分析化學(xué)第三章滴定分析

1、第三章第三章 滴滴 定定 分分 析析 (1) (1) A + B = C+ D (2) (2) 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液 ：0.1000 0.1000 mol/Lmol/L ( (基準(zhǔn)物質(zhì)基準(zhǔn)物質(zhì)) ) (3) (3) 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)化學(xué)計(jì)量點(diǎn) (4) (4) 指示劑指示劑 (5) (5) 滴定終點(diǎn)滴定終點(diǎn) (6) (6) 終點(diǎn)誤差終點(diǎn)誤差 第一節(jié)、滴定方法的分類(lèi)與反應(yīng)的條件第一節(jié)、滴定方法的分類(lèi)與反應(yīng)的條件第一節(jié)、滴定方法的分類(lèi)與反應(yīng)的條件第一節(jié)、滴定方法的分類(lèi)與反應(yīng)的條件第一節(jié)、滴定方法的分類(lèi)與反應(yīng)的條件第一節(jié)、滴定方法的分類(lèi)與反應(yīng)的條件 (1)(1)酸堿滴定法酸堿滴定法: : (2) (2)配位滴定

2、法配位滴定法: : (3) (3)沉淀滴定法沉淀滴定法: : (4) (4)氧化還原滴定法：氧化還原滴定法： 2.2.按滴定方式分類(lèi)按滴定方式分類(lèi) (1)(1)直接滴定直接滴定: : 例例: : 強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿。 (2)(2)間接滴定間接滴定： 例：氧化還原法測(cè)定鈣。例：氧化還原法測(cè)定鈣。 (3)(3)返滴定法：返滴定法： 例：配位滴定法測(cè)定鋁。例：配位滴定法測(cè)定鋁。 (4)(4)置換滴定法：置換滴定法：例：例：AlYAlY + 6F + 6F- - AlF AlF6 62- 2- + Y + Y4- 4- Zn + Y Zn + Y4- 4- ZnYZnY 一、滴定方法的分類(lèi)一、滴

3、定方法的分類(lèi) 二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求二、滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求 (1) 反應(yīng)按化學(xué)反應(yīng)式完全，定量進(jìn)行；反應(yīng)按化學(xué)反應(yīng)式完全，定量進(jìn)行； (2) 無(wú)副反應(yīng)；無(wú)副反應(yīng)； (3) 反應(yīng)速度快；反應(yīng)速度快； (4) 有比較簡(jiǎn)便的方法確定反應(yīng)終點(diǎn)。有比較簡(jiǎn)便的方法確定反應(yīng)終點(diǎn)。 第第第第第第 二二二二二二 節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液: :已知準(zhǔn)確濃度的溶液已知準(zhǔn)確濃度的溶液。 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度可通過(guò)基準(zhǔn)物來(lái)確定。標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度可通過(guò)

4、基準(zhǔn)物來(lái)確定。 基準(zhǔn)物應(yīng)具備的條件：基準(zhǔn)物應(yīng)具備的條件： (1) (1) 必須具有足夠的純度；含量必須具有足夠的純度；含量 99.9%99.9% (2) (2) 實(shí)際組成與化學(xué)式完全相同；實(shí)際組成與化學(xué)式完全相同； (3) (3) 穩(wěn)定；（見(jiàn)光不分解、不揮發(fā)、不吸潮）穩(wěn)定；（見(jiàn)光不分解、不揮發(fā)、不吸潮） (4) (4) 具有較大的摩爾質(zhì)量。具有較大的摩爾質(zhì)量。 ( (可降低稱量誤差可降低稱量誤差) ) 常用的基準(zhǔn)物有：常用的基準(zhǔn)物有： K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2O； Na2B4O7.10H2O； CaCO3； NaCl； Na2CO3 一、標(biāo)準(zhǔn)溶液一、標(biāo)準(zhǔn)溶液一、標(biāo)

5、準(zhǔn)溶液一、標(biāo)準(zhǔn)溶液一、標(biāo)準(zhǔn)溶液一、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制的配制的配制的配制的配制的配制 直接配制法直接配制法： 直接用容量瓶配制，定容。直接用容量瓶配制，定容。 a. a. 準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)；準(zhǔn)確稱取一定量的基準(zhǔn)物質(zhì)； b. b. 溶解溶解, ,轉(zhuǎn)移；轉(zhuǎn)移； c. c. 定容；定容； d. d. 計(jì)算。計(jì)算。 間接配制間接配制間接配制間接配制間接配制間接配制（步驟）：（步驟）：（步驟）：（步驟）：（步驟）：（步驟）： (1) (1) 配制溶液配制溶液 配制成近似所需濃度的溶液。配制成近似所需濃度的溶液。 (2)(2)標(biāo)定標(biāo)定 用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo)用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo) 準(zhǔn)溶液來(lái)滴

6、定。準(zhǔn)溶液來(lái)滴定。 (3)(3)確定濃度確定濃度 由基準(zhǔn)物質(zhì)量（或體積、濃度），由基準(zhǔn)物質(zhì)量（或體積、濃度）， 計(jì)算確定之。計(jì)算確定之。 二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法二、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法 1.1.物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度 單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。 c = n / Vc = n / V 單位單位 mol / Lmol / L 摩爾 摩爾: :所包含的基本單元數(shù)與所包含的基本單元數(shù)與 0.012 0.012kgC-12kgC-12的原子數(shù)目相等的原子數(shù)目相等. . 說(shuō)明說(shuō)

7、明: : 1) 1)、基本單元可以是原子、分子、離子、粒子，也可以是粒子的基本單元可以是原子、分子、離子、粒子，也可以是粒子的 某種特定組合某種特定組合 例例: :H H2 2SOSO4 4、1/21/2H H2 2SOSO4 4； ； 2) 2)、使用摩爾作單位時(shí)，必須注明基本單元；使用摩爾作單位時(shí)，必須注明基本單元； 基本單元是分子時(shí)，摩爾質(zhì)量就是相應(yīng)的分子量基本單元是分子時(shí)，摩爾質(zhì)量就是相應(yīng)的分子量 3). 3). 物質(zhì)的量導(dǎo)出值也要指出基本單元物質(zhì)的量導(dǎo)出值也要指出基本單元 如濃度、摩爾質(zhì)量等如濃度、摩爾質(zhì)量等 物質(zhì)物質(zhì)B B的的 n nB B 與質(zhì)量與質(zhì)量 m mB B 的關(guān)系的關(guān)系

8、 BBBBB MVCMnm B B B M m n V n C B B VCB 2. 2. 2.滴定度滴定度滴定度滴定度滴定度滴定度 每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)組分的質(zhì)量每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)組分的質(zhì)量每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)組分的質(zhì)量每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)組分的質(zhì)量每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)組分的質(zhì)量每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)組分的質(zhì)量 T T T T T T待測(cè)物 待測(cè)物待測(cè)物待測(cè)物待測(cè)物待測(cè)物/ / / / / /滴定劑滴定劑滴定劑滴定劑滴定劑滴定劑 = = = = = = g / g / g / g / g / g / mLmLmLmLmLmL 例例 用用0.02718mol/L的高錳酸

9、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定鐵含量，的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定鐵含量， 其濃度用滴定度表示為：其濃度用滴定度表示為： T Fe/KMnO4 = 0.007590 g/mL 測(cè)定時(shí)，根據(jù)滴定所消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積快速確定試樣中鐵的測(cè)定時(shí)，根據(jù)滴定所消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積快速確定試樣中鐵的 質(zhì)量質(zhì)量： m Fe = T Fe / KMnO4 V KMnO4 TA/B= (a / b ) cB MA 10-3 通式通式 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算 物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則 a A + b B = c C +

10、d D 當(dāng)?shù)味ǖ交瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，被測(cè)物質(zhì)的量與標(biāo)準(zhǔn)溶液的量相等。當(dāng)?shù)味ǖ交瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，被測(cè)物質(zhì)的量與標(biāo)準(zhǔn)溶液的量相等。 前提：正確的選擇基本單元前提：正確的選擇基本單元 %100%100 s A s A A m nM m m W )( BBA VCnn 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算滴定分析中的計(jì)算 1.1.直接滴定（涉及一個(gè)反應(yīng)）直接滴定（涉及一個(gè)反應(yīng)） a A + b B = c C + d D 當(dāng)?shù)味ǖ交瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，當(dāng)?shù)味ǖ交瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，a 摩爾摩爾 A 與與 b 摩爾摩爾 B 作用完全：作用完全： 則

11、：則： nA / nB = a / b ， nA = (a / b) nB (c V )A = (a / b )（c V )B 或：或：(c V )A = (a / b)(W / M)B 滴定分析中，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度通常為：滴定分析中，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度通常為：0.1 mol/L ，滴定劑消，滴定劑消 耗體積在耗體積在 2030mL 之間，計(jì)算稱取試樣量的上限和下限。之間，計(jì)算稱取試樣量的上限和下限。 %100%100 s A s A A m nM m m W 選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物，標(biāo)定選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物，標(biāo)定0.1molL-1NaOH溶液溶液 的準(zhǔn)確濃度。今欲把用去的的準(zhǔn)確濃度。今欲把用

12、去的NaOH溶液體積控制為溶液體積控制為25mL左右，左右， 應(yīng)稱取基準(zhǔn)物多少克？如改用草酸應(yīng)稱取基準(zhǔn)物多少克？如改用草酸(H2C2O42H2O)作基準(zhǔn)物，應(yīng)作基準(zhǔn)物，應(yīng) 稱取多少克？稱取多少克？ 解：以鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物解：以鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物 KHC8H4O4+OH-= KC8H4O4 +H2O nNaOH =n KHC8H4O4 cNaOH V NaOH =mKHC8H4O4 / M KHC8H4O4 mKHC8H4O4 = cNaOH V NaOH M KHC8H4O4 = 0.125 10-3 204.2 0.5 g 例例: : 以以H2C2O42H2O為基準(zhǔn)物，為基準(zhǔn)物，

13、2NaOH+ H2C2O4=NaC2O4 +2H2O nNaOH=2n H2C2O42H2O cNaOHVNaOH= 2mH2C2O42H2O/ MH2C2O42H2O mH2C2O42H2O= cNaOHVNaOH MH2C2O42H2O/ 2 =0.125 10-3 126.1 /2 0.16 g 因?yàn)樘炱降慕^對(duì)誤差是因?yàn)樘炱降慕^對(duì)誤差是0.1mg，所以采用鄰苯二甲酸氫鉀作所以采用鄰苯二甲酸氫鉀作 基準(zhǔn)物可減少稱量上的相對(duì)誤差。基準(zhǔn)物可減少稱量上的相對(duì)誤差。 相對(duì)誤差 質(zhì)量 絕對(duì)誤差 %100 例：配位滴定法測(cè)定鋁。例：配位滴定法測(cè)定鋁。 先加入準(zhǔn)確體積的、過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)溶液先加入準(zhǔn)確體積的、

14、過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)溶液 EDTA，加熱反應(yīng)加熱反應(yīng) 完全后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液（完全后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液（Zn2+ ），），滴定過(guò)量的滴定過(guò)量的 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液。 Al3+ + Y4-（準(zhǔn)確、過(guò)量）準(zhǔn)確、過(guò)量） = AlY + Y4- Zn2+ + Y4- = ZnY (nEDTA)總 總 - (nEDTA )過(guò)量過(guò)量 = (nAl) (nEDTA)過(guò)量 過(guò)量 = (a / b)nZn ； ；a / b =1 (cV )EDTA總 總 - (cV )Zn = (cV )Al 2.2.返滴定（涉及到兩個(gè)反應(yīng)）返滴定（涉及到兩個(gè)反應(yīng)） 3.3.3.間接滴定間接滴定間接滴定間接滴定間接滴定間

15、接滴定（涉及到多個(gè)反應(yīng)）（涉及到多個(gè)反應(yīng)）（涉及到多個(gè)反應(yīng)）（涉及到多個(gè)反應(yīng)）（涉及到多個(gè)反應(yīng)）（涉及到多個(gè)反應(yīng)） 例：以例：以 KBrO3 為基準(zhǔn)物，標(biāo)定為基準(zhǔn)物，標(biāo)定 Na2S2O3 溶液濃度。溶液濃度。 (1)KBrO3 與過(guò)量的與過(guò)量的 KI 反應(yīng)析出反應(yīng)析出 I2 ： BrO3- + 6 I- + 6H+ = 3 I2 + Br- + 3H2O n (BrO3-) = 1/3 n (I2) ( (2) 用用Na2S2O3 溶液滴定析出的溶液滴定析出的 I2 2 S2O32- + I2 = 2 I- + S4O62- n (I2 ) = 1/2 n (S2O32-) ( 3) KBrO

16、3 與 與 Na2S2O3之間物質(zhì)的量的關(guān)系為：之間物質(zhì)的量的關(guān)系為： n( BrO3-) = 1/3 n (I2 ) = 1/6 n (S2O32-) (cV)S2O32- = 6(W/M)BrO3 - 相當(dāng)于：相當(dāng)于： n (BrO3- ) 3 n(I2 ) 例：例：氧化還原法測(cè)鈣氧化還原法測(cè)鈣 2 MnO4- + 5 C2O42- +16 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O Ca2+ CaC2O4 過(guò)濾過(guò)濾洗滌洗滌酸解酸解 C2O42- 滴定滴定 n(Ca2+) = n(C2O42- ) = 5/2 n(MnO4- ) （W/M)(Ca2+) = 5/2 (cV)(

17、MnO4- ) 例：例：有一有一KMnO4溶液，濃度為溶液，濃度為0.02010molL-1求其求其TFe/KMnO4 和 和 TFe2O3/KMnO4.如果稱取試樣如果稱取試樣0.2718g,溶解后將溶液中的溶解后將溶液中的Fe3+ 還原成 還原成Fe2+，然后用然后用KMnO4滴定，用去滴定，用去26.30ml,求試樣中含求試樣中含 鐵量，分別以鐵量，分別以%Fe、%Fe2O3表示。表示。 解解: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+4H2O nFe = 5nKMnO4 nFe2O3 = 5/2 nKMnO4 TFe/KMnO4 = mFe/VKMnO4 = nFe MFe / VKMnO4 = 5nKMnO4 MFe / VKMnO4 = 5cKMnO4 MFe / VKMnO4 = 5 0.02010 10-3 55.85 / 1 = 0.05613g /mL TFe/KMnO4 = 0.05613g /mL TFe2O3/KMn