第三章滴定分析

第三章滴定分析TitrimetricAnalysis§3－1概述几个基本概念：1标准溶液2滴定分析3滴定4等当点－－化学计量点5终点6终点误差§3－2滴定分析法的分类与滴定反应的条件一滴定分析法的分类(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++4H2O二滴定反应的条件1反应必须定量完成；即按一定的化学反应式进行完全（99.9%），无副反应发生。2反应速度要快；3能用比较简便的方法确定滴定的终点。1直接滴定满足滴定反应条件的反应。用标准溶液直接滴定被测物质。2间接滴定不能满足滴定反应条件的反应。(1)反应速度慢例：AlY→ZnY(2)待测物是固体例：CaCO3(3)不按一定反应进行有副反应例：K2Cr2O7→Na2S2O3(4)不能与滴定剂直接起反应例：测Ca2+用氧化还原法三滴定的方法§3－3标准溶液配置标准溶液的两种方法：一直接法（条件）1物质必须具有足够的纯度，含量＞99.9％。一般用基准试剂或优级纯试剂；2物质的组成和化学式应完全符合。若含有结晶水，其含量也应与化学式相符；3稳定。二间接法先粗称或量取一定量的物质，配成接近于所需要浓度的溶液，再用基准物或另一种物质的标准溶液来测定他们的准确浓度。这种确定浓度的操作叫标定。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如：标定NaOH：采用：邻苯二甲酸氢钾或草酸。§3－4标准溶液浓度表示法一物质的量浓度（简称浓度）——单位体积溶液所含溶质的物质的量（nB）。VncBBV：溶液的体积。单位为mol·L-1。二滴定度——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g/mL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一被测组分的物质的量nA与滴定剂nB的关系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称取基准物或试样质量(mB)标定标准溶液A时:（1）确定标准溶液浓度BBBAAMmbanbaVc（2）确定称取基准物或试样量范围(mB)滴定液体积一般为20~25mL左右,浓度约0.1mol·L-1（3）估计标准溶液消耗体积VA(置于滴定管中）BBABA1MmVbanbac若被测物为溶液时：BBAAVcbaVc用已知浓度的NaOH标准溶液测定H2SO4溶液浓度：H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2ONaOHNaOHSOHSOH4242VcVc214242SOHNaOHNaOHSOHVVcc2ABBAVVcbac2.间接法滴定涉及到两个或两个以上反应，从总的反应中找出实际参加反应物质的物质的量之间关系。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二被测组分质量分数的计算称取试样的质量ms，测得被测组分的质量为m，则被测组分在试样中的质量分数ωA为：滴定剂的浓度cB、消耗体积VB。反应的摩尔比a∶bABBAamcVMbBBBAVcbanbanAAAmnMBBA100%AacVMbms(通式)Asmm3/10100ABBAsTVm％若已知条件是滴定度，则三计算示例例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=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.McT44-1Fe/KMnOKMnOFe0.005613gmL26.30mL54.31%0.2718gTVG234423-1FeO/KMnOKMnOFeO0.008025gmL26.30mL77.65%0.2718gTVG