第一章定量分析概論

1、1,第三章 滴定分析概論,第一節(jié) 滴定分析法概述 第二節(jié) 滴定分析法計(jì)算 習(xí)題,2,第三章 滴定分析概論,第一節(jié) 滴定分析法概述3.1.1 基本概念1.滴定分析(Titrimetric Analysis)：將標(biāo)準(zhǔn)溶液用滴定管加到待測(cè)溶液中，認(rèn)為所加的滴定劑與被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)以達(dá)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)．根據(jù)指示劑變化停止滴定，由標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和體積求被測(cè)物的量的分析方法． 2.標(biāo)準(zhǔn)溶液(Standard Solutions)：已知準(zhǔn)確濃

2、度的溶液3.化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(Stoichiometric point)：定量反應(yīng)時(shí)的理論平衡點(diǎn)．,,,,3,,,第三章 滴定分析概論,4.滴定終點(diǎn)(End point): 顏色變化的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，停止滴定的點(diǎn)。5.終點(diǎn)誤差(Titration error):滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一致造成的相對(duì)誤差。6.滴定反應(yīng)(Titration Reaction):能用于滴定分析的化學(xué)反應(yīng)。,4,,,第三章 滴定分析概論,3.1.2.滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的

3、要求 能用于滴定分析的化學(xué)反應(yīng)必須具備： 1.必須按一定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系進(jìn)行反應(yīng) 2.必須定量進(jìn)行完全,反應(yīng)完全度達(dá)99.9%以上，平衡常數(shù)足夠大 3.反應(yīng)速度要快，必須瞬間完成 4.必須有適當(dāng)簡(jiǎn)便的方法準(zhǔn)確指示終點(diǎn),5,第三章 滴定分析概論,3.1.3.滴定分析法分類按照滴定反應(yīng)的類型分為四類： 1.酸堿滴定法　　 2.氧化還原滴定法 3.配位滴定法 4.沉淀滴定法,

4、6,,,第三章 滴定分析概論,3.1.4滴定操作方式1.直接滴定法：凡能滿足滴定反應(yīng)要求的都可用標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定．　2.間接滴定法：不能與滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì)，通過另一反應(yīng)間接滴定．,7,,第三章 滴定分析概論,3.返滴定：反應(yīng)慢，無合適指示劑，有副反應(yīng)發(fā)生，通常用兩種標(biāo)液完成．4.置換滴定:當(dāng)反應(yīng)無計(jì)量關(guān)系，不按確定反應(yīng)式進(jìn)行 K2Cr2O7+6KI+H+→3I2； I2+2N

5、a2S2O3→2I-+S4,8,,,第三章 滴定分析概論,3.1.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(一)直接法 用基準(zhǔn)物質(zhì)配制 能用于直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)叫基準(zhǔn)物，它應(yīng)該滿足以下條件：　　1.試劑組成與化學(xué)式完全相符　　2.試劑純度達(dá)99.9%以上　　3.性質(zhì)穩(wěn)定　　4.最好有較大的摩爾質(zhì)量,9,(二)標(biāo)定法 ：用非基準(zhǔn)物配，用基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定 常用的基準(zhǔn)物質(zhì),(Primary Standards)

6、 Standardization KC8H5O4 H2C2O4·2H2O 堿標(biāo)液 Na2CO3 Na2B4O7·10H2O 酸標(biāo)液 CaCO3 Zn Cu Pb(99.9%)

7、 EDTA標(biāo)液 As2O3 Fe H2C2O4·2H2O KMnO4 I2標(biāo)液　 K2Cr2O7 KIO3 Na2S2O3 標(biāo)液 NaCl KCl

8、 AgNO3 標(biāo)液,第三章 滴定分析概論,10,★我國化學(xué)試劑等級(jí)和標(biāo)志★,一級(jí) 優(yōu)級(jí)純 G.R 綠顏色 科研精密分析 二級(jí) 分析純 A.R 紅顏色 多數(shù)分析 三級(jí) 化學(xué)純 C.P 藍(lán)顏色 常規(guī)分析 四級(jí) 實(shí)驗(yàn)試劑 L.R 棕顏色 輔助分析,第三章 滴定分析概論,11,,,,,容量瓶

9、 量入式的測(cè)量方式 移液管 量出式的測(cè)量方式滴定管 量出式的測(cè)量方式,第三章 滴定分析概論,3.1.6.標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定方法步驟 1.直接法：用基準(zhǔn)物質(zhì)配制　 步驟：基準(zhǔn)物→分析天平→容量瓶　　[例如]配0.02000mol/LK2Cr2O7 250mL，分析天平稱1.4709g溶解后轉(zhuǎn)入250mL容量瓶． 容量分析儀器,12,,,第

10、三章 滴定分析概論,2.標(biāo)定法：用非基準(zhǔn)物配 　　　　　　　　　　　 NaOH , HCl , KMnO4等步驟：粗配成大致濃度(托盤天平→量筒取水→試劑瓶)→標(biāo)定(Standardigation)[例如]配0.1mol/LNaOH溶液1000mL，臺(tái)秤取大約4.0gNaOH，加大約1L的 H2O，搖勻。用標(biāo)準(zhǔn)HCl標(biāo)定；用基準(zhǔn)酸物質(zhì)標(biāo)定。,13,分析化學(xué)常用的量及單位,第三章 滴定分析概論,14,第三章 滴定分析概論,第

11、二節(jié) 滴定分析法計(jì)算3.2.1.滴定劑與被測(cè)物質(zhì)之間的關(guān)系：“等物質(zhì)的量”規(guī)則，對(duì)反應(yīng)系數(shù)不同的兩物質(zhì)的量，利用化學(xué)計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算．注：此b/t即是將滴定劑T物質(zhì)的量換算成被測(cè)物B物質(zhì)的量的換算因數(shù)(Stoichiometric factor),,滴定反應(yīng)： tT + bB = cC + dD

12、 b 　當(dāng) t=b：nB=nT 當(dāng)t≠b時(shí)：nB= —nT t,,15,[例] 　2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O,第三章 滴定分析

13、概論,16,,nB　　1.物質(zhì)的量濃度： cB = —— (mol/L) V,m(g) 其中： nB(mol)= ———— M(g/mol),,b mT b VT

14、 b mT c B = — · — / VB= — · c T · — = — · —— t MT t VB t MT ·VB,第三章 滴定分析概論,3.2.2.溶液濃度的表示　若t≠b的滴定反應(yīng)，或標(biāo)定法求物質(zhì)的量濃度則乘相應(yīng)計(jì)量

15、數(shù),17,,m(g)　　　　　T被測(cè)/標(biāo)液 = ——— V(mL),,第三章 滴定分析概論,2.滴定度T：指1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液(滴定劑)相當(dāng)于被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量g(Titer)注：　 (1)當(dāng)V=1mL時(shí)，T標(biāo)液=m被測(cè) g/mL 　 (2)寫T下標(biāo)時(shí)，被測(cè)在前，滴定劑在后，斜線表示“相當(dāng)于” ，（或?qū)懗蒚測(cè)/標(biāo)）。,18,,b

16、 MB TB/T= — · cT · ———(g/mL) t 1000,,第三章 滴定分析概論,3.c與T之間的換算：將物質(zhì)的量濃度除以1000，得1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液中所含滴定劑物質(zhì)的量． 例如： TFe/KMnO4 ； TFe/K2Cr2O7 TFe2O3/K2

17、Cr2O7,19,,b MB c TVT · — · —— mB t 1000 B%= — ·100= ————————×100 ms

18、 ms,TT/B·VT 　　B%=————×100 mS,第三章 滴定分析概論,3.2.3.待測(cè)組分含量的計(jì)算：用小于1的分?jǐn)?shù)表示，ω質(zhì)量分?jǐn)?shù)，相對(duì)量，無量綱．,20,,,,500　　　　 =0.02000 ×——×294.2=2.942(g)　 　1000,第三章 滴定分析概論,3.2.4

19、.滴定分析計(jì)算示例：[例1]欲配制0.02000mol/L的K2Cr2O7500mL應(yīng)稱mK2Cr2O7=？[解] mB=m(K2Cr2O7 )=cCrVCrMCr,21,,,500　　　　　即0.1 · —— = V2 ρX%/M 1000,0.1 mol/L · 0.5L · 98.07 g/mol 所以V2= ———————————— =2.8mL

20、 1.84g/mL · 96%,第三章 滴定分析概論,,[例2]欲配制0.1mol/L的H2SO4溶液500mL應(yīng)取VH2SO4(濃) =？(已知密度ρ=1.84g/mL,含96%)．[解] c1V1=c2V2或n1=n2,22,,,2m硼 cHClVHCl = ————

21、 M硼 ——— 1000,2m硼 cHCl= ———— 所以 cHCl=0.1003mol/L M硼 —— VHCl 1000,第三章 滴

22、定分析概論,[例3]用基準(zhǔn)硼砂(Na2B4O7·10H2O)來標(biāo)定HCl濃度，已知基準(zhǔn)硼砂m硼=0.6021g，終點(diǎn)消耗VHCl=31.47mL，求cHCl=？[解]Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaCl,23,,,稱量范圍為,第三章 滴定分析概論,[例4]用基準(zhǔn)H2C2O4·2H2O標(biāo)定0.1mol/L的 NaOH溶液應(yīng)稱草酸的范圍。滴定體積20--30mL。 [解] H2C2O4+2NaOH

23、=Na2C2O4+2H2O,24,,,12×1 　 故：c2= ———=3mol/L 3+1,第三章 滴定分析概論,[例5]求(1+3)HCl溶液物質(zhì)的量濃度=？(已知濃鹽酸12mol/L) [解] c1V1=c2V2 即1.0mL×12mol/L=c2×(3+1),25,,,,[例6]稱含F(xiàn)e樣0.3143

24、g，溶解還原Fe2+后用 0.02000mol/L的K2 Cr2 O7滴定消耗21.30mL (1)Fe2O3%=?(M=159.69g/mol) (2)求T Fe / K2Cr2O；T Fe2O3/K2Cr2O7 解：Cr2O72++6Fe2++14H+=2Cr3+6Fe3++7H2O 可知：nFe2O3=6/2 · nFe=3nk2Cr2O7

25、 故： (1)Fe2O3% = ·100 =,第三章 滴定分析概論,26,MFe　(2)TFe/K2Cr2O7=6· cK2Cr2O7· —— =0.006702 g/mL 1000,6 MFe2O3TFe2O3 /K2Cr

26、2O7= —· cK2Cr2O7·———=0.00958 g/mL 2 1000,第三章 滴定分析概論,27,,[解] Al3++H2Y2-=AlY+2H+,1 1 nAl2O3= —nAl= —nEDTA nAl=nZn=nEDTA 2

27、 2,1 MAl2O3 (nEDTA-nZn) · — · ——— 2 1000 Al2O3% = ———————————×100 mS

28、 = 11.95,第三章 滴定分析概論,[例7]稱鋁樣0.2018g，溶解后加入30.00mL 0.02018mol/LEDTA標(biāo)液，pH=4.2，加熱使完全生成AlY后，用0.02035mol/LZn2+標(biāo)液返滴定，多余EDTA，VZn=6.50mL，求Al2O3%=?,28,,,第三章 滴定分析概論,[例8]標(biāo)定結(jié)果的討論：若硼砂風(fēng)化，標(biāo)定時(shí)消耗VHCl多，　　　　　結(jié)果cHCl低．　　若硼砂吸潮，標(biāo)定

29、時(shí)消耗VHCl少，　　　　　結(jié)果cHCl高．　　滴管內(nèi)壁掛水珠，標(biāo)定時(shí)消耗VHCl多，　　　　　結(jié)果cHCl?。?29,[例9]稱含氰樣0.6913g，在強(qiáng)堿中采用KMnO4滴至終點(diǎn)，耗VKMnO4=46.27mL．現(xiàn)已知：TKCN/K2Cr2O7=6.44mg/mL；求KCN%=？,[解]2MnO4-+CN-+2OH-=2MnO42-+CNO-+H2O,1　 TKCN/K2Cr2O7 = — · cKMnO4&#

30、183;MKCN 　 2 　　　　　　　 故 cKMnO4=0.1987mol/L,1 ( cV)KMnO4· — · KCN 2 KCN%= ————————

31、— ×100=43.10 mS×1000,第三章 滴定分析概論,30,第三章 滴定分析概論,習(xí)題1.用下列物質(zhì)配制0.1mol/L溶液各500毫升，應(yīng)取濃溶液多少毫升？ 濃H2SO4(密度1.84g/mL，含H2SO496%) 2.配制0.02000mol/L K2Cr2O7溶液500毫升，需取基準(zhǔn)K2Cr2O7多少克？如何配制？3.配制0.1mo

32、l/LNaOH溶液500毫升，應(yīng)稱取NaOH多少克？,,,,31,,,,第三章 滴定分析概論,4.為標(biāo)定0.1mol/LNaOH溶液的濃度，應(yīng)稱取基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀的質(zhì)量范圍是多少克？5.稱取基準(zhǔn)Na2C2O4物質(zhì)0.2262克以標(biāo)定KMnO4溶液的濃度，滴定達(dá)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，消耗KMnO4 41.50毫升，計(jì)算KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度? TKMnO4/Fe =？ TKMnO4/ Fe2O3=？ (Na2C2O4

33、的分子量為134.0) 　6.0.6913克含氰化物的樣品，在強(qiáng)堿性介質(zhì)中用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至終點(diǎn)時(shí)，消耗KMnO4溶液 46.27mL，已知TKMnO4/KCN為6.44毫克/毫升，求樣品中KCN的百分含量，反應(yīng)方程式如下： 2MnO4-+CN -+3OH -=2MnO42-+CNO- +H2O,32,,,第三章 滴定分析概論,7.測(cè)定石灰中CaO含量時(shí)，稱取0.3000克試樣，加入25.00毫升0.25mol/LHC