滴定分析法概述.课件.ppt
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1、滴定分析法滴定分析法容量瓶容量瓶锥形瓶锥形瓶烧杯烧杯容容 量量 仪仪 器器量筒量筒酸酸式式滴滴定定管管移移液液管管吸吸量量管管滴定分析概述 滴定分析的过程和分类 滴定分析法对化学反应的要求和滴定分析 基准物质和标准溶液 滴定分析的误差 滴定分析结果的计算 滴定分析法:将一种已知其准确浓度的试剂溶液(称为标准溶液)滴加到被测物质的溶液中,直到化学反应完全时为止,然后根据所用试剂溶液的浓度和体积可以求得被测组分的含量,这种方法称为滴定分析法(或称容量分析法)。是化学分析法中的重要分析方法之一。 第一节 滴定分析的过程和分类1. 标准溶液(滴定剂)2. 化学计量点 sp3. 滴定终点(终点)ep4.
2、 终点误差EtNaOH2HClNaOHHClHCl+NaOH=NaCl+H Oc0.1000/20.0020.05()?molLVmLVmLc消耗NaOHNaOHHClNaOHc0.10025/(0.1002)HClVcVcmolL基本术语:滴定:将滴定剂通过滴管滴入待测溶液中的 过程滴定剂:浓度准确已知的试样溶液指示剂:滴定分析中能发生颜色改变而指示 终点的试剂滴定终点:滴定分析中指示剂发生颜色改变 的那一点(实际)化学计量点:滴定剂与待测溶液按化学计量 关系反应完全的那一点(理论)滴定分析法是定量分析中的重要方法之一,此种方法适于百分含量在1以上各物质的测定,有时也可以测定微量组分滴定分析
3、法快速、准确、仪器设备简单、操作方便、价廉,可适用于多种化学反应类型的测定分析结果的准确度较高,一般情况下,其滴定的相对误差在0.1%左右。所以该方法在生产和科研上具有很高的实用价值,应用广泛。滴定分析法的特点:滴定分析的分类(按化学反应的类型) 酸碱滴定 滴定分析 配位滴定 氧化还原滴定 沉淀滴定酸碱滴定法酸碱滴定法: : 以质子传递反应为基础的滴定分析法。以质子传递反应为基础的滴定分析法。例:用例:用NaOHNaOH标准溶液测定标准溶液测定HAcHAc含量含量 OHOH- - + HAc = Ac + HAc = Ac- - + H + H2 2O O 主要用于测量酸碱性物质的含量主要用于
4、测量酸碱性物质的含量 配位滴定法配位滴定法:以配位反应为基础的滴定分析法。:以配位反应为基础的滴定分析法。 例例: :用用EDTAEDTA标准溶液测定标准溶液测定CaCa2+2+的含量的含量 Y Y4-4- + Ca + Ca2+2+ = CaY = CaY2-2-主要用于测定金属离子的含量。主要用于测定金属离子的含量。氧化还原滴定法氧化还原滴定法:以氧化还原反应为基础的滴定以氧化还原反应为基础的滴定分析法。分析法。 例:用例:用KMnOKMnO4 4标准溶液测定标准溶液测定FeFe2+2+含量。含量。 MnOMnO4 4- - + 5Fe + 5Fe2+2+ + 8H + 8H+ + = M
5、n = Mn2+2+ + 5Fe + 5Fe3+3+ + 4H + 4H2 2O O主要用于测定氧化、还原性物质,以及能与氧化主要用于测定氧化、还原性物质,以及能与氧化还原性物质发生反应的物质的含量。分为碘量法、高还原性物质发生反应的物质的含量。分为碘量法、高锰酸钾法、亚硝酸钠法、重铬酸钾法、铈量法等。锰酸钾法、亚硝酸钠法、重铬酸钾法、铈量法等。沉淀滴定法沉淀滴定法:以沉淀反应为基础的滴定分析法。:以沉淀反应为基础的滴定分析法。例:例: 用用AgNOAgNO3 3标准溶液测定标准溶液测定ClCl- -的含量的含量 AgAg+ + + Cl + Cl- - AgCl AgCl (白色)(白色)
6、常用的是银量法。常用的是银量法。1.1.反应要完全反应要完全:被测物质与标准溶液之间的反应要:被测物质与标准溶液之间的反应要按一定的化学方程式进行,而且反应必须接近完按一定的化学方程式进行,而且反应必须接近完全全( (通常要求达到通常要求达到99.9%99.9%以上以上) )。这是定量计算的。这是定量计算的基础。基础。 反应速度要快:反应速度要快:滴定反应要求在瞬间完成,对于滴定反应要求在瞬间完成,对于速度较慢的反应,有时可通过加热或加入催化剂速度较慢的反应,有时可通过加热或加入催化剂等办法来加快反应速度。等办法来加快反应速度。 要有简便可靠的方法确定滴定的终点。要有简便可靠的方法确定滴定的终
7、点。 二、滴定分析法对滴定反应的要求置换滴定置换滴定间接滴定间接滴定 第二节第二节 滴定分析法的滴定方式滴定分析法的滴定方式一一 凡符合上述条件的反应,就可以凡符合上述条件的反应,就可以直接采用标准溶液对试样溶液进行滴定,这称为直直接采用标准溶液对试样溶液进行滴定,这称为直接滴定。接滴定。(涉及一个反应)(涉及一个反应) 滴定剂与被测物之间的反应式为:滴定剂与被测物之间的反应式为: a a A + A + b b B = B = c c C + C + d d D D 当滴定到化学计量点时,当滴定到化学计量点时,a a 摩尔摩尔 A A 与与 b b 摩尔摩尔 B B 作用完全:作用完全: 则
8、:则: n nA A / n / nB B = a / b = a / b , n nA A = = ( (a / ba / b) ) n nB B ( (c c V V ) )A A = = ( (a / b a / b ) )(c c V V ) )B B 或:或:( (c c V V ) )A A = = ( (a / ba / b) )( (W / MW / M) )B B 酸碱滴定中,标准溶液浓度通常为:酸碱滴定中,标准溶液浓度通常为:0.1 mol/L0.1 mol/L 左右,滴左右,滴定剂消耗体积在定剂消耗体积在 202030mL30mL 之间,由此数据可计算称取试样量之间,由此
9、数据可计算称取试样量的上限和下限。的上限和下限。 二二 先加入一定,且过量的标准溶液,先加入一定,且过量的标准溶液,待其与被测物质反应完全后,再用另一种滴定剂滴定待其与被测物质反应完全后,再用另一种滴定剂滴定剩余的标准溶液,从而计算被测物质的量,因此返滴剩余的标准溶液,从而计算被测物质的量,因此返滴定法又称剩余量滴定法定法又称剩余量滴定法(涉及到两个反应)。(涉及到两个反应)。(,)BBB c V2B1B(,?)AAA c V(,)CCC c V 例:配位滴定法测定铝例:配位滴定法测定铝 先加入准确体积的、过量的标准溶液先加入准确体积的、过量的标准溶液 EDTAEDTA,加热反应完,加热反应完
10、全后,再用另一种标准溶液(全后,再用另一种标准溶液(ZnZn2+ 2+ ),滴定过量的),滴定过量的 EDTA EDTA 标标准溶液。准溶液。 反应反应1 1: AlAl3+3+ + Y + Y4-4-(准确、过量)(准确、过量) = AlY= AlY 反应反应2 2: ZnZn2+2+ + Y + Y4-4- = ZnY = ZnY ( (n nEDTAEDTA) )总总 - (- (n nEDTAEDTA ) )过量过量 = (= (n nAlAl) ) ( (n nEDTAEDTA) )过量过量 = (= (a a / / b b) )n nZnZn ;a a / / b b =1 =1
11、 ( (cV cV ) )EDTAEDTA总总 - (- (cV cV ) )ZnZn = ( = (cV cV ) )AlAl 返滴定法返滴定法先用适当试剂与待测物质反应,定量置换出另一种物质,再用标准溶液去滴定该物质的方法适用:无明确定量关系的反应四 间接滴定法不能与滴定剂反应的某些物质,可通过另外的化学反应使其生成能被滴定的物质,间接以滴定法定量进行(涉及到多个反应)。适用:不能与滴定剂起化学反应的物质例:以例:以 KBrOKBrO3 3 为基准物,测定为基准物,测定 NaNa2 2S S2 2O O3 3 溶液浓度。溶液浓度。 (1)KBrO(1)KBrO3 3 与过量的与过量的 KI
12、 KI 反应析出反应析出 I I2 2 : BrOBrO3 3- - + 6 I+ 6 I- - + 6H+ 6H+ + = 3 I = 3 I2 2 + Br + Br- - + 3H+ 3H2 2O O n n(BrO(BrO3 3- -) = 1/3 ) = 1/3 n n(I(I2 2) ) ( (2) 2) 用用NaNa2 2S S2 2O O3 3 溶液滴定析出的溶液滴定析出的 I I2 2 2 S2 S2 2O O3 32- 2- + I+ I2 2 = 2 I= 2 I- - + S+ S4 4O O6 62-2- n n(I(I2 2 ) = 1/2 ) = 1/2 n n(
13、S(S2 2O O3 32-2-) ) (3) KBrO(3) KBrO3 3 与与 Na Na2 2S S2 2O O3 3之间物质的量的关系为:之间物质的量的关系为: n n(BrO(BrO3 3-) = 1/3 -) = 1/3 n n(I(I2 2 ) = 1/6 ) = 1/6 n n(S(S2 2O O3 32-2-) ) ( (cVcV) )S S2 2O O3 32-2- = 6( = 6(W/MW/M) )BrOBrO3 3 - -间接滴定法间接滴定法第三节 基准物质和标准溶液一一 概念概念标准溶液:浓度准确已知的溶液基准物质:能用于直接配制或标定标准溶液 的物质 凡是符含上
14、述条件的物质,在分析化学上称为凡是符含上述条件的物质,在分析化学上称为“”或称或称“基准试剂基准试剂”。凡是基准试剂,都可以用直接法配。凡是基准试剂,都可以用直接法配成标准溶液。成标准溶液。3.3.。例如加热干燥时不分解,称量时。例如加热干燥时不分解,称量时不吸湿,不吸收空气中的不吸湿,不吸收空气中的COCO2 2,不被空气氧化等。,不被空气氧化等。4.4.。因为摩尔质量越大,称。因为摩尔质量越大,称取的量就越多,称量误差就可相应的减少取的量就越多,称量误差就可相应的减少1.1.。若含结晶水时,如硼砂。若含结晶水时,如硼砂NaNa2 2B B4 4O O7 710H10H2 2O,O,其结晶水
15、的含量也应与化学式符合。其结晶水的含量也应与化学式符合。2.2.( (一般要求纯度在一般要求纯度在99.9%99.9%以上以上) ),所含杂质应不影,所含杂质应不影响滴定反应的准确度响滴定反应的准确度(0.01-0.02%)(0.01-0.02%)。基准物质的要求(一)物质的量浓度 cB表示:cB=nB/V cB单位:molm-3 (SI单位) moldm-3 或 (常用单位) nBmB/MB;mB cBVBMB二二 标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法111 (,)BBmg Lmg Lmg mLV(二)其它常用浓度表示方法二)其它常用浓度表示方法1. 质量浓度:质量浓度:2. 质量分
16、数:质量分数:; 100%BBBBSSmmwwmm(/)AAmTg mLV例1:THCL= 0.003001 g/mL 24-1/0.04000 H SONaOHTg mL例如:每毫升例如:每毫升H H2 2SOSO4 4标准溶液恰能与标准溶液恰能与0.04000g NaOH0.04000g NaOH反应。反应。是指每毫升标准溶液相当被测物质的质量。以是指每毫升标准溶液相当被测物质的质量。以符号符号T TT/AT/A表示(表示(g/mLg/mL或或mg/mLmg/mL)T T是标准溶液中溶质的分子式是标准溶液中溶质的分子式A A是被测物质的分子式是被测物质的分子式例:测定铁含量的KMnO4标准
17、溶液,其浓度可表示 T(KMnO4 /Fe ) = 0.005682 g mL-1 表示:l mL KMnO4 溶液相当于0.005682 g 铁, 1 mL 的 KMnO4 标准溶液能把 0.005682 g Fe2+ Fe3+。适用于工业生产中批量分析: m(Fe) T(KMnO4 /Fe ) V(KMnO4)例如:用例如:用 0.04000 g0.04000 gmLmL-1-1的的H H2 2SOSO4 4标准溶液滴标准溶液滴定烧碱溶液,设滴定时用去定烧碱溶液,设滴定时用去22.0022.00毫升,则此试样中毫升,则此试样中NaOHNaOH的质的质量为:量为: 24/H SONaOHT2
18、424-1/0.04000 22.00 0.8800H SONaOHH SOTVg mLmLg,那么滴定度也可直接表示每毫升标准,那么滴定度也可直接表示每毫升标准溶液相当于被测组分的质量分数()溶液相当于被测组分的质量分数() 表示当试样为某一质量时,每消耗表示当试样为某一质量时,每消耗1.00 mL H1.00 mL H2 2SOSO4 4标准溶液标准溶液就可以中和试样中就可以中和试样中2.69%2.69%的的 NaOHNaOH。24/%2.69%H SONaOHT 例如:例如: 对于工厂等生产单位来讲,由于经常分析同一种样品,所对于工厂等生产单位来讲,由于经常分析同一种样品,所以使用滴定度
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