滴定分析概论(新)全解

第五章滴定分析概论一、学习目的及要求通过本章学习，掌握滴定分析对滴定反应的要求及滴定方式，熟悉滴定分析法的特点和分类，掌握标准溶液的配制、标定和浓度的表示方法，掌握滴定分析对有关计算，了解基准物质的条件二、考核知识点与考核目标（一）重点识记：基准物质、标准溶液、物质的量浓度、滴定度理解：标准溶液的配制（直接法、间接法）及适用性应用：滴定分析的相关计算（二）次重点识记：滴定分析法的分类和特点滴定分析对滴定反应的要求、滴定方式理解：滴定方式及适用性应用：物质的量浓度与滴定度的换算（三）一般识记：基准物质的定义及应符合的条件4第四章滴定分析法概论将已知准确浓度的试剂溶液滴加到待测物质的溶液中，直到所滴加的试剂与待测物质按化学计量关系定量反应为止，然后根据试液的浓度和体积，通过定量关系计算待测物质含量.标准溶液待测溶液滴定：将滴定剂通过滴定管滴入待测溶液中的过程标准溶液：已知准确浓度的试剂溶液滴定剂：用于滴定的标准溶液化学计量点：滴定剂（标准溶液）与待测物质按化学计量关系恰好完全反应的那一点，简称计量点。理论值指示剂：能在计量点附近发生颜色变化的试剂滴定终点：滴定分析中指示剂发生颜色改变的那一点NaOH0.1035mol/L实测值2．化学计量点与滴定终点有何不同？在滴定分析中，一般用什么方法确定计量点的到达7终点误差：滴定终点与化学计量点不一致造成的误差配位滴定氧化还原滴定沉淀滴定酸碱滴定滴定分析OHNaClHClNaOH2AgClClAg＋＋242MgYYMg3324FeCeFeCe8仪器简单，简便快速，准确度高应用广泛，适于常量分析第一节滴定反应条件和滴定方式一、滴定反应条件1.有确定的化学计量关系2.反应定量完成3.反应速度要快4.有适当的方法确定滴定终点二、滴定方式特点：1．滴定分析对滴定反应的要求是什么？10NaOH+HAc=NaAc+H2OCaCO3+2HCl=CO2+H2O+CaCl2NaOH+HCl=NaCl+H2O3.置换滴定法先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质，再用标准溶液去滴定该物质。1.直接滴定法2.剩余滴定法(返滴定法)先准确加入过量的标准溶液，与被测物完全反应后，再用另外一个标准溶液滴定剩余的标准溶液。用标准溶液直接滴定被测物质溶液。11322272226422322232726~3~122732146OSNaIOCrKOSIIOSOHICrHIOCr将被测物通过一定的化学反应转化为另一种物质，再用滴定剂滴定。OH8CO10Mn2H6OCH5MnO2CaOCHH2OCaCOCaCOCCa22242242422424224224.间接滴定法滴定分析的特点与重量分析和仪器分析相比，滴定分析具有以下特点：1．操作简便，测定速度快，所需仪器设备简单。2．应用范围广，大多数无机物和有机物均可用此法分析，尤其适用于常量分析。3．分析结果准确度高，相对误差为±0.2％。由于滴定分析法具有以上特点，因此滴定分析法在生产和科研中具有重要的实用价值，是分析化学中很重要的一类方法。第二节基准物质与标准溶液一、基准物质能用于直接配制或标定标准溶液的物质基准物质具备的条件：●组成与化学式相符●具有较大的摩尔质量●纯度高●性质稳定KHC8H4O4、Na2B4O7·10H2O,CaCO3、K2Cr2O7、H2C2O4·2H2O、NaCl、Zn、Na2CO3等标定NaOH溶液，预计消耗体积为30ml，分别选用KHP(分子量为204.2）和草酸（分子量为126.07），计算基准物质的称样量？一般试剂等级及标志级别中文名称英文名称标签颜色用途一级优级纯GR绿精密分析二级分析纯AR红常规分析三级化学纯CP蓝化学实验生化试剂BR咖啡色生化实验16二、标准溶液的配制与标定1、直接法称量→溶解→定量转移至容量瓶→稀释至刻度，根据称量的质量和体积计算标准溶液的准确浓度。称取基准K2Cr2O74.903g，用水溶解，转移至1L的容量瓶中，稀释至刻度。L/mol01667.0119.294903.4C722OCrK先配制成一种近似于所需浓度的溶液，再利用基准物质或另一标准溶液来确定该溶液的准确浓度。2、间接法（标定法）三、标准溶液浓度的表示方法（一）物质的量浓度单位体积溶液所含溶质的物质的量)/()()(molgMgmmolnAAAVMmLVmolnLmolCAAA/)()()/(1000tBTBTmCaMVAATTCVtCaV或5．下列物质的标准溶液哪些可以用直接法配制？哪些只能用间接法配制？EDTAK2Cr2O7NaOHNa2S2O3I2AgNO3HClNaClKMnO43．作为基准物质应具备哪些条件？4．标准溶液的配制和标定有哪些方法？分别在何种情况下使用？思考题1．计算下列溶液的物质的量浓度（1）用3.800g的Na2H2Y·2H2O配制成200.0mL溶液()。(0.05104mol/L)（2）用0.630g的H2C2O4·2H2O配制成100.0mL溶液()。(0.04997mol/L)2EDTA2HOM=372.26g/mol2242HCO2HOM=126.07g/mol（3）用相对密度为1.84g/mL，含量为98%的H2SO410mL配制成100.0mL()。(1.84mol/L)24HSOM=98.08g/mol（二）滴定度TT/B指每毫升滴定剂溶液相当于待测物的质量（g/ml)（A指滴定剂，B指待测物）)()()/(/mlVgmmlgTTBBT用0.02718mol/L的高锰酸钾标准溶液测定铁含量，其浓度用滴定度表示为：TKMnO4/Fe=0.007590g/mL44KMnOFe/KMnOFeVTm5．要使滴定时用去THCl/CaO=0.007292g/mL的HCl25.00mL，应该称取含92.00%CaO和其他中性物质的石灰多少克？(0.1982g)第3节滴定分析的计算滴定分析中涉及各种计算问题，如标准溶液的配制与标定，标准溶液与待测物之间的计量关系及分析结果的计算等。一、滴定分析的计算依据在滴定分析中，虽然滴定分析类型不同，滴定结果计算方法也不尽相同，但都是根据滴定剂与待测物作用完全达到化学计量点时，两者的物质量之间的关系应符合其化学反应式中所表示的化学计量关系，这是滴定分析计算的依据。滴定剂物质的量nT与待测物物质的量nA之间的关系式，可依据二者的化学反应关系式得到。当用滴定剂T直接滴定待测物A的溶液时，二者之间的滴定反应可表示为tT+aAbB+cC滴定剂待测物TAnn=t：：aTA=tnna当上述反应达到化学计量点时，tmolT恰好与αmolA反应完全，即故（4-3）例如，用Na2C2O4基准物质标定KMnO4溶液浓度，其化学反应式为根据4-2式及4-3式，得到滴定剂浓度与被测溶液浓度间的关系（4-4）根据4-1、4-2式及4-3式，得到滴定剂浓度与被测物质的质量关系（4-5a）式4-5a中，的单位为g；的单位为g/mol；V的单位为L；C的单位为mol/L。由于在滴定分析中，体积常以毫升计量，当体积为毫升时，式4-5a可写为-2-+4242MnO+5CO+16H2+222Mn+10CO+8HO2--244COMnOn:n=5:2··TTAAtCVCVa··ATTAmtCVaM··1000ATTAmtCVaM式4-1、4-2和4-3是滴定分析计算的基础。二、滴定分析的计算实例1．溶液浓度的计算（1）用液体或固体配制一定浓度的溶液例1已知浓H2SO4的相对密度为1.84g/mL，其中H2SO4的含量为98%，欲配制0.2mol/LH2SO4标准溶液500mL，应取浓H2SO4多少毫升（）？24HSOM98.08g/mol解：根据式4-2得由式4-1得242424HSOHSOHSO500·0.20.1mol1000nCV稀稀242424HSOHSOHSO·0.198.08=9.808gmnM242HSOHSO49.8085.4mL1.8498%1.8498%mV浓思考题（3）用相对密度为1.84g/mL，含量为98%的H2SO410mL配制成100.0mL()。(1.84mol/L)2．用37%HCl溶液（相对密度为1.19g/mL）配制下列溶液，需此HCl溶液各多少毫升(MHCl=36.46g/mol)？（1）2mol/L的HCl溶液500mL。(83mL)（2）15%的稀HCl（相对密度为1.07g/mL）溶液500mL。(182mL)24HSOM=98.08g/mol例2配制0.1mol/LNaOH溶液600mL，需称取固体NaOH多少克（）？解：由式4-1、4-2得NaOHM=40.00g/molNaOHNaOHNaOHNaOH·mCVMNaOH6000.140.002.4g1000m（2）溶液稀释或增浓时浓度的计算当溶液稀释或增浓时，溶液中溶质的物质的量未改变，只是浓度和体积发生了变化，即（4-6）例3浓H2SO4的浓度约为18mol/L，若配制500mL0.2mol/L的H2SO4待标液，应取浓H2SO4多少毫升？解：根据式4-6得1122··CVCV0.2500=5.6mL18CVVC稀稀浓浓3．有一NaOH溶液，其浓度为0.5450mol/L，问取这NaOH溶液100mL，须加水多少毫升方能配成0.5000mol/L？(9.00mL)4．在500.0mL的0.1715mol/LHCl里，加入20.00mL的0.7500mol/LHCl，所得溶液的浓度为多少？(0.1937mol/L)（3）标准溶液的标定例4精密称取基准物0.1259g，用HCl标准溶液滴定至终点时，消耗了HCl标准溶液23.53mL，计算HCl标准溶液的浓度（）。2322NaCO+2HCl=2NaCl+CO+HO23HClNaCO:2:1nn2323NaCOHClHClNaCO210001mCVMHCl20.125910000.1010mol/L105.9923.53C解：根据式4-5b得23NaCOM105.99g/mol23HClNaCO:2:1nn例5精密量取0.1023mol/LNa2S2O3标准溶液20.00mL，消耗标准溶液22.45mL，求此I标准溶液的浓度。解：Na2S2O3液与I液的反应式为2-223I2SO-2-462I+SO2-23ISO:=1:1nn223223NaSONaSOII1··1CVCV2．估计样品的取样量在滴定分析中，为减少滴定管的读数误差，如用50mL滴定管，一般消耗标准溶液应在20mL～30mL之间，则称取样品的大约重量可预先求得。I0.102320.000.09114mol/L122.45C例6若在滴定时消耗0.2mol/LHCl液20mL～30mL，应称取基准物多少克（）？解：根据式4-5b得当消耗HCl体积为20mL时：当消耗HCl体积为30mL时：23NaCOM105.99g/mol2322NaCO+2HCl=2NaCl+CO+HO2323NaCOHClHClNaCO2··10001mCVM23NaCO0.220105.990.21g21000m23NaCO0.230105.990.32g21000m3．估计消耗标准溶液的体积在标定或测定纯度较高物质的含量时，可以根据标准溶液的浓度和试样的准确重量，计算出大约需消耗标准溶液多少毫升。例7标定NaOH溶液的浓度，称取H2C2O4·2H2O基准物0.2048g，用0.1mol/LNaOH滴定至终点时，试计算大约消耗NaOH溶液的体积（）。2242HCO2HOM=126.07g/mol解：H2C2O4