滴定分析概述课件.ppt

1、第四章第四章 滴定分析概述滴定分析概述n概述概述n标准溶液标准溶液n滴定分析的计算滴定分析的计算n滴定分析中的化学平衡滴定分析中的化学平衡 1.概述n一、滴定分析法一、滴定分析法n 滴定分析法滴定分析法(titrimetric analysis)：用已知浓度已知浓度的标准溶液，滴定一定体积一定体积的待测溶液待测溶液，直到化学反应按计量关系作化学反应按计量关系作用完用完为止，然后根据标准溶液的体积和浓度计算待测物质的含量，这种靠滴定的方法，来实现待测物含量的分析，称为滴定分析法滴定分析法,该过程称为滴定滴定。n如图右为酸滴定碱的示意简图n基本概念及术语基本概念及术语n1.滴定终点滴定终点(end

2、 point of the titration):滴定分析中，常加入一种指示剂，通过指示剂颜色的变化作为化学等当点到达的指示信号，停止滴定，这一点称为滴定终点。n2.化学计量点化学计量点(stoichiometric point)：当滴入的标准溶液的物质的量与待测定组分的物质的量恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时，称之反应到达了化学计量点。l3.滴定误差滴定误差(end point error)l 滴定终点与化学计量点不一致，由此所造成的误差。l4.指示剂指示剂(indicator)为了能比较准确地掌握化学计量点的达到，在实际滴定操作时，常在被测物质的溶液中加入一种辅助剂，借助于它的颜色

3、变化作为化学计量点到达的信号，这种辅助试剂称为指示剂。l滴定分析法的特点：滴定分析法的特点：l1）用于常量组分的测定）用于常量组分的测定l2）仪器简单、操作简便）仪器简单、操作简便l3）快速准确）快速准确l4）应用广泛）应用广泛滴定分析对化学反应的要求必须具备如下条件：n1.反应必须定量定量完成，即待测物质与标准溶液之间的反应要严格按一定的化学计量关系进行，反应定量完成的程度要达到99.9%以上，这是定量计算的基础。n2.反应必须迅速迅速完成；对于速度较慢的反应能够采取加热、使用催化剂等措施提高反应速度。n3.必须有适宜的指示剂或其它简便可靠的方法适宜的指示剂或其它简便可靠的方法确定终点。确定

4、终点。n分类分类（按化学反应的类型）酸碱滴定酸碱滴定n滴定分析滴定分析 配位滴定配位滴定 氧化还原滴定氧化还原滴定 沉淀滴定沉淀滴定(一一)酸碱滴定法（酸碱滴定法（acid-base titration）酸碱滴定法:以质子传递反应为基础的滴定分析法。例：用NaOH标准溶液测定HAc含量 OH-+HAc Ac-+H2O 主要用于测量酸碱性物质的含量(二二)配位滴定法（配位滴定法（complexometric titration）配位滴定法：以配位反应为基础的滴定 分析法。例：用EDTA标准溶液测定Ca2+的含量 Y4-+Ca2+CaY2-主要用于测定金属离子的含量。(三三)氧化还原滴定法（氧化还

5、原滴定法（redox titration）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分析法。例：用KMnO4标准溶液测定Fe2+含量。MnO4-+5Fe2+8H+Mn2+5Fe3+4H2O 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。(四四)沉淀滴定法（沉淀滴定法（precipitation titration）沉淀滴定法：以沉淀反应为基础的滴定 分析法。例：用AgNO3标准溶液测定Cl-的含量 Ag+Cl-AgCl（白色）常用的是银量法。二、滴定方式二、滴定方式 根据滴定方式的不同滴定分析分为：根据滴定方式的不同滴定分析分为：1.直接滴定法直接滴

6、定法 2.返滴定法返滴定法 3.置换滴定法置换滴定法 4.间接滴定法间接滴定法n1.直接滴定法直接滴定法n 凡是能满足上述（满足上述（3条件）要求条件）要求的反应，都可以用标准溶液直接滴定待测物质，即直接滴定法。n例如，用HCl标准溶液测定NaOH含量，用EDTA标准溶液测定Mg2+含量都属于直接滴定法。2.返滴定法返滴定法n 当滴定反应速率较慢反应速率较慢，或反应物是固体反应物是固体，或没有合适的指示剂没有合适的指示剂时，选用返滴定法。返滴定法返滴定法：先准确加入过量滴定剂，待反应完全后，再用另一种标准溶液滴定剩余滴定剂；根据反应消耗滴定剂的净量就可以算出被测物质的含量。这样的滴定方法称为返

7、滴定法。n例如例如：固体CaCO3的测定，可先加入一定量的过量盐酸标准溶液，加热使试样完全溶解，冷却以后，再用NaOH标准液返滴定剩余的HCl量。n CaCO3+2HCl(过量)CaCl2+CO2 +H2On HCl(剩余)+NaOH NaCl+H2O3.置换滴定法置换滴定法n 对于那些不按一定反应式进行或伴有副不按一定反应式进行或伴有副反应的反应反应的反应，不能直接滴定被测物质，可先加入适当试剂与被测物质起作用，置换置换出一定量的另一生成物另一生成物，再用标准溶液滴定此生成物，这种滴定方式称为置换滴定法置换滴定法。l例如，在酸性条件下，硫代硫酸钠不能直接滴定重铬酸钾及其它氧化剂，因为这些氧化

8、剂将S2O32-氧化成S4O62-及SO42-等的混合物，反应没有定量关系，无法计算。但是，若在重铬酸钾的酸性溶液中加入过量的KI，定量置换出I2，再用S2O32-滴定I2，就可以算出重铬酸钾的含量。lCr2O72-+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2Ol I2+2S2O32-2I-+S4O62-4.间接滴定法间接滴定法n 当被测物质被测物质不能直接与标准溶液标准溶液作用，却能和另一种可与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。n例如，Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用，但可与高锰酸钾标准溶液作用的C2O42-起反应，定量生成 CaC2O4，可通过间接测定 C2O42-，而测定 Ca

9、2+的含量。n Ca2+C2O42-CaC2O4n CaC2O4+H2SO4 CaSO4+H2C2O4n5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 10CO2 +2MnSO4+K2SO4+8H2O 2 标准溶液标准溶液 n一、试剂与基准物质n（一）试剂是指化学实验中使用的药品。一般试剂等级及标志级别 中文名称 英文名称 标签颜色 主要用途一级 优级纯 GR 绿 精密分析实验二级 分析纯 AR 红 一般分析实验三级 化学纯 CP 蓝 一般化学实验生物化 生化试剂 BR 咖啡色 生物化学及学试剂 生物染色剂 （染色剂：玫红色）医用化学实验l（二）基准物质1.定义：已确定其一种或几种特性其一种或几种

10、特性，用于校校准测量工具准测量工具、评价测量方法评价测量方法或测定材料特性量值测定材料特性量值的物质。(能用于直接配制或标定标准溶液的物质)2.基准试剂应该符合下列条件：1）试剂组成和化学式完全相符2）试剂的纯度一般应在99.9%以上，且稳定，不发生副反应。3）试剂最好有较大的摩尔质量，可减少称量误差。二、标准溶液的配制二、标准溶液的配制n(1)直接配制法：准确称取一定量的工作基准试剂或纯度相当的其它物质，溶解后定量定量转移到容量瓶转移到容量瓶中，稀释至一定体积，根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可计算出该标准溶液准确浓度。n 例如，欲配制 0.01000mol/LK2Cr2O7 溶液1升时，

11、首先在分析天平上精确称取2.9420 克K2Cr2O7 置于烧杯中，加入适量水溶解后，定量转移到1000mL容量瓶中，再定容即得。n(2)间接配制法：n许多物质纯度达不到工作基准试剂的纯度纯度达不到工作基准试剂的纯度要求要求，或它们在空气中不稳定不稳定，即粗略地称取一定量的物质或量取一定体积的溶液，配制成接近所需浓度的溶液，后用另一标准溶液来标定。n标定：用配制溶液滴定基准物质计算其准确浓度的方法称为标定。n三、标准溶液浓度的表示方法三、标准溶液浓度的表示方法n（一）物质的量浓度n 溶液中所含溶质B的物质的量 除以溶液的体积即为物质的量浓度物质的量浓度，以符号C（B）表示n 式中 m（B）物质

12、B的质量，g；M（B）物质B摩尔质量，g/mol；V溶液的体积，单位为L，物质量浓度单位为 mol/l；VBnVBMBmBc)()()()(Bnn(二)滴定度：两种表示n 每每ml标准溶液标准溶液所含溶质的克数溶质的克数表示为：T溶质，单位（g/ml）n如，THCl=0.003646g/ml表示1ml HCl溶液有0.003646g HCl n 每ml标准溶液A相当于被测物质被测物质B的克数的克数，表示为：TA/B，如nTHCl/NaOH=0.004000g/ml 就是1ml HCl恰能与0.004000g NaOH完全作用。3滴定分析计算n一、滴定分析计算的依据一、滴定分析计算的依据对于任一

13、滴定反应 tT+aA P T为滴定剂，A为待测物质，P为生成物。ATATnnatnant或TTAAVCtaVC对于固体物质的质量mA和标准物质的关系：nT=CTVT nA=mA/MAATTAMVCtam 当以ml为单位计量，将MA化为MA/1000，单位为g/mmol,则有：1000ATTAMVCtam 根据滴定度的定义上式可表为：1000/ATATMCtaT (二二)滴定分析计算实例滴定分析计算实例 1.溶液的稀释或增浓的计算例2 现有HCl液(0.0976mol/L)4800ml,欲使其浓度为0.1000mol/L，问应加入HCl液(0.5000mol/L)多少？解：设应加入HCl液Vml

14、，根据溶液增浓前后溶质的物质的量应相当，则 0.5000V+0.09764800=0.1000(4800+V)V=28.80ml2.标准溶液的配制和标定 例3 用Na2CO3标定0.2mol/L HCl标准溶液 时，若使用25ml滴定管，问应称取基准Na2CO3多少克？解：2HCl+Na2CO3 2 NaCl+CO2 +H2O用分析天平称量时一般按10%为允许的称量范围，称量范围为0.23 0.2310%=0.23 0.02g,即0.210.25g。gCONaMHClVHClCCONamHClnCONan23.010000.106222.0211000)()()(21)()(21)(32323

15、2例4 称取邻苯二甲酸氢钾(KHP)基准物质0.4925克，标定NaOH溶液，终点时用去NaOH溶液23.50ml，求NaOH溶液的浓度。解：NaOH+KHP NaKP+H2O n(NaOH)=n(KHP)C(NaOH)=0.1026mol/L 10002.2044925.050.23)()()()()(NaOHCKHPMKHPmNaOHVNaOHC例5 测定工业纯碱Na2CO3的含量，称取0.2560克试样，用0.2000mol/L HCl液滴定，若终点时消耗HCl液22.93ml，问该HCl液对Na2CO3的滴定度是多少？计算试样中Na2CO3的百分含量。解：2HCl+Na2CO3 2 N

16、aCl+CO2 +H2OmlgCONaMHClCTCONaMHClVHClCCONamHClnCONanCONaHCl/01060.010000.1062000.0211000)()(211000)()()(21)(:),(21)(32/32323232故%9.94%1002560.093.2201060.0%32CONa 例6为了标定Na2S2O3溶液,精密称取工作标准试剂K2Cr2O72.4530g，溶解后配成500ml溶液,然后量取K2Cr2O7溶液25.00ml,加H2SO4及过量KI,再用Na2S2O3待标液滴定析出的I2,用去26.12ml,求Na2S2O3 的摩尔浓度。解：反应过

17、程如下：Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2O I2+2S2O32-2I-+S4O62-1Cr2O72-3I2 6S2O32-)(6)(722322OCrKnOSNanLmolOSNaVOCrKVOCrKCOSNaCOCrKVOCrKCOSNaVOSNaC/09581.012.26255.019.2944530.26)()()(6)()()(6)()(322722722322722722322322例7 欲测定大理石中CaCO3含量，称取大理石试样0.1557克，溶解后向试液中加入过量的NH4C2O4，使Ca2+成CaC2O4沉淀析出，过滤、洗涤，将沉淀溶于稀H2SO4，此

18、溶液中的C2O42-需用15.00ml0.04000 mol/L KMnO4标准溶液滴定，求大理石CaCO3含量。解：Ca2+C2O42-CaC2O4l CaC2O4+H2SO4 CaSO4+H2C2O4l5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 10CO2 +2MnSO4+K2SO4+8H2O2KMnO4 5H2C2O4 5CaC2O4 5Ca2+5CaCO3)(25)(423MnOKnCaCOn%43.96%1001557.01501.0%1501.009.10010001504000.025)()()(25)()()(25)(33443443CaCOgCaCOMKMnOVKMnOCCaCOmKMnOVKMnOCCaCOn作业题：思考题：2，3，4，5，6，7习题：1，2，5，6，7