分析化学滴定分析概论课件

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1、第二节第二节 滴定分析法概论滴定分析法概论 基基于于化化学学反反应应类类型型的的不不同同，滴滴定定分分析析法法可可分分为为酸酸碱碱滴滴法法、沉沉淀淀滴滴定定法法、配配位位滴滴定定法法和和氧化还原滴定法四大滴定法。氧化还原滴定法四大滴定法。 一 、 滴滴 定定 分分 析析 法法 的的 特特 点点 和和 主主 要要 方方 法法 滴滴定定分分析析法法：将将一一种种已已知知准准确确浓浓度度的的试试剂剂溶溶液液滴滴加加到到待待测测物物质质的的溶溶液液中中，直直到到所所滴滴加加的的试试剂剂与与待待测测物物质质按按化化学学计计量量关关系系定定量量反反应应为为止止，然然后后根根据据试试液液的的浓浓度度和和体体

2、积积，通通过过定量关系计算待测物质含量的方法。定量关系计算待测物质含量的方法。基本术语：基本术语：滴滴 定定 ： 将将 滴滴 定定 剂剂 通通 过过 滴滴 管管 滴滴 入入 待待 测测 溶溶 液液 中中 的的 过程；过程；滴定剂滴定剂：浓度准确已知的试样溶液；浓度准确已知的试样溶液；指指 示示 剂剂 ： 滴滴 定定 分分 析析 中中 能能 发发 生生 颜颜 色色 改改 变变 而而 指指 示示 终点的试剂。终点的试剂。滴滴定定终终点点(end point, ep)：滴滴定定分分析析中中指指示示剂剂发发生生颜颜色改变色改变 的那一点（实际）；的那一点（实际）；化化学学计计量量点点(stoichio

3、metric point, sp)：滴滴定定剂剂与与待待测测溶液按化学计量关系反应完全的那一点（理论）；溶液按化学计量关系反应完全的那一点（理论）； 终终点点误误差差或或滴滴定定误误差差(Et)：滴滴定定终终点点与与化化学学计计量量点点不一定恰好吻合，由此造成的误差。不一定恰好吻合，由此造成的误差。 特点：特点：（）测定常量组分含量一般在以上；（）测定常量组分含量一般在以上；（）准确度较高，相对误差不大于（）准确度较高，相对误差不大于.；（）简便快速，可测定多种元素；（）简便快速，可测定多种元素；（ 4 ）常作为标准方法使用常作为标准方法使用。滴定分析要求及主要方式滴定分析要求及主要方式要求要

4、求：a.反反应应定定量量、完完全全(一一是是反反应应必必须须具具有有确确定定的的化化学学计计量量关关系系，即即反反应应按按一一定定的的反反应应方方程程式式进进行行；二二是是反反应应要要进进行行到到实实际际上上完完全全，通通常常要要求求转转化化率率达达到到99.9以上。以上。) b.反反应应迅迅速速(对对于于反反应应速速率率较较慢慢的的反反应应，有有时时可可通通过加热或加人催化剂来加速反应的进行过加热或加人催化剂来加速反应的进行 )c.具有合适的确定终点的方法具有合适的确定终点的方法主要方式主要方式： 直直接接法法：选选用用适适当当的的标标准准溶溶液液直直接接滴滴定定被测物质。最常用。被测物质。

5、最常用。返滴定法（剩余滴定法返滴定法（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以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法溶液的方法适用：反应较慢或难溶于水的固体试样适用：反应较慢或难溶于水的固体试样例1：Al3+ +定过量定过量EDTA标液标液 剩余剩余EDTA ZnEDTA Zn2+2+标液，标液，EBTEBT 返滴定返滴定例2：固体固体CaCO3 + 定过量定过量HCl标液标液 剩余剩余HClHCl标液标液 NaOHNaOH标液

6、标液 返滴定返滴定例3：Cl- + 定过量定过量AgNO3 标液标液 剩余剩余AgNOAgNO3 3标液标液 NHNH4 4SCNSCN标液标液 FeFe3+3+ 指示剂指示剂 返滴定返滴定 淡红淡红色色Fe（SCN）2+置换滴定法置换滴定法先用适当试剂与待测物质反应，定量置换先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质出另一种物质 ，再用标准溶液去滴定该物质，再用标准溶液去滴定该物质的方法的方法适用：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I2 Na2S2O3标液标液 淀粉指示剂深蓝色消失 间接间接法法通过另

7、外的化学反应，以滴定法定量进行通过另外的化学反应，以滴定法定量进行适用：不能与滴定剂起化学反应的物质适用：不能与滴定剂起化学反应的物质例5：Ca2+CaC2O4沉淀H H2 2SOSO4 4 KMnO4 KMnO4标液标液标液标液C2O42间接测定三、基准物质与标准溶液三、基准物质与标准溶液基准物质：基准物质：能用于直接配制或标定标准溶液的物质能用于直接配制或标定标准溶液的物质标准溶液标准溶液：浓度准确已知的溶液：浓度准确已知的溶液对基准物质的要求对基准物质的要求: :a.试剂的组成与化学式相符（包括结晶水）试剂的组成与化学式相符（包括结晶水） b.具有较大的摩尔质量，以降低称量时的相对具有较

8、大的摩尔质量，以降低称量时的相对误差。误差。 c.纯度高（纯度高（99.9以上）以上） ，性质稳定（不易与，性质稳定（不易与空气中的空气中的O2及及CO2反应，亦不吸收空气中的反应，亦不吸收空气中的水分）水分）d. 试剂参加滴定反应时，应定量进行，无副反试剂参加滴定反应时，应定量进行，无副反应。应。 常常用用纯纯金金属属和和纯纯化化合合物物，如如Ag, Cu, Zn, Cd, Si, Ge, Al, Co, Ni, Fe和和 NaCl, K2Cr2O7, Na2CO3,邻苯二甲酸氢钾，硼砂邻苯二甲酸氢钾，硼砂，As2O3, CaCO3等。等。 超超纯纯试试剂剂和和光光谱谱纯纯试试剂剂只只是是说

9、说明明其其中中金金属属杂杂质质的的含含量量很很低低，并并不不说说明明其其主主要要成成分分的的含含量量在在99.9% 以上。以上。标准溶液的配制方法标准溶液的配制方法 1.直接配制法：直接配制法： 基准物质基准物质 称量称量 溶解溶解 定量转移至定量转移至 容量瓶容量瓶 稀释至刻度稀释至刻度 根据称量的质量根据称量的质量 和体积计算标准溶液的准确浓度和体积计算标准溶液的准确浓度 例如，准确称取例如，准确称取4.90394.9039基准物质基准物质 K K2 2CrCr2 2O O7 7，用用水溶解后，置于水溶解后，置于 1 1L L容量瓶中定容，即得容量瓶中定容，即得 0.016 0.016 6

10、7 67 molmolL L-1-1 K K2 2CrCr2 2O O7 7标准溶液。标准溶液。 2.2.间接配制法：间接配制法： 标定法：标定法：利用基准物质确定溶液准确浓度利用基准物质确定溶液准确浓度 比较法：比较法：用一种已知浓度的标液来确定另一用一种已知浓度的标液来确定另一 种溶液的浓度方法种溶液的浓度方法 例如，欲配制例如，欲配制0.lmolL-1NaOH标准溶液，可先配标准溶液，可先配成近似浓度的成近似浓度的0.1molL-1的的 NaOH溶液，然后称取一溶液，然后称取一定量的基准物质如邻苯二甲酸氢钾进行标定，或者定量的基准物质如邻苯二甲酸氢钾进行标定，或者用已知准确浓度的用已知准

11、确浓度的HCl标准溶液进行标定，便可求标准溶液进行标定，便可求得得NaOH标准溶液的准确浓度。标准溶液的准确浓度。 四、滴定分析法的计算四、滴定分析法的计算标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法物质量的浓度物质量的浓度: :单位体积溶液所含物质的量例例如如，每每升升溶溶液液中中含含0.lmol NaOH，其其浓浓度度表表示示为为c（NaOH）0.lmolL-1； 也可表示也可表示为为 cNaOH 0.lmolL-1。 注注意意：表表示示物物质质的的量量浓浓度度时时，必必须须指指明明基基本本单单元元。如如某某硫硫酸酸溶溶液液的的浓浓度度，由由于于选选择择不不同同的的基基本本单单元元，其摩尔

12、质量就不同，浓度亦不相同：其摩尔质量就不同，浓度亦不相同：c（H2SO4）0.lmolL-1，c（1/2H2SO4）=0.2 molL-1，c（2H2SO4）0.05 molL-1，由此可见：由此可见：c（B）= 1/2c（1/2B）=2 c（2B）其通式为：其通式为： c（B）= nc（nB） 基基本本单单元元的的选选择择，一一般般以以化化学学反反应应的的计计量量关关系系为为依依据。据。例例如如，采采用用 K2Cr2O7标标准准溶溶液液滴滴定定Fe2+溶溶液液，滴滴定定度度为为 T（ K2Cr2O7 Fe ）0.005000gmL-1。即即表表示示每每毫毫升升K2Cr2O7溶溶液液恰恰好好能

13、能与与0.005000g Fe2+反反应应。如如果果在在滴滴定定中中消消耗耗该该K2Cr2O7标标准准溶溶液液23.50mL，则被滴定溶液中铁的质量为：则被滴定溶液中铁的质量为：m（Fe）0.005000gmL-123.50mL0.1175g一一般般来来说说，滴滴定定剂剂写写在在括括号号内内的的右右边边，被被测测物物写写在在括括号号内内的的左左边边，中中间间的的斜斜线线只只表表示示“相相当当于于”的的意意思，并不表示分数关系思，并不表示分数关系。滴定度滴定度 ： T TS/XS/X指每毫升滴定剂溶液相当于待测物的质量指每毫升滴定剂溶液相当于待测物的质量指每毫升滴定剂溶液相当于待测物的质量指每毫

14、升滴定剂溶液相当于待测物的质量 （S S指标液，指标液，指标液，指标液，X X指待测物）指待测物）指待测物）指待测物）滴定剂与被滴定物质之间的计量关系滴定剂与被滴定物质之间的计量关系设滴定剂设滴定剂A与被滴物质与被滴物质B有下列关系：有下列关系：aA bB cC dD当滴定恰好到达化学计量点时：当滴定恰好到达化学计量点时：n（A）：）：n（B） a ：b故有故有 n（A）= n（B）或或 n（B）= n（A） 上式中上式中 或或 称为化学计量数比。称为化学计量数比。还可以将上式写成：还可以将上式写成：该式就称为物质的量比规则。该式就称为物质的量比规则。酸碱滴定：酸给出的质子数等于碱接受的质子数

15、酸碱滴定：酸给出的质子数等于碱接受的质子数例如：例如：则：则：以以上上关关系系式式由由物物质质的的量量比比规规则则得得到到。我我们们换换个个角角度度，一一个个硫硫酸酸分分子子可可以以给给出出两两个个质质子子，则则半半个个硫硫酸酸分分子子可以给出一个质子。所以，可以给出一个质子。所以， 即，即， 通式：通式： 氧化还原滴定：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数氧化还原滴定：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数例如例如：5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O则：则：通式：通式： 式式中中，x为为一一个个氧氧化化剂剂分分子子得得电电子子数数，y为为一一个个还还原原剂分

16、子失电子数。剂分子失电子数。以上两个通式所体现的即为等物质的量规则。以上两个通式所体现的即为等物质的量规则。若若采采用用非非直直接接滴滴定定的的方方式式，则则涉涉及及到到两两个个或或两两个个以以上上反反应应，此此时时应应从从总总的的反反应应中中找找出出实实际际参参加加反反应应的的物质的量之间的关系。物质的量之间的关系。例例如如，在在酸酸性性溶溶液液中中以以K2Cr2O7为为基基准准物物标标定定Na2S2O3溶液的浓度时，包括下列两个反应：溶液的浓度时，包括下列两个反应：Cr2O72-6I- 14H+ 2Cr3+ 3I2 7H2O I2 2S2O32- 2I- S4O62- 反反应应中中，lmo

17、l K2Cr2O7产产生生3mol I2，而而反反应应中中 lmol I2和和 2 molNa2S2O3反反 应应 ， 结结 合合 与与 ，K2Cr2O7与与Na2S2O3之之间间的的数数量量关关系系是是1：6，即即n（Na2S2O3）= 6n（K2Cr2O7）。）。三、滴定分析计算实例三、滴定分析计算实例例例1 1：现有：现有0.1200 0.1200 mol/L mol/L 的的NaOHNaOH标准溶液标准溶液200 200 mLmL，欲使欲使 其浓度稀释其浓度稀释到到0.1000 0.1000 mol/Lmol/L，问要加水多少问要加水多少mLmL？解：设应加水的体积解：设应加水的体积为

18、为 V mL，根据溶液稀释前后物质根据溶液稀释前后物质 的量相等的量相等 的原则的原则，例例2 2：T TK2Cr2O7/FeK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/=0.005000 g/mLmL，如消耗如消耗K K2 2CrCr2 2O O7 7标准溶标准溶 液液21.5021.50毫升，问被滴定溶液中铁的质量？毫升，问被滴定溶液中铁的质量？解：解：例例3 3：测定药用：测定药用NaNa2 2COCO3 3的含量，称取试样的含量，称取试样0.1230 0.1230 g g，溶溶 解后用浓度解后用浓度为为0.10060.1006mol/Lmol/L的的HClHCl标准溶液滴定，标准溶液滴

19、定， 终点时消耗终点时消耗该该HClHCl标液标液23.50 23.50 mLmL，求试样求试样中中NaNa2 2COCO3 3 的百分含量的百分含量。解：解：例例4 4：如如果果要要求求在在标标定定浓浓度度约约为为0.1molL-1HCl溶溶液液时时，消消耗耗的的HCl溶溶液液体体积积在在2535mL之之间间，问问应应称称取取硼硼砂砂（Na2B4O710H2O）的的质质量量称称量量范范围围是是多少克？多少克？解解 根据上例根据上例m(Na2B4O710H2O)c（HCl）V（HCl）M(Na2B4O710H2O) 由题意可得由题意可得 m1(Na2B4O710H2O)=0.1 molL-1

20、0.025L 381.36 gmol-1 0.5gm2(Na2B4O710H2O) =0.1 molL-1 0.035L 381.36gmol-10.7g故故Na2B4O710H2O的质量称量范围是的质量称量范围是0.50.7g例例5 5：称称取取含含铝铝试试样样0.2000 g，溶溶解解后后加加人人0.02082 molL-1 EDTA标标准准溶溶液液30.00 mL，控控制制条条件件使使Al3+与与EDTA配配合合完完全全。然然后后以以0.02012molL-1标标准准溶溶液液返返滴滴定定，消消耗耗Zn2+溶溶液液7.20mL,计计算算试试样样中中Al2O3 的的质质量量分分数。已知数。已

21、知M(Al2O3)=102.0gmol-1. 解解 EDTA（H2Y2-）滴定滴定Al3+的反应式为的反应式为 Al3+H2Y2- =AlY-+2H+ 故有故有例例 6 6： 吸 取 25.00mL钙 离 子 溶 液 ， 加 人 适 当 过 量 的 Na2C2O4溶液，使Ca2+完全形成CaC2O4沉淀。将沉淀过滤洗净后，用6molL1H2SO4溶解，以0.1800molL1KMnO4标准溶液滴定至终点，耗去25.50mL。求原始溶液中Ca2+的质量浓度。解与测量有关的反应有：Ca2+C2O42=CaC2O4CaC2O42H+Ca2+H2C2O42MnO45H2C2O46H+2Mn2+10CO28H2O由以上反应可知：n(Ca2+)=n(CaC2O4)=n(H2C2O4)=5/2n(KMnO4)一级品二级品三级品四级品优级纯分析纯化学纯实验试剂生化试剂GRARCPLRB.R,C.R绿色红色蓝色棕色咖啡色