《滴定分析法概论》PPT课件

2020/2/23第三章滴定分析法概论一、滴定分析法二、滴定条件和方式第一节滴定分析法和滴定方式2020/2/23一、滴定分析法：1、定义将一种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的方法待测溶液已知浓度试剂滴定2020/2/232、基本术语(1)滴定分析法：TAM(2)滴定：titration(3)标准溶液：0.1210mol/L盐酸(4)化学计量点（等当点）：sp(5)指示剂：indicator(6)滴定终点：ep(7)终点误差：TE(8)基准物质：primarystandard(9)滴定曲线：titrationcave(10)滴定突跃:2020/2/231、滴定分析对化学反应的要求(1)反应必须按一定的反应式进行，有确定计量关系(KMnO4+Na2S2O3无确定计量关系)？(2)反应完全，反应程度高（99.9%以上）：Ka（b）大、K’MY大、KSp小，满足滴定要求(3)反应速度快（慢反应怎么办？）(4)有比较简便的方法确定反应终点二、滴定条件和滴定方式2020/2/232、分类：（1）按反应类型OHHOH22)(nn22MYMYH3324FeCeFeCeAgClAgCl目测终点酸碱滴定络合滴定氧化还原滴定沉淀滴定电位滴定光度滴定2020/2/23（2）按滴定操作方式分类(1)直接滴定:例:强酸滴定强碱。(2)间接滴定：例：氧化还原法测定钙。(3)返滴定法：例：配位滴定法测定铝。(4)置换滴定法：例：AlYAlF63-+Y4-ZnY2020/2/23直接滴定法凡是能直接满足上述（4条件）要求的反应，都可以用标准溶液直接滴定待测物质，即直接滴定法。例如，用HCl标准溶液测定NaOH含量，用EDTA标准溶液测定Mg2+含量都属于直接滴定法。2020/2/23返滴定法（剩余滴定法）先准确加入过量标准溶液，使与试液中的待测物质或固体试样进行反应，待反应完成以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法适用：反应较慢或难溶于水的固体试样例1：Al3++定过量EDTA标液剩余EDTAZn2+标液，EBT返滴定2020/2/23例2：固体CaCO3+定过量HCl标液剩余HCl标液NaOH标液返滴定例3：Cl-+定过量AgNO3标液剩余AgNO3标液NH4SCN标液Fe3+指示剂返滴定淡红色[Fe（SCN）]2+2020/2/23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的方法适用：无明确定量关系的反应例4：Na2S2O3+K2Cr2O7S4O62-+SO42-无定量关系K2Cr2O7+过量KI定量生成I2Na2S2O3标液淀粉指示剂深蓝色消失2020/2/23间接法当被测物质不能直接与标准溶液作用，却能和另一种能与标准溶液作用的物质反应时，可用间接滴定。适用：不能与滴定剂起化学反应的物质例5：Ca2+CaC2O4沉淀H2SO4KMnO4标液C2O42-间接测定2020/2/23第三章滴定分析法概论一、基准物质和标准溶液二、标准溶液浓度表示方法第二节标准溶液2020/2/231、试剂：试剂是指化学实验中使用的药品。级别中文名称英文名称标签颜色主要用途一级优级纯GR绿精密分析实验二级分析纯AR红一般分析实验三级化学纯CP蓝一般化学实验生物化生化试剂BR咖啡色生物化学及学试剂生物染色剂（染色剂：玫红色）医用化学实验一、基准物质和标准溶液2020/2/232、基准物质基准物：能用于直接配制或标定标准溶液的物质基准物应具备的条件：(1)必须具有足够的纯度；(2)组成与化学式完全相同；(3)稳定；(4)具有较大的摩尔质量，为什么？（可降低称量误差）。常用的基准物有：K2Cr2O7;NaC2O4;H2C2O4•2H2O；Na2B4O7•10H2O；Zn；NaCl；Na2CO3等2020/2/233、标准溶液：标准溶液：具有准确浓度的试剂溶液，标准溶液的浓度通过基准物来确定直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。可直接配制标准溶液的物质一般是基准试剂或优级纯；步骤：让同学举例叙述说明标准溶液的配制2020/2/23间接配制步骤：(1)配制溶液配制成近似所需浓度的溶液。(2)标定用基准物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量或标准溶液的体积和浓度，计算所配溶液的准确浓度。2020/2/23二、标准溶液浓度表示法1.物质的量浓度（C）——单位体积溶液中所含溶质的物质的量。c=n/V单位mol/L应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。2.滴定度（T）——每毫升标准溶液相当的待测组分的质量或溶质的质量。表示法：T标准溶液/待测物=m待测物/v标准溶液单位：g/mL，它有两种表示形式2020/2/23练习例1：THCL=0.003001g/mL例2：THCL/NaOH=0.003001g/mL表示1mLHCL标液中含有0.003001gHCL表示每消耗1mLHCL标液可与0.003001gNaOH完全反应2020/2/23例3：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/mL即：表示1mLKMnO4标准溶液相当于0.007590克铁。测定时，根据滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速确定试样中铁的含量：mFe=TKMnO4/FeVKMnO4学生推导T和C的关系？TA/B=(a/b)·cB·MA·10-32020/2/23第三章滴定分析法概论一、计量关系二、有关计算第三节滴定分析计算2020/2/23SP时BTnnbtTBntbn或化学计量数之比物质的量之比PtT+bB一、滴定分析中的计量关系被测物与滴定剂之间物质的量的关系：2020/2/23（1）直接滴定（涉及一个反应）滴定剂与被测物之间的反应式为：aA+bB=cC+dD当滴定到化学计量点时，a摩尔A与b摩尔B作用完全：则：nA/nB=a/b，nA=(a/b)·nB(c·V)A=(a/b)·（c·V)B或：(c·V)A=(a/b)·(m/M)B酸碱滴定中，标准溶液浓度通常为：0.1mol/L左右，滴定剂消耗体积在20～30mL之间，由此数据可计算称取试样量的上限和下限。2020/2/23例：配位滴定法测定铝。先加入准确体积的、过量的标准溶液EDTA，加热反应完全后，再用另一种标准溶液（Zn2+），滴定过量的EDTA标准溶液。反应1：Al3++Y4-（准确、过量）=AlY反应2：Zn2++Y4-(剩余)=ZnY(nEDTA)总-(nEDTA)剩余=(nAl)(nEDTA)剩余=(a/b)nZn；a/b=1(cV)EDTA总-(cV)Zn=(cV)Al（2）返滴定（涉及到两个反应）2020/2/23（3）间接滴定（涉及到多个反应）例：以KBrO3为基准物，测定Na2S2O3溶液浓度。(1)KBrO3与过量的KI反应析出I2：BrO3-+6I-+6H+=3I2+Br-+3H2On(BrO3-)=1/3n(I2)相当于：(2)用Na2S2O3溶液滴定析出的I22S2O32-+I2=2I-+S4O62-n(I2)=1/2n(S2O32-)(3)KBrO3与Na2S2O3之间物质的量的关系为：n(BrO3-)=1/3n(I2)=1/6n(S2O32-)(cV)S2O32-=6(W/M)BrO3-n(BrO3-)3n(I2)2020/2/23例：氧化还原法测钙2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2OCa2+CaC2O4↓过滤洗涤酸解C2O42-滴定n(Ca2+)=n(C2O42-)=5/2n(MnO4-)（W/M)(Ca2+)=5/2(cV)(MnO4-)2020/2/231、标准溶液浓度的计算液—液标定：BBAABAVcbaVcnban用基准物标定：ABBABA1000VMmbaVnbac直接配制：AAAAAA1000VMmVncVA(mL)二、有关计算2020/2/232、滴定度T与物质的量浓度C的关系!注：TA单位为[g/mL]2）每毫升滴定剂溶液相当于待测物质的质量1）1000毫升标液中，每毫升标液中所含溶质的质量1000AAAmVmTCTMAAA1000TCMAAA1000TBBTVmT1000/BTTBMVCtbmBBTTMTbtC1000/1000/BTTBBTMCtbVmT2020/2/233、待测物百分含量的计算：称取试样ms克，含待测组分B的质量为mB克，则待测组分的百分含量为ωB%100%sBBmm1000BTTBMVCtbm%1001000sBTTBmMVCtb%100sTBTBmVTTBBTVmT/2020/2/234、滴定分析计算实例例1：现有0.1200mol/L的NaOH标准溶液200mL，欲使其浓度稀释到0.1000mol/L，问要加水多少mL？解：设应加水的体积为VmL，根据溶液稀释前后物质的量相等的原则，)200(1000.02001200.0V)(401000.0200)1000.01200.0(mLV2020/2/23例2：将0.2500gNa2CO3基准物溶于适量水中后，用0.2mol/L的HCl滴定至终点，问大约消耗此HCL溶液多少毫升？解：232CONaHClnn323232100022CONaCONaCONaHClHClMmnVC)(240.1062.010002500.02mlVHCl2020/2/23例3：若试计算HCL标准溶液物质量的浓度。解：232CONaHClnn)/(1000.00.1061000005300.02100032LmolMTatCACONaHClHClmlgTCONaHCl/005300.032/2020/2/23例4、测定药用Na2CO3的含量，称取试样0.1230g，溶解后用浓度为0.1006mol/L的HCL标准溶液滴定，终点时消耗该HCL标液23.50mL，求试样中Na2CO3的百分含量。解：2132HCLCONann%70.99%10010001230.00.10650.231006.021%32CONa2020/2/23第三章滴定分析法概论一、型体分布和分布系数二、化学平衡第四节滴定分析中化学平衡2020/2/23一、型体分布和分布系数型体：水溶液中除H2O、H+、OH-离子外溶液中所有存在的物种。分析浓度：平衡体系中各种存在型体的平衡浓度之和，以符号c表示，即该物质总的浓度。平衡浓度：指平衡状态时溶液中溶质的各种型体的浓度，用[]表示，溶质各型体浓度之和必等于总浓度。酸的浓度：是指在一定体积溶液中含有某种酸的溶质的物质的量，即酸的分析浓度，包括已离解的酸浓度和未离解酸的浓度，用c酸表示。酸度：溶液中的氢离子浓度[H+]，当其值很小时，常用pH表示。例如：在0.1mol/LHAc溶液中，溶质以Ac-和HAc两种型体存在，它们之间的关系如下LmolAcHAcHAcc/1.0)(2020/2/231、分布系数和分布曲线定义（分布系数）：平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。用δ表示：δi=[i]/c不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布——分布曲线作用：（1）深入了解酸碱滴定过程；（2）判断多元酸碱分步滴定的可能性。滴定就是溶液pH与溶液中各物种的量和比例不断变化的过程。2020/2/23(1)一元酸以乙酸（HAc）为例：溶液中物质存在形式：HAc；Ac-，总浓度为c设：HAc的分布系数为δ1；Ac-的分布系数为δ0；则：δ1=[HAc]/c=[HAc]/([HAc]+[Ac-])=1/{1+（[Ac-]/[HAc]）}=1/{1+（Ka/[H+]）}=[H+]/([H+]+K