1、分析化學(xué)第三章 滴定分析Titrimetry返回第1頁第1頁基本內(nèi)容和重點(diǎn)要求掌握滴定分析法特點(diǎn)、分類、對化學(xué)反應(yīng)要求；掌握基準(zhǔn)物質(zhì)概念和要求，慣用基準(zhǔn)物質(zhì)及其應(yīng)用；掌握原則溶液配制辦法、濃度表示辦法、滴定度概念和計(jì)算；純熟掌握滴定分析中各種計(jì)算。返回第2頁第2頁重點(diǎn)：滴定分析定義、特點(diǎn)和分類；對滴定反應(yīng)要求；原則溶液濃度表示辦法和制備辦法；直接、剩余、置換和間接四種滴定方式；滴定分析中基本關(guān)系、基本公式和計(jì)算實(shí)例。難點(diǎn)：原則溶液濃度和滴定分析中計(jì)算。 第3頁第3頁第 三 章 滴定分析3-1 滴定分析概述3-2 滴定分析法分類與滴定反應(yīng)條件3-3 原則溶液3-4 原則溶液濃度表示法3-5 滴定

2、分析結(jié)果計(jì)算返回第4頁第4頁3-1 滴定分析概述一、滴定分析法二、相關(guān)術(shù)語返回第5頁第5頁一、滴定分析法（titrimetry）使用滴定管將一個(gè)已知準(zhǔn)確濃度試劑溶液（原則溶液），滴加到被測物質(zhì)溶液中，直至被測組分正好完全反應(yīng)，即加入原則溶液物質(zhì)量與被測組分物質(zhì)量符合反應(yīng)化學(xué)計(jì)量關(guān)系。然后依據(jù)原則溶液濃度和體積，計(jì)算出被測組分含量。返回第6頁第6頁2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2批示劑：甲基橙（MO）顏色改變：黃色橙色比如：用 HCl原則溶液測定純堿總堿度返回第7頁第7頁二、相關(guān)術(shù)語原則溶液（standard solution）：已知準(zhǔn)確濃度試劑溶液，也稱“滴定

3、劑”（titrant）。滴定（titration）：將滴定劑從滴定管加到被測溶液中過程。返回第8頁第8頁化學(xué)計(jì)量點(diǎn)（stoichiometric point，sp）：滴定劑與被測物正好定量反應(yīng)完全。滴定終點(diǎn)（end point，ep）：批示劑產(chǎn)生顏色改變。終點(diǎn)誤差（titration error，Et）：由于滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定正好吻合造成分析誤差，也稱滴定誤差。返回相關(guān)術(shù)語第9頁第9頁3-2 滴定分析法分類與滴定反應(yīng)條件一、滴定分析對化學(xué)反應(yīng)要求二、滴定分析法分類返回第10頁第10頁一、滴定分析對化學(xué)反應(yīng)要求反應(yīng)按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量地進(jìn)行，反應(yīng)平衡常數(shù)要足夠大，無副反應(yīng)發(fā)生；反應(yīng)速度要快

4、，要求能在瞬間完畢。反應(yīng)慢，可采用加熱或加入催化劑等措施提升反應(yīng)速率；有簡便、可靠確實(shí)定滴定終點(diǎn)辦法，如有合適批示劑等。返回第11頁第11頁二、滴定分析法分類1. 按滴定反應(yīng)類型分類a. 酸堿滴定法 b. 絡(luò)合滴定法c. 氧化還原滴定法 d. 沉淀滴定法2. 按滴定方式分類a. 直接滴定法 b. 返滴定法c. 置換滴定法 d. 間接滴定法返回第12頁第12頁1. 按滴定反應(yīng)類型分類酸堿滴定法以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)滴定分析法，可用來測定酸、堿。其反應(yīng)式為：H+ + B- HB返回第13頁第13頁絡(luò)合滴定法以絡(luò)合反應(yīng)為基礎(chǔ)滴定分析法，主要是以EDTA作原則溶液測定各金屬離子。其反應(yīng)式為：Mn+ + Y4

5、- MYn-4返回第14頁第14頁氧化還原滴定法以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)滴定分析法，能夠測定含有氧化還原性物質(zhì)，以及一些能與氧化劑或還原劑起定量反應(yīng)物質(zhì)。如：6Fe2+ +Cr2O72- +14H+ 6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O返回第15頁第15頁沉淀滴定法（容量沉淀法）利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定分析辦法，主要是以AgNO3作原則溶液滴定鹵化物。如： Ag+ + Cl- AgCl返回第16頁第16頁2. 按滴定方式分類直接滴定法能滿足滴定分析要求反應(yīng)，可用原則溶液直接滴定待測物質(zhì)。直接滴定法是滴定分析最慣用和最基本滴定辦法，如：HAc + NaOH NaAc + H2O返回第17頁第17頁返滴定

6、法反應(yīng)速率慢、有固體試樣參與反應(yīng)或無適當(dāng)批示劑批示時(shí)，先加一定過量滴定劑，與被測物質(zhì)反應(yīng)完畢后，再用另一個(gè)原則溶液滴定剩余滴定劑，依據(jù)實(shí)際消耗滴定劑量來計(jì)算被測物質(zhì)量。如： CaCO3 (s)+ 2HCl（過量） CaCl2 +H2O +CO2HCl （剩余）+ NaOH NaCl + H2O Al3+ + Y4-（過量） AlY-Y4- （剩余）+ Cu2+ CuY2-返回第18頁第18頁置換滴定法不按一定計(jì)量關(guān)系進(jìn)行或伴有副反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)，能夠通過它與另一個(gè)試劑反應(yīng)，置換出一定量能被滴定物質(zhì)，然后用適當(dāng)原則溶液進(jìn)行滴定。如：K2Cr2O7 + Na2S2O3 (S4O62- + SO42-

7、)等Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2OI2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-?返回第19頁第19頁間接滴定法不與滴定劑直接反應(yīng)物質(zhì)，能夠通過另外反應(yīng)間接滴定。如：Ca2+MnO4-Ca2+ + C2O42- = CaC2O4CaC2O4 + 2H+ = Ca2+ + H2C2O45H2C2O4 +2MnO4- + 6H+ = 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O返回第20頁第20頁滴定分析法特點(diǎn)：1）用于常量組分測定2）儀器簡樸、操作簡便3）快速準(zhǔn)確4）應(yīng)用廣泛第21頁第21頁一、原則溶液配制辦法二、基準(zhǔn)物質(zhì)三、原則溶液標(biāo)定3-

8、3 原則溶液返回第22頁第22頁一、原則溶液配制辦法直接法用分析天平準(zhǔn)確稱取一定量基準(zhǔn)物質(zhì)，溶解后定量轉(zhuǎn)移到容量瓶中，配制成一定體積溶液，依據(jù)物質(zhì)質(zhì)量和容量瓶體積，可計(jì)算出該溶液準(zhǔn)確濃度。如0.01000molL-1K2Cr2O7原則溶液配制。返回第23頁第23頁標(biāo)定法（間接法）不能直接配制原則溶液物質(zhì)。先粗略稱取一定量物質(zhì)（或量取一定體積溶液），配制成靠近于所需濃度溶液，然后再用基準(zhǔn)物質(zhì)（另一個(gè)物質(zhì)原則溶液）來測定其準(zhǔn)確濃度。這種擬定其準(zhǔn)確濃度操作稱為標(biāo)定。如0. 25molL-1NaOH原則溶液配制。返回第24頁第24頁二、基準(zhǔn)物質(zhì)（ Primary standard ）能用于直接配制或標(biāo)

9、定標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)。基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)滿足：試劑純度足夠高（99.9%以上）；試劑組成與化學(xué)式完全符合，若含結(jié)晶水，結(jié)晶水?dāng)?shù)目應(yīng)符合化學(xué)式；試劑性質(zhì)穩(wěn)定，如貯存時(shí)不吸濕、不與空氣中CO2及O2等反應(yīng)；試劑摩爾質(zhì)量盡也許大一些，可降低稱量誤差。返回第25頁第25頁慣用基準(zhǔn)物質(zhì)有純金屬和純化合物，如Ag、Cu、Zn、K2Cr2O7、Na2CO3、As2O3、等，普通標(biāo)明為“優(yōu)級純”或“基準(zhǔn)試劑”。有些超純試劑或光譜純試劑純度高，只表示其中金屬雜質(zhì)含量低，其主要成份含量不一定高，故不可隨意認(rèn)定基準(zhǔn)物質(zhì)。返回第26頁第26頁試驗(yàn)室慣用試劑分類級別一級二級三級生化試劑中文優(yōu)級純分析純化學(xué)純英文GRARCPBR標(biāo)簽綠

10、紅藍(lán)咖啡色返回第27頁第27頁 許多物質(zhì)純度達(dá)不到工作基準(zhǔn)試劑純度要求，或它們在空氣中不穩(wěn)定，即粗略地稱取一定量物質(zhì)或量取一定體積溶液，配制成靠近所需濃度溶液，后用另一原則溶液來標(biāo)定。 標(biāo)定：用基準(zhǔn)物質(zhì)或另一個(gè)物質(zhì)原則溶液來計(jì)算其準(zhǔn)確濃度辦法稱為標(biāo)定。 (1)用基準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定 (2)與原則溶液進(jìn)行比較三、原則溶液標(biāo)定第28頁第28頁標(biāo)定次數(shù)不少于3次，按數(shù)據(jù)取舍規(guī)則計(jì)算標(biāo)定結(jié)果；稱取基準(zhǔn)物質(zhì)量不能太少（0.2g），滴定消耗體積不能太?。?0mL）；標(biāo)定時(shí)操作條件應(yīng)盡也許與測定條件一致，以確保滴定分析相對誤差在0.2%以內(nèi)。返回第29頁第29頁3-4 原則溶液濃度表示法一、物質(zhì)量濃度cB二、滴

11、定度返回第30頁第30頁一、物質(zhì)量濃度cB單位體積溶液所含溶質(zhì)B物質(zhì)量nB，以符合cB表示cB = nB / VnB溶質(zhì)B物質(zhì)量，molV溶液體積，LcB物質(zhì)量濃度，molL-1返回第31頁第31頁直接配制時(shí)，cB：溶液濃度，molL-1 nB：B物質(zhì)量，molV：溶液體積，LmB：B質(zhì)量，g MB：B摩爾質(zhì)量，gmol-1返回第32頁第32頁標(biāo)定期，aA + b B = c C + d D返回第33頁第33頁1mL原則溶液B溶液相稱于被測物質(zhì)A質(zhì)量（g或mg），用TA/B表示，單位為gmL-1。比如，用來測定FeK2Cr2O7原則溶液，其滴定度表示為TFe/ K2Cr2O7 ；用來測定MgO

12、EDTA原則溶液，其滴定度表示為TMgO/EDTA 。返回二、滴定度（titer）第34頁第34頁3-5 滴定分析結(jié)果計(jì)算一、被測物物質(zhì)量nA與滴定劑物質(zhì)量nB化學(xué)計(jì)量關(guān)系二、滴定度TA/B與滴定劑物質(zhì)量濃度cB換算三、被測物百分含量計(jì)算四、計(jì)算示例返回第35頁第35頁一、化學(xué)計(jì)量關(guān)系滴定劑B與被測物質(zhì)A之間計(jì)量關(guān)系aA + b B = c C + d D注：多個(gè)反應(yīng)式時(shí)擬定計(jì)量關(guān)系返回固體溶液第36頁第36頁例 3用草酸原則溶液標(biāo)定高錳酸鉀溶液返回第37頁第37頁氟硅酸鉀法測定SiO2時(shí)，先將SiO2處理成可溶性H2SiO3，在酸性介質(zhì)中加入KF，過量KCl存在下，形成K2SiF6沉淀，沉淀

13、在沸水中水解，生成HF，用NaOH標(biāo)液滴定生成HF，從而擬定SiO2含量。返回例 4第38頁第38頁返回第39頁第39頁二、滴定度與物質(zhì)量濃度換算aA + b B = c C + d DV = 1mL時(shí)：返回第40頁第40頁三、被測物百分含量計(jì)算計(jì)算時(shí)注意單位換算 aA + b B = c C + d D返回第41頁第41頁四、計(jì)算示例例5 準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物質(zhì)K2Cr2O7 1.471g，溶解后定量轉(zhuǎn)移至250.0mL容量瓶中，求此K2Cr2O7溶液濃度為多少？解：常見化合物摩爾質(zhì)量查表注意結(jié)果有效數(shù)字保留返回第42頁第42頁例 6欲配制0.1000molL-1Na2CO3原則溶液500.0mL

14、，問應(yīng)稱取基準(zhǔn)Na2CO3多少克？解： 注意學(xué)會(huì)一步列式計(jì)算返回第43頁第43頁例 7有0.1035molL-1NaOH原則溶液500.0mL，欲使其濃度正好為0.1000molL-1，問需加水多少毫升？解: 設(shè)應(yīng)加水體積為VmL，據(jù)稀釋前后物質(zhì)量相等，有返回第44頁第44頁例 8為標(biāo)定HCl，稱取Na2B4O710H2O 0.4710g，用HCl溶液滴定至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，消耗21.20mL，求HCl溶液濃度？解： 返回第45頁第45頁例 9稱取鐵礦石試樣0.5000g，將其溶解，使所有鐵還原為Fe2+，用0.01500molL-1 K2Cr2O7原則溶液滴定至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，用去K2Cr2O7原則溶液23.45mL，求試樣中Fe和Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為多少？解: 6Fe2+ +Cr2O72- +14H+ = 6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O 返回第46頁第46頁返回第47頁第47頁例 10稱取含鋁試樣0.g，溶解后加入0.05082molL-1 EDTA原則溶液20.00mL，控制條件使Al3+與EDTA配合完全，然后用0.05012mo