第二章 滴定分析法概论

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第二章滴定分析法概论上页下页教学指导滴定反应的条件与滴定方式基准物质和标准溶液标准溶液浓度的表示方法滴定分析法计算兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页教学目标了解滴定反应的条件与滴定方式掌握指示剂变色原理、变色区间掌握指示剂的选择掌握滴定分析法计算

重点与难点滴定反应的条件与滴定方式指示剂的选择滴定分析法计算兰州石化职业技术学院

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滴定分析法是将一种已知准确浓度的试剂溶液即标准溶液，通过滴定管滴加到待测组分的溶液中，直到标准溶液和待测组分恰好完全定量反应为止。这时加入标准溶液物质的量与待测组分的物质的量符合反应式的化学计量关系，然后根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，算出待测组分的含量。这一类分析方法称为滴定分析法。滴加的溶液称为滴定剂，滴加溶液的操作过程称为滴定。当滴加的标准溶液与待测组分恰好定量反应完全时的一点，称为化学计量点。

通常利用指示剂颜色的突变或仪器测试来判断化学计量点的到达而停止滴定操作的一点称为滴定终点。实际分析操作中滴定终点与理论上的化学计量点常常不能恰好吻合，它们之间往往存在很小的差别，由此而引起的误差称为终点误差。兰州石化职业技术学院

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滴定分析法是分析化学中重要的一类分析方法，它常用于测定含量≥1%的常量组分。此方法快速，简便，准确度高，在生产实际和科学研究中应用非常广泛。

滴定分析法主要包括酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法及沉淀滴定法等。滴定反应的条件与滴定方式

一、滴定反应的条件

适用于滴定分析法的化学反应必须具备下列条件：

(1)反应必须定量地完成即反应按一定的反应式进行完全，通常要求达到99.9%以上，无副反应发生。这是定量计算的基础。

(2)反应速率要快对于速率慢的反应，应采取适当措施提高反应速率。兰州石化职业技术学院

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(3)能用比较简便的方法确定滴定终点。

凡能满足上述要求的反应均可用于滴定分析。二、滴定方式

由于返滴定法、置换滴定法、间接滴定法的应用，更加扩展了滴定分析的应用范围。兰州石化职业技术学院

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基准物质和标准溶液

一、基准物质

能用于直接配制或标定标准溶液的物质，称为基准物质。在实际应用中大多数标准溶液是先配制成近似浓度，然后用基准物质来标定其准确的浓度。

基准物质应符合下列要求：基准物质足够的纯度≽99.9%试剂性质稳定物质的组成与化学式相符合基准物质摩尔质量应尽可能大兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页能够满足上述要求的物质称为基准物质。在滴定分析法中常用的基准物质有邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)、Na2B4O7·10H2O、无水Na2CO3、CaCO3、金属锌、铜、K2Cr2O7、KIO3、As2O3、NaCl等，如表2-1所示。兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页二、标准溶液的配制

配制标准溶液的方法一般有两种，即直接法和间接法。

1.直接法

准确称取一定量的基准物质，溶解后定量转移入容量瓶中，加蒸馏水稀释至一定刻度，充分摇匀。根据称取基准物的质量和容量瓶的容积，计算其准确浓度。

2.间接法

对于不符合基准物质条件的试剂，不能直接配制成标准溶液，可采用间接法。即先配制近似于所需浓度的溶液，然后用基准物质或另一种标准溶液来标定它的准确浓度。例如，HCl易挥发且纯度不高，只能粗略配制成近似浓度的溶液，然后以无水碳酸钠为基准物质，标定HCl溶液的准确浓度。兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页标准溶液浓度的表示方法

一、物质的量及其单位—摩尔

物质的量(n)的单位为摩尔(mol)，它是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012kgC-12的原子数目相等。

基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其它基本粒子，或是这些基本粒子的特定组合。

物质B的物质的量与质量的关系是：式中：mB——物质的质量；

MB——物质的摩尔质量。(2-1)兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页二、物质的量浓度

标准溶液的浓度通常用物质的量浓度表示。物质的量浓度简称浓度，是指单位体积溶液所含溶质的物质的量。物质B的物质的量浓度表达式为：式中：cB——物质的量浓度；

nB——物质的量；

V——溶液的体积。(2-2)兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页由式(2-2)得出溶质的物质的量为：

nB=cBV

由式(2-1)得出溶质的质量为：

mB=nBMB

将式(2-3)代入上式得出溶质的质量为：

mB=nBMB=cBVMB兰州石化职业技术学院

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滴定度是指与1mL滴定剂溶液相当的待测物质的质量(单位为g)，用T待测物/滴定剂表示。滴定度的单位为g·mL-1。

在生产实际中，对大批试样进行某组分的例行分析，若用T表示很方便，如滴定消耗V(mL)标准溶液，则被测物质的质量为:m=TV(2-5)如，氧化还原滴定分析中，用K2Cr2O7标准溶液测定Fe的含量时，TFe/KCrO=0.003489g·mL-1，欲测定一试样中的铁含量，消耗滴定剂为24.75mL，则该试样中含铁的质量为m=TV=0.003489g·mL-1×24.75mL=0.08635g

有时滴定度也可用每毫升标准溶液中所含溶质的质量(单位为g)来表示。例如TNaOH=0.0040g·mL-1，即每毫升NaOH标准溶液中含有NaOH0.0040g。这种表示方法在配制专用标准溶液时普遍应用。兰州石化职业技术学院

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滴定分析法计算

滴定分析是用标准溶液滴定被测物质的溶液，由于对反应物选取的基本单元不同，可以采用两种不同的计算方法。

假如选取分子、离子或原子作为反应物的基本单元，此时滴定分析结果计算的依据为：当滴定到化学计量点时，它们的物质的量之间关系恰好符合其化学反应所表示的化学计量关系。一、待测物的物质的量nA与滴定剂的物质的量nB的关系

待测物溶液的体积为VA，浓度为cA，到达化学计量点时消耗了浓度为cB的滴定剂的体积为VB，则:兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页浓度高的溶液稀释为浓度低的溶液，可采用下式计算：c1V1=c2V2式中：c1、V1——稀释前某溶液的浓度和体积；

c2、V2——稀释后所需溶液的浓度和体积。

实际应用中，常用基准物质标定溶液的浓度，而基准物往往是固体，因此必须准确称取基准物的质量m，溶解后再用于标定待测溶液的浓度。兰州石化职业技术学院

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例题：准确称取基准物无水Na2CO30.1098g,溶于20～30mL水中，采用甲基橙作指示剂，标定HCl溶液的浓度，到达化学计量点时，用去VHCl20.54mL,计算cHCl为多少?(Na2CO3的摩尔质量为105.99g·mol-1。)

解：滴定反应如下：兰州石化职业技术学院

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第二章滴定分析法概论上页下页若滴定反应较为复杂时，应注意从总的反应过程中找出在滴定反应的物质的量之间的关系。例如用K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液的浓度时，它们之间并不是直接发生滴定反应。在酸性溶液中首先由K2Cr2O7与过量的KI反应析出I2，然后用Na2S2O3待标定液为滴定剂，滴定析出的I2，从而间接计算cNaSO。反应式：Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O滴定反应：I2+2S2O2-32I-+S4O62-在反应式中，1molK2Cr2O7产生3molI2，在滴定反应中，1molI2和2molNa2S2O3反