分析化学-滴定分析概论课件.ppt

1、一、滴 定 分 析 法 的 特 点 和 主 要 方 法、滴 定 分 析 法 的 特 点 和 主 要 方 法 滴定分析法：将一种已知准确浓度的试滴定分析法：将一种已知准确浓度的试剂溶液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴剂溶液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴加的试剂与待测物质按化学计量关系定量反加的试剂与待测物质按化学计量关系定量反应为止，然后根据试液的浓度和体积，通过应为止，然后根据试液的浓度和体积，通过定量关系计算待测物质含量的方法。定量关系计算待测物质含量的方法。基本术语：基本术语：滴定滴定：将滴定剂通过滴管滴入待测溶液中的将滴定剂通过滴管滴入待测溶液中的 过程；过程；滴定剂滴定剂：浓度准确已

2、知的试样溶液；浓度准确已知的试样溶液；指示剂指示剂：滴定分析中能发生颜色改变而指示滴定分析中能发生颜色改变而指示 终点的试剂。终点的试剂。滴定终点滴定终点(end point,ep)：滴定分析中指示剂发生颜滴定分析中指示剂发生颜色改变色改变 的那一点（实际）；的那一点（实际）；化学计量点化学计量点(stoichiometric point,sp)：滴定剂与待测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）；溶液按化学计量关系反应完全的那一点（理论）；终点误差或滴定误差终点误差或滴定误差(Et)：滴定终点与化学计量点滴定终点与化学计量点不一定恰好吻合，由此造成的误差。不一定恰好吻合，由此

3、造成的误差。特点：特点：（）测定常量组分含量一般在以上；（）测定常量组分含量一般在以上；（）准确度较高，相对误差不大于（）准确度较高，相对误差不大于.；（）简便快速，可测定多种元素；（）简便快速，可测定多种元素；（4）常作为标准方法使用）常作为标准方法使用。要求要求：a.反应定量、完全反应定量、完全(一是反应必须具有确定的化学一是反应必须具有确定的化学计量关系，即反应按一定的反应方程式进行；二计量关系，即反应按一定的反应方程式进行；二是反应要进行到实际上完全，通常要求转化率达是反应要进行到实际上完全，通常要求转化率达到到99.9以上。以上。)b.反应迅速反应迅速(对于反应速率较慢的反应，有时可

4、通对于反应速率较慢的反应，有时可通过加热或加人催化剂来加速反应的进行过加热或加人催化剂来加速反应的进行)c.具有合适的确定终点的方法具有合适的确定终点的方法主要方式主要方式：直接法：直接法：选用适当的标准溶液直接滴选用适当的标准溶液直接滴定被测物质。最常用。定被测物质。最常用。返滴定法（剩余滴定法返滴定法（剩余滴定法）先准确加入过量标准溶液，使与试液中的先准确加入过量标准溶液，使与试液中的待测物质或固体试样进行反应，待反应完成待测物质或固体试样进行反应，待反应完成以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法溶液的方法适用：反应较慢或难溶于水的固体试样适

5、用：反应较慢或难溶于水的固体试样例2：固体固体CaCO3+定过量定过量HCl标液标液 剩余剩余HClHCl标液标液 NaOHNaOH标液标液 返滴定返滴定 例3：Cl-+定过量定过量AgNO3 标液标液 剩余剩余AgNOAgNO3 3标液标液 NHNH4 4SCNSCN标液标液 FeFe3+3+指示剂指示剂 返滴定返滴定 淡红淡红色色Fe（SCN）2+先用适当试剂与待测物质反应，定量置换先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质出另一种物质，再用标准溶液去滴定该物质，再用标准溶液去滴定该物质的方法的方法适用：无明确定量关系的反应 间接间接法法通过另外的化学反应，以滴定法定量进行通过另外的

6、化学反应，以滴定法定量进行适用：不能与滴定剂起化学反应的物质适用：不能与滴定剂起化学反应的物质基准物质：基准物质：能用于直接配制或标定标准溶液的物质能用于直接配制或标定标准溶液的物质标准溶液标准溶液：浓度准确已知的溶液：浓度准确已知的溶液a.试剂的组成与化学式相符（包括结晶水）试剂的组成与化学式相符（包括结晶水）b.具有较大的摩尔质量，以降低称量时的相对具有较大的摩尔质量，以降低称量时的相对误差。误差。c.纯度高（纯度高（99.9以上）以上），性质稳定（不易与，性质稳定（不易与空气中的空气中的O2及及CO2反应，亦不吸收空气中的反应，亦不吸收空气中的水分）水分）d.试剂参加滴定反应时，应定量进

7、行，无副反试剂参加滴定反应时，应定量进行，无副反应。应。常用纯金属和纯化合物，如常用纯金属和纯化合物，如Ag,Cu,Zn,Cd,Si,Ge,Al,Co,Ni,Fe和和 NaCl,K2Cr2O7,Na2CO3,邻苯二甲酸氢钾，硼砂邻苯二甲酸氢钾，硼砂，As2O3,CaCO3等。等。超纯试剂和光谱纯试剂只是说明其中金属杂质超纯试剂和光谱纯试剂只是说明其中金属杂质的含量很低，并不说明其主要成分的含量在的含量很低，并不说明其主要成分的含量在99.9%以上。以上。2.2.间接配制法：间接配制法：标定法：标定法：利用基准物质确定溶液准确浓度利用基准物质确定溶液准确浓度 比较法：比较法：用一种已知浓度的标液

8、来确定另一用一种已知浓度的标液来确定另一 种溶液的浓度方法种溶液的浓度方法 例如，欲配制例如，欲配制0.lmolL-1NaOH标准溶液，可先配标准溶液，可先配成近似浓度的成近似浓度的0.1molL-1的的 NaOH溶液，然后称取一溶液，然后称取一定量的基准物质如邻苯二甲酸氢钾进行标定，或者定量的基准物质如邻苯二甲酸氢钾进行标定，或者用已知准确浓度的用已知准确浓度的HCl标准溶液进行标定，便可求标准溶液进行标定，便可求得得NaOH标准溶液的准确浓度。标准溶液的准确浓度。四、滴定分析法的计算四、滴定分析法的计算）或（mmolmolMmnBBB)()/()/(LmmolLmolVMmVncBBBBB

9、B或 例如，每升溶液中含例如，每升溶液中含0.lmol NaOH，其浓度表示，其浓度表示为为c（NaOH）0.lmolL-1；也可表示也可表示为为 cNaOH 0.lmolL-1。注意：表示物质的量浓度时，必须指明基本单元。注意：表示物质的量浓度时，必须指明基本单元。如某硫酸溶液的浓度，由于选择不同的基本单元，如某硫酸溶液的浓度，由于选择不同的基本单元，其摩尔质量就不同，浓度亦不相同：其摩尔质量就不同，浓度亦不相同：c（H2SO4）0.lmolL-1，c（1/2H2SO4）=0.2 molL-1，c（2H2SO4）0.05 molL-1，由此可见：由此可见：c（B）=1/2c（1/2B）=2

10、c（2B）其通式为：其通式为：c（B）=nc（nB）基本单元的选择，一般以化学反应的计量关系为依基本单元的选择，一般以化学反应的计量关系为依据。据。例如，采用例如，采用 K2Cr2O7标准溶液滴标准溶液滴定定Fe2+溶液，滴溶液，滴定度为定度为 T（K2Cr2O7 Fe）0.005000gmL-1。即。即表示每毫升表示每毫升K2Cr2O7溶液恰好能与溶液恰好能与0.005000g Fe2+反反应。如果在滴定中消耗该应。如果在滴定中消耗该K2Cr2O7标准溶液标准溶液23.50mL，则被滴定溶液中铁的质量为：，则被滴定溶液中铁的质量为：m（Fe）0.005000gmL-123.50mL0.117

11、5g 一般来说，滴定剂写在括号内的右边，被测物写在一般来说，滴定剂写在括号内的右边，被测物写在括号内的左边，中间的斜线只表示括号内的左边，中间的斜线只表示“相当于相当于”的意的意思，并不表示分数关系思，并不表示分数关系。滴定剂与被滴定物质之间的计量关系滴定剂与被滴定物质之间的计量关系 设滴定剂设滴定剂A与被滴物质与被滴物质B有下列关系：有下列关系：aA bB cC dD 当滴定恰好到达化学计量点时：当滴定恰好到达化学计量点时：n（A）：）：n（B）a：b 故有故有 n（A）=n（B）或）或 n（B）=n（A）上式中上式中 或或 称为化学计量数比。称为化学计量数比。还可以将上式写成：还可以将上式

12、写成：该式就称为物质的量比规则。该式就称为物质的量比规则。baabbaab)(1)(1)(1)(1DndCncBnbAna 酸碱滴定：酸给出的质子数等于碱接受的质子数酸碱滴定：酸给出的质子数等于碱接受的质子数 例如：例如：则：则：以上关系式由物质的量比规则得到。我们换个角度，以上关系式由物质的量比规则得到。我们换个角度，一个硫酸分子可以给出两个质子，则半个硫酸分子一个硫酸分子可以给出两个质子，则半个硫酸分子可以给出一个质子。所以，可以给出一个质子。所以，即，即，通式：通式：O2HSONa2NaOHSOH24242 )NaOH(21)SOH(42nn)NaOH()SOH21(42nn)SOH(2

13、)NaOH()SOH21(4242nnn)NaOH()AH()AH1(xxnxnxn氧化还原滴定：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数氧化还原滴定：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数 例如例如：5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O 则：则：通式：通式：式中，式中，x为一个氧化剂分子得电子数，为一个氧化剂分子得电子数，y为一个还原为一个还原剂分子失电子数。剂分子失电子数。以上两个通式所体现的即为等物质的量规则。以上两个通式所体现的即为等物质的量规则。)MnO(5)MnO51()Fe(442nnn)B1()A1(ynxn 若采用非直接滴定的方式，则涉及到两个或两个以若采用非直接滴定的方

14、式，则涉及到两个或两个以上反应，此时应从总的反应中找出实际参加反应的上反应，此时应从总的反应中找出实际参加反应的物质的量之间的关系。物质的量之间的关系。例如，在酸性溶液中以例如，在酸性溶液中以K2Cr2O7为基准物标为基准物标定定Na2S2O3溶液的浓度时，包括下列两个反应：溶液的浓度时，包括下列两个反应：Cr2O72-6I-14H+2Cr3+3I2 7H2O I2 2S2O32-2I-S4O62-反应反应中中，lmol K2Cr2O7产生产生3mol I2，而反应，而反应中中 lmol I2和和2 molNa2S2O3反应，结合反应，结合与与，K2Cr2O7与与Na2S2O3之间的数量关系是

15、之间的数量关系是1：6，即，即n（Na2S2O3）=6n（K2Cr2O7）。）。例例1 1：现有：现有0.1200 mol/L 0.1200 mol/L 的的NaOHNaOH标准溶液标准溶液200 mL200 mL，欲使，欲使 其浓度稀释到其浓度稀释到0.1000 mol/L0.1000 mol/L，问要加水多少，问要加水多少mLmL？解：设应加水的体积解：设应加水的体积为为 V mL，根据溶液稀释前后物质，根据溶液稀释前后物质 的量相等的量相等 的原则的原则，)200(1000.02001200.0V)(401000.0200)1000.01200.0(mLV例例2 2：T TK2Cr2O7

16、/FeK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL=0.005000 g/mL，如消耗，如消耗K K2 2CrCr2 2O O7 7标准溶标准溶 液液21.5021.50毫升，问被滴定溶液中铁的质量？毫升，问被滴定溶液中铁的质量？解：解：mgFe0005000215001075.()例例3 3：测定药用：测定药用NaNa2 2COCO3 3的含量，称取试样的含量，称取试样0.1230 g0.1230 g，溶，溶 解后用浓度解后用浓度为为0.1006mol/L0.1006mol/L的的HClHCl标准溶液滴定，标准溶液滴定，终点时消耗终点时消耗该该HClHCl标液标液23.50 mL23.5

17、0 mL，求试样，求试样中中NaNa2 2COCO3 3 的百分含量的百分含量。解：解：21HClCONa32nn%70.99%10010001230.00.10650.231006.021%CONa32 例例4 4：如果要求在标定浓度约为如果要求在标定浓度约为0.1molL-1HCl溶液溶液时，消耗的时，消耗的HCl溶液体积在溶液体积在2535mL之间，问应之间，问应称取硼砂称取硼砂（Na2B4O710H2O）的质量称量范围是多）的质量称量范围是多少克？少克？解解 根据上例根据上例 m(Na2B4O710H2O)c（HCl）V（HCl）M(Na2B4O710H2O)由题意可得由题意可得 m1

18、(Na2B4O710H2O)=0.1 molL-1 0.025L 381.36 gmol-1 0.5g m2(Na2B4O710H2O)=0.1 molL-1 0.035L 381.36gmol-10.7g 故故Na2B4O710H2O的质量称量范围是的质量称量范围是0.50.7g 例例5 5：称取含铝试样称取含铝试样0.2000 g，溶解后加人，溶解后加人0.02082 molL-1 EDTA标准溶液标准溶液30.00 mL，控制条件使，控制条件使Al3+与与EDTA配合完全。然后以配合完全。然后以0.02012molL-1标准溶液返滴标准溶液返滴定，消耗定，消耗Zn2+溶液溶液7.20mL

19、,计算试样中计算试样中Al2O3 的质量分的质量分数。已知数。已知M(Al2O3)=102.0gmol-1.解解 EDTA（H2Y2-）滴定）滴定Al3+的反应式为的反应式为 Al3+H2Y2-=AlY-+2H+故有故有 )EDTA(21)Al(21)On(Al32nn12.23%100%0.2000gmol102.0gL)107.20L0.02012molL1030.00Ll(0.02802mo21)O(Al1313132 例例6 6：吸取25.00mL钙离子溶液，加人适当过量的 Na2C2O4溶液，使 Ca2+完全形成CaC2O4沉淀。将沉淀过滤洗净后，用 6molL1H2SO4溶解，以

20、0.1800 molL1KMnO4标准溶液滴定至终点，耗去25.50mL。求原始溶液中 Ca2+的质量浓度。解 与测量有关的反应有：Ca2+C2O42 =CaC2O4 CaC2O42H+Ca2+H2C2O4 2MnO45H2C2O46H+2Mn2+10CO28H2O 由以上反应可知：n(Ca2+)=n(CaC2O4)=n(H2C2O4)=5/2n(KMnO4)1 131244mL0.01840g25.00mLmol40.08gL1025.50L0.1800mol25(s)Ca()KMnO()KMnO(25(Ca)VMVcc 一级品 二级品 三级品 四级品 优级纯 分析纯 化学纯 实验试剂 生化试剂 GR AR CP LR B.R,C.R 绿色 红色 蓝色 棕色 咖啡色