基础化学人卫6版-第十二章 滴定分析.ppt

1、,第 十 二 章 滴 定 分 析(titrimetric analysis),第一节 滴定分析原理,一、滴定分析的基本概念,滴定（titration）把已知准确浓度的试剂（标准溶液）滴加到一定量被测试样的溶液中，当反应达到定量完全为止，根据所消耗的标准溶液（或滴定剂）的体积，计算被测物含量的操作过程。,标准溶液,化学计量点（stoichiometric point， 又称理论终点）,指示剂（indicator）,滴定终点（end point）,二、滴定分析反应的条件和要求：,1、滴定分析所采用的化学反应必须具备以下条件：,（1）反应要完全（99.9%以上）；,（2）反应必须迅速完成；,（4）要

2、有比较简便可靠的确定终点的方法。,（3）无副反应或可采取适当方法消除副反应；,2、滴定的主要方式,1.直接滴定法；,2.返滴定法；,3.间接滴定法。,三、滴定分析的类型和一般过程,1、滴定的类型,滴定分析,酸碱滴定法,氧化还原滴定法,配位滴定法,沉淀滴定法,2、滴定的一般过程：标准溶液的配制标准溶液的标定试样组分含量的测定。,标准溶液（standard solution）的配制,直接法,间接法,标准溶液的标定（standardization）,用一级标准物质,用已知准确浓度的溶液,一级标准物质,一级标准物质（primary standard substance）必须具备的条件：,（1）物质 的

3、组成与化学式完全符合； （2）纯度高； （3）性质稳定； （4）参加反应时，无副反应发生； （5）试剂有较大的摩尔质量。,四、滴定分析的计算,aA + bB = dD + eE,1、若以浓度为cA的滴定剂对试样B进行滴定，则试样B的浓度cB为,2、若被测试样为固体物质，取样质量为m，则摩尔质量为MB的被测物制B的质量分数为,有效数字及其运算规则,1、有效数字（significant figure ）,2、有效数字的运算规则,1）修约的方法：“四舍六入五留双”,2）加减运算：以小数点后位数最少的数为准。,3）乘除运算：以有效数字位数最少的数为准。,第三节 酸碱滴定法,一、酸碱指示剂,酸色,碱色,

4、 In- /HIn 10, pH pKIn+1,溶液呈单一碱色（ In- 的颜色）, In- /HIn 1/10, pH pKIn-1,溶液呈单一酸色（HIn的颜色）,1/10 In- / HIn 10,即：pKIn-1 pH pKIn+1,指示剂呈现颜色变化,这种能看到指示剂颜色变化 的范围称为指示剂的变色范围，即： pH=pKIn-1pKIn+1,二、滴定曲线和指示剂的选择,以滴定过程中所加入的酸或碱标准溶液的量为横坐标，以所得混合溶液的pH为纵坐标，所绘制的关系曲线称为酸碱滴定曲线。（acid-base titration curve）,分为四个阶段进行讨论：,(1)滴定开始前,(2)滴

5、定开始至化学计量点前,(3)化学计量点时,(4)化学计量点后,（一）强酸、强碱的滴定,1、滴定曲线,pH,NaOH加入量,NaOH滴定HCl的滴定曲线,7.00,a、滴定过程中pH值的变化规律： 渐变突变渐变,b、滴定突跃（titration jump）：计量点附近溶液pH值的急剧变化。,滴定突跃范围：滴定突跃所在的pH值范围。,2、指示剂的选择,选择指示剂的原则：凡是指示剂的变色范围全部或部分落在滴定突跃范围内的，都可用来指示终点。,3、影响滴定突跃范围的因素,对于强酸强碱滴定，滴定突跃范围大小取决于酸碱的浓度。,酸碱的浓度增大10倍，滴定突跃范围增加2个pH单位，反之，酸碱的浓度减小10倍

6、，滴定突跃范围减少2个pH单位。,（二）一元弱酸和一元弱碱的滴定,1、滴定曲线,以强碱NaOH滴定弱酸HAc为例（分为四个阶段进行讨论）：,1、滴定开始前,3、化学计量点时,2、滴定开始至化学计量点前,4、化学计量点后,NaOH溶液滴定HAc溶液的滴定曲线,8.73,2、特点：,（1）曲线的起点高；,（2）pH的变化规律不同；,（3）计量点时溶液不呈中性；,（4）突跃范围窄小。,3、影响滴定突跃范围的因素,（1）弱酸（碱）的强度,被滴定的酸(碱)越弱(Ka或Kb越小)，滴定突跃越小，用指示剂确定终点越困难。,（2）溶液的浓度,浓度越大，滴定突越范围越大。,当弱酸的Kac(A) 10-8，,当弱

7、碱的Kbc(B) 10-8，,才能用强碱准确滴定,才能用强酸准确滴定,（三）多元酸和多元碱的滴定,以HCl溶液滴定Na2CO3溶液为例。,多元酸(碱)的滴定较为复杂，涉及到以下问题：,1、能否分步滴定；,2、各步滴定能否准确滴定；,3、各步滴定应选择何种指示剂。,pH=8.34,（酚酞）,pH=3.87,（甲基橙）,HCl溶液滴定Na2CO3溶液的滴定曲线,四、酸碱滴定法的操作过程和应用,1、酸标准溶液,常用的酸标准溶液：HCl溶液,配制方法：间接法,常用的一级标准物质：,无水Na2CO3,硼砂,（一）标准溶液的配制和标定,2、碱标准溶液,常用的碱标准溶液：NaOH溶液,配制方法：间接法,常用

8、的一级标准物质：,邻苯二甲酸氢钾,结晶草酸,（二）应用实例：,例：用Na2B4O710H2O标定HCl溶液，称取0.5342g硼砂，滴定至终点时消耗HCl 27.98 ml，计算HCl溶液的浓度。,Na2B4O7 10H2O + 2HCl = 4H3BO3 + 2NaCl + 5H2O,第四节 氧化还原滴定法（oxidation-reduction titration）,必须满足的条件：,1、被滴定的物质必须处于适合滴定的氧化态或还原态；,2、反应定量进行，K106或n=1时，E 0.4V;,3、反应速率较快；,4、有适合的指示剂指示终点。,一、高锰酸钾法 (potassium permang

9、anate method),MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O, MnO4-/Mn2+,H+=1.507V,条件：,1.酸度：选择H2SO4调节。适宜酸度c(H+)=12mol L-1 .,2.温度。,3.滴定速度的控制。,4.指示剂：KMnO4本身。,（一）操作过程,1、 KMnO4标准溶液的配制,间接法配制；并贮存于棕色瓶中。,2、KMnO4溶液的标定,常用的一级标准物质：纯Fe、Na2C2O4、H2C2O42H2O等。,Na2C2O4,以Na2C2O4标定KMnO4溶液为例：,滴定条件:,1.酸度:控制c(H2SO4)=0.51.0molL-1,2.温度:758

10、50C.,3.速度:慢 快 慢,4.终点:浅红色半分钟不褪.,2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O,(二)应用举例：过氧化氢的测定,滴定条件：酸度、速度、终点判断同前；滴定温度为室温。,二、碘量法( Iodimetry),碘量法,直接碘量法,间接碘量法,适用范围: 比(I2/I-)低的还原性物质； 比(I2/I-)高的氧化性物质。,比较直接碘量法与间接碘量法：,I2液,Na2S2O3 溶液,酸性、中性或弱酸性,中性或弱酸性,淀粉,淀粉,滴定前加入,临近终点时加入,蓝色出现,蓝色消失,（一）操作过程,1、 Na2S2O3标准溶液的配制,2、 Na2S

11、2O3标准溶液的标定,间接法配制；加少量Na2CO3作稳定剂。,可用标准溶液或一级标准物质标定。,常用的一级标准物质：K2Cr2O7,K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液：,Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O,I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-,终点颜色：深蓝色亮绿色,加入指示剂淀粉的时机：,临近终点、溶液呈现浅黄绿色时,(二) 应用举例：,漂白粉中有效氯含量的测定,Ca(ClO)2 + 4H+ Cl2 + Ca2+ + 2H2O,Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl,I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62

12、-,n (Cl2) = n (I2) = n(Na2S2O3 ),习题：,P275276 8、12、13、14、18,Exercises：P276 2、3,Summary,Titration is a method of chemical analysis by which we can determine the precise quantity of some sample. By using of the reaction, titration is classified as acid-base titration, redox titration,chelatometric titr

13、ation, precipitation titration and so on.,Usually the course of titration includes three steps:1） preparation of standard solution ，2）standardization of standard solution , 3)determination of the sample,1. Primary standard substance,Primary standard substance solution can be prepared directly. The r

14、equirements of primary standard substance are as following:,1) The component of substance should conform to the chemical formula.,2)high purity ( 99.9%),3)very stable,4) There is no sub-reaction in the course of titration .,2. Acid base titration,According to acid-base titration curve ,we know how t

15、he pH of an acid or base solution changes as it is neutralized,and how to select the suitable acid-base indicator.,When Kac(A) 10-8 ,a weak acid can be titrated by a strong base accurately.,When Kbc(B) 10-8 ,a weak base can be titrated by a strong acid accurately.,3. Oxidation reduction titration,Po

16、tassium permanganate method,MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O,Conditions :,1)Acidity of solution: Usually we choose H2SO4 to adjust the acidity. c(H+)=12mol L-1 .,2)Temperature,3)The speed of titration.,4) Indicator :KMnO4,Conditions :,Acidity of solution:in neutral solution or weak acidic solution,Ind

17、icator: starch solution (When the titration reaction approach the end point , add the starch solution),Indirect iodometry,Standard solution :Na2S2O3 solution,目 的 要 求,1、掌握滴定分析的基本概念和基本计算（酸碱滴定法、氧化还原滴定法和配位滴定法的结果计算）；,2、掌握高锰酸钾法和间接碘量法的滴定条件及配位滴定法的基本原理；,4、了解多元酸、多元碱的分步滴定，酸碱指示剂、金属指示剂的变色原理。,3、熟悉有效数字及其运算规则，标准溶液的

18、配制和标定，强酸和强碱及一元弱酸和一元弱碱的滴定曲线的特点，滴定一元弱酸弱碱的滴定条件，及酸碱指示剂的选择。,6、下列各原子的电子结构处于激发态的是（ ） A: 1s22s22p2 B: 1s22s22p63s23p3 C: 1s22s22p63s1 D: 1s22s22p63s23p63d54s1 E: 1s22s22p43s1 7、 下列各组量子数中，取值合理的是（ ） A. n=1 l=1 m=0 ms=+1/2 B. n=3 l=2 m=+3 ms=+1/2 C. n=3 l=2 m=0 ms=+1/2 D. n=1 l=0 m=+1 ms=+1/2 E. n=2 l=1 m=+2 m

19、s=+1/2 8、在H2C=C H2分子中，CH原子之间成键所用的轨道是（ ） A: sp2-s B: sp-s C: sp3-s D: sp2-p E: p-p,9、下列分子中，与NH3分子杂化类型和空间构型相同的分子是（ ） A: H2S B: H2O C: SiH4 D: BF3 E: PCl3 10、在下列分子中，偶极矩为零的分子是（ ） A: NH3 B: CHCl3 C: HCl D: BF3 E: H2O 12、某配合物实验式PtCl4 . 2NH3 ，其水溶液几乎不导电，加入足量AgNO3也不产生沉淀，以强碱处理也无氨味，该配合物的化学式为（ ） A: Pt( NH3 ) 2C

20、l3 Cl B: Pt( NH3 ) 2Cl2 Cl2 C: Pt( NH3 ) 2Cl Cl3 D: Pt( NH3 ) 2 Cl4 E: Pt( NH3 ) 2Cl4,18、 用0.1000mol/LNaOH溶液滴定0.1000mol/L的HAc溶液，突跃范围pH=7.759.70,下列指示剂最合适的是（ ） A：甲基黄（变色范围pH为2.94.0） B: 甲基红（变色范围pH为4.46.2） C: 溴百里酚兰（变色范围pH为6.27.6）D: 百里酚兰（变色范围pH为8.09.6） D: 茜素黄R（变色范围pH为10.112.0） 19、下列叙述中正确的是（ ） A：强碱滴定强酸的pH突

21、跃范围与所选用的指示剂的变色范围有关。 B: 任何弱酸溶液都可以用NaOH标准溶液直接进行滴定。 C: 用KMnO4标准溶液滴定H2O2 时, 需加热至75- 85OC。 D: 螯合滴定中, 金属指示剂与金属形成的配合物的稳定性应大于EDTA与金属形成的配合物的稳定性。 E: Lambert-Beer定律只适用于单色光 20、用0.1000mol/LHCi溶液滴定20.00ml 0.1000mol/L NaOH溶液时，滴定突跃范围为pH：9.74 .3，则用0.01mol/L HCl溶液滴定20.00ml 0.01mol/L NaOH溶液时，滴定突跃范围为（ ） A: pH：9.74.3 B: pH：8.74.3 C: pH：8.75.3 D：pH：9.705.30 E: pH：10.703.30,二、是非题（每小题1分，共10分，在题号后的括号中标“”、“”，以示“对”、“错”） 1、 在1升的纯水中分别加入0.1molNaCl和0.1molC6H6O6，引起蒸汽压的下降值