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1、1第十二章第十二章 滴定分析滴定分析- -酸酸 碱碱 滴滴 定定 法法 Chapter12 Titrimetric Analysis 第一节 滴定分析原理第二节 分析结果的误差第三节 酸碱滴定法 酸碱指示剂强酸强碱的滴定曲线及指示剂的选择本章主要内容：本章主要内容：计划课时：计划课时：32习题习题p246：1. 4. 5. 重点：重点：酸碱指示剂的变色范围，酸碱指示剂的变色范围，强酸与强碱滴定的滴定曲线，强酸与强碱滴定的滴定曲线，指示剂的选择，指示剂的选择，分析结果的误差。分析结果的误差。难点：难点：指示剂的选择。指示剂的选择。3分析化学化学组成、物质结构、组分含量分析化学化学组成、物质结构、
2、组分含量重量分析法重量分析法滴定分析法滴定分析法/容量分析容量分析 酸酸碱碱滴滴定定法法 氧氧化化还还原原滴滴定定法法 配配位位滴滴定定法法 沉沉淀淀滴滴定定法法化学分析法化学分析法仪器分析法仪器分析法定性分析定性分析 定量分析定量分析 结构分析结构分析4第一节第一节 滴定分析原理滴定分析原理滴定分析适用：滴定分析适用：常常量量（组分的含量（组分的含量 大大于于1%或或V10ml）组分的测定。组分的测定。51、标准溶液、标准溶液standard solution（滴定（滴定剂）：剂）：已知准确浓度的试剂溶液。已知准确浓度的试剂溶液。2、试样、试样sample ： 所分析的物质。所分析的物质。3
3、、滴定、滴定用用0.1000mol/L HCl 溶液溶液滴定滴定NaOH一、滴定分析的概述（一）基本概念66、滴定终点、滴定终点End point of titration： 指示剂颜色变化时的转变点。指示剂颜色变化时的转变点。7、滴定误差滴定误差Titration error：滴定终点与化学计量点愈吻合，滴定终点与化学计量点愈吻合，滴定滴定误差愈小，分析结果愈准确误差愈小，分析结果愈准确4、化学计量点、化学计量点Stoichiometric point （理理论终点论终点）：）：按滴定反应式所表示的化学计按滴定反应式所表示的化学计量关系恰好反应完全。量关系恰好反应完全。5、指示剂：指示剂：用
4、以指示滴定终点的试剂。用以指示滴定终点的试剂。7二、滴定分析的一般过程标准溶液的配制或标定标准溶液的配制或标定溶液的滴定溶液的滴定分析组分含量的计算分析组分含量的计算（二）滴定分析对化学反应的要求按按化学反应式进行完全，反应化学反应式进行完全，反应迅速，迅速，无副反应，无副反应，能指示能指示滴定终点滴定终点8基准物质基准物质/一级标准物质一级标准物质（Primary Standard Substance）-用于直接配制标准溶液或标定溶液浓度的物质，如：邻苯二甲酸氢钾、草酸、碳酸钠等。u纯度高（质量分数99.9%）；u组成与化学式完全相符；u性质稳定，不易失水、吸水或变质，不与空气中的氧气及二氧
5、化碳反应；u按反应式定量地进行，没有副反应；u有较大的摩尔质量，减小相对误差。基准物质基准物质符合以下要求：9第二节第二节 分析结果的误差分析结果的误差下列仪器或下列仪器或操作引起的操作引起的误差？误差？试剂不纯试剂不纯指示剂选择不当指示剂选择不当读数时，最后一位估读不准读数时，最后一位估读不准读数时，读数时，读错刻度读错刻度误差误差-测定值测定值(x)与真实值与真实值(T)之间的差值之间的差值一、误差(error) 产生的原因和分类10偶然误差偶然误差accidental erroraccidental error：系统误差系统误差systematic errorsystematic err
6、or：过失误差过失误差由固定的原因造成的。测定结果有单向性由固定的原因造成的。测定结果有单向性及重现性，及重现性，应尽量消除或较少系统误差。应尽量消除或较少系统误差。由不确定因素引起的。误差方向、大小由不确定因素引起的。误差方向、大小不定，不定， 无法避免无法避免 。减少偶然减少偶然误差误差：多次测定，取平均值。：多次测定，取平均值。加错试剂、读错刻加错试剂、读错刻度度、计算错误等、计算错误等 ，数据应弃去数据应弃去11容量仪器未校正容量仪器未校正-仪器误差仪器误差终点与计量点相差较大终点与计量点相差较大-方法误差方法误差试剂不纯所导致试剂不纯所导致-试剂误差试剂误差各人对滴定各人对滴定终点终
7、点颜色的判断深浅不同颜色的判断深浅不同-操作误差操作误差系统误差：系统误差：通过空白、对照试验，仪器校通过空白、对照试验，仪器校正，分析方法改进等来排除正，分析方法改进等来排除12二、分析结果的评价(一一) 误差与准确度误差与准确度accuracy准确度：测定值和真实值符合的程度，准确度：测定值和真实值符合的程度， 误差越小，分析结果的准确度越高。误差越小，分析结果的准确度越高。误差误差绝对误差绝对误差：相对误差：相对误差：(RelativeError)Er =ET100%100%E=x-T正误差正误差负误差负误差13例例12-1分析天平称取分析天平称取Na2CO3 两份，质量分两份，质量分别
8、为别为1.6380g和和0.1638g 。假定它们的真实。假定它们的真实质量分别为质量分别为 1.6381g和和0.1639g ，计算绝，计算绝对误差和相对误差分别是多少？对误差和相对误差分别是多少？绝对误差：绝对误差： E1 = E2 = - - 0.0001g相对误差：相对误差：Er1 = (- -0.0001/1.6381)100% = - -0.006%Er2 = (- -0.0001/0.1639)100% = -0.06%一般用相对误差衡量结果的准确度一般用相对误差衡量结果的准确度准确度准确度较高较高14例：分析天平称量误差为0.0001g,减重法需称2次，可能的最大误差为0.00
9、02g,为使称量相对误差小于0.1%，至少应称量多少样品？称量样品量应不小于称量样品量应不小于0.2g解：(0.0002/m)*100%0.1%m0.2g15(二二) 偏差偏差deviation与精密度与精密度precision问题：请估计下列哪组数据较可信？问题：请估计下列哪组数据较可信？1、0.1025，0.1028，0.10232、0.1024，0.1078，0.1056重现性高重现性高精密度精密度：多次测定值之间相符合的程度多次测定值之间相符合的程度偏差越小，测定结果的精密度越高偏差越小，测定结果的精密度越高16xxd-=%100*=xddr常常用用偏偏差差类类型型绝对偏差绝对偏差绝对
10、平均偏差绝对平均偏差相对平均偏差相对平均偏差标准偏差标准偏差nddi=12-=ndSDi滴定分析测定滴定分析测定常量成分时，相对平均常量成分时，相对平均偏差一般应小于偏差一般应小于0.2%。相对标准偏差相对标准偏差17精密度高精密度高准确度高准确度高精密度高精密度高准确度低准确度低精密度低精密度低准确度低准确度低准确度与精密度的关系准确度与精密度的关系误差误差系统误差较大，影响准确度。系统误差较大，影响准确度。偶然误差较大，影响精密度。偶然误差较大，影响精密度。18酸碱指示剂-随着溶液pH值的变化而改变颜色，从而指示滴定终点的试剂。弱有机碱指示剂：弱有机碱指示剂：甲基橙甲基橙、甲基红等、甲基红
11、等如：弱有机酸指示剂：如：弱有机酸指示剂：酚酞酚酞、石蕊等、石蕊等 H+HInIn- -OH- -OH- -In- -HIn H+第三节第三节 酸碱滴定法酸碱滴定法（一）酸碱指示剂的变色原理（一）酸碱指示剂的变色原理一、酸碱指示剂（acid-base indicator）19KHIn=H3O+In-HInH+= KHInIn-HInpH = pKHIn + lgIn- -HIn决定溶液的颜色决定溶液的颜色+ H3O+HInIn- -+ H2O 变色原理变色原理：指示剂在溶液中显现的颜色：指示剂在溶液中显现的颜色是随着是随着溶液溶液pH值值的变化而变化的。的变化而变化的。20指示剂变色范围：指示
12、剂变色范围：（ pKHIn-1 pKHIn +1 ）In- - HIn=1In- - HIn 10 In- - HIn0.1中间混合色中间混合色In-的颜色的颜色HIn的颜色的颜色(二二) 酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂的变色范围= pH - pKHInIn- -HInlg理论变色点理论变色点pH pKHIn +1pH=pKHIn21酸色酸色红红碱色碱色 黄黄混合色混合色橙橙pKHIn +1pKHIn -1pKHInpH值值理论变色理论变色范围：范围：3.74.72.7甲基橙：甲基橙： pKHIn = 3.7甲基橙的实际变色范围：甲基橙的实际变色范围：3.2-4.4问题：甲基橙在问题：甲基橙在
13、pH=2=2的溶液中的溶液中, ,呈现呈现 色色?红红例例.某一酸碱指示剂某一酸碱指示剂： KIn- = 1. 3*10-5，此此指示剂的变色范围指示剂的变色范围 。解：解：pKIn- = -lgKIn-=4.898.1110.11常用酸碱指示剂见常用酸碱指示剂见p233表表12-1pKHIn =14 -lgKIn-=9.1123（一）强酸强碱的滴定（一）强酸强碱的滴定二、 滴定曲线和指示剂的选择HCl +NaOHNaCl+ H2OI.滴定前滴定前HCl溶液溶液pH=1.00II.计量点溶液计量点溶液pH=7.00 V(NaOH) =20.00 1.滴定曲线滴定曲线0.1000mol/LNaO
14、H滴定滴定0.1000mol/L HCl 20.00ml 24HCl +NaOHNaCl+ H2OpH=4.30pH=9.70pH=2.28H+=20.00 + 18.000.1000*2.00V.滴入滴入19.98ml NaOH溶液溶液III.滴入滴入18.00ml NaOH溶液溶液IV.滴入滴入20.02ml NaOH溶液溶液(过量约半滴过量约半滴)25pH145010100 20150 30200 40ml24681012突跃范围突跃范围:计量点前后计量点前后溶液体积溶液体积0.1%0.1%相对误差范围内相对误差范围内pHpH值的变化范围。值的变化范围。0. 1 000mol/L NaO
15、H滴定滴定HCl的的 滴定曲线滴定曲线4.39.7HCl滴定滴定NaOH262.指示剂的选择原则：指示剂的变色范围原则：指示剂的变色范围部分或全部部分或全部处在处在滴定突跃范围内。滴定突跃范围内。NaOH滴定滴定HCl的滴定突跃范围为的滴定突跃范围为4.3- -9.7，选择指示剂为：选择指示剂为：HCl滴定滴定NaOH: 9.7 - 4.3甲基红（甲基红（4.8- -6.0）甲基橙（甲基橙（3.2- -4.4）酚酞（酚酞（8.2- -10.0）酚酞酚酞（ 由浅到深的颜色变化由浅到深的颜色变化）甲基橙，甲基红甲基橙，甲基红无色至红无色至红红色至黄红色至黄红色至橙红色至橙27pH1450100 1
16、50 200246810120. 01000mol/L NaOH滴定滴定HClpHpH值值5.3- -8.71. 000mol/L NaOH滴滴定定HCl pHpH值值3.3- -10.73.酸碱酸碱浓度对浓度对滴定突跃范围滴定突跃范围的的影响影响28浓度选择：浓度选择：0.10.5mol/Lc愈大，滴定突跃范围愈大；愈大，滴定突跃范围愈大；浓度降低浓度降低10倍倍，突跃范围减少，突跃范围减少2 pH个单位。个单位。问题：问题：0. 01000mol/L HCl滴定滴定NaOH，可以选甲基橙可以选甲基橙（3.1- -4.4）作为指示剂作为指示剂？不能，因为不能，因为滴定突跃范围滴定突跃范围8.
17、7 - - 5.3低于低于10-4mol/L 没有没有明显的突跃明显的突跃29（二）（二）弱弱酸弱碱的滴定（自学）酸弱碱的滴定（自学）强碱滴定弱酸，如：强碱滴定弱酸，如： NaOH滴定滴定HAc突跃范围变窄突跃范围变窄7.80-9.70，选择在碱性，选择在碱性范围内变色的指示剂：酚酞范围内变色的指示剂：酚酞当弱酸的当弱酸的Ka*c(A) 108，才能用强，才能用强碱准确滴定弱酸。碱准确滴定弱酸。（三）多元酸碱的滴定（自学）（三）多元酸碱的滴定（自学）若若Ka*c(A) 108，有滴定突跃；，有滴定突跃；Ka1/Ka2 104，分级滴定，分级滴定30本章小结本章小结理论变色范围：理论变色范围：（
18、 pKHIn-1 pKHIn +1 ） 原则：指示剂的变色范围部分或全部处在原则：指示剂的变色范围部分或全部处在滴定突跃范围内。滴定突跃范围内。指示剂的指示剂的变色范围变色范围指示剂的选择指示剂的选择强酸碱的相互滴定强酸碱的相互滴定1. 分析测定中出现的下列情况，不属于系分析测定中出现的下列情况，不属于系统误差的是统误差的是 A.滴定管未较正滴定管未较正 B.天平两臂不等长天平两臂不等长C.砝码读错砝码读错 D.纯水中含有干扰离子纯水中含有干扰离子 E.滴定终点与计量点不符滴定终点与计量点不符选择题选择题 2. 在滴定分析中在滴定分析中,所使用的锥形瓶中沾有所使用的锥形瓶中沾有少量蒸馏水少量蒸
19、馏水,使用前使用前 A.必须用滤纸擦干必须用滤纸擦干 B. 必须烘干必须烘干 C. 不必处理不必处理 D.必须用标准溶液荡洗必须用标准溶液荡洗23次次 E. 必须用被测溶液荡洗必须用被测溶液荡洗23次次3. 用无水用无水Na2CO3标定标定HCl标准溶液标准溶液,如果如果Na2CO3未完全干燥未完全干燥,所标定所标定HCl标准溶液标准溶液的浓度将会的浓度将会 A. 偏高偏高 B.影响不大影响不大C. 取决于指示剂的选择取决于指示剂的选择 D.偏低偏低 E.与与Na2CO3含水量成反比含水量成反比 4. 在酸碱滴定中在酸碱滴定中,指示剂的选择原则是指示剂的选择原则是 A.指示剂的变色点必须与计量
20、点符合指示剂的变色点必须与计量点符合 B.指示剂变色点与计量点必须在指示剂变色点与计量点必须在pH=7附近附近 C.指示剂的变色范围必须全部在滴定的指示剂的变色范围必须全部在滴定的突跃范围之内突跃范围之内 D.只要是酸碱指示剂就可选用只要是酸碱指示剂就可选用 E.指示剂的变色范围有一部分进入突跃指示剂的变色范围有一部分进入突跃范围就可选用范围就可选用5. 由计算器算得（由计算器算得（2.2361.12）/( 1.0360.2000)的结果为的结果为12.08648649，按，按有效数字规则，应修正为有效数字规则，应修正为 A. 12 B. 12.1 C. 12.09 D. 12.086 E. 12.086536第六章第六章 化学反应热及化学反应化学反应热及化学反应方向和限度预习提纲方向和限度预习提纲1、如何计算化学反应热？、如何计算化学反应热？2、如何判断化学反应的方向？、如何判断化学反应的方向？3、如何衡量化学反应的限度？、如何衡量化学反应的限度？
