79滴定分析法概述

第四章滴定分析法概述TitrimetricAnalysisaA(被测组分)+bB(试剂)=p(产物)标准，来自基准物相对测量。[滴定]：？？由滴定管读数计算待测组分含量。A与B恰好按反应式完全反应时，称反应到达化学计量点（sp）指示剂的变色点，称滴定终点（ep）epsp，由此造成的滴定误差，称终点误差（Et），又称滴定误差。第一节滴定分析法简介1滴定分析法优点：准（Er0.2%）、简、快滴定分析法分类：酸碱滴定法络合滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法一、滴定分析法对滴定反应的要求1.定量、完全有确定的计量关系（定量计算基础）反应的完全程度达99.9%以上23.有简便可行的确定终点的方法22.反应快速滴定操作二、滴定方式1.直接滴定法:满足滴定三要求NaOH酚酞HCl2.置换滴定法：不满足滴定三要求中的1（即不定量）Cr2O7S2O3SO4S4O6++2-2-2-2-+I6OS3OH7Cr2I3H14)(I6OCrOS6264232272232＋可逆＋过量淀粉可逆3世上无难事，只要肯攀登3.返滴定法:不满足滴定三要求中的2或3AlYYAl太慢ZnY)()(YAlY)(YAlZn差减剩过量加热4.间接滴定法：不满足滴定三要求中的1关系不发生反应，故无计量?24CaMnO42224242424224222)()(OCHCaHOCaCMnOOCOCaCOCCa＋剩余过量扩展了滴定的应用范围4第二节标准溶液浓度的表示方法二、滴定度1.[定义]：每毫升标准溶液B相当于被测组分A的质量或质量分数。表示方法：1)当分析对象固定：T滴定剂/待测物＝TB/A=mA/VB单位：g·mL-1体积（mL）相当于质量(g)一一、物质的量浓度5。液中含有标准溶液相当于被测溶，表示ereFOrCKgFOCmLKmLgT005000.000.1005000.0721/7222）若分析对象、试样的质量(mS)固定时，滴定度可用TB/A%表示。TB/A%表示每毫升标准溶液B相当于被测组分A的质量分数。即TB/A%=ωA/VB单位:%·mL-1。其中，ωA=mA/mS注意：TB/A与TB/A%的关系为：TB/A%=ωA/VB=。的试样中标准溶液，就可中和时，滴定时每，表示试样的质量固定OHNSOmLHmLTaOHNSOHa%69.200.1%69.2421%/42SABmT/gmmLVmLgTFeOCrKFeOCrK1075.050.21005000.0;50.21,005000.07227221/则：若在滴定中，例：%24.2850.10%69.2,50.10,%69.211%/4242mLmLmLVmLTNaOHSOHNaOHSOH＝则若滴定中，例：63.CB与TB/A的关系AABBABBAABABBABBAABABABAMTabCMCbaVmTgMVCbamVCbaMmnbanbannnnbadDcCbBaA3/3331010)(10)(;10)(::或故即：反应式中，B代表滴定剂（标准溶液），A代表待测物71写出与CHCl的计算关系式3/CaCOHClT3/2223102121233CaCOHClCaCOHClMCTbaCOOHCaClHClCaCO故2写出的计算关系式与44/KMnOFeKMnOCT3/232241055458544FeKMnOFeKMnOMCTbaOHFeMnHFeMnO故的计算关系式与写出722722/3OCrKFeOCrKCT3/2332272106676146722722FeOCrKFeOCrKMCTbaOHFeCrHFeOCr故第三节标准溶液的配制和浓度的标定标准溶液：具有准确浓度的溶液（通常保留四位有效数字）基准物质（基准试剂）：用以配制标准溶液或标定标准溶液的物质。见表4-1基准物质的条件：1)组成与化学式完全相符；2)纯度足够高（99.9%）；3)稳定（见光不分解、不氧化、不易吸湿）；4)摩尔质量较大；常用的基准物质有：K2Cr2O7;Na2C2O4;H2C2O4·2H2O；Na2B4O7·10H2O；CaCO3;NaCl;Na2CO38一、标准溶液、基准物质二、标准溶液的配制1.直接配制法：直接准确称取基准物质或优级纯物质，溶解后用容量瓶配制，定容。直接配制：K2Cr2O7、KBrO3等。9位有效数字）（取4/VMmVMmVnC溶解--转移--洗涤--定容--摇匀常量组分测定中，标准溶液的浓度一般为0.01-1mol•L-1；微量组分的测定，标准溶液的浓度为0.001mol•L-1。例:准确称取1.4710克K2Cr2O7基准物，溶于适量水后，完全转入250.00mL容量瓶中，加水稀释至刻度。问此K2Cr2O7标准溶液的浓度为多少?102000.025000.018.2944710.1/LmolCVMmVMmVnC则，解：依10只有努力攀登顶峰的人，才能把顶峰踩在脚下2.间接配制法（标定法）步骤:(1)配制溶液配制成近似于所需浓度的溶液。(2)标定——通过滴定来确定溶液浓度的过程用基准物质或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。(3)确定浓度由基准物质的量（体积、浓度），计算溶液浓度。间接配制：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、Na2S2O3、I3-等。11例:如何配制浓度约为0.10mol•L-1的Na2S2O3溶液250mL?天后在标定。放置，保存于棕色瓶中，蒸馏水，加入少量，溶于然后用台称称取质量解：先计算所需72500.40.412.158250.010.0)(32322322CONamLOSgNagMCVmOSNa12学如积薪，后来者居上第四节滴定分析中的计算一、滴定分析计算的依据和常用公式滴定反应aA+bB=cC+dD被测组分滴定剂滴定反应达计量点时，滴定剂B的量nB与被测组分A的量nA之比，等于反应方程式中的系数比，即：nB:nA=b:anA=(a/b)nB或nB=(b/a)nA(1)式(1)是计算的最关键的基本关系式，必须牢记，熟练运用。有了式(1)，列出其它计算关系式不再是件困难的事。由（1）式得：CAVA=(a/b)CBVB(A、B均为液体，即液-液反应)(3)mA/MA=(a/b)CBVB(A为固体、B均为液体，即固-液反应)(4)13（一）标准溶液的配制（直接法）、稀释与增浓1.由基准物直接配制标准溶液时，基准物的称取量的计算及配制的标准溶液浓度的计算所依据的公式为：mB=CBVBMB或CB=mB/(MB•VB)见例4-32.由一种已知浓度的标准溶液通过稀释与增浓方法配制另一种标准溶液所依据的公式为：CAVA=CA´VA´见例4-1、例4-214二、滴定分析法的有关计算只要功夫深，铁杵磨成绣花针例4-3在稀H2SO4溶液中，用0.02012mol·L-1KMnO4溶液滴定某Na2C2O4溶液，如欲两者消耗的体积相等，则Na2C2O4溶液的浓度为多少？若需配制该溶液100.0mL，应称取Na2C2O4多少克？解：5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++4H2O15gCVMmLmolCCVVCVCVnnnnOCNOCNOCNOCNOCNKMnOOCNKMnOOCNaaKMnOaKMnOaKMnOaaa6740.000.134100.10005030.0)()2(05030.002012.05.2)2/5())(2/5()(2/52:5:)1(3142242244224422442244224422故依题意，故）（所以因此（二）标定溶液浓度的有关计算两类计算问题：（1）估算基准物的称取量，例4-5；（2）计算标定溶液的浓度，例4-4。aA+bB=cC+dD基准物标准溶液基本公式：mA/MA=(a/b)CBVB16攻城不怕坚，攻书莫畏难例4-4用Na2B4O7·10H2O标定HCl溶液的浓度，称取0.4806g硼砂，滴定至终点时消耗HCl溶液25.20ml，计算HCl溶液的浓度。解：Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaCl1713101010101000.01020.2542.3814806.021)(2)(2)(21:2:2742274227422742LmolVMmCMmCVnnnnHClOHOBNaHClOHOBNaHClOHOBNaHClOHOBNaHCl故例4-5要求在标定时用去0.20mol•L-1NaOH溶液20-25mL，问应称取基准试剂邻苯二甲酸氯钾(KHP)多少克？如果改用二水草酸作基准物质，又应称取多少克？解:1)KHP+NaOH=KNaP+H2OgmmLVgmmLVMCVmnnKHPKHPKHPNaOHKHPNaOHKHP0.122.204102520.02582.022.204102020.020)(33时，时，当故2)H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2OgmmLVgmmLVMCVmnnOHOCHOHOCHOHOCHNaOHOHOCHNaOHOHOCH31.007.126102520.02/12526.007.126102020.02/120))(2/1()2/1(323222224222422242224222422，，故18(三)物质的量浓度与滴定度之间的换算TB/A=(a/b)CBMA×10-3或19例4-6要加多少毫升纯水到1.000×103mL0.2500mol•L-1HCl溶液中，才能使稀释后的HCl标准溶液对CaCO3的滴定度=0.01001g•mL-1？3/CaCOHClTmLVVmLVLmolCCMCbaTbaCOOHCaClHClCaCOHClHClHClCaCOHClCaCOHCl0.250)10000.1(2000.010000.12500.0)(2000.01009.1002101001.0102123313333/2223解得：入的纯水体积然后，再求稀释时应加得：所以依故浓度的先由滴定度求出稀释后解：AABBMTabC3/10(四)被测物质的质量和质量分数的计算nA=(a/b)nB基本公式mA=nAMA=(a/b)CBVBMA若试样的质量为mS(g)，则待测组分A在试样中的质量分数为：SABBsAAmMVCbamm20例4-7K2Cr2O4标准溶液的=0.01117g•mL-1。测定0.5000g含铁试样时，用去该标准溶液24.64mL。计算和试样中Fe2O3的质量分数。eFOCrKT/72232/722OeFOCrKT解法1：课本解法因Fe2O3≌2Fe，故FeOFeOCrKOCrKMMTTeFOeF232/72232/722101597.085.55269.15901117.0232/72232/722mLgMMTTFeOFeOCrKOCrKeFOeF%70.78%1005000.064.2401597.072232/7222323SOCrKOCrKSOFeOFemVTmmOeFFeOFeOCrKOCrKFeOFeOCrKOCrKFeOFeFeFeOFeOFeFeOFeOCrKOCrKOCrKFeOCrKOCrKOFeOCrKMMTTMMTTnnFeOFeMnMnmmTTVmTVmTeFOeFeFOeFeFOeFeFOeF223)4()4(2:1:2)3()2()1(32/72232/72232/72232/72232323232/72232/722722/7227223232/72232故）得：代入