滴定分析法2011

1滴定分析法概述滴定分析法基本概念滴定分析的方法滴定分析法对反应的要求滴定分析中的滴定方式滴定分析中的标准溶液滴定分析中的计算2一.滴定分析的基本概念1.滴定分析法：是定量分析化学中主要的的分析方法之一。计算依据：aA+bB→cC+dDA和B之间的化学计量系数之比：a/b3一.滴定分析的基本概念2.滴定剂（标准溶液）：已知准确浓度的试剂溶液3.滴定：将滴定剂装入滴定管，再逐滴滴加到被测物中4.化学计量点：加入的滴定剂和被测物恰好符合化学计量关系时；（理论值）5.指示剂：指示颜色变化的试剂；6.滴定终点：指示剂颜色变化的那一点；（实验值）7.终点误差：滴定终点和化学计量点不一致带来的误差；4二.滴定分析的方法根据滴定反应的类型分类：1.酸碱滴定法NaOH→HClNaOH→HAc2.沉淀滴定法AgNO3→Cl-3.配位滴定法EDTA→Ca2+4.氧化还原滴定法K2Cr2O7→Fe2+5三.滴定分析法对反应的要求1、按一定的反应式定量进行;2、反应的完全程度要高(99.9%以上)；3、反应速率要快(可加热、催化剂);4、有适当的方法确定终点(例如指示剂)。6四.滴定分析中的滴定方式1、直接滴定法满足以上四点要求，用标准溶液直接滴定待测物。NaOH→HClK2Cr2O7→Fe2+EDTA→Zn2+7四.滴定分析中的滴定方式2、返滴定法（回滴法）：适于：反应太慢；滴定剂滴定固体时；被测物易挥发；无合适指示剂的反应Al+EDTA(已知过量)、CaCO3+HCl(已知过量)（反应慢，无合适指示剂）（固体样品）Zn2+NaOH需要：2种标准溶液，2个化学反应NH3+HCl(已知过量)NaOH8四.滴定分析中的滴定方式4、间接滴定法：不能和滴定剂直接反应(例如：用KMnO4标准溶液测定Ca2+）KMnO43、置换滴定法：滴定反应不符合一定的计量关系用Na2S2O3→K2Cr2O7（产物：)SOSO22446实际工作中：K2Cr2O7+过量KI→I2Na2S2O3Ca2+CaC2O4(↓)H2C2O49五.基准物质和标准溶液基准物质：用以直接配制标准溶液或标定溶液浓度的物质。1.组成与化学式相符(H2C2O4·2H2O、NaCl);2.试剂纯度99.9%;3.稳定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等）；4.具有较大的摩尔质量，使称量误差较小。10标准溶液:具有准确浓度的溶液直接配制法：用基准物质直接配制，准确称量并配成准确体积。如：K2Cr2O7、KBrO3、NaCl间接配制法（标定法）：非基准物质，粗配后进行标定。如：NaOH、HCl、KMnO4、Na2S2O311标准溶液浓度的标定用基准物质标定——准确称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液进行滴定。如：硼砂标定盐酸，邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠与标准溶液进行比较（比较滴定）——准确移取一定量的待标定溶液，用另一种标准溶液滴定，反之也可。12六.滴定分析中的计算一.标准溶液的浓度1.物质的量浓度：cB=nB/VmB=nB·MB=cB·V·MB摩尔质量：MB=mB/nB质量分数：wB=mB/m质量浓度：B=mB/V132.滴定度：1mL标准溶液相当于被滴定物质的质量。T(B/T)=mB/VT常用单位：g/mL、mg/mL如：T(Cl/AgNO3)=1.773mg/mL14二.滴定分析法的计算主要包括：标准溶液的配制和标定分析结果的计算15(一)溶液的配制的计算由浓溶液稀释成稀溶液原则：溶液稀释后，总的物质的量不变c1V1=c2V2例1由质量浓度=1.18g·mL-1，w(HCl)=37%的浓HCl，配制1L0.1mol·L-1的稀HCl，应取浓HCl多少mL？8.3mL由固体物质配成溶液nB=cB·V→mB=nB·MB=cB·V·MB例2配制1L的0.1mol·L-1的NaOH溶液，需称固体NaOH多少克？{M（NaOH）=40g·mol-1}16例3准确称取8.4952gAgNO3固体，定量转移到500.0mL的容量瓶中，求c(AgNO3)。已知{M（AgNO3）=169.9g·mol-1}8.4952169.9()0.10000.5000mMcV113ggmolAgNOmolLL量方程量=数值·单位以500.0mL表示亦可17用邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)标定浓度约为0.1mol·L-1的NaOH溶液时，若要求体积测量的相对误差在±0.1%以内，则:邻苯二甲酸氢钾的称量范围是多少?若改用H2C2O4·2H2O作为基准物,称量范围是多少?解：50mL滴定管，最小分度0.1mL，两次读数造成的绝对误差为±0.02mL，若要求体积测量的相对误差在±0.1%以内，则滴定剂体积不应少于20mL，一般控制在20～30mL范围内，由此可估算基准物的称量范围。18解：一般控制在20～30mL范围内NaOH+KHC8H4O4=NaKC8H4O4+H2O△n(NaOH)=△n(KHC8H4O4)V(NaOH)=20mL时，m(KHC8H4O4)=c(NaOH)V(NaOH)M(KHC8H4O4)=0.1molL-10.020L204.2gmol-1=0.4g同理:V(NaOH)=30mL时，m(KHC8H4O4)=0.6g2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O△n(H2C2O42H2O)=(1/2)△n(NaOH)V(NaOH)=20mL时，m(H2C2O42H2O)=(1/2)0.1molL-10.020L126gmol-1=0.13g同理:V(NaOH)=30mL时，m(H2C2O42H2O)=0.19g称小样称大样19用硼砂(Na2B4O7·10H2O)标定标定浓度约为0.1mol·L-1的HCl溶液时，若要求体积测量的相对误差在±0.1%以内，则:硼砂的称量范围是多少?若改用Na2CO3作为基准物,称量范围是多少?解：50mL滴定管，最小分度0.1mL，两次读数造成的绝对误差为±0.02mL，若要求体积测量的相对误差在±0.1%以内，则滴定剂体积不应少于20mL，一般控制在20～30mL范围内，由此可估算基准物的称量范围。20解：一般控制在20～30mL范围内Na2B4O7·10H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2O△n(硼砂)=(1/2)△n(HCl)V(HCl)=20mL时，m(硼砂)=(1/2)c(HCl)V(HCl)M(硼砂)=(1/2)×0.1molL-10.020L381.4gmol-1=0.38g同理:V(HCl)=30mL时，m(硼砂)=0.57g2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+2H2O△n(NaCO3)=(1/2)△n(HCl)V(HCl)=20mL时，m(Na2CO3)=(1/2)0.1molL-10.020L106gmol-1=0.11g同理:V(HCl)=30mL时，m(Na2CO3)=0.16g称小样称大样212()2()()()()()247224722472NaBO10HONaBO10HONaBO10HOHClHClHClmnMcVV2()2()()()()()232323NaCONaCONaCOHClHClHClmnMcVV22(二）分析结果计算化学计量数比规则——不论是哪种滴定反应，不论哪类物质，若一律以参与反应的分子、原子或离子作为基本单元，则达到化学计量点说，各反应物的物质的量之比，等于滴定反应方程式中化学计量数之比。23bB+tT=pP+qQB:被测组分T:标准物质nB:nT=b:t（化学计量数之比）nB=nT·（b/t）=cT·VT·（b/t）计算样品中被测物的质量：mB=nB·MB=(b/t)cT·VT·MB计算质量分数：wB=mB/msTTBBcMwmtVb关键：根据滴定反应方程式确定化学计量系数之比！241.直接滴定法例4用硼砂标定HCl时，准确称取硼砂0.4526g,用HCl溶液24.05mL滴定到终点，请计算c（HCl）。M(Na2B4O7·10H2O)=381.4g/mol2()2()()()()()247224722472NaBO10HONaBO10HONaBO10HOHClHClHClmnMcVVNa2B4O7·10H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2On(HCl):n(Na2B4O7·10H2O)=2:120.4526g381.4g/mol24.05mL-1=0.09868molL25含惰性杂质的K2CO3试样0.5000g，溶解后用c(HCl)=0.1064mol·L-1的盐酸溶液27.31mL滴定至CO32-恰好完全转化为CO2。计算试样中w(K2CO3)、w(K2O)、w(K)。nn23(KCO)=(12HCl)解：2HCl+K2CO3=2KCl+CO2+2H2O1()()()2()cVMwm2323sHClHClKCOKCO.%1110.1064molL0.02731L138.2gmol2=40160.5000g26nn21(KO)=2(HCl)()()()()cVMwmsHClHClKK.%1110.1064molL0.02731L94.20gmol2=27370.5000gnn(K)=(HCl)1()()()2()cVMwm22sHClHClKOKO.%110.1064molL0.02731L39.10gmol=22720.5000g2HCl+K2CO3=2KCl+CO2+2H2O27也可根据已经计算出的质量分数，也可利用化学因数计算w(K2O)及w(K)。()()()()MwwM222323KOKOKCOKCO2()()()()MwwM2323KKKCOKCO..%.%-1-19420gmol40162737138.2gmol..%.%-1-123910gmol40162272138.2gmol282.置换滴定法以K2Cr2O7为基准物标定Na2S2O3标准溶液：Cr2O72－+6I－+14H+=2Cr3++3I2+7H2OI2+2S2O32－=2I－+S4O62－n(Cr2O72－)=n(S2O32－)616227223227223(KCrO)(NaSO)(KCrO)(NaSO)mcMV29例5碘量法测定试样中K2Cr2O7的含量时，采用置换滴定法，称取样品0.5000g溶解，加入过量KI，定量析出I2，然后用0.2000mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点，用去25.00mL，请计算样品中w(K2Cr2O7)。{M(K2Cr2O7)=294.2g/mol}30涉及反应：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2OI2+2S2O32-=2I-+S4O62-=49.03%2227231(CrO)=(SO6)nn227227s(KCrO)=(KCrO)/wmm222323227s1(SO)(SO)(KCrO)6=cVMm1110.2000molL0.02500L294.2gmol6=0.5000g313.间接滴定法例：测人体血液中的含钙量，先取2.00mL血液样品，稀释后用(NH4)2C2O4溶液处理，使Ca2+生成CaC2O4沉淀，将沉淀过滤洗涤后溶解于强酸中,然后用0.0100mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定，用去1.20mL。试计算c(Ca2+)。32242+24(Ca)=(CO)=(MnO2)5nnnCa2++C2O42-=CaC2O4+2H+=Ca2++H2C2O42MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O112+442+(Ca)(MnO)(MnO)=(Ca)0.0100molL0.00120L=0.00525