1、1,化學(xué)分析基礎(chǔ)知識培訓(xùn) 景世云 2010年12月,2, 1、概述 本節(jié)重點內(nèi)容 掌握滴定分析中的幾個常用名詞術(shù)語 1.標(biāo)準(zhǔn)溶液 2.滴定 3.化學(xué)計量點 4.指示劑 5.滴定誤差,3,色譜分析基礎(chǔ)知識培訓(xùn),1、概述(P189-193) 1.1分析化學(xué)的任務(wù)和作用 1.1.1分析化學(xué)的任務(wù)是鑒定物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，化學(xué)成分及測定各成分的含量。 定性分析的任務(wù)就是確定物質(zhì)由那些哪些元素、離子、有機官能團(tuán)或化合物組成；定量分析任務(wù)就是測定物質(zhì)中各種組分的相對含量。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,4,色譜分析基礎(chǔ)知識培訓(xùn),1.1.2分析化學(xué)的作用 a、在國民經(jīng)濟各部門，分析化學(xué)有巨大的實用價值。 b、在科學(xué)研究方

2、面，分析化學(xué)是一門有力的工具科學(xué)，具有重要意義，起著眼睛的作用。 c、分析化學(xué)是環(huán)境科學(xué)、材料化學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一。 總之，分析化學(xué)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的眼睛，它是研究物質(zhì)組成、含量、結(jié)構(gòu)等信息的一門科學(xué)。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,5,色譜分析基礎(chǔ)知識培訓(xùn),1.2分析方法分類（通常按照測定原理及使用儀器分類） 分析方法 化學(xué)分析與儀器分析是緊密關(guān)聯(lián)，相互補充的。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,6,1.3滴定分析法的要求及分類 1.3.1滴定分析中的幾個名詞術(shù)語 a、標(biāo)準(zhǔn)溶液 b、滴定 c、化學(xué)計量點 d、指示劑 e、滴定誤差,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,7,1.3.2滴定分析法的要求及分類 a、作為

3、滴定用的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)具備條件 反應(yīng)必須按一定的反應(yīng)式進(jìn)行，即反應(yīng)具有確定的化學(xué)計量關(guān)系；反應(yīng)迅速；主反應(yīng)不受共存物質(zhì)的干擾；有確定計量點的方法。 b、分類 酸堿滴定法；配位滴定法；氧化還原滴定法；沉淀滴定法。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,8, 2、酸堿滴定法 本節(jié)重點內(nèi)容 1.酸堿質(zhì)子理論 2.計算溶液的PH 3.掌握緩沖溶液相關(guān)知識 4.酸堿滴定指示劑變色原理，如何選擇指示劑 5.酸堿滴定曲線意義、突躍大小的影響因素,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,9,2.酸堿滴定法（P193-220） 2.1酸堿平衡 2.1.1酸堿質(zhì)子理論 酸堿的定義：電離理論與質(zhì)子理論是如何定義的？有何實際意義？ 2.1.2共軛酸堿對 什么

4、是共軛酸堿對?什么是兩性物質(zhì)？ 請大家判斷一下下列物質(zhì)哪些是酸、哪些是堿、哪些是兩性物質(zhì)？ NH4CL H2S NaHCO3 Na2SO4 Na2S 水的質(zhì)子自遞過程與Kw的來由，有什么意義？ 2.1.3酸堿反應(yīng)的本質(zhì) 酸堿反應(yīng)的本質(zhì)是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，酸失去質(zhì)子數(shù)與堿得到的質(zhì)子數(shù)一定相等。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,10,2.2酸堿的強度 2.2.1如何衡量水溶液中酸堿的強度 此處針對弱酸、弱堿而言（強酸、強堿例外），Ka、Kb的定義？如何利用Ka、Kb數(shù)值衡量酸堿的強度？ 2.2.2共軛酸堿對的Ka、 Kb的關(guān)系 以HAc-Ac-為例推導(dǎo)出KaKb=KW,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,11,2

5、.3溶液中H+的計算 2.3.1分析濃度、平衡濃度、酸堿度的定義，必須區(qū)別酸溶液的濃度與酸度的關(guān)系，不能混淆。 c、酸度（PH）， PH=-H+,a、 分析濃度 C mol/L,b、 平衡濃度 mol/L,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,12,2.3.2物料平衡、電荷平衡和質(zhì)子條件 以NaAc為例簡單介紹上述概念，但是必須清楚質(zhì)子條件是導(dǎo)出H+計算公式的基礎(chǔ)。 2.3.3幾種溶液中H+的計算 a、強酸、強堿溶液H+的計算 b、一元弱酸、弱堿溶液H+的計算 c、多元酸堿溶液H+的計算 d、兩性物質(zhì)溶液H+的計算,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,13,2.4酸堿緩沖溶液 2.4.1什么是酸堿緩沖溶液？緩沖機理是什么？一般

6、組成方式有幾種？ 2.4.2緩沖溶液的PH值計算（弱酸與其共軛堿、弱堿與其共軛酸兩種情況） 2.4.3緩沖容量及緩沖范圍 2.4.5緩沖溶液的作用以及選擇原則,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,14,2.5滴定方法 學(xué)習(xí)酸堿滴定法，必須了解滴定過程中PH的變化曲線，特別是計量點附近的突變，以便選擇指示劑。 2.5.1指示劑變色原理；指示劑變色范圍；變色點PT。 什么是混合指示劑？ 利用顏色互補作用，使顏色變化更加敏銳。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,15,2.5.2幾種酸堿滴定曲線以及指示劑的選擇 簡單計算繪制以下幾種滴定曲線 a、強堿滴定強酸（強酸滴定強堿） b、強堿滴定弱酸 c、強酸滴定弱堿 d、多元酸(堿)的滴

7、定曲線,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,16,a、0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL 0.100molL-1的HCl,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,17,滴定曲線,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,18,不同濃度NaOH溶液滴定不同濃度HCl溶液的滴定曲線,紅1.0molL-1 橙0.10 molL- 藍(lán) 0.010molL-1,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,19,b、強堿滴定弱酸（NaOH溶液滴定HAC等 弱酸）,HAc滴定曲線,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,H2CO3滴定曲線,20,c、強酸滴定多元堿 （HCl滴定Na2CO3的滴定曲線）,PH=8.31 酚酞,PH=3.89 甲基橙,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,21,思考一下！ 酸

8、堿滴定中標(biāo)準(zhǔn)溶液及被滴定的物質(zhì)的濃度是否是越大越好？指示劑用量呢？,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,22, 3、配位滴定法 本節(jié)重點內(nèi)容 1.EDTA有關(guān)特性及其在配位滴定中的應(yīng)用 2.配位化合物的穩(wěn)定常數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù) 3.配位滴定是否可以準(zhǔn)確滴定的判別 4.金屬指示劑變色原理，如何選擇指示劑 5.配位滴定曲線突躍大小的影響因素 6.如何提高配位滴定的選擇性,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,23,3、配位滴定法(P225-245) 3.1方法簡介 3.1.1配位滴定反應(yīng)的要求，無機配合物一般不能用于滴定分析。因此，配位滴定僅限于有機配位滴定，具體而言采用EDTA。 3.1.2配位滴定對反應(yīng)的要求（配位化合物穩(wěn)定、絡(luò)

9、合比固定、反應(yīng)迅速）。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,24,3.2 EDTA及其應(yīng)用 3.2.1EDTA性質(zhì) EDTA微溶于水，常用其二鈉鹽配制溶液，在水溶液中相當(dāng)于6元酸，存在7種分布形態(tài)。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,25,3.2.3 EDTA與金屬離子配合的特點 a、和絕大多數(shù)金屬離子生成配合物 b、配合物的顏色取決于金屬離子的顏色 c、所有配合物易溶于水 d、配合比較固定1:1 3.3配位平衡 3.3.1穩(wěn)定常數(shù) 衡量配位化合物穩(wěn)定性指標(biāo)。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,26,3.3.2酸效應(yīng)及酸效應(yīng)系數(shù) 由于溶液中H+影響，使EDTA與離子配合的能力下降。配合能力影響程度可以用酸效應(yīng)系數(shù)來衡量。 3.3.3條件

10、穩(wěn)定常數(shù) 滴定過程中溶液實際環(huán)境必然影響配位化合物的穩(wěn)定性。,Y(H)=1+1H+ +6H6,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,27,3.3.4準(zhǔn)確滴定的判別 配位滴定中準(zhǔn)確滴定的判別可以采用假設(shè)被測定金屬離子濃度、條件穩(wěn)定常數(shù)及誤差來推導(dǎo)。 假設(shè) M=2C，用濃度為2C的EDTA溶液滴定M，推導(dǎo)出準(zhǔn)確滴定的條件為： CK,MY 106 如果C=0.01mol/L,那么 即K,MY 108 K,MY 8,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,28,3.3.5林旁曲線（各種金屬離子單獨滴定的允許酸度）,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,29,3.4滴定方法 3.4.1金屬指示劑 變色原理；金屬指示劑應(yīng)具備的條件；指示劑的封閉；指示劑的僵化。

11、 幾種常用指示劑（XO EBT NN）,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,30,3.4.2滴定曲線 可以利用滴定曲線來選擇指示劑，但是有時因缺少指示劑的平衡常數(shù)，無法計算，多數(shù)情況下采用實驗方法來選指示劑。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,31,3.4.3化學(xué)計量點是金屬離子濃度的計算 變色點時，根據(jù)指示劑來計算 根據(jù)滴定計量點的平衡計算 兩者接近程度決定著誤差的大小,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,32,3.4.4提高配位滴定的選擇性 通過調(diào)整滴定條件提高選擇性 （1）控制酸度 通過調(diào)整溶液酸度，達(dá)到不同離子分步滴定的目的 （2）利用掩蔽解蔽 通過加入掩蔽劑、沉淀劑等將干擾離子先絡(luò)合起來或產(chǎn)生沉淀，不干擾被測離子的測定，然后視情

12、況加入解蔽劑后再對干擾離子進(jìn)行分析。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,33,練習(xí)題： 1、已知KZnY=16.50,PH=2時的酸效應(yīng)系數(shù)是aY=13.52、PH=5時的酸效應(yīng)系數(shù)是aY=6.45,請問是否可以在上述條件下用0.020mol/L的EDTA滴定0.020mol/L的Zn2+？ 2、現(xiàn)有濃度為0.020mol/L的Zn2+和Ca2+混合溶液，在PH=5.5時，能否用0.020mol/L的EDTA準(zhǔn)確滴定其中的Zn2+？（KZnY=16.50，KCaY=10.69，aY=5.51）,試一試,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,34, 4、氧化還原滴定法 本節(jié)重點內(nèi)容 1.氧化還原反應(yīng)的實質(zhì) 2.了解電極電位、能

13、斯特方程、標(biāo)準(zhǔn)電極電位及條件電位 3.KMnO4 K2Cr2O7法的優(yōu)缺點 4.碘量法的的誤差來源 5.如何判斷氧化還原反應(yīng)的方向 6.氧化還原反應(yīng)速度的影響因素,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,35,4、氧化還原滴定法（P248-266） 4.1簡介 氧化還原滴定法以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法。操作步驟與酸堿滴定相似，但原理上有本質(zhì)的不同，酸堿滴定是一個質(zhì)子傳遞的過程，反應(yīng)迅速，而氧化還原反應(yīng)是電子的轉(zhuǎn)移，反應(yīng)復(fù)雜，反應(yīng)速度甚至反應(yīng)方向都會受到外界條件的影響。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,36,4.2氧化還原反應(yīng)的平衡 4.2.1什么是氧化劑、還原劑、電極電位（標(biāo)準(zhǔn)電位、條件電位）？ 4.2.2氧化還原反應(yīng)的

14、方向和速度 如何判斷氧化還原反應(yīng)的方向；氧化還原反應(yīng)的方向的影響因素；氧化還原反應(yīng)的速度影響因素有哪些？,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,37,4.3滴定方法 4.3.1滴定曲線(以0.01mol/lCe4+滴定0.01mol/lFe2+為例),0.86,1.26,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,38,4.3.2氧化還原指示劑 a、自身指示劑 b、專屬指示劑（淀粉的使用） c、氧化還原指示劑（變色范圍） 4.3.3三種方法 a、 KMnO4法 (為什么用HNO3酸化？標(biāo)定時注意事項) b、K2Cr2O7法（與KMnO4相比有優(yōu)點，但必須另選指示劑） c、I2法（誤差來源；滴定過程中的注意事項）,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,3

15、9,練習(xí)題： 稱取草酸鈉試樣0.2203克，需用濃度為 0.02156mol/L的KMnO4溶液29.30ml才能反應(yīng)完全，求草酸鈉試樣的純度？,試一試,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,40, 5、沉淀滴定法 本節(jié)重點內(nèi)容 1.溶度積原理，溶度積和溶解度的換算 2.了解三種沉淀滴定法的方法原理 3.分級沉淀及沉淀的轉(zhuǎn)化,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,41,5、沉淀滴定法（P268-278） 5.1方法簡介 什么是沉淀滴定法？對沉淀反應(yīng)有何要求？ 目前僅限于銀量法。主要測定鹵素化合物。按照指示劑不同，可以分為三種，即莫爾法、佛爾哈德法、法揚司法。,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,42,5.2沉淀的溶解平衡 5.2.1溶度積原理

16、沉淀的溶解平衡是一個動態(tài)平衡，此時溶液中溶解速度和沉淀速度相等。而且溶液中相關(guān)離子濃度的乘積為一常數(shù)，即溶度積常數(shù)Ksp(與溫度有關(guān))。 5.2.2溶度積與溶解度的換算 5.2.3什么是分級沉淀 5.2.4沉淀的轉(zhuǎn)化條件,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,43,5.3莫爾法 5.3.1方法原理 以K2CrO4為指示劑，AgNO3為滴定劑，直接測定Cl- Br- 5.3.2測定條件 溶液酸度 指示劑用量 測定過程中應(yīng)劇烈搖動 5.3.3分析對象 直接分析Cl- Br- ，不能分析I- SCN- 5.3.4干擾離子 能與CrO42- Ag+反應(yīng)的離子產(chǎn)生干擾,嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，準(zhǔn)確及時,44,5.4佛爾哈德法 以鐵銨礬為指示劑，NH4SCN的銀量法。 5.4.1直接滴定法（測定Ag+） 5.4.2返滴定法 加入定量過量的AgNO3，然后返滴定Ag+測定Br- I- SCN- Cl- ，但分析I-時應(yīng)先在加入AgNO3后加入指示劑 ，分