定量分析概述

第四章滴定分析概论§4.1概述定量分析的任务是测定物质中组分的含量。定量分析的分析方法有滴定分析法、重量分析法和仪器分析法等。一、定量分析的一般要求根据定量分析的任务和特点，定量分析的一般要求是：1、测定结果的准确度准确度高是定量分析的最基本要求。对于常量组分（N10%）一般要求测定误差不超过0.2%对于半微量组分（1%〜10%）对于微量组分（0.01%〜1%）2、测定结果应具有代表性测定所用试样只是待测物质中的很小部分，这些少量物质称为分析试样或样品。3、分析方法应可靠和可行4、分析结果应正确计算和合理报告（1）、被测组分的化学表示形式a以被测组分实际存在形式表示。如测得食盐试样中Cl含量后，以NaCl%表示分析结果。b以氧化物或元素形式表示（实际存在形式不清楚）如硅酸盐水泥Fe、Al、Ca、Mg含量常以FeO、AlO、CaO、MgO的含量表示。分析铁矿石以Fe%或FeO%表示。232323c金属材料和有机分析中，常以元素形式（如Fe、Zn、N、P）的含量表示。d电解质溶液的分析，以所存在的离子形式表示含量。（2）、被测组分含量的表示方法a固体试样常量组分常以质量分数表示气=%s微量组分以rg-g-1或（10-6），ng-g-1（10-9），pg•g-1（10-12）表示。b液体试样物质的量浓度：勺V单位mol•L-1质量摩尔浓度：单位mol-kg-1（kg溶剂的质量）质量分数：待测组分的质量除以试样的质量，即mjm试样。体积分数：匕/'匕式液表示。摩尔分数：待测组分的物质的量除以试液的物质的量，量钢为1即n.以B试液质量浓度：常以mg-Lt、旦g-Lt或旦g-mL-i、ng-mL-i、pg-mL-i等表示。对于极稀的水溶液，视其密度为1，此时mg-L-1（或hg-mL-1），与mg-kg-1（rg-g-1）在数值上相等，但概念不同。（3）、分析结果的数据表示a应符合有效数字规则，分析结果的有效数字，其位数要与测定方法和仪器的准确度一致。b不仅要表明数值的大小，还应该反映出测定的准确度、精密度以及测定次数。通过一组测定数据来反映该样本所代表的总体时采用置信区间是表示分析结果的方式之一。如碱灰中的总碱量，分析结果报告为：：0.02）%Na^oW=（40.15土0.02）%或W=0.4015土0.0002Na2ONa2°或w=0.4015土0.0002三。滴定分析法概述1、滴定分析对化学反应的要求（1）反应定量的完成，这是定量计算的基础.反应按反应方程进行，反应定量，无副反应。（2）反应速度快。（3）能用简便方法确定终点。若反应不能完全符合上述要求，可以采用间接滴定法2、滴定方式（1）直接滴定（2）返滴定法当被测组分与滴定剂反应较慢或被测组分为固体时，加入滴定剂后不能立即完成，可先准确地加入过量标准溶液（滴定剂），待反应完成后，再用另一标液或滴定剂滴定剩余的标液。有时无合适的指示剂也可用返滴定法。例1称取0.3800gCaCO3试样，溶解于25.00mol-L-i的Hcl溶液中，待反应完全后，用0.2000m°l-L-iNaOH返滴定过量的HCL溶液，用去25.00ml，问w多少？解：有关反应式：CaCO3+HCl=CaCl2+HO+CO2个HCl(余)+NaOH=NaCl+HOW=1(CV-CV)MCaCO3-'e=0.9868=98.68%CaCO32HClHClNaOHNaOH/m置换滴定法s先用适当试剂与待测组分反应，使其定量地置换为另一种物质，再用标液滴定这种物质。如Ag+的滴定。Ag+与EDZA的络合物不够稳定，可在试液中加入过量的Ni(CN)2-：42Ag++Ni(CN)42-=2Ag(CN)2-+Ni2+用EDTA滴定量指出的Ni2+，从而求得Ag+的含量。间接滴定法不能与滴定剂直接起反应的物质，有时可以通过另外的化学反应，以滴定法间接进行测定。如测CN-，加入一定量并过量的Ni2+使形成Ni(CN)42-，从而测定过量的Ni2+。三、滴定分析法的术语化学计量点：当滴加的滴定剂与被测组分定量反应完全时，也就是当两者的物质的量正好符合化学反应方程式中的化学计量关系时，称为滴定达到了化学计量点，这一状态也就称为化学计量点，简称计量点，用符号sp表示。滴定终点：当滴定至计量点时，往往没有任何外观可被察觉，因此在实际滴定中，一般是借助某种随滴定反应而产生颜色变化的试剂来判断是否达到了sp，当指示剂颜色发生变化时，停止滴定。指示剂的变色点就称为滴定终点，用符号ep表示。滴定分析方法：根据所用的化学反应类型不同，可将滴定分析法分为酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。标准溶液标准溶：已知准确浓度的试剂溶液称为标准溶液。§4.2标准溶液的浓度表示方法、物质的量浓度cB单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。c=京n=虬

B/匕BMSI单位c为mol-m-3，由于太小，一般用mol-dm-3(mol-L-i)。我国将此列为表示溶液的浓度的法定计量单位。例1已知硫酸密度为1.84g•mL-i，其中丑况的含量为95%，求每升硫酸中含有的

七2解：Eh2摆1H2SO42nH2SO4m七2解：Eh2摆1H2SO42nH2SO4mH2SO4MH2SO41.84x1000mLx0.95=17.8mol98.°8§molH2SO4m"O,M2H2SO4-1.84x1000x0.95/一/'49.04=35.6molc=h2so4=17.8mol-L-124H2SO4二、滴定度1、TBA与1mL标准溶液相当的待测组分的质量（g）T标液待测组分，单位§-m心1或m§-mL-1。如：TKM0:-F=0.005682§/mL表示1mLKMnO^相当于0.005682§Fe，即1molKMnO4标液能把0.05682§Fe2+氧化成Fe3+，被测物质的质量m=T匕液。2、Ga%滴定度有时也用1mol标液相当于被测组分的质量分数（%）来表示。如Tso/oh%=2.69%-mL-1则表明固定试样为某一质量时，滴定中消耗1.00molH2S04，就可以中和试样中2.69%的NaOH.三、c与T之间的换算如何把T换算成c？aA+bB0cC+dDan=-tA

bnBnA=十而mA=TBVA:.n=T.Vjmn=cVx10-3c:mol-L-1———A—AbnM-cVX10-3BABB=TaX103cMbTX103baMA例2计算0.02000mol-L-1KCrORO溶液的T227K2Cr2O72-Fe和T3。若称为0.1000g,心缶-:Fe%和7iFeO%;K"：23解：（1）滴定反应为计算TKCOCrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7HO•bTx103据c=-•Bm得：Aa6T—T—-c-Mx10-3——x0.02000x55.85x10-3—0.00702g-mL-1BAK2Cr2O72-FebBA1（2）3FeO^6Fe2+口CrO2-T—--C-Mx10-3bBFe2O33…-TkcoFO—1X0.02000X159.69x10-3—0.009581g-mL-1（3）从TjA%c和气/A的定义可知:TAT/A%-—x100%sTKCO/'Fe%—'"次F—0.006702x100%—6.702%-mL-1Ms0.1000T；FeO%—0.009581x100%—9.581%-mL-1K02°7：230.1000例3用标准铁矿样来标定KCrO^溶液，如称取含Fe为52.69%的标准铁矿样0.1000g经处理后用KCrO溶液滴定，终点时消耗KCrO溶液34.5M1.求TiFe和227227K2Cr2O7,Fe%解：据T的定义可得:52.65%x0.100034.50=0.001526g-mL例4已知T.FeO=agmL则cK2Cr2O723K2Cr2O7aax103口3ax103A、B、LMg（）（华中师2003年考研题）ax52.65%x0.100034.50=0.001526g-mL例4已知T.FeO=agmL则cK2Cr2O723K2Cr2O7aax103口3ax103A、B、LMg（）（华中师2003年考研题）ax103C、2M"3ax103D、3MK2"KW•'V34.50K"3molFeO1molCrO2-[c=K2[c=K2CrO？其实可以理解T=即1molKCrO^相当于agFeO,那么是多少mol？—^—mol，又相当于多少molCrO2-呢ax103]M273MFeO3例5已知THNaOH2Cr°4=agmL则c=例5已知THNaOH2Cr°4=agmL则c=NaOH2ax103A、MH2CrO4B、2ax103MNaOHC、ax1032MK2CrO4D、2aMx103K2CrO42NaOH+HCrO=NaCrO+HO2molNaOH1molHCrO2an=NaOHMH2CrO42ax103c=NaOHMH2CrO4§4.3标准溶液的配制和浓度的标定一、直接配制法准确称量一定量的物质，定量溶解，然后并出该溶液的准确浓度。能直接配制标液的物质叫基准物质（基准试剂）。必须具备：（1）物质具有足够的纯度，含量＞99.9%。其杂质含量少到滴定误差以内。（2）物质的组成与化学式完全符合。若含结晶水，也应符合化学式。（3）稳定（4）试剂的摩尔质量较大，这样可以减小称量误差。（5）试剂参加反应时，反应按反应式定量进行，无副反应。常用基准试剂见表4-1。二、间接法粗略称取一定物质或量取一定量体积溶液，配成近似所需浓度，再用基准物质或另一标液标定之。如配制0.1mol•L-iNaOH溶液，先配成约为0.1mol•L-i溶液，再用邻苯二甲酸氢钾标定，计算出NaOH的准确浓度。用另一种标液标定待标定溶液的过程又叫“浓度的比较”。为了提高标定的准确度，一般应该注意以下几点：（1）标定时应平行测定3~4次，至少2~3次，并要求测定结果的相对偏差不大于0.2%，即对精密度RSD<0.2%。相对平均偏差T=-xlOO%。（2）为减小测量误差，称取的基准物质的量不应太少；滴定时消耗称液的体积也不应太少。滴定分析中，滴定管的读数误差一般视为±0.02mL（未读数-始读数，每次约±0.01mL）。为使读数的相对误差小于0.1%滴定时所消耗的滴定剂体积应在20mL以上，若使用25ML滴定管，则应将滴定剂的体积控制在2025mL之间。（3）配制和标定溶液时使用的量器，必要时应校正体积，并考虑T的影响。（4）标定后的标液应妥善保存。

表4-1滴定分析常用基准物质基举物跃T-曝后的组成仲七.相定对象名裨分子式XaHCth忙如恒327fl~3&0械_个水舍底螂’270-顺明砂叩％，如此O史推有NQI；桩商糖他知海畿的密何器皿甲'1KHCOs上洌〜期酸二水台卓酸Hg眼浏K民GQrWH归宅瞌空气干槃KMnO4卵苯I甲裕殖梆KHCJWKHg]1罚口1就K#Ct>OtKj-CrjOy140-15（：还原列窿薮卿__KBrOjKlhUi13。还原剂KIO,KlOj1利是原剂€□Uu蜜湿干媒器忡保存还峻荆三氧化二牌_3里温于除卷牛保育氧化剂草撤魅N教GE海CA130轼化剂C&CUjH0tlJTA胃L-]Ejj室卷干燥!S中保存E"如化葬_Zn<J神弗心一［硕甄化勤NadNemCI而〜做黑化耕K<1KO5410-600AgNQAgAgVGj地〜颂河化物例6选用邻苯二甲酸氢钾作基准物，标定0.1mol•LNaOH溶液，准确浓度。今欲把用去的NaOH溶液体积控制为25ML左右，应称取基准物多少克？如改用萃取(HCro^•2H2O)作基准物应称取多少克?解：KHCHO+OH-=KCHO-+HO8448442”NaOH"kHCHO844eV=mKHCHOANaOHMKHC8H4O4

m=cVM=0.1x25x10-3x204.2=0.5gHCO-2HO作基准物KHC8H4O4NaOHNaOHKHC.气气2242HCO+2NaOH=NaCO+2HO224224n=2nNaOHH2C2O4-2H2O2mcV=h2c2o4-2H2ONaOHNaOHMH2C2O4-2H2O=0.1x25x10-3x126少2"0.16gcV-M=EEH2甘4-2%OH2mC2O4-2HO2=0.1x25x10-3x126少2"0.16gH2mC2O4-2HO由此可见，采用邻苯二甲酸氢钾作基准可减少称量上的误差。例7标定下列标准溶液，可选用何种基准物和指示剂。标准溶液基准物质指示