第三章-滴定分析法概論

版權(quán)所有，化學與藥學院分析化學高金波2001.5.1第三章滴定分析法概論常用滴定分析儀器容量瓶吸量管錐形瓶移液管酸式滴定管燒杯量筒容量儀器將一種已知準確濃度的試劑溶液滴加到待測物質(zhì)的溶液中，直到所滴加的試劑與待測物質(zhì)按化學計量關(guān)系定量反應(yīng)為止，然后根據(jù)試液的濃度和體積，通過定量關(guān)系計算待測物質(zhì)含量的方法第一節(jié)概述（一）基本術(shù)語滴定(titration)：將滴定劑通過滴管滴入待測溶液中的過程標準溶液：已知準確濃度的試劑溶液滴定劑(titrant)：在滴定管中加入的標準溶液指示劑：滴定分析中能發(fā)生顏色改變而指示終點的試劑化學計量點(stoichiometricpoint)：滴定劑與待測溶液按化學計量關(guān)系反應(yīng)完全的那一點（理論）滴定終點(endpoint):滴定分析中指示劑發(fā)生顏色改變的那一點（實際）(VNaOH=20.00ml用0.1000mol/LHCl來滴定，甲基橙指示終點，消耗VHCl

=20.15ml)例：確定~0.1mol/LNaOH

溶液的準確濃度標準溶液：HCl+NaOH=NaCl+H2O化學反應(yīng)：

指示劑：...甲基橙pH3.1紅—4.0橙—4.4黃滴定開始——終點——0.1000mol/LHCl

aq黃色20.00mlNaOH2滴甲基橙橙色化學計量點：NaCl

aqpH=7.00終點：pH=4.0終點誤差計算：CNaOH=VNaOHCHCl

VHCl=0.100020.1520.00=0.1008(mol/L)分析結(jié)果：

NaOH

溶液的準確濃度為0.1008mol/L（二）滴定分析法對化學反應(yīng)的要求要求：

a.反應(yīng)定量、完全≥99.9% b.反應(yīng)迅速

c.具有合適的確定終點的方法1.酸堿滴定法

概念：是以酸堿中和反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。反應(yīng)實質(zhì)：H++OH－

=

H2O應(yīng)用范圍：可以酸為滴定液測定堿或堿性物質(zhì)，也可以堿為滴定液測定酸或酸性物質(zhì).按滴定反應(yīng)的類型分：二、滴定分析方法的分類2.配位滴定法

概念：是以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。特點：主要是利用氨羧配位劑（常用EDTA）與金屬離子生成穩(wěn)定的配離子，其基本反應(yīng)可用下式表示：M+Y=MY式中M代表金屬離子，Y代表EDTA配位劑。

3.氧化還原滴定法

概念：是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。特點：氧化還原反應(yīng)是基于電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，反應(yīng)機制及過程較為復(fù)雜。主要類型：有碘量法、高錳酸鉀法、亞硝酸鈉法、溴量法和重鉻酸鉀法等。如高錳酸鉀法：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O4.沉淀滴定法

概念：是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。特點：在滴定過程中生成難溶性沉淀，如銀量法：Ag++X－

=AgX↓X－代表Cl－、Br－、I－及SCN－等離子。

按滴定方式分：直接法(directtitration)：標液滴定待測物（基本）返滴定法(backtitration)

置換滴定法(replacementtitration)

間接法(indirecttitration)1．直接滴定法

直接滴定法是指滴定液直接滴加到被測物質(zhì)溶液中的一種滴定方法。例如，以HCl滴定液滴定NaOH溶液，以AgNO3滴定液滴定NaCl等均屬于直接滴定法。NaOH+HCl=NaCl+H2ONaCl

+AgNO3=AgCl↓+NaNO3返滴定法先準確加入過量標準溶液，使與試液中的待測物質(zhì)或固體試樣進行反應(yīng)，待反應(yīng)完成以后，再用另一種標準溶液滴定剩余的標準溶液的方法適用：反應(yīng)較慢或難溶于水的固體試樣例1：Al3++定量過量EDTA標液

剩余EDTAZn2+標液，EBT

返滴定例2：固體CaCO3+定量過量HCl標液

剩余HCl標液NaOH標液返滴定

例3：Cl-+定量過量AgNO3標液

剩余AgNO3標液NH4SCN標液

Fe3+指示劑返滴定

血紅色[Fe(SCN)]2+置換滴定法先用適當試劑與待測物質(zhì)反應(yīng)，定量置換出另一種物質(zhì)，再用標準溶液去滴定該物質(zhì)的方法適用：無明確定量關(guān)系的反應(yīng)例4：

Na2S2O3+K2Cr2O7S4O62-+SO42-

無定量關(guān)系

K2Cr2O7+過量KI定量生成I2

Na2S2O3標液淀粉指示劑

深藍色消失間接法通過另外的化學反應(yīng)，以滴定法定量進行適用：不能與滴定劑起化學反應(yīng)的物質(zhì)例5：Ca2+CaC2O4沉淀

H2SO4

KMnO4標液

C2O42-間接測定課堂互動請您回答什么是標準溶液？現(xiàn)實驗室有一瓶溶液，濃度為0.1mol/L，該溶液是標準溶液嗎？第二節(jié)基準物質(zhì)和滴定液a.試劑的組成與化學式相符b.具有較大的摩爾質(zhì)量c.純度高，性質(zhì)穩(wěn)定d.定量進行化學反應(yīng),沒有副反應(yīng)一、基準物質(zhì)(primarystandard)：能用于直接配制或標定標準溶液的物質(zhì)對基準物質(zhì)的要求課堂互動含量99.99%的物質(zhì)一定是基準物質(zhì)嗎？鹽酸和氫氧化鈉能否作為基準物質(zhì)，為什么？試劑reagent

——與試樣起反應(yīng)的物質(zhì)化學試劑分為四個等級：此外，有色譜純、光譜純、生物試劑等。品級規(guī)格符號瓶簽顏色一級二級三級四級優(yōu)級純分析純化學純實驗室試劑GRARCPLR綠色紅色藍色棕色二、標準溶液的配制方法基準物質(zhì)稱量溶解定量轉(zhuǎn)移至容量瓶稀釋至刻度根據(jù)稱量的質(zhì)量和體積計算標準溶液的準確濃度一般使用基準試劑或優(yōu)級純1.直接配制法：用差減法稱得無水Na2CO30.5108克溶于100ml容量瓶中1000.5108gNa2CO3

水溶解轉(zhuǎn)移入水洗燒杯數(shù)次加水稀釋至刻線搖勻100.00mlNa2CO3溶液的準確濃度：=0.09639(mol/L)例：2.間接配制法：

標定法(standardization)：利用基準物質(zhì)確定溶液準確濃度

比較法：用一種已知濃度的標液來確定另一種溶液的濃度方法固體NaOH——易吸潮，易吸收CO2濃HCl——易揮發(fā)KMnO4——含MnO2、硫酸鹽等……許多常見試劑：2)標定

準確稱取基準物，溶解后，滴定。間接法配制標準溶液（步驟）1)配制溶液

配制成近似所需濃度的溶液。3)確定濃度

由基準物質(zhì)量和滴定液體積計算之例：配制C=0.1000mol/L，500mlNaOH

溶液mNaOH

=2.0gNaOH40g/mol⑴配制：⑵標定：稱2.0gNaOH近似濃度的溶液500ml水確定標準溶液濃度的操作過程。標定~0.1mol/LNaOH溶液的基準物質(zhì)：NaOH+KHC8H4O4=NaKC8H4O4+H2O反應(yīng)式：鄰苯二甲酸氫鉀...0.1mol/L

NaOH0.4265gKHC8H4O4

20~30mlH2O2d酚酞消耗NaOH體積記錄:V始0.01V終21.04VNaOH21.03ml=0.09930(mol/L)計算：◆與標準溶液比較

移取20.00ml0.09607mol/LHCl溶液標定

NaOH

消耗

19.35ml，則=0.09930(mol/L)無論標定或滴定，一般要求平行測定至少3~4次，其相對偏差不大于0.2%。注意：平行試驗：同一批號取兩個以上相同的樣品，以完全一致的條件（包括溫度、濕度、儀器、試劑，以及試驗人）進行試驗，看其結(jié)果的一致性，小結(jié)1、確定標準溶液的濃度盡量采用基準物質(zhì)直接標定；2、標定必須在相同條件下進行至少3次；3、標定好的標準溶液應(yīng)妥善保存。平行測定，每次滴定或標定的體積相差不能超過0.05ml.(

0.10ml)課堂互動請同學們對比直接配制法和間接配制法的區(qū)別。若配制0.1mol/L鹽酸滴定液應(yīng)采用哪種方法？如何配制？滴定度(titer,TB/A)：指每毫升滴定劑溶液相當于待測物的質(zhì)量,

(B指標液，A指待測物)（二）標準溶液濃度的表示方法物質(zhì)量的濃度:單位體積溶液所含物質(zhì)的量練習例1：THCl/NaOH

=0.003001g/mL表示每消耗1mLHCl標液可與0.003001gNaOH完全反應(yīng)例2：TK2Cr2O7/Fe=0.005000g/mL，如消耗K2Cr2O7標準溶液21.50毫升，問被滴定溶液中鐵的質(zhì)量？解：SP時

化學計量數(shù)之比

物質(zhì)的量之比

cC+dD

aA+bB一、滴定反應(yīng)第三節(jié)滴定分析計算已知：溶質(zhì)mB

、VB、MB

溶劑mA

試液或樣品mS

、V、1.兩種溶液相互作用：二、滴定分析計算公式2.溶液稀釋時的有關(guān)計算：4、標定滴定液的計算公式和應(yīng)用實例用基準物質(zhì)標定滴定液的計算公式：式（3-7）用比較法標定滴定液的計算公式：式（3-8）

3.基準物質(zhì)直接配制標準溶液的計算：課堂互動準確稱取120℃干燥至恒重的基準重鉻酸鉀1.2260g，加適量水溶解后，定量轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶中，并加水稀釋至刻線，搖勻。試求該重鉻酸鉀滴定液的物質(zhì)的量濃度。課堂互動精密稱取基準物質(zhì)無水碳酸鈉0.1126g置250ml錐形瓶中，加純化水適量，溶解完全后，用待標定的鹽酸溶液滴定，消耗鹽酸溶液22.51ml，試求該鹽酸溶液的物質(zhì)的量濃度。

5.待測物百分含量的計算：稱取試樣mS克，含待測組分A的質(zhì)量為mA克，則待測組分的相對含量為6.滴定度T與物質(zhì)的量濃度C的關(guān)系每毫升滴定劑溶液相當于待測物質(zhì)的質(zhì)量課堂互動已知某HCl溶液對CaO的滴定度為0.005608g/ml，試計算該HCl溶液的物質(zhì)的量濃度