1 / 87

第三章 滴定分析法概论 An introduction to titrimetric analysis

第三章 滴定分析法概论 An introduction to titrimetric analysis. 滴定分析 将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中， 根据所加试剂溶液的浓度和体积，计算出被测物质的量。 容量分析 (volumetric analysis). 第 一 节 滴定分析法和滴定方式. 滴定分析基于下列化学反应 : t T + b B = c C + d D T: 滴定剂 titrant 标准溶液 standard solution. 一、滴定曲线及有关概念.

charo
Download Presentation

第三章 滴定分析法概论 An introduction to titrimetric analysis

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第三章 滴定分析法概论An introduction to titrimetric analysis

  2. 滴定分析 将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中， 根据所加试剂溶液的浓度和体积，计算出被测物质的量。 容量分析 (volumetric analysis)

  3. 第 一 节 滴定分析法和滴定方式

  4. 滴定分析基于下列化学反应: tT + bB = cC + dD T: 滴定剂 titrant 标准溶液 standard solution 一、滴定曲线及有关概念

  5. 标准溶液(Standard solution): 滴定分析中具有准确已知浓度的试剂溶液。 滴定(Titration): 将标准溶液（滴定剂）通过滴定管逐滴加到被测 物质溶液中进行测定的过程。 化学计量点(计量点) (Stoichiometric point, sp): 滴定剂的量与被测物质的量正好符合化学反应式 所表示的计量关系的一点。 1. 基本概念

  6. 指示剂(Indicator): 通过颜色的改变来指示化学计量点到达（确定终点）的试剂。一般有两种不同颜色的存在形体。 滴定终点(终点)(Titration end point, EP）: 指示剂改变颜色(滴定终止)的一点。 滴定终点误差(Titration end point error),滴定误差(titration error,TE): 滴定终点与化学计量点的不完全一致引成的相对误差。

  7. 酸碱滴定法 Acid-base 沉淀滴定法 Precipitation 配位滴定法 Complexometric (complex-formation) 氧化还原滴定法 Oxidation-reduction 非水滴定法(在水以外的溶剂中进行) Nonaqueous titration 2. 滴定分析法的分类

  8. 滴定方程: 以数学方程描述滴定过程中组分浓度的变化。 滴定曲线(Titration curve): 以作图的方式描述滴定过程中组分浓度的变化。 以加入的滴定剂体积（或滴定百分数）为横坐标，溶液的组分浓度或与浓度相关的某种参数(pH, pM, 等)为纵坐标绘制的曲线。 3. 滴定曲线和滴定突跃

  9. 以溶液中组分的浓度（或浓度的负对数值）或某种参数（性质）对加入的滴定剂体积（或滴定百分数）作图

  10. 曲线的起点决定于被滴定物质的性质和浓度 滴定过程中溶液浓度（参数）的变化： 滴定开始时，变化比较平缓；计量点附近，发生突变，曲线变得陡直；之后，又趋于平缓 。 滴定曲线的特点

  11. 滴定突跃(abrupt change in titration curve) ： 在化学计量点附近（计量点前后±0.1%范围内），溶液浓度及其相关参数所发生的急剧变化。 突跃范围(the range of abrupt change in titration curve) ： 滴定突跃所在的范围。 滴定突跃和突跃范围

  12. 有机化合物 在溶液中能以两种（或两种以上）型体存在 两种型体具有明显不同的颜色。 In+ X XIn （X：H+、M n+ 等） 颜色 1 颜色 2 到达滴定终点时，由一种颜色转变为另一种颜色。 通过颜色的改变来指示化学计量点的到达 4.指示剂

  13. 指示剂的变色范围（Color change interval ）： 由一种型体颜色转变为另一型体颜色的溶液参数变化的范围。 [In]/[XIn]≥10, 显颜色 1; [In]/[XIn]≤1/10, 显颜色 2， 由颜色 1变为颜色 2，X的浓度变化范围。 理论变色点（Theoretical color change point）： [In]=[XIn]，溶液呈现指示剂的中间过渡颜色

  14. 怎样选择指示剂? 指示剂的变色点尽可能接近化学计量点 指示剂的变色范围全部或部分落在滴定突跃范围内

  15. 滴定终点误差（Titration end pointerror）或滴定误差（Titration error）: 由于滴定终点与化学计量点不相符合产生的相对误差。 可用林邦误差公式计算 5. 滴定终点误差

  16. TE(%)＝ ×100% （3-1） pX: 滴定过程中发生变化的参数，如pH 或 pM ΔpX＝pXep(终点) – pXsp(计量点) Kt: 滴定常数即滴定反应平衡常数 c : 与计量点时滴定产物的总浓度csp有关 强酸强碱滴定： Kt＝1/Kw=1014（25℃）, 强酸（碱）滴定弱碱（酸）：Kt= Kb/Kw (Ka/Kw)， c = csp 配位滴定：Kt＝ ，c = cM(sp)

  17. 例1用0.1000mol/L NaOH滴定20.00ml 0.1000mol/L HCl，以酚酞（pHep= 9.00）或甲基黄（pHep= 3.50）为指示剂，计算滴定误差。

  18. 解：pHsp=7.00，csp=0.05mol/L 酚酞为指示剂 ΔpH=9.00 –7.00=2.00 TE% = 甲基黄为指示剂ΔpH=3.50 –7.00= –3.50 TE% = ×100%＝0.02% ×100%＝－0.6%

  19. 二、滴定方式及其适用条件

  20. 反应: 必须按一定的化学反应式进行，即具有确定的化学计量关系； 必须定量进行，通常要求反应完全程度达到99.9%以上；Kt要足够大 速度要快。 必须有适当的方法确定终点。 直接滴定必须具备的条件

  21. 应用：当待测物质与滴定剂反应很慢（如Al3+与EDTA的反应、用HCl滴定固体CaCO3），或没有合适的指示剂时（如在酸性溶液中用AgNO3滴定Cl–）应用：当待测物质与滴定剂反应很慢（如Al3+与EDTA的反应、用HCl滴定固体CaCO3），或没有合适的指示剂时（如在酸性溶液中用AgNO3滴定Cl–） 方法：先加入定量、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，待反应完全后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液。 返 滴 定

  22. 应用：反应没有确定的计量关系 如 Na2S2O3与K2Cr2O7的反应 方法：用适当试剂与待测组分反应，使其定量地置换为另一种物质，而这种物质可用适当的标准溶液滴定。 置 换 滴 定

  23. 应用：待测组分不能与滴定剂直接反应 如KMnO4标准溶液间接测定Ca2+ 方法：采用另外的化学反应，间接滴定 间 接 滴 定

  24. 第 二 节 标 准 溶 液

  25. 用于直接配制标准溶液或标定标准溶液浓度的物质用于直接配制标准溶液或标定标准溶液浓度的物质 常用纯金属和纯化合物 一、标准溶液和基准物质1. 基准物质（primary standard）

  26. 基准物质必须符合以下要求： 组成与化学式完全相符 纯度足够高（主成分含量在99.9%以上） 性质稳定 有较大的摩尔质量 按滴定反应式定量进行反应

  27. 直接法：准确称取一定量的基准物质，直接溶解定容至一定体积。直接法：准确称取一定量的基准物质，直接溶解定容至一定体积。 标定法（standardization） ： （没有适合于直接配制的基准物质） 配制浓度近似于所需浓度的溶液 用基准物质或已经用基准物质标定过的标准溶液来确定它的准确浓度 2.标准溶液的配制

  28. 物质的量浓度(molar concentration, molarity),简称浓度(concentration） 滴定度（titer） 二、标准溶液浓度的表示方法

  29. cB = nB/V（3-2） nB = mB/MB （3-3） cB = mB/( V MB) （3-4） 1. 物质的量浓度 单位体积标准溶液中所含溶质B的物质的量(cB )

  30. 例1已知浓盐酸的密度(m/V)为1.19kg/L，其中HCl含量为37%(m/m)，求每升浓盐酸中所含溶质HCl的的摩尔数n和质量及溶液的浓度。例1已知浓盐酸的密度(m/V)为1.19kg/L，其中HCl含量为37%(m/m)，求每升浓盐酸中所含溶质HCl的的摩尔数n和质量及溶液的浓度。

  31. 解：根据式（3-3）和（3-4）得：

  32. 例2. 称取基准物 K2Cr2O7 1.502g，溶解并稀释于250.0ml-量瓶中, 计算 K2Cr2O7 标准溶液的浓度。 解：

  33. 2. 滴定度（Titer） 每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（g或mg） TT/B＝mB/VT　 （3-5） 每毫升K2Cr2O7 溶液恰能与 0.005000g Fe2+ 反应, 则：

  34. 第 三 节 滴定分析中的计算

  35. 一、滴定分析中的计量关系 化学反应：tT + bB = cC + dD 化学计量关系 (摩尔比)： nT : nB = t : b or （3-6）

  36. 二、滴定分析法的有关计算 1. 以标准溶液 T标定另一标准溶液B （3-8） 2. 以基准物质B标定溶液T （3-7）

  37. 例1用基准物质硼砂Na2B4O7∙10H2O标定HCl溶液，称取0.5342g硼砂，滴定至终点时消耗HCl 27.98ml，计算HCl溶液的浓度。

  38. 解：已知 Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl

  39. 3.物质的量浓度与滴定度之间的换算 或 （3-9）

  40. 例2要加多少毫升水到5.000×102ml 0.2000mol/L HCl溶液中，才能使稀释后的HCl标准溶液对CaCO3的滴定度为 ？

  41. 解：已知 ，HCl与CaCO3的反应为 CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑ 将稀释后HCl溶液的滴定度换算为物质的量浓度： 0.2000×5.000×102=0.1000×（5.000×102+V） V = 500.0ml

  42. （3-10） 4. 被测组分的质量和质量分数（或含量） 的计算 mB： （3-7） mB＝TT/B·VT（3-5） 质量分数：　= mB/m

  43. 例3 K2Cr2O7标准溶液的　　　　　　　　　 。 测定0.5000g含铁试样时，用去该标准溶液25.10 ml。计算　　　 和试样中铁以Fe 、Fe3O4表示时的质量分数(%)。 解：已知 滴定反应为： 6Fe2+ +Cr2O72–+14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ +7H2O 用滴定度计算可以不写反应式

  44. =

  45. 例4称取含铝试样0.2035g，溶解后加入0.02069mol/L EDTA标准溶液50.00ml，控制条件使Al3+与EDTA反应完全。然后以0.02002 mol/L ZnSO4标准溶液返滴定，消耗ZnSO4溶液27.20ml，试计算试样中Al2O3的含量（%）。

  46. 解：返滴定法 EDTA(Y)与Al3+的反应（忽略电荷）： Al ＋ Y （定量、过量）= AlY 故 返滴定反应：Zn ＋ Y （剩余）= ZnY 与Al反应的EDTA的摩尔数？ （）

  47. 例 5称取0.4903g基准 K2Cr2O7，溶解定容至100.0ml。取25.00ml此溶液，加入H2SO4和KI。反应完全后，用Na2S2O3溶液滴定所生成的I2。 到达终点时消耗24.95mlNa2S2O3 溶液。求此 Na2S2O3 标准溶液的浓度。 解: 此题为置换滴定法 置换反应： Cr2O72－ + 6I－+14H+ = 2 Cr3+ + 3I2 + 7H2O 滴定反应： I2 + 2S2O32－ = 2I－ + S4O62－

  48. 计量关系： K2Cr2O73I2 6 Na2S2O3 n﹕n = 6﹕1 = 6×(m/M) c == 0.1002 (mol/L)

  49. 例6已知在酸性溶液中，KMnO4与Fe2+反应时，1.00ml KMnO4溶液相当于0.1117g Fe，而10.00ml KHC2O4∙H2C2O4溶液在酸性介质中恰好和2.00ml上述KMnO4溶液完全反应，问需要多少毫升0.2000mol/L NaOH溶液才能与10.00ml KHC2O4∙H2C2O4溶液完全中和？

  50. 解：可分三步 （1）　 + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 故 由式（3-9）得：

More Related