王元杭：滴定分析概论.ppt

1、第四章滴定分析概论,王 元 杭,第一节 概 述,滴定管,滴定剂 NaOH,被滴定溶液HCl,滴定管,一、滴定分析法及其分类 将一种已知准确浓度的试剂溶液(即标准溶液)由滴定管滴加到待测物的溶液中，直到化学反应完全时为止,然后根据所用标准溶液的浓度和所消耗的体积，就可求得待测组分的含量，称滴定分析法。,是传统分析方法； 适用于常量分析； 特点：简单、快速、准确、费用低。,标准溶液( standard solution): 在滴定分析中，已知准确浓度的试剂溶液,又叫滴定剂。 滴定（titrant）: 把标准溶液(即滴定剂)从滴定管滴加到被测物质溶液中的过程。 基准物( primary matter

2、 )： 能用来直接配制或标定标准溶液的物质。 化学计量点( stoichiometric point): 当滴入的标准溶液与被测物质定量反应完全时的这一点。也就是理论终点。,滴定终点(titration end point): 在滴定过程中，指示剂正好发生颜色变化的转变点。 终点误差( end point error): 滴定终点与化学计量点不一定完全吻合，由此而造成的很微小的分析误差。,滴定分析法的分类: 酸碱滴定法 （method of acid-base titration） 以质子传递反应为基础的滴定分析方法， 叫做酸碱滴定法。 如： HA+OH- H2O + A- A- +H3O+

3、H2O + HA,2. 络合滴定法 （method of complex titration） 以配位反应为基础的滴定分析方法。 如： Ca2+ + H2Y 2- CaY2- + 2H+,3. 氧化还原滴定法 (method of oxidation reduction titration),以有电子转移的氧化还原反应为基础的滴定分析方法。 MnO4- + 5Fe2+8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-,4. 沉淀滴定法（method o

4、f precipitation titration） 以沉淀反应为基础的滴定分析方法。 如： Ag+ + Cl- = AgCl,二、滴定分析法对滴定反应的要求 1、反应定量、完全(99.9%)。 2、反应必须严格按一定的化学方程式进行,且无副反应发生。 3、反应速度要快,要求瞬间完成。 4、能用简便的方法确定滴定终点。,三、滴定方式 1. 直接滴定（direct titration） 用标准溶液直接滴定被测物质的溶液，叫做直接滴定。 2. 返滴定（back titration） 先准确地加入过量的标准溶液，待反应完全之 后，再用另一种标准溶液滴定剩余的滴定剂。这种方式就称返滴定。 CaCO3

5、+ HCl（过量）= CaCl2 + CO2+H2O HCl + NaOH = NaCl + H2O,(剩余),3. 置换滴定（displaced titration） 被测物质与另一种物质起反应，置换出一定量的能被滴定的物质来，然后用适当的滴定剂进行滴定, 这种方法叫做置换滴定法。 Cr2O72- + 6I- +14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- 4. 间接滴定（indirection titration） 反应为：Ca2+ + C2O42- = CaC2O4（白） CaC2O4 + H2SO4 = CaSO4 + H2

6、C2O4 2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ +10CO2+8H2O,第三部分：课堂练习 在酸碱滴定中，借助 颜色变化来确定 终点。 第四部分：课堂小结 1、了解滴定分析法及其分类。 2、掌握滴定分析法对化学反应的要求及滴定方式。 作业：教材 39页2,第二节 标准溶液,一、标准溶液浓度的表示方法 （一）物质的量浓度 物质的量，过去称为摩尔数，若物质B的质量为mB，其摩尔质量为B， 则 nB = mB/MB 物质的量浓度，指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，简称浓度。 CB = nB/V = mB / (MB V) 单位：mol/L （二）滴定度 TA 每毫升标准

7、溶液中所含溶质的质量，如TNaOH = 0.003000g/ml。 TB/A 每毫升标准溶液相当于的被测物质的克数，B表示滴定剂，A表示被测物质，如TNaOH/HCl = 0.005224 g/ml。 例题：33页例4.1、4.2,二、标准溶液的配制和标定,（一）试剂与基准物质 1、试剂,一般试剂等级及标志,级别 1级 2级 3级 4级 生化试剂,中文名 优级纯 分析纯 化学纯 实验纯 生化及生物染色 英文标志 GR AR CP LR BR 标签颜色 绿 红 蓝 浅绿色 咖啡色 主要用途 精密分析 一般分析一般实验 辅助试剂 生化及医化,2、基准物质 基准物质具备的条件： (1) 性质稳定如：

8、烘干不分解，不易吸潮，不被空气氧化。 (2)物质純度高（99.9%）。 (3)物质组成要与化学式完全符合（包括结晶水）。 (4)具有较大的摩尔质量。,基准物质:能用来直接配制或标定标准溶液的物质。,（二）标准溶液的配制,1. 直接配制法 准确称取一定量的基准物质，溶解后移入容量瓶中，用H2O稀释至刻度，然后根据称取的基准物质的质量和容量瓶的体积，就可以直接精确计算出标准溶液的准确浓度。这就是直接配制法配制标准溶液。 计算公式：,例：欲配制0.01mol/LK2Cr2O7标准溶液1L。(1)先用分析天平称取基准物质K2Cr2O7（分析純C.P）2.9420g于烧杯中,加适量水溶解。(2)定量转移

9、到1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，即得。,2.间接配制法（也叫标定法） 先配成一种接近所需浓度的溶液， 然后用基准物质（或用已经用基准物质标定过的另一标准溶液）来标定它的准确浓度。这种操作过程叫做“标定”或“标化”。这就是间接法配制标准溶液。,或,2.标定： 准确称取基准物，溶解后，滴定。,间接配制（步骤）,1.配制溶液： 配制成近似所需浓度的溶液。,3.确定浓度 由基准物质的质量或标准溶液的浓度以及所取试液的体积计算之。,（三）标准溶液浓度的标定,1.用基准物质标定 准确称取一定量的基准物质，溶解后，用待标定的溶液来滴定，然后根据基准物质的质量及待标定溶液所消耗的体积，就可算出该溶液的

10、准确浓度。,2.与标准溶液进行比较,用移液管准确吸取一定量的待标定溶液，用已知准确浓度的标准溶液滴定；或者准确吸取一定量的已知准确浓度的标准溶液，用待标定溶液来滴定，然后根据两种溶液所消耗的体积及标准溶液的浓度，就可以计算出待标定溶液的准确浓度。,象这种用标准溶液来测定待标定溶液准确浓度的操作过程叫做“比较法”。,注：标定时应尽量采用直接标定法。 无论采用哪种方法标定，要求至少 平行做34次测定，相对偏差要求不大于2 。 注意标准溶液的保存。 标准溶液浓度大小的选择。,滴定分析常用仪器,容量瓶,碘瓶,移液管,吸量管,锥形瓶,第三部分：课堂练习 基准物质具备的条件是什么 第四部分：课堂小结 1、

11、掌握标准溶液浓度的表示方法。 2、掌握标准溶液的配制和标定方法。 作业：教材 39页3,第三节 滴定分析的计算,一、滴定分析计算的依据 依据：当滴定液与被测液完全作用时，反应达到了化学计量点。此时，两者 的物质的量必定相当。 例：设滴定反应为： tT + aA = P 滴定剂 待测物 生成物 化学计量点时， nT：nA = t ：a 则: A的物质的量：nA =（a/t）nT T的物质的量：nT=（t/a）nA 设：待测物A的溶液体积为VA（ml），浓度为cA（mol/L） 滴定剂T消耗的体积为VT（ml），浓度为cT（mol/L） 。 A的质量为mA（mol），A的摩尔质量为MA（g/mol

12、） 则有： cAVA = （a/t）cTVT 或 mA/MA= （a/t）cTVT/1000 mA=（a/t）cTVT（MA/1000）,二、滴定分析计算实例,(1) 计算待测溶液浓度 例1： 用0.09904mol/LH2SO4 标准溶液滴定20.00ml NaOH溶液时,消耗H2SO4液22.40ml,计算该NaOH溶液的浓度。 解： H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 +2 H2O nNaOH = 2/1 nH2SO4 （a/t=2/1） cNaOH VNaOH =2/1cH2SO4VH2SO4 cNaOH =2/10.0990422.40/20.00 = 0.2218 mol

13、/L,(2) 配制一定浓度溶液所需固体量的计算 例2：用容量瓶配制0.02000mol/L K2Cr2O7标准溶液500ml , 需称取固体K2Cr2O7多少g ? 解:mK2Cr2O7 = c K2Cr2O7V K2Cr2O7 M K2Cr2O7/1000 =0.02000500294.2/1000 = 2.942g,(3) 标定标准溶液浓度的计算 例3： 用0.2036g无水Na2CO3作基准物质,以甲基橙作指示剂,标定HCl溶液 浓度时,消耗HCl溶液36.06ml,计算HCl溶液的浓度。 解： Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O +CO2 nHCl =2/1 nNa

14、2CO3 （ t/a=2/1） cHClVHCl/1000=2/1 m Na2CO3/M Na2CO3 cHCl =2m Na2CO31000/ M Na2CO3VHCl = 0.1065mol/L,(4)基准物质(或待测物)取量的估算 例4： 标定NaOH溶液时,如欲控制消耗NaOH(0.10mol/L)滴定液22ml左右,估计基准物(邻苯二甲酸氢钾)应称取多少克? nKHC8H4O4 = nNaOH （a/t=1/1） m KHC8H4O4 /M KHC8H4O4= cNaOHVNaOH /1000=0.1022204/1000 =0.45g,(5)待测物质百分含量的计算 例5：用HCl标

15、准溶液(0.1000mol/L)滴定Na2CO3试样0.1986g,滴定时消耗HCl溶液37.31ml。计算Na2CO3试样的百分含量。 解： Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2+H2O n Na2CO3=1/2 nHCl （a/t=1/2） m Na2CO3=1/2c HClV HClM Na2CO3/1000 样品重Na2CO3%=（1/2）c HClV HClM Na2CO3/1000 Na2CO3%=（1/20.100037.31106.0/1000/ 0.1986=99.57%,例6：称取CaCO3试样0.2501g,用25.00ml HCl 标准溶液(0.2602mol/L)溶解,回滴过量酸用去NaOH标准溶液(0.2450mol/L)6.50ml,求CaCO3的百分含量。 解： CaCO3+2HCl（过量）=CaCl2+CO2+H2O NaOH + HCl（剩余）=NaCl + H2O nCaCO3 =1/2 nHCl第一步 （a/t=1/2） nCaCO3 =1/2（nHCl-nNaOH） 样品重CaCO3%=1/2（cHClVHCl过量- cHClVHCl剩余）M CaCO3/1000 CaCO3%= 1/2（cHClVHCl过量- cHClVHCl剩余）M CaCO3/1000/ 样品重 =1/2（0.260