第3章分析化学滴定分析

2019年12月20日10时22分第三章滴定分析3.1滴定分析概述3.2滴定分析法的分类与滴定反应的条件3.3标准溶液3.4标准溶液浓度表示法3.5滴定分析结果的计算2019年12月20日10时22分常用滴定分析仪器容量瓶吸量管锥形瓶移液管酸式滴定管烧杯量筒容量仪器2019年12月20日10时22分3.1滴定分析法概述3.1.1方法介绍2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3滴定管滴定剂被滴定溶液2019年12月20日10时22分滴定分析法(titrimetricdetermination)用滴定管将标准溶液滴加到待测物的溶液中，通过指示剂指示滴定终点的到达，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，算出待测组分的含量。传统分析方法；适用于常量分析；特点：简单、准确、费用低2019年12月20日10时22分3.1.2基本术语标准溶液(standardsolution)基准物(primarystandard)化学计量点(stoichiometricpoint)指示剂(indicator)滴定曲线(titrationcurve)滴定终点(endpoint)终点误差(endpointerror)滴定终点与化学计量点不一定能恰好重合，存在很小的差别，由此而引起的误差称为终点误差。2019年12月20日10时22分3.2滴定分析法的分类与滴定反应的条件3.2.1滴定分析法分类按照化学反应分类(1)酸碱滴定法(中和法)：以质子传递反应为基础。H+＋B-＝HB(2)沉淀滴定法（容量沉淀法）；以沉淀反应为基础。Ag+＋Cl-＝AgC1↓(3)配位滴定法（络合滴定法）：以配位反应为基础。M2+＋Y4-＝MY2-(4)氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础。MnO4-+5Fe2++8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O2019年12月20日10时22分按滴定方式分类：(1)直接滴定例:强酸滴定强碱。(2)间接滴定例：氧化还原法测定钙。(3)返滴定法例：配位滴定法测定铝。(4)置换滴定法例：AlY→AlF62-+Y4-→ZnY2019年12月20日10时22分3.2.2滴定分析对化学反应的要求1.反应按一定的计量关系定量完成（99.9%以上）2.反应速率快3.有比较简便的方法确定反应终点满足以上条件可进行直接滴定，否则：不满足（1）时：采用间接法，如碘量法；不满足（2）时：采用返滴定法,如配位滴定法测定铝；不满足（3）时：采用其他方法，如电位滴定。2019年12月20日10时22分3.3标准溶液3.3.1直接法配制标准溶液可用直接法配制标准溶液的物质为基准物质，应具备的条件：1、纯度高99.9%以上2、组成符合化学式3、稳定2019年12月20日10时22分3.3.2间接配制（步骤）1.配制溶液配制成近似所需浓度的溶液。2.标定准确称取基准物，溶解后，滴定。3.确定浓度由基准物质量和滴定液体积计算之2019年12月20日10时22分标定标准溶液的基准物应满足的条件：(1)反应定量完成(2)反应速率快(3)有比较简便的方法确定反应终点(4)具有较大的摩尔质量为什么？标定NaOH：采用：邻苯二甲酸氢钾？草酸？2019年12月20日10时22分3.4标准溶液浓度表示法1.物质的量浓度（简称浓度）——单位体积溶液所含溶质的物质的量（nB）。VncBB单位为mol·L-1。V：溶液的体积。应指明基本单元：原子、分子、离子、电子或他们的组合。2.滴定度——与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量。表示法：T待测物/滴定剂单位：g·mL-1例：测定铁含量的KMnO4标准溶液，其浓度表示：4Fe/KMnOT或432/KMnOOFeT表示：lmLKMnO4溶液相当于0.005682g铁，1mL的KMnO4标准溶液能把0.005682gFe2+→Fe3+。适用于工业生产中批量分析：m(Fe)＝T·V若:00568204Fe/KMnO.T浓度c与滴定度T之间关系aA+bB=cC+dDA为被测组分，B为标准溶液；若以VB为反应完成时标准溶液消耗的体积(mL)，mA和MA分别代表物质A的质量(g)和摩尔质量。当反应达到计量点时：由滴定度定义TA/B=mA/VB，得：aMmbVcAABB10001000ABBAbMcaVm1000ABA/BMcbaT例题：求0.1000mol·L-1NaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度。解：NaOH与H2C2O4的反应为：H2C2O4+2NaOH＝Na2C2O4+2H2O11-1-OCHNaOH/NaOHOCHmLg00450201000molg0490Lmol10000211000422422...McbaT§3.5滴定分析结果的计算3.5.1计算依据：被测组分的物质的量nA与标准溶液物质的量nB的计量关系1.直接滴定被测组分A与滴定剂B间的反应为：aA+bB=cC+dD化学计量点时：amolA恰好与bmolB作用完全nA∶nB＝a∶bBAnbanABnabn2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3nHCl=2nNa2CO3根据物质的量相等的关系nHCl=n1/2Na2CO32.间接法滴定涉及到两个或两个以上反应例：以KBrO3为基准物标定Na2S2O3溶液的浓度。BrO3-+6I-+6H+＝3I2+3H2O+Br-（1）I2+2S2O32-＝2I-+S4O62-（2）3322KBrOOSNann6例：用KMnO4法滴定Ca2+。2MnO42H42OC2COOHCOCaCCa242244KMnOaCnn253.5.2被测组分含量的计算称取试样的质量G，测得被测组分的质量为GA，则被测组分在试样中的质量分数mA为：GGmAA若滴定剂的浓度为cB、消耗体积VB，反应的摩尔比为a∶b则由得ABBAMVcbaGBBBAVcbanbanAAAMGn%GMVcbam100ABBA(通式)3.5.3计算示例例7：选用邻苯二甲酸氢钾作基准物，标定0.lmol·L-1NaOH溶液的准确浓度。应称取基准物多少克？如改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基准物，应称取多少克？解：以邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）作基准物时：KHC8H4O4+OH-＝KC8H4O4-+H2OnNaOH=nKHC8H4O4mKHC8H4O4=nKHC8H4O4·MKHC8H4O4=nNaOH·MKHC8H4O4=cNaOHVNaOH·MKHC8H4O4按消耗滴定剂体积20~30mLm=0.lmol·L-1×25×10-3L×204.2g·mol-10.5g以H2C2O4·2H2O作基准物:nNaOH=2nH2C2O4·2H2OmH2C2O4·2H2O=nH2C2O4·2H2O·MH2C2O4·2H2O221O2HOCHNaOHNaOHO2HOCHNaOH24222422MVcMn=0.lmol·L-1×25×10-3L×121.6g·mol-1×1/20.16g由此可见，采用邻苯二甲酸氢钾作基准物可减少称量上的相对误差。例8：测定工业纯碱中Na2CO3的含量时，称取0.2457g试样，用0.2071mol·L-1的HCI标准溶液滴定，以甲基橙指示终点，用去HCI标准溶液21.45mL。求纯碱中Na2CO3的质量分数。解:此滴定反应是：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3GMVcGMnGMnGmmNaHHNaHClNaNaNaCONa212132%......829595820g24570molg0106L104521Lmol2071021131例9：有一KMnO4标准溶液，浓度为0.02010mol·L-1，求其TFe/KMnO4和TFe2O3/KMnO4。如果称取试样0.2718g，溶解后将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，然后用KMnO4标准溶液滴定,用去26.30mL,求试样中Fe、Fe2O3的质量分数。解；5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2OnFe=(5/1)nKMnO4nFe2O3=(5/2)nKMnO41-FeKMnOFe/KMnOmL0.005613g100085550201001510001544..McT1-OFeKMnO/KMnOOFemLg0.0080251000159.702010025100025324432.McT54.31%0.2718g26.30mLmLg0056130-1KMnOFe/KMnOFe44.GVTm77.65%0.2718g26.30mLmLg00802501-KMnO/KMnOOFeOFe443232.GVTm