25分析化学

分析化学第二章滴定分析法概论本章要点：滴定分析概述滴定分析中的标准溶液标准溶液的配制方法及基准物质标准溶液浓度表示方法滴定分析中的计算游戏大厅完整版§2-1滴定分析法概述滴定分析法的特点和主要方法滴定分析法（titrimetry）：将一种已知准确浓度的试剂溶液，滴加到被测物质的溶液中（或将被测物质溶液滴加到已知溶液中），至所加试剂与被测物质按化学计量关系定量反应完全，根据试剂溶液的浓度和用量，计算被测物质的含量，也称容量分析该法简便、快速、准确度高、应用广泛如用Na2CO3标定HCl：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2指示剂：MO有关术语标准溶液（standardsolution）：已知准确浓度的试剂溶液，即“滴定剂”（titrant）滴定：把滴定剂从滴定管加到被测溶液中的过程化学计量点（stoichiometricpoint，sp）：滴定剂与被测物定量反应完全的那一点滴定终点（endpoint，ep）：指示剂变色的那一点终点误差（Et）：由滴定终点与化学计量点不恰好吻合造成的分析误差滴定法对化学反应的要求适合滴定分析法的反应应具备条件有确定的化学计量关系反应定量进行反应速度快，反应慢者可加热或加入催化剂加速适当、简便的方法确定滴定终点共存物不干扰测定凡能满足上述要求的反应，都可直接滴定，即用标准溶液直接滴定待测物质，故直接法是滴定分析中最常用和最基本的滴定方法。滴定方式直接法：满足上述要求返滴法：反应慢（Al3+—EDTA）、固体试样(CaCO3—HCl)或无合适指示剂（Cl-—AgNO3）置换法：反应不按反应式或有副反应（K2Cr2O7—Na2S2O3—I2），反应完全度不够（Ag+—EDTA—Ni(CN)42-）间接法：不与滴定剂反应（Ca2+—C2O42-—MnO4-）§2-2-1基准物质Primarystandard：能用于直接配制或标定标准溶液的物质基准物质应满足：试剂的组成与化学式完全符合，若含结晶水，含量应符合化学式试剂的纯度足够高（99.9%以上）性质稳定，不与空气中H2O、CO2及O2等反应试剂摩尔质量大，可减少称量时的相对误差反应按化学计量关系定量进行，无副反应基准物质常用基准物质有纯金属和纯化合物，如Ag、Cu、Zn、K2Cr2O7、Na2CO3、As2O3、等，干燥条件及应用见表2-1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级别一级二级三级生化试剂中文优级纯分析纯化学纯英文GRARCPBR标签绿红蓝咖啡色§2-2-2标准溶液标准溶液的配制直接法：准确称取一定量的基准物质，溶解后配成一定体积的溶液，根据物质质量和溶液体积，可计算出该标准溶液的准确浓度(如Na2B4O7·10H2O、K2Cr2O7etc.）标定法：不能直接配制标准溶液的物质，可先配制成一种近似于所需浓度的溶液，然后再用基准物质或标准溶液来标定它的准确浓度（如HCl、NaOH、EDTAetc.）称取基准物质的量不能太少，滴定消耗体积不能太小标定时注意：标定次数不少于3次，标定时的操作条件尽量与测定条件一致，以保证滴定分析的相对误差在0.2%以内注意指明基本单元§2-3滴定分析法计算标准溶液浓度的表示方法物质的量浓度CB滴定度TB/A：每mL滴定剂A溶液相当于被测物质B的质量（g或mg）或质量分数CB=nB/VnB—溶质B的物质的量，mol或mmolV—溶液的体积，L或mLCB—物质的量浓度，mol·L-1化学计量关系滴定剂与被测物质之间的计量关系tT+bB=cC+dD根据滴定反应中T与B的计量关系求出根据等物质的量规则计算由TBntbnBTnbtn)1()1(TbnBtnTBbntnTBntbn可得：注：多个反应式时确定计量关系例如用草酸标准溶液滴定高锰酸钾O8HMn2CO1016H2MnOOC5222424252OCMnO2424:)(:)(nn)MnO51()MnO(544nn)OC21()MnO51(2424nn)OC21()MnO51(2424nn)()(242242OC21OC2nn例：氟硅酸钾法测定SiO2，先将SiO2处理成可溶性H2SiO3，在酸性介质中加入KF，过量KCl存在下，形成K2SiF6沉淀，沉淀在沸水中水解，生成HF，用NaOH标液滴定生成的HF，从而确定SiO2含量。NaOHSiO32223226226232414molNaOH~4molHF~SiO1molH~1molSiOOHNaFNaOHHF2KFSiOH4HFO3HSiFKO3HSiFK4H2K6FSiOH2nn标准溶液浓度的计算直接配制法标定法BBBBBBVMmVncTBBBBTTTntbnVcnVcnBTTBTTBBVVctbcVctbVcMB：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-1tT+bB=cC+dD待测组分含量的计算sBTTBsBBTTBBBTTBBBmMVctbwmmwMmtbVcMVctbMnm质量分数：计算时注意单位的换算例1准确称取基准物质K2Cr2O71.471g，溶解后定量转移至250.0mL容量瓶中，求此K2Cr2O7溶液的浓度为多少？解：13102000.0100.2502.294471.12.294722722LmolCmolgMOCrKOCrK已知：注意结果有效数字的保留例2欲配制0.1000mol·L-1的Na2CO3标准溶液500.0mL，问应称取基准Na2CO3多少克？解：gMVcmmolgMCONaCONaCONaCONaCONa300.50.106100.5001000.00.106313232323232已知：注意学会一步列式计算例3有0.1035mol·L-1NaOH标准溶液500.0mL，欲使其浓度恰好为0.1000mol·L-1，问需加水多少毫升？解:设应加水的体积为VmL，据稀释前后物质的量相等，有mLVV5.171000.00.500)1000.01035.0(1000.0)0.500(0.5001035.0例4为标定HCl，称取Na2B4O7·10H2O0.4710g，用HCl溶液滴定至化学计量点，消耗21.20mL，求HCl溶液的浓度？解：131010103327421165.01020.2136.3814710.02222452274227422742LmolVMmcnnNaClBOHOHHClOBNaHClOHOBNaOHOBNaHClOHOBNaHCl例5称取铁矿石试样0.5000g，将其溶解，使全部铁还原为Fe2+，用0.01500mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定至化学计量点时，用去K2Cr2O7标准溶液23.45mL，求试样中Fe和Fe2O3的质量分数分别为多少？解6Fe2++Cr2O72-+14H+==6Fe3++2Cr3++7H2O32272226OFeOCrFennn3370.05000.07.1591045.2301500.03621212357.05000.085.551045.2301500.066633327223223232327227227222sOFeOCrKsOFeFesOFeOFeOFesFeOCrKOCrKsFeOCrKsFeFeFemMnmMnmMnwmMVcmMnmMnw例6例6称取含铝试样0.2000g，溶解后加入0.05082mol·L-1EDTA标准溶液20.00mL，控制条件使Al3+与EDTA络合完全，然后用0.05012mol·L-1Zn2+标准溶液返滴定，消耗Zn2+溶液11.36mL，计算试样中Al2O3的质量分数？解1140.02000.00.10210)36.1105012.000.2005082.0(21332OAlw3232OAlEDTAAlnnnEDTAZnnn2例7计算0.02000mol·L-1K2Cr2O7溶液对Fe和Fe2O3及Fe3O4的滴定度？解43322722326OFeOFeOCrFennnn13/13/13/009260.05.23110102000.02136009582.07.15910102000.03126006702.085.5510102000.061643722722722433272272272232722722722mLgMVcTmLgMVcTmLgMVcTOFeOCrKOCrKOCrKOFeOFeOCrKOCrKOCrKOFeFeOCrKOCrKOCrKFe本章内容小结滴定分析概述基准物质标准溶液的配制和标定滴定分析计算