《分析化學(xué)滴定分析》ppt課件

1、第三章第三章 滴定分析滴定分析1 1、滴定分析法相關(guān)名詞、滴定分析法相關(guān)名詞2 2、滴定分析對(duì)化學(xué)、滴定分析對(duì)化學(xué) 反響的要求反響的要求3 3、滴定分析分類、滴定分析分類4 4、規(guī)范溶液的配制、規(guī)范溶液的配制 及濃度確實(shí)定及濃度確實(shí)定5 5、規(guī)范溶液濃度表示法、規(guī)范溶液濃度表示法6 6、滴定分析中的計(jì)算、滴定分析中的計(jì)算Titrimetric Analysisn第第1節(jié)滴定分析法相關(guān)名詞節(jié)滴定分析法相關(guān)名詞n定義定義n規(guī)范溶液規(guī)范溶液standard solution ：知準(zhǔn)：知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液普通到達(dá)四位有效數(shù)確濃度的試劑溶液普通到達(dá)四位有效數(shù)字字n滴定滴定titration：用滴定管向待

2、測溶：用滴定管向待測溶液中滴加規(guī)范溶液的操作過程。液中滴加規(guī)范溶液的操作過程。n化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：(stoichiometric point,sp)滴加的規(guī)范溶液與待測組分恰好滴加的規(guī)范溶液與待測組分恰好反響完全的反響完全的“點(diǎn)。點(diǎn)。n滴定終點(diǎn)：滴定終點(diǎn)：(end point,ep)指示劑變指示劑變色，停頓滴定的點(diǎn)。色，停頓滴定的點(diǎn)。n滴定誤差終點(diǎn)誤差滴定誤差終點(diǎn)誤差end point error：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不符合所：滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不符合所產(chǎn)生的誤差。產(chǎn)生的誤差。6指示劑指示劑indicator：在固定的條件時(shí)變色，被利：在固定的條件時(shí)變色，被利用來指示滴定終點(diǎn)。用來指示

3、滴定終點(diǎn)。 7滴定曲線：描畫出滴定過程中溶液滴定曲線：描畫出滴定過程中溶液pH、pM、電極電位電極電位值的變化情況，所得的值的變化情況，所得的V- pH、pM、電極電位電極電位值關(guān)系曲線。值關(guān)系曲線。8滴定分析法：滴定到終點(diǎn)后，根據(jù)規(guī)范溶液的濃滴定分析法：滴定到終點(diǎn)后，根據(jù)規(guī)范溶液的濃度與所耗費(fèi)的體積，按化學(xué)計(jì)量關(guān)系算出待測組分的度與所耗費(fèi)的體積，按化學(xué)計(jì)量關(guān)系算出待測組分的含量的方法。含量的方法。n 2特點(diǎn)：特點(diǎn)：n測定常量組分含量普通在以上；測定常量組分含量普通在以上；n準(zhǔn)確度較高，相對(duì)誤差不大于準(zhǔn)確度較高，相對(duì)誤差不大于.；n簡便快速，可測定多種元素；簡便快速，可測定多種元素；n 4 常

4、作為規(guī)范方法運(yùn)用。常作為規(guī)范方法運(yùn)用。第第2 2節(jié)、滴定分析對(duì)化學(xué)反響的要求節(jié)、滴定分析對(duì)化學(xué)反響的要求n問題：假設(shè)不能滿足上述全部三點(diǎn)要求，能否滴定呢？(1) 反響定量完成反響定量完成 (KMnO4 + Na2S2O3) ？ 計(jì)量關(guān)系明確、無副反響、計(jì)量關(guān)系明確、無副反響、 反響完全反響完全99.9% ) 以滿足滴定要求以滿足滴定要求(2)反響速度快反響速度快 (3)有比較簡便的方法確定反響終點(diǎn)有比較簡便的方法確定反響終點(diǎn)第第3 3節(jié)、滴定分析分類節(jié)、滴定分析分類1. 1. 按化學(xué)反響類型分類按化學(xué)反響類型分類 (1) (1)酸堿滴定法酸堿滴定法: : (2) (2)配位滴定法絡(luò)合滴定法配位

5、滴定法絡(luò)合滴定法: : (3) (3)沉淀滴定法沉淀滴定法: : (4) (4)氧化復(fù)原滴定法：氧化復(fù)原滴定法： 四種滴定的共性與差別？四種滴定的共性與差別？2.2.按滴定方式分類按滴定方式分類(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：例：氧化復(fù)原法測定鈣。間接滴定：例：氧化復(fù)原法測定鈣。(3)(3)返滴定法：例：配位滴定法測定鋁。返滴定法：例：配位滴定法測定鋁。(4)(4)置換滴定法：例：置換滴定法：例：AlY AlF62- + Y4- AlY AlF62- + Y4- ZnYZnY返滴定法剩余滴定法返滴定法剩余滴定法 先準(zhǔn)確定量參與過

6、量規(guī)范溶液，使與試液中的待測物質(zhì)或固體試樣進(jìn)展反響，待反響完成以后，再用另一種規(guī)范溶液滴定剩余的規(guī)范溶液的方法適用：反響較慢或難溶于水的固體試樣適用：反響較慢或難溶于水的固體試樣例2：固體CaCO3 + 定過量HCl標(biāo)液 剩余HCl標(biāo)液 NaOH標(biāo)液 返滴定 例3：Cl- + 定過量AgNO3 標(biāo)液 剩余AgNO3標(biāo)液 NH4SCN標(biāo)液 Fe3+ 指示劑 返滴定 淡紅色FeSCN2+ 先用適當(dāng)試劑與待測物質(zhì)反響，定量置換出另一種物質(zhì) ，再用規(guī)范溶液去滴定該物質(zhì)的方法適用：無明確定量關(guān)系的反響 間接法間接法經(jīng)過另外的化學(xué)反響，以滴定法定量進(jìn)展適用：不能與滴定劑起化學(xué)反響的物質(zhì)適用：不能與滴定劑起

7、化學(xué)反響的物質(zhì)n直接法n間接法第第4節(jié)、規(guī)范溶液的配制及濃度確實(shí)定節(jié)、規(guī)范溶液的配制及濃度確實(shí)定1.1.規(guī)范溶液的配制規(guī)范溶液的配制 直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。 可直接配制規(guī)范溶液的物質(zhì)應(yīng)具備的條件可直接配制規(guī)范溶液的物質(zhì)應(yīng)具備的條件： (1) (1) 必需具備有足夠的純度必需具備有足夠的純度 普通運(yùn)用基準(zhǔn)試劑或優(yōu)級(jí)純；普通運(yùn)用基準(zhǔn)試劑或優(yōu)級(jí)純； (2) (2)物質(zhì)的組成應(yīng)與化學(xué)式完全相等物質(zhì)的組成應(yīng)與化學(xué)式完全相等 應(yīng)防止：應(yīng)防止：1 1結(jié)晶水喪失；結(jié)晶水喪失； 2 2吸濕性物質(zhì)潮解；吸濕性物質(zhì)潮解； (3) (3)穩(wěn)定穩(wěn)定見光不分解，不氧化見光

8、不分解，不氧化 重鉻酸鉀可直接配制其規(guī)范溶液。重鉻酸鉀可直接配制其規(guī)范溶液。間接配制步驟：間接配制步驟： (1) 配制溶液 配制成近似所需濃度的溶液。 (2)標(biāo)定(standardization) 用基準(zhǔn)物或另一種知濃度的規(guī)范溶液來滴定。 (3)確定濃度 由基準(zhǔn)物質(zhì)量或體積、濃度，計(jì)算確定之。2. 2. 基準(zhǔn)物基準(zhǔn)物間接法配制的規(guī)范溶液的濃度經(jīng)過基準(zhǔn)物來間接法配制的規(guī)范溶液的濃度經(jīng)過基準(zhǔn)物來標(biāo)定。標(biāo)定。 基準(zhǔn)物應(yīng)具備的條件： (1)必需具有足夠的純度； (2)組成與化學(xué)式完全一樣； (3)穩(wěn)定； (4)具有較大的摩爾質(zhì)量，為什么？ 可降低稱量誤差。 常用的基準(zhǔn)物有：K2Cr2O7; NaC2O

9、4; H2C2O4.2H2O； Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3例1 欲配制0.10molL-1HCl溶液1000mL，應(yīng)取市售濃鹽酸多少毫升？如何操作？例2 設(shè)計(jì)標(biāo)定上述HCl規(guī)范溶液的實(shí)驗(yàn)步驟。運(yùn)用無水NaCO3或硼砂為基準(zhǔn)物質(zhì)。希望耗費(fèi)HCl溶液體積2040mL。稱取無水NaCO3 的質(zhì)量范圍稱取硼砂 的質(zhì)量范圍381.37用何種精度的天平 mLx3 . 8LmolLmolmLx/12/10. 010000.40.8g分析天平分析天平0.10.2g第第5 5節(jié)、規(guī)范溶液濃度表示法節(jié)、規(guī)范溶液濃度表示法 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

10、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 / V c = n / V 單位單位 mol / L mol / L 應(yīng)指明根本單元：原子、分子、離子、電應(yīng)指明根本單元：原子、分子、離子、電子等。子等。 2. 2.滴定度滴定度 與每毫升規(guī)范溶液相當(dāng)?shù)拇郎y組與每毫升規(guī)范溶液相當(dāng)?shù)拇郎y組分的質(zhì)量。分的質(zhì)量。 表示法：表示法：T T待測物待測物/ /滴定劑滴定劑 單單 位：位：g / mLg / mL例：例： 用用0.02718mol/L的高錳酸鉀規(guī)范溶液測定鐵含量的高錳酸鉀規(guī)范溶液測定鐵含量，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

11、/mL 即：表示即：表示1mL KMnO4規(guī)范溶液相當(dāng)于規(guī)范溶液相當(dāng)于0.007590克鐵。測定時(shí)，根據(jù)滴定所耗費(fèi)的規(guī)范溶液體積可克鐵。測定時(shí)，根據(jù)滴定所耗費(fèi)的規(guī)范溶液體積可方便快速確定試樣中鐵的含量：方便快速確定試樣中鐵的含量： m Fe = T Fe / KMnO4 V KMnO4 通式：通式： TA/B= (a / b ) cB MA 10-3 第第6節(jié)、滴定分析中的計(jì)算節(jié)、滴定分析中的計(jì)算 被測物與滴定劑之間物質(zhì)的量被測物與滴定劑之間物質(zhì)的量的關(guān)系：的關(guān)系： 1. 1.直接滴定涉及一個(gè)反響直接滴定涉及一個(gè)反響 滴定劑與被測物之間的反響式為：滴定劑與被測物之間的反響式為： a A + b

12、 B = c C + d D 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 a 摩爾摩爾 A A 與與 b b 摩爾摩爾 B B 作用完全：作用完全： 那么：那么： nA / nB = a / b nA / nB = a / b ， nA = (a / b) nB nA = (a / b) nB (c V )A = (a / b ) (c V )A = (a / b )c c V )BV )B 或：或：(c V )A = (a / b)(W / (c V )A = (a / b)(W / M)BM)B 酸堿滴定中，規(guī)范溶液濃度通常為：酸堿滴定中，規(guī)

13、范溶液濃度通常為：0.1 0.1 mol/L mol/L 左右，滴定劑耗費(fèi)體積在左右，滴定劑耗費(fèi)體積在 20 2030mL 30mL 之之間，由此數(shù)據(jù)可計(jì)算稱取試樣量的上限和下限間，由此數(shù)據(jù)可計(jì)算稱取試樣量的上限和下限。 例：配位滴定法測定鋁。 先參與準(zhǔn)確體積的、過量的規(guī)范溶液 EDTA，加熱反響完全后，再用另一種規(guī)范溶液Zn2+ ，滴定過量的 EDTA 規(guī)范溶液。 反響1： Al3+ + Y4-準(zhǔn)確、過量 = AlY 反響2： Zn2+ + Y4- = ZnY (nEDTA)總 - (nEDTA )過量 = (nAl) (nEDTA)過量 = (a / b)nZn ；a / b =1 (cV

14、 )EDTA總 - (cV )Zn = (cV )Al 2.2.返滴定涉及到兩個(gè)反響返滴定涉及到兩個(gè)反響3.3.間接滴定涉及到多個(gè)反響間接滴定涉及到多個(gè)反響例：以例：以 KBrO3 為基準(zhǔn)物，測定為基準(zhǔn)物，測定 Na2S2O3 溶液濃度溶液濃度。 (1)KBrO3 與過量的與過量的 KI 反響析出反響析出 I2 ： BrO3- + 6 I- + 6H+ = 3 I2 + Br- + 3H2O n(BrO3-) = 1/3 n(I2) 相當(dāng)于：相當(dāng)于： (2) (2) 用用Na2S2O3 Na2S2O3 溶液滴定析出的溶液滴定析出的 I2 I2 2 S2O32- + I2 = 2 I- + 2

15、S2O32- + I2 = 2 I- + S4O62- S4O62- n(I2 ) = 1/2 n(S2O32-) n(I2 ) = 1/2 n(S2O32-) ( 3) KBrO3 ( 3) KBrO3 與與 Na2S2O3 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-) n(BrO3-) = 1/3 n(I2 ) = 1/6 n(S2O32-) (cV)S2O32- = 6(W/M)BrO3 - (cV)S2O32- = 6(W/M)BrO3 -n(BrO3- ) 3 n(I2 ) 例：氧化復(fù)原法測鈣例

16、：氧化復(fù)原法測鈣2 MnO4- + 5 C2O42- +16 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O Ca2+CaC2O4 過濾過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)(MnO4- ) 練習(xí)題練習(xí)題n1 1、以下物質(zhì)中，可以作為基準(zhǔn)物質(zhì)的是、以下物質(zhì)中，可以作為基準(zhǔn)物質(zhì)的是nA A硫酸硫酸 B B氫氧化納氫氧化納 C C硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉 D D重鉻酸鉀重鉻酸鉀 E E濃鹽酸濃鹽酸 F F氯化鈉氯化鈉 G G高錳酸鉀高錳酸鉀 H H無水碳酸鈉無水碳酸鈉n答案：

17、答案：n2 2、以下試劑能作為基準(zhǔn)物的是、以下試劑能作為基準(zhǔn)物的是nA A枯燥過的分析純枯燥過的分析純CaO BCaO B分析純分析純SnCl22H2OSnCl22H2OnC C光譜純光譜純Fe2O3 D99.99%Fe2O3 D99.99%金屬銅金屬銅n答案：答案：D D，F(xiàn) F，H HD3 3、用鄰苯二甲酸氫鉀、用鄰苯二甲酸氫鉀KHC8H4O4)KHC8H4O4)為基準(zhǔn)物，為基準(zhǔn)物，標(biāo)定標(biāo)定0.1molL-1 NaOH0.1molL-1 NaOH溶液，每份基準(zhǔn)物的稱溶液，每份基準(zhǔn)物的稱取質(zhì)量范圍宜為取質(zhì)量范圍宜為M(KHC8H4O4)=204.2M(KHC8H4O4)=204.2nA 0.

18、8-1.6g B 0.4-0.8g C 0.2-0.4g D 0.2gA 0.8-1.6g B 0.4-0.8g C 0.2-0.4g D 0.2g左右左右n答案：答案：n確定稱量范圍須思索兩個(gè)問題：確定稱量范圍須思索兩個(gè)問題：n1 1天平稱量誤差：分析天平絕對(duì)誤差天平稱量誤差：分析天平絕對(duì)誤差 0.0001g 0.0001g，兩次稱量最，兩次稱量最大絕對(duì)誤差為大絕對(duì)誤差為0.0002g0.0002g，為使丈量時(shí)的相對(duì)誤差在，為使丈量時(shí)的相對(duì)誤差在0.1%0.1%以下，根以下，根據(jù)據(jù)試樣質(zhì)量必需在試樣質(zhì)量必需在0.2g0.2g以上。以上。B2 2滴定劑的體積滴定劑的體積n滴定分析中，滴定管的讀數(shù)有滴定分析中，滴定管的讀數(shù)有0.01mL0.01mL的誤差，的誤差，一次滴定需求兩次讀數(shù)，可呵斥一次滴定需求兩次讀數(shù)，可呵斥0.02mL0.02mL的誤差，的誤差，為使丈量相對(duì)誤差小于為使丈量相對(duì)誤差小于0.1%0.1%，耗費(fèi)體積須在，耗費(fèi)體積須在20mL20mL40mL4