2014年高考化学滴定分析法资料

1、第1.9章滴定分析法，19.1滴定分析法概论19.2酸碱滴定法19.3配位滴定法19.4氧化还原滴定法19.5沉淀滴定法，19.1滴定分析法概论19.1.1滴定分析过程和方法分类19.1.2滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式19.1.3标准溶液的制备，标准物， 标准溶液19.1.4滴定分析下的计算、19.1.1滴定分析过程和方法分类、滴定分析用滴定管将已知的正确浓度的标准溶液(也称为滴定剂)滴到待测物质溶液中。 加入的滴定剂与被滴物恰好完全反应，反应达到了化学量论点。 化学计量论点的到达，一般由所加指示剂的颜色变化来表示，指示剂颜色变化的点称为滴定终点。 滴定的终点和化学量论点之差称为终点误

2、差。 滴定分析法的分类根据化学反应的种类分为酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。 滴定分析法的特点是正确的：常数分析中，相对误差一般在0.2%以内。 简单：只需简单的玻璃设备和试剂，操作简单。 快速：分析速度远远快于重量分析。 应用广泛：可以分析测定许多无机物和有机物。 19.1.2滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式，1 .滴定分析法对化学反应的要求(1)反应可以定量完成。 其完整性99.9%以上，可按一定的化学计算关系计算分析结果。 (2)反应速度快。 或者，为了加快反应速度，有加热、加入催化剂等简便的方法。 (3)有一种简便、确定合适目标的方法。 选择合适的指示剂。 (4

3、)在存在干扰物的情况下，需要适当的干扰消除方法。 2 .滴定方式1 .用直接滴定法标准溶液直接滴定被测定物2 .在滴定法测定对象物中加入过量滴定剂，用别的标准溶液滴定残留滴定剂。 一般反应速度慢或没有合适的指示剂。 3 .由于置换滴定法有不能以化学计算关系进行的物质，间接滴定能力与此物质在化学计算关系下反应生成的别的物质是必要的。 4 .间接滴定法的被测定物不能与滴定剂直接反应，可以通过其他反应用间接的方法测定被测定物的含量。 19.1.3标准溶液的制备、标准物、标准溶液，通常用以下2种方法制备标准溶液。 直接法：精确称量一定量的物质，溶解后，定量转移到容器中稀释成刻度，计算其精确浓度(四位有

4、效数字)。 这种溶液也称为基准溶液，能调制这种溶液的物质也称为基准物质。 对标准物的要求是： (1)纯度高。 容易制造和精制。 (2)组成与化学式完全一致。 有结晶水的物质，例如H2C2O42H2O等，结晶水的含量也必须与化学式一致。 (3)性质稳定。 与O2、CO2、H2O等不起作用； 不吸湿不风化。 (4)有很大的摩尔质量。 减小称量的相对误差。 2 .制备间接法标准溶液的试剂不是标准物时，只能用间接法而非直接法制备标准溶液。 间接法是，首先粗略配合到接近要求的浓度，标定通过滴定基准物来决定正确浓度的过程。 在19.1.4滴定分析中计算，具体章节为19.2酸碱滴定法、19.2.1弱酸(碱)

5、 溶液中各种分布19.2.2酸碱溶液中氢络离子浓度的计算19.2.3缓冲溶液19.2.4酸碱指示剂19.2.5酸碱滴定法的滴定曲线和指示剂的选择19.2.6酸碱滴定法的应用，19.2.1弱酸(碱)溶液中的各种分布，总浓度c :也称为分析浓度分布点数：溶液中某种平衡浓度在其总浓度中所占的点数。 分布曲线：分布点数和溶液酸度的相关系谱图。 一元弱酸(碱)溶液中各种分布HA H A-、Ka以经验平衡常数、(HA) (A-)=1为pH图，得到分布曲线.在pH=pKa的情况下，在(HAc)=(Ac-)=0.5 pH pKa的情况下，在(HAc) (Ac-)主要以HAc的形式存在pH pKa的情况下，在(

6、HAc) (Ac-)主要以Ac-的形式存在，在HAc的分布曲线1=(HAc) 0=(Ac-)，例如，19-4:ph=4.00 hacc=(hacc ) c=0. 850.1.0=0. 085ac-=(AC-) c=0. 150.1.0=0. 015，2 .多元弱酸溶液中的各种分布以二元弱酸H2A为例进行说明， H2A是溶液中存在两阶段解离H2A H HA- Ka1 HA- H A2- Ka2的pH pKa1 H2C2O4是主要的存在形式pKa1 pH pKa2 HC2O4-是主要的存在形式，pH pKa2 C2O42-是主要的存在形式，19.2.2酸碱溶液中的氢络离子浓度的计算， 1 .质子条

7、件等式根据酸碱质子理论，酸碱反应实质上是质子转移，酸失去质子的总量必须等于碱得到质子的总量，这种平衡关系称为质子条件，其数学式称为质子条件等式，用PBE表示质子条件等式的决定1 )选择零水平。 大量存在且与质子迁移相关的物质，例如Na2CO3溶液，选择CO32-和H2O。 2 )决定得失质子数。 物质的其他形式分别与零水平物质进行比较，确定得失质子数，并写出质子条件等式，使HCO3co 32h3oh2oohh 2co3)得失质子数相等。 hco3-2h2co3=oh-质子条件等式中出现零电平物质、例如H2C2O4溶液的质子条件等式为H2C2O4，H2O零电平H2C2O4 HC2O4- H3O

8、H2O OH- C2O42-质子条件等式H=HC2O4- 2C2O42- OH-、 例19-5:naNH4hpo4溶液的质子条件等式nh4、HPO42-、H2O零水平NH4NH3h2po4- hpo 4.2-po43-h3po4h2o oh-h2po4- h3po4=oh-NH3po 4.3 -、 例19-6 :含有浓度c1的HAc和浓度c2的NaAc水溶液的质子条件等式HAc和NaAc是共轭酸碱对，相互失去质子，不能成为零水平的零水平HAc Ac- H H2O OH- H =OH- Ac- c2若Ac-， 之所以只能将H2O选择为零水平ha CAC-h2ooh-hh ACC1=oh-ha C

9、AC-=C1 C2，是因为实际上两个式相同2 .酸碱溶液中的氢络离子浓度的计算(1)强酸(强碱)溶液为某强酸HB， 浓度为c质子条件等式H c=OH- H =OH- c，正确式为c2 20Kw，即c4.51.0-7摩尔- 1时，c (H ) c最简单地对于一元强碱，式子类似，进行相应的变换即可。 (2)一元弱酸(碱)溶液浓度c的一元弱酸HA的PBE为H =A- OH-，精密式，上式为一元三次方程，难以解决，可根据具体情况进行近似处理。 Ka c 20Kw可忽略Kw项，即可忽略水的离解，对于h2Kahcac=0近似式、最简单式、1价弱碱，将ka换算为Kb，将h换算为OH-即可。 满脚丫子云同步时

10、： c/Ka 500； 计算了Ka c 20Kw c H c，例197:0.10摩尔1 NH4no 3溶液的pH值。 计算了NH3kb=1. 810-5 NH4k a=kw/kb=5. 610-1.0 KAC 20 k WC/ka 500、pH=5.13、例如1.9-8:0.10摩尔- 1单氯冰乙酸(CH2ClCOOH )溶液的pH值。 ka=1. 3810-3千安培2.0 kwc/ka500，h 2千安培c=0，H 2 1.38 10-3 H - 1.38 10-3 0.10=0， H =1.1 10-2 molL-1 pH=1.96 (3)多盐化学基酸(碱)溶液的二盐化学基酸H2A、质子条

11、件等式： H=HA- 2 A2- OH-多盐化学基酸始终为酸性时，在上式中为OH-、Ka2小时，为1、近似式、最简单式、c/Kaka 酒石酸Ka1=9.110-4 Ka2=4.310-5首先通过一元酸处理c/Ka1 500、H =2.6 10-3 molL-1 pH=2.59进行验证，(4)两性物质溶液以浓度c的NaHA为例，溶液的质子条件等式为hhh2a=a2-oh-，进行近似处理： (1) Ka2 c 20 Kw时，可省略Kw项。 精密式、近似式、(2)再生、最简单式、上述式适用于NaHA NaH2A，如果是Na2HA型两性物质，则在上述式中将Ka1、Ka2置换为Ka2、Ka3，计算例如1

12、9-10:0.05moll-1na2hpo4溶液的pH。h3po4k a1=1.0-2.12 ka2=1.0-7.21 ka3=1.0-12.32 kak3=1.0-13.6220 kw项不能省略c/Ka2=105.01 20 “1”，pH=9.69 (5)弱酸和共轭盐化学基的溶液HA(ca )和A-(cb ) 是HA和H2O为零水平h=a-oh-cba-=hcoh-a-和H2O为零水平H HA ca=OH- HA=OH- H ca，溶液为酸性： oh-，溶液为碱性： OH- H弱酸及其共轭盐化学基的分析浓度大时：最简单的例子： 0.200 PKA=4.74 HAC 0.20010-3=2.0

13、10-3摩尔NaOH0. 200.5-3=1.110-3摩尔反应后生成的AC-CB=1.1 1.0-3/15.5 1.0-3=0.071摩尔- 1剩馀的h acca=(2.0-1 pH=4.83，(6)混合酸溶液(略) 19.2.3缓冲溶液(略)，19.2.4酸碱指示剂1 .酸碱指示剂的作用原理酸碱指示剂是有机弱酸性或有机弱碱性，它们的酸性结构和碱结构具有不同的颜色，溶液的pH值变化时其结构甲基橙为有机弱碱，而且是强酸性溶液中的红色、弱酸性和碱性溶液中的黄色。 酚酞是有机弱酸，溶液中存在酸性溶液中为无色、碱性溶液中为红色、强碱性溶液中为无色、无色络离子红色络离子无色络离子，2 .指示剂的变色范

14、围以弱酸型指示剂HIn为例，由：hinhinhinin-、溶液的颜色由c (In-)/c (HIn )值决定因为在一定的测温仪中KHIn是一定的，所以比只与h有关。 但由于人眼分辨颜色的能力有限，一般称为pHpKHIn1酸色、pHpKHIn1碱色、pH=pKHIn1、指示剂的理论变色范围，p.351表19-4为常用指示剂的变色范围。 一些常见指示剂的变色范围需要记住。 实际上，人眼对各种颜色的敏感度不同，因此实测变色范围和理论变色范围可能不同。 甲基橙： pKHIn为3.4，理论变色范围：2.4.4，实测变色范围：3.1(酸性色、红)4.4(碱性色、黄)。 这是因为人眼对红色敏感，为了缩小指示

15、剂变色范围经常使用混合指示剂。19.2.5酸碱滴定的滴定曲线和指示剂的选择、滴定曲线是在滴定过程中溶液的pH值根据滴定剂的添加量而变化的曲线。 (1)强碱(酸)滴定强酸(碱)以0.1000 molL-1NaOH滴定中同浓度的HCl溶液20.00 mL为例。 (1)滴定前： H=0.1000 molL-1，pH=1.00滴定点数t :滴定量相对于滴定的成分的物质量的比T=0.00 (2)到滴定开始的化学量论点：溶液的pH值由残留HCl的浓度决定。 NaOH 18.00 ml:ph=2. 28 t=18.00/20.00=0. 900、NaOH 19.98 ml:ph=4. 30 t=19.98/

16、20.00=0. 999 (3)化学计量论点： NaOH和HCl全部反应，nach=1. 0011 加入NaOH 20.02 mL时，将poh=4. 30 ph=9. 70 t=20.02/20.00=1. 001 ph绘制在纵轴，将NaOH体积或滴定点数绘制在横轴，得到滴定曲线。 由滴定曲线可知，化学计量论点附近的pH上升极其迅速，虽然只加入了0.04mLNaOH (一滴左右)，但pH值增加了5.4个单位(4.39.70 )。 滴定跃进范围：化学量论点前后的滴定点数0.1%的范围内溶液的pH值的变化。 指示剂的选择：基于滴定的pH飞跃范围的化学基，指示剂的变色范围应在或部分飞跃范围内。 此时滴定误差在0.1%以内，满足滴定分析的要求。 例如，从甲基红4.46.2红色到甲基橙3.14.4红色到酚酞8.0 10.0无色到红色(大头针)满足要求。 但是，以甲基橙为指示剂的话，颜色的变化从红到黄，人眼难以察