第五章滴定分析法概论

分析化学AnalyticalChemistry分析化学AnalyticalChemistry第五章滴定分析法概述分析化学AnalyticalChemistry第五章滴定分析法概述•分析化学中的溶液平衡•基本概念•标准溶液和基准物质•滴定分析的误差•滴定分析的计算分析化学AnalyticalChemistry要求：•了解滴定分析相关概念•掌握标准溶液浓度的表示方法•掌握标准溶液的配制和浓度的标定•熟悉滴定分析中的计算第五章滴定分析法概述分析化学AnalyticalChemistry经典定量分析方法重量法：分离称重沉淀法、气化法和电解法等滴定分析法：又称容量分析法酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法第五章滴定分析法概述标准溶液待测溶液分析化学AnalyticalChemistry容量瓶常用滴定分析仪器锥形瓶烧杯容量仪器量筒酸式滴定管移液管吸量管分析化学AnalyticalChemistry分析化学AnalyticalChemistry5.1分析化学中的溶液平衡分析化学AnalyticalChemistry5.1分析化学中的溶液平衡分析化学AnalyticalChemistry5.1分析化学中的溶液平衡分析化学AnalyticalChemistry5.1分析化学中的溶液平衡分析化学AnalyticalChemistry5.1分析化学中的溶液平衡分析化学AnalyticalChemistry5.1分析化学中的溶液平衡分析化学AnalyticalChemistry5.1分析化学中的溶液平衡分析化学AnalyticalChemistry滴定分析法(titrimetricanalysis)：用滴定的方法来测定待测物含量的一种定量分析法。滴定(titration)：使用滴定管将已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液)滴加到一定体积的待测溶液中，当化学反应按计量关系完全作用时，根据标准溶液的浓度和用去的体积计算被测物质的含量的过程。一、滴定分析过程及术语5.2基本概念分析化学AnalyticalChemistry1.标准溶液（滴定剂）2.化学计量点sp3.滴定终点（终点）ep4.终点误差EtNaOH2HClNaOHHClHCl+NaOH=NaCl+HOc0.1000/20.0020.05()?molLVmLVmLc消耗NaOHNaOHHClNaOHc0.10025/(0.1002)HClVcVcmolL5.2基本概念分析化学AnalyticalChemistry5.2基本概念化学计量数比若A、B为基本单元，滴定的反应比为a：t，那么，滴定反应的化学计量关系为：ATTA,natntannnA：物质A的物质的量nT：物质T的物质的量化学计量数比TAntan为化学计量数比ta——已知准确浓度的溶液，又称标准溶液。滴定液（剂）aA+tTcC+dD（被测物）（滴定液）（生成物）（生成物）TTtCVa::An化学计量点——当滴入的标准溶液与待测定组分按照化学反应式的计量关系刚好反应完全时，称反应达到了化学计量点，以sp表示。分析化学AnalyticalChemistry•指示剂——滴定过程中，加入被测溶液中，利用它的颜色变化指示实验终点到达的辅助试剂。•滴定终点——指示剂的变色点（以ep表示）。•滴定误差（Et）——滴定终点与化学计量点不一致所造成的误差（或称滴定误差）。5.2基本概念滴定误差是系统误差还是随机误差?分析化学AnalyticalChemistry用于常量组分的测定仪器简单、操作简便快速准确，误差通常在1‰左右方法成熟,应用广泛二、滴定分析法的特点5.2基本概念分析化学AnalyticalChemistry三、滴定分析要求及滴定的方式与分类1、要求确定的化学计量关系反应必须定量完成（99.9%）反应必须迅速完成有适宜、简便而可靠的方法指示终点2、分类直接滴定返滴定间接滴定置换滴定3、方式反应类型酸碱滴定络合滴定氧化还原滴定沉淀滴定终点确定方法目测滴定法电位滴定法光度滴定法5.2基本概念分析化学AnalyticalChemistry三、滴定分析法的分类5.2基本概念酸碱滴定法—以酸碱中和反应为基础的滴定分析方法主要测定酸、碱及酸性物质、碱性物质沉淀滴定法—以沉淀反应为基础的滴定分析法主要测定Cl-、Br-、I-、SCN-、Ag+。2+H+OH=HO-+Ag+X=AgX-例：用NaOH标准溶液测定HAc含量OH-+HAc=Ac-+H2O例：用AgNO3标准溶液测定Cl-的含量Ag++Cl-→AgCl↓（白色）常用的是银量法。分析化学AnalyticalChemistry三、滴定分析法的分类5.2基本概念配位滴定法—以配位反应为基础的滴定分析法主要测定金属离子。氧化还原滴定法-以有电子转移的氧化还原反应为基础的滴定分析方法主要测定氧化性、还原性及非氧化还原性的物质非水酸碱滴定法——主要测定不溶于水的弱酸、弱碱。3324FeCeFeCe2)(nn22MYMYH例:用EDTA标准溶液测定Ca2+的含量Y4-+Ca2+=CaY2-例：用KMnO4标准溶液测定Fe2+含量。MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O分为碘量法、高锰酸钾法、亚硝酸钠法、重铬酸钾法、铈量法等。分析化学AnalyticalChemistry滴定剂与被测物之间的反应式为：aA+bB=cC+dD当滴定到化学计量点时，a摩尔A与b摩尔B作用完全：则：nA/nB=a/b，nA=(a/b)·nB(c·V)A=(a/b)·（c·V)B或：(c·V)A=(a/b)·(m/M)B酸碱滴定中，标准溶液浓度通常为：0.1mol/L左右，滴定剂消耗体积在20～30mL之间，由此数据可计算称取试样量的上限和下限。——直接滴定法5.2基本概念三、滴定分析法的滴定方式例：NaOH滴定HCl分析化学AnalyticalChemistry三、滴定分析法的滴定方式——返滴定法2.返滴定法：先加入一定，且过量的标准溶液，待其与被测物质反应完全后，再用另一种滴定剂滴定剩余的标准溶液，从而计算被测物质的量，因此返滴定法又称剩余量滴定法（涉及到两个反应）。适用：反应较慢、难溶于水的固体（气体）、缺乏合适指示剂、被滴定的物质不够稳定的试样。5.2基本概念分析化学AnalyticalChemistry（过量）EDTAEDTAAlAlEDTA3Zn2+Zn—EDTAZnEDTAAlnnn例：配位滴定法测定Al5.2基本概念分析化学AnalyticalChemistry5.2基本概念分析化学AnalyticalChemistry置换滴定法——被测物质与另一种物质起反应，置换出一定量的能被滴定的物质来，然后用适当的滴定剂进行滴定。适用于无明确定量关系的反应（伴有副反应）272OCr2-23SO无确定的化学计量关系KI2I淀粉指示剂蓝色消失2-23+SOSO42-S4O62-5.2基本概念例：K2Cr2O7标定Na2S2O3定量生成分析化学AnalyticalChemistry置换滴定法5.2基本概念2322322-272OSOSIIOCr61213126161nnnnn722322OCrKOSNa6nnS2O32-+Cr2O72-→S4O62-/SO42-（有副反应）先置换：Cr2O72-+6I-+14H+⇌2Cr3++3I2+7H2O再滴定：2S2O32-+I2⇌S4O62-+2I-分析化学AnalyticalChemistry间接滴定法——不能与滴定剂反应的某些物质，可通过另外的化学反应使其生成能被滴定的物质，间接以滴定法定量进行（涉及到多个反应）。适用于不符合滴定条件的反应。Ca2+H2SO4溶解H2C2O4KMnO4标液间接测定CaC2O4沉淀(NH4)2C2O42Ca4KMnO×如：2+2-2424Ca+CO=CaCO2+24224CaCO2HCa+HCO2-+2+424222MnO5CO+16H=2Mn+10CO+8HO+5.2基本概念4242KMnOOCa25nnnC分析化学AnalyticalChemistry基准物质组成与化学式相同纯度高（99.9%)稳定摩尔质量相对较大H2C2O4∙2H2ONa2B4O7∙10H2O（一）基准物质（primarystandard）基准物质：能直接配制或用于标定标准溶液的物质。标准溶液：浓度准确已知的溶液凡是符含上述条件的物质，在分析化学上称为“基准物质”（基准试剂）。凡是基准试剂，都可以用直接法配成标准溶液。5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry酸碱滴定配位滴定氧化还原滴定沉淀滴定标定碱：KHC8H4O4，H2C2O4·2H2O标定酸：Na2CO3，Na2B4O7·10H2O标定EDTA：Zn，Cu，CaCO3标定氧化剂：As2O3，Na2C2O4标定还原剂：K2Cr2O7，KIO3标定AgNO3：NaCl常用基准物质5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry•但是，有些超纯试剂或光谱纯试剂纯度高，只表示其中金属杂质含量低，其主要成分的含量不一定高，故不可随意认定基准物质。•实验室常用试剂分类一级优级纯G.R绿颜色科研精密分析二级分析纯A.R红颜色多数分析三级化学纯C.P蓝颜色常规分析四级实验试剂L.R棕颜色辅助分析5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry（二）标准溶液的配制1.直接配制法——适用于基准物质称取基准物质溶解稀释、定容、摇匀5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry13CONCONCON1000.01050099.105300.5323232LmolvMmcaaa例:准确称取5.300g的Na2CO3，用适量的溶剂溶解后，定量转移至500.00mL容量瓶中，稀释至刻度，配得溶液的浓度为问：如何配制1000mL,0.1000mol/LNa2CO3溶液?mNa2CO3=0.1000mol/L1.000Ｌ105.99g/mol=10.60g分析天平称取10.60gNa2CO3溶解定容至1L容量瓶中通常取4位有效数字5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry（二）标准溶液的配制2.标定法——适用于不符合基准物条件的物质称取物质配制成适宜浓度确定浓度标定以滴定方式确定溶液准确浓度的操作用基准物质或另一种已知浓度的标准溶液来滴定5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry问:如何配制1000mL,0.1mol/LNaOH溶液?mNaOH=0.1mol/L1.000L40.00g/mol=4.0g台秤上称取４.0gNaOH溶解稀释至1000mL标定用什么物质标定NaOH？想一想KHC8H4O4(KHP)、H2C2O4.2H2O或HCl标准溶液5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry5.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistryBBBBBBVMmVnc（三）标准溶液浓度的表示方法1.物质的量浓度——单位体积溶液中所含溶质的物质的量。mol·m-3（SI单位）mol·dm-3或mol·L-1（常用单位）2.质量浓度——单位体积溶液中所含溶质的质量。111(,,)BBmgLmgLmgmLV3.质量分数：;100%BBBBSSmmwwmmMB：溶质B的摩尔质量，g·mol-1mB：B的质量，gnB：B的物质的量，molVB：溶液的体积，LcB：溶液的浓度，mol·L-15.3标准溶液和基准物质分析化学AnalyticalChemistry1、内容回顾2、3、