式称为置换滴定法。换滴定法。(4)(4)间接滴定：间接滴定：不能与滴定剂直接反应的物质，有不能与滴定剂直接反应的物质，有时可以通过另一种化学反应进行间接滴定。时可以通过另一种化学反应进行间接滴定。 5.2 标准溶液浓度的

9、标准溶液浓度的表示方法表示方法一、物质的量浓度一、物质的量浓度 二、滴定度二、滴定度三、质量浓度三、质量浓度一一. .物质的量浓度物质的量浓度c c 单位体积溶液中所含溶质的物质的量。单位体积溶液中所含溶质的物质的量。 c cB Bn nB B/ /V VB B 单位单位 mol/Lmol/L 而而n nB Bm mB B/ /M MB B故故 m mB Bc cB BV VB BM MB B1.每毫升标准溶液相当于待测组分的质量每毫升标准溶液相当于待测组分的质量(g或或mg)。 条 件：固定测定对象。 表示法表示法：T待测物待测物 / 标准溶液标准溶液 单单 位位：g/mL 或或 mg/mL

10、2.每毫升标准溶液相当于待测组分的质量分数每毫升标准溶液相当于待测组分的质量分数。 条 件：固定测定对象；固定试样质量。 表示法表示法：T待测物待测物% / 标准溶液标准溶液 单单 位位：%/mL二二. .滴定度滴定度T T三三.质量浓度质量浓度 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。 表示法：表示法：g/Lg/L、mg/Lmg/L、mg/mLmg/mL5.3 标准溶液的配标准溶液的配制和浓度的标定制和浓度的标定一、直接配制法一、直接配制法二、间接配制法二、间接配制法一一. 直接配制法直接配制法 1. 1. 基准物质基准物质 能用于直接配制标准溶液的化学试剂。能用于直接配

11、制标准溶液的化学试剂。基准物应具备的条件：基准物应具备的条件： ( (1)1)必须具有足够的纯度；必须具有足够的纯度； (2) (2)组成与化学式完全相同；组成与化学式完全相同； (3) (3)稳定；稳定； (4) (4)具有较大的摩尔质量，具有较大的摩尔质量，为什么？为什么？ （可降低称量误差）。（可降低称量误差）。 常用的基准物有：常用的基准物有：Na2CO3；Na2B4O7.10H2O；KHC8H4O4(KHP);CaCO3；K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2O；NaCl；2.2.标准溶液标准溶液的直接配制的直接配制 在分析天平上准确称取一定质量的基准试剂，在分析天平

12、上准确称取一定质量的基准试剂，溶解于适量水后定量转移到容量瓶中定容。根据试溶解于适量水后定量转移到容量瓶中定容。根据试剂的质量和容量瓶的体积，即可直接计算出标准溶剂的质量和容量瓶的体积，即可直接计算出标准溶液的准确浓度。液的准确浓度。 (1) (1) 配制溶液配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。配制成近似所需浓度的溶液。（用什么天平称量？用什么量具量（用什么天平称量？用什么量具量取溶液体积？）取溶液体积？） (2)(2)标定标定 用基准物或另一种已知浓度的用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。标准溶液来滴定。 (3)(3)确定浓度确定浓度 由基准物的质量由基准物的质量( (或标准溶液的或标

13、准溶液的体积和浓度体积和浓度) )来计算。来计算。二、间接配制法（标定法）：二、间接配制法（标定法）：5.4 滴定分析中滴定分析中的计算的计算一、滴定分析计算的一、滴定分析计算的依据和常用公式依据和常用公式二、滴定分析法中的二、滴定分析法中的有关计算有关计算一一. .滴定分析计算的依据和常用公式滴定分析计算的依据和常用公式 滴定剂滴定剂B B与被测物与被测物A A之间的反应式为：之间的反应式为： a A + b B = c C + d D 当滴定到化学计量点时，当滴定到化学计量点时，a 摩尔摩尔 A 物质与物质与 b 摩尔摩尔 B物质物质 作用完全：作用完全： 则：则： nA / nB = a

14、 / b ， nA = (a / b) nB 而而 n = c V = m / M (c V ) A = (a / b )(c V ) B 或或 (m / M) A = (a / b) (c V ) B ( (一一) )标准溶液的配制、稀释和增浓标准溶液的配制、稀释和增浓 基本公式：基本公式：c1 V 1 = c 2 V 2 c V = m / M 解解： 浓浓盐盐酸酸的的浓浓度度1.181030 0. .3 37 7c HCl =36.46= 12.0 mol/L根根据据 c1V1 = c2V20.11 1. .0 0VHCl =12.0= 0.0083 L = 8.3 mL二二. .滴定分

15、析法中的有关计算滴定分析法中的有关计算例：例：欲配制欲配制0.1 mol/ /L HCl标准溶液标准溶液1.0 L，应取浓盐，应取浓盐酸酸( (密度为密度为1.18 g/mL，含量，含量37 %) )多少多少mL ？基本公式：基本公式：(c V ) A = (a / b )(c V ) B (m / M) A = (a / b) (c V ) B( (二二) )标定溶液浓度的有关计算标定溶液浓度的有关计算例：例：标定标定0.2 mol/L NaOH溶液，如选用邻苯二甲溶液，如选用邻苯二甲酸氢钾作基准物质，今欲把所用酸氢钾作基准物质，今欲把所用NaOH溶液的体积溶液的体积控制在控制在25 mL左

16、右，问应称取左右，问应称取KHC8H4O4多少克？多少克？如果改用草酸如果改用草酸( (H2C2O42H2O)作基准物质，则应称作基准物质，则应称取取H2C2O42H2O多少克？多少克？ 解：解： （1） NaOH + KHC8H4O4 = KNaC8H4O4 + H2O设应称取设应称取KHC8H4O4 的质量为的质量为 m1(g)，因为，因为 a /b = 1即即448OHKHCNaOHnn= 0. 225m11000=2040. 225204m1 =1000= 1 g OH2OCNaOCH2NaOH2422422+=+设应称取设应称取H2C2O42H2O的质量为的质量为m2(g) ，因为，

17、因为a / b =1 / 2，即即g0.310002 126250.22= =mnNaOH = 2nH2C2O42H2O(2)( (三三) )物质的量浓度与滴定度之间的换算物质的量浓度与滴定度之间的换算基本公式：基本公式： (m / M) A = (a / b) (c V ) B 滴定度是指每毫升标准溶液相当于待测组分的滴定度是指每毫升标准溶液相当于待测组分的质量质量( (g g或或mg)mg)。例如用例如用K K2 2CrCr2 2O O7 7标准溶液滴定铁时标准溶液滴定铁时: :TFe/K K2 2CrCr2 2O O7 7=0.005000 g/mL它表示它表示1 mL K K2 2Cr

18、Cr2 2O O7 7标准溶液相当于标准溶液相当于0.005000 g Fe。即即V V1 1mL时，时，m0.005000gT(T / M) A= (a/ b) (c 11010-3-3) BT(c MA1010-3-3) )(a / b)得换算公式：得换算公式：cT10103 3MAba(四四)被测物质的质量和质量分数的计算被测物质的质量和质量分数的计算基本公式：基本公式： (m / M) A = (a / b) (c V ) B 质量分数质量分数 w wAmA / m S(c V ) B MA m Sab100%100%练习练习1 1：10.10.应在应在500.0500.0mL0.08

19、000mol/LNaOHmL0.08000mol/LNaOH溶液中加入多少溶液中加入多少毫升毫升0.50000.5000mol/LNaOHmol/LNaOH溶液，才能使最后得到的溶液溶液，才能使最后得到的溶液浓度为浓度为0.20000.2000mol/L?mol/L?解：根据增浓前后物质的量相等解：根据增浓前后物质的量相等 0.08000 0.08000500.0500.00.5000 0.5000 V V0.2000(500.0+V)0.2000(500.0+V) V V200.0 mL200.0 mL练习练习2 2：9.9.欲配制欲配制c cKMnOKMnO4 40.020mol/L0.020mol/L的溶液的溶液500500mLmL，需称需称取取KMnOKMnO4 4多少克？如何配制？多少克？如何配制？解：基本公式：解：基本公式：c V = m / M已知已知M158.03m m cV cV M M 0