04滴定概论讲义教材

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1、第三章 滴定分析概论,第一节 滴定分析法和滴定方式,一、滴定分析法 （一）滴定曲线和滴定突跃 （二）指示剂 （三）滴定终点误差 （四）滴定分析法的特点与分类 二、滴定方式,一、滴定分析法,1. 基本概念 1）定义：将标准溶液滴加到被测物质 溶液中,直到标准溶液与被测组分按反 应式化学计量关系恰好反应完全为止, 根据标准溶液的用量和浓度计算出被 测组分含量,(一)滴定曲线和滴定突跃,8）滴定反应 定量、完全的化学反应,(一) 滴定曲线和滴定突跃,滴定突跃 滴定过程中计量点前后测量参数的突变。是衡量滴定是否可行的依据，又是选择指示剂的依据。 滴定突跃范围 突跃所在测量参数的范围，即计量点前后0.1

2、%相对误差范围内溶液测量参数值的变化。,2. 滴定曲线 1) 基本概念 纵坐标：pH pM 等,(一) 滴定曲线和滴定突跃,(一) 滴定曲线和滴定突跃,2) 滴定曲线特点 滴定曲线起点决定于被滴定物质的浓度或性质 物质浓度越高，pH或pM越小，曲线起点越低 计量点后曲线变化趋势取决于滴定剂的浓度 3）滴定突跃范围的意义 选择指示剂的依据 反映了滴定反应的完全程度：反应越完全 （K越大），突跃范围越大，滴定越准确,1. 指示终点的方法 化学法：指示剂颜色突变来指示计量点 指示剂：2种或以上型体的有机化合物，存 在形式可转换，决定于溶液的某种 性质，各型体间颜色明显不同。 仪器法： 电位滴定法、电

3、流滴定法、电导滴定法、 光度滴定法等,(二) 指示剂,In-10XIn，只能看到In色 XIn10In-，只能看到XIn色 In-XIn，指示剂的理论变色点 0.1In-/XIn10，理论变色范围 指示剂的选择原则：使指示剂的变色点尽可能接近化学计量点，或使指示剂变色范围全部或部分落在滴定突跃范围之内。,2. 指示剂指示终点的原理,甲基橙,3. 指示剂的类型 酸碱指示剂 -酸碱滴定 金属指示剂 -配位滴定 自身指示剂 氧化还原指示剂 氧化还 原滴定 专用指示剂 沉淀指示剂 -沉淀滴定,（三） 滴定终点误差TE（系统误差） 滴定终点（ep）与化学计量点（sp）不相符合而引起的误差。由指示剂变色点

4、与计量点不吻合引起，属于方法误差。,结果保留两位有效数字,（三） 滴定终点误差TE（系统误差） pX: pH或pM pX=pXep - pXsp C: 与计量点时产物总浓度Csp有关 Kt: 滴定常数 强酸强碱滴定：Kt =1/Kw =1014（25）C=C2SP 强酸（碱）滴定弱碱（酸）： Kt=Kb/Kw（或 Ka/Kw） C=CSP 配位滴定：Kt =KMY（条件稳定常数）C=CM(SP) 氧化还原滴定：Kt=K（条件平衡常数） Kt越大，CSP越大，TE%越小 pX越小， TE%越小,（四）滴定分析法的特点与分类,1. 滴定分析法的特点, 准确度高,相对误差在0.2%以内 简便、快速，

5、适于常量分析 应用广泛,2. 滴定分析法的分类,二、滴定方式,对滴定反应的要求 1. 反应定量、完全 定量计算的基础。反应要按一定的化学反应式进行并且无副反应发生。反应完全程度一般应在99.9%以上。 2. 反应速度快 3. 有简便可靠的终点确定方法,P33,二、滴定方式,滴定方式 直接滴定 返滴定 置换滴定 间接滴定 能满足滴定反应 不能满足滴定反应 三个基本要求 的基本要求,二、滴定方式,1.直接滴定法 滴定反应能满足滴定反应的三个基本要求。 只需1种标准溶液。,二、滴定方式,2. 返滴定法 也称回滴定法或剩余量滴定法 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

6、完成以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液。 需2种标准溶液或标准物质。 应用：反应较慢或难溶于水的固体试样,二、滴定方式,返滴定：,二、滴定方式,例：,二、滴定方式,例：,二、滴定方式,3. 置换滴定法：滴定剂与被测物质不按一定反应式进行或伴有副反应，无明确定量关系。 4. 间接滴定法：滴定剂与被测物质并不发生反应。 先用适当的试剂与被测物质反应，使之置换出一种能被定量滴定的物质，然后再用适当的滴定剂滴定。 二者可看做一类，扩展了滴定分析法的应用范围。,二、滴定方式,例： Na2S2O3 + K2Cr2O7 S4O62- + SO42-,二、滴定方式,例： Ca2+ + KMnO4,第二

7、节 标准溶液,一、标准溶液和基准物质 1. 基准物质 2.标准溶液的配制 3. 标准溶液的标定 二、标准溶液浓度的表示方法,P35,一、标准溶液和基准物质,1. 基准物质 用来直接配制标准溶液或 标定标准溶液浓度的物质 如：草酸H2C2O42H2O 硼酸钠Na2B4O710H2O 邻苯二甲酸氢甲 K2Cr2O7 KIO3 纯的金属,一、标准溶液和基准物质,2. 要求（看书P35） (1) 组成与化学式完全符合，包括结晶水 (2) 纯度足够高 多是99.95%100.05%纯度的基准试剂或优 级纯试剂 (3) 性质稳定 (4) 具有较大的摩尔质量,2. 标准溶液的配制,1）直接配制法： 基准物质

8、 准确称量 溶解 定量转移至容量瓶 稀释至刻度 直接计算准确浓度 使用分析太平、容量瓶、移液管 取4位有效数字 直接计算准确浓度,2. 标准溶液的配制,2）间接配制法（标定法） 非基准物质 粗称或量取（台秤、量筒） 配制成接近所需浓度的溶液 其准确浓度未知，须标定或比较得到 标定：利用基准物质或已知准确浓度的溶液来测定标准溶液,3. 标准溶液的标定,1) 用基准物质 标定 利用基准物质或基准物质配制的标准溶液来测定待标定溶液（待标液）的准确浓度。 如：HCl易挥发，用Na2CO3标定 NaOH用邻苯二甲酸氢钾或草酸标定 2) 与标准溶液比较 用已知准确浓度其它标准溶液来测定待标定溶液（待标液）

9、的准确浓度。 如：已知浓度的HCl 标定NaOH,二、标准溶液浓度的表示,(一)物质的量浓度 CB V表示体积(L或mL) 1. 物质的量nB 2. 溶液稀释或增浓时计算,基本式：,P36,二、标准溶液浓度的表示,例1： 称取K2Cr2O7基准物质2.942g ，定容至100mL， 求溶液准确浓度。 M（K2Cr2O7）= 294.18 g/mol,例2： 浓H2SO4 的浓度约18mol/L ，若配制1000mL 0.1000mol/L 的H2SO4待标液，应取浓H2SO4多少毫升?,(二) 滴定度 TT/B：以待测物表示滴定剂的滴定度 1ml滴定剂相当于被测物质的质量。 单位：g/ml；m

10、g/ml T- 滴定剂 B-待测物,基本式：mB =TT/B VT,二、标准溶液浓度的表示,基本式：,P37,练习：,TK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL，如消耗K2Cr2O7标准溶液21.50毫升，问被滴定溶液中铁的质量？ 解：,第三节 滴定分析中的计算,一、滴定反应中的化学计量关系 t T + b B = cC + d D 滴定剂 被测物 基本反应关系式： （3-6）,P37,二、滴定分析法的有关计算,标准溶液浓度的计算 1）直接配制法 2）标定法： 以基准物质(B)标定 以标准溶液（CT）标定,2. 物质的量浓度与滴定度的换算,由 及 或 （3-9） 注意：滴定度单位g/m

11、l；VT: mL 物质的量浓度单位 mol/L,VT=1mL, TT/B=mB,mB=VT.TT/B,3. 被测物质的质量与质量分数（含量）的计算,质量分数,含量,由,由3-9及3-10,VT: L m(S):总质量,3-11,写出化学反应式 确定反应实际计量关系 得到反应总公式 代入数据 一次计算出最后结果 注意单位 注意有效数字位数,分析化学计算题要求,练习1：,若THCL/Na2CO3 = 0.005300 g/mL，试计算HCL标准溶液物质的量浓度。 M（ Na2CO3 ）= 106.0 mol/L 解：2HCl + Na2CO3 2NaCl + H2O + CO2 由式 3-9得,练

12、习2：,计算0.2000mol/L的HCl溶液对Na2CO3、NaOH的滴定度。M(g/mol)：Na2CO3=106.00，NaOH=40.00，HCl=36.50,t=2; a=1,直接滴定法计算式,滴定过程：,基本反应 关系式,直接滴定法计算式,B为溶液时： 基本式(1)： B为固体时： 基本式(2)：,V: L,V: mL,直接滴定法计算式,(3) - (4) - (5),式 3-11,VT: mL m(S):总质量,VT: L,例：称取NaOH 40.0g，溶解在约1L水中，精确量取20.00ml，用0.1042mol/L的HCl标准溶液滴定，耗19.86ml，求NaOH准确浓度。,

13、练习：,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23.50 mL，求试样中Na2CO3的百分含量。 解： 2HCl + Na2CO3 2NaCl + H2O + CO2,返滴定法计算式,b B + t T1（过量、定量） = t1 T1（余） + t2 T2 = （标2）,关键：确定待测组分B实际消耗的nT1,基本式 基本式,例：,CB VB,CT1 VT1,CT2 VT2,返滴定法计算式,(6) - (7) - (8),VT: mL,练习：,将2.3000 g含中性杂质的氧化锌试样溶解在50.00 m

14、l 、0.9766 mol/L硫酸溶液中，过量酸用1.3720 mol/L NaOH溶液滴定，用去31.95 ml。 试计算试样中氧化锌的含量。 M ( ZnO ) = 81.40 g/mol 解： ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O t=1, t1=1, t2=2 T1-H2SO4 T1-NaOH,练习：,置换间接滴定法计算式,滴定过程：,置换间接滴定法计算式,关键：被测组分与滴定剂之间实际摩尔比,练习: 以K2Cr2O7基准物标定Na2S2O3溶液,采用置换滴定法： (1) K2Cr2O7标准溶液氧化过量 I- 生成I2； Cr2O72- + 6I- + 14H+ 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O (2) 定量生成I2与 Na2S2O3 反应 I2 + 2S2O32- S4O6 2- + 2I-,练习：,练习：,间接滴定法，以KMnO4 标准溶液测定Ca2+： (1) 将溶液中 Ca2+ 沉淀为 CaC2O4 ， 过滤，洗净后溶解于 H2SO4 中； Ca2+ + C2O4 2- CaC2O4 CaC2O4 + 2H+ Ca2+ + H2C2O4 (2) 用 KMnO4 滴定剂滴定 与 Ca2+ 结合的 C2O42- 5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ 2Mn2+ + 10CO2+