高等分析化學(xué)第一章141516

1、第一章第一章 分析化學(xué)基礎(chǔ)分析化學(xué)基礎(chǔ)1-1 1-1 分析化學(xué)的任務(wù)和作用分析化學(xué)的任務(wù)和作用1-2 1-2 分析化學(xué)的分類分析化學(xué)的分類1-3 1-3 化學(xué)分析的過程化學(xué)分析的過程1-4 1-4 滴定分析滴定分析滴定分析法也稱為容量分析法滴定分析法也稱為容量分析法 滴定劑滴定劑 titranttitrant 滴定滴定 titrationtitration 化學(xué)計量點化學(xué)計量點 stoichiometric point 加入的滴定劑的量與被測物質(zhì)的加入的滴定劑的量與被測物質(zhì)的量之間恰好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示量之間恰好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的化學(xué)計量關(guān)系時，化學(xué)反應(yīng)就達的化學(xué)計量關(guān)系時，化學(xué)反應(yīng)就達

2、到了化學(xué)計量點。到了化學(xué)計量點。 終點終點：end point是指示劑恰好發(fā)生顏色變化的轉(zhuǎn)變是指示劑恰好發(fā)生顏色變化的轉(zhuǎn)變點。點。 終點誤差終點誤差 end error分類分類 classificationclassification1. 酸堿滴定法酸堿滴定法 acid-base titrations2. 絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法 complexometric titrations3.沉淀滴定法沉淀滴定法 precipitation titrations4.氧化還原滴定法氧化還原滴定法 redox titrations特點特點1. 適用于常量分析；適用于常量分析；2. 準(zhǔn)確度高；準(zhǔn)確度高；3. 儀

3、器設(shè)備簡單；儀器設(shè)備簡單；4. 應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。一、滴定分析法對化學(xué)反應(yīng)的要求一、滴定分析法對化學(xué)反應(yīng)的要求1. 反應(yīng)要完全；反應(yīng)要完全；2. 反應(yīng)速度要快；反應(yīng)速度要快；3. 反應(yīng)要按一定的反應(yīng)式進行；反應(yīng)要按一定的反應(yīng)式進行；4. 要能確定反應(yīng)的化學(xué)計量點。要能確定反應(yīng)的化學(xué)計量點。二、滴定方式二、滴定方式1. 直接滴定法：直接滴定法：能滿足上述要求的反應(yīng)。能滿足上述要求的反應(yīng)。2.返滴定法：返滴定法：反應(yīng)速度很慢、或沒有合適的反應(yīng)速度很慢、或沒有合適的指示劑。例：絡(luò)合滴定法測定鋁。往試液指示劑。例：絡(luò)合滴定法測定鋁。往試液中加入中加入edta標(biāo)液，加熱煮沸標(biāo)液，加熱煮沸: al3+

4、+ h2y2- = aly- + 2h+ (一定量、過量） 用用zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的edta： zn2+ + h2y2- = zny2- + 2h+ calval = cyvy cznvzn例：測定例：測定caco3試樣中試樣中ca2+的含量：的含量： caco3 + 2hcl = cacl2 + h2o + co2 (一定量、過量）一定量、過量）naoh + hcl = nacl + h2o （剩余）（剩余） 3. 間接滴定：間接滴定：例如：氧化還原法測定例如：氧化還原法測定ca2+的濃度：的濃度： ca2+ + c2o42- = cac2o4 cac2o4 + h2

5、so4 = caso4 + h2c2o4 2mno4- + 5h2c2o4 + 6h+ = 2mn2+ + 10co2 + 8h2o4.4.置換滴定法：置換滴定法：n例例：k2cr2o7基準(zhǔn)物質(zhì)用于標(biāo)定基準(zhǔn)物質(zhì)用于標(biāo)定na2s2o3的的濃度，稱取一定量的濃度，稱取一定量的k2cr2o7，在酸性溶液，在酸性溶液中，與過量中，與過量ki反應(yīng)：反應(yīng)： cr2o72- + 6i- + 14h+= 2cr3+ +3i2+7h2on用待標(biāo)定的用待標(biāo)定的na2s2o3溶液滴定被置換出溶液滴定被置換出i2： 2s2o32- + i2 = s4o62- + 2i-n根據(jù)滴定所消耗的根據(jù)滴定所消耗的na2s2o3

6、溶液體積、稱取溶液體積、稱取的的k2cr2o7的重量即可求出的重量即可求出na2s2o3的濃度。的濃度。三、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法三、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液：是一種已知準(zhǔn)確濃度的溶液。是一種已知準(zhǔn)確濃度的溶液。基準(zhǔn)物質(zhì)基準(zhǔn)物質(zhì) 是能用于直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液是能用于直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。的物質(zhì)?；鶞?zhǔn)物質(zhì)必須符合以下要求：基準(zhǔn)物質(zhì)必須符合以下要求：1. 純度高；純度高；2. 組成與化學(xué)式符合；組成與化學(xué)式符合；3. 性質(zhì)穩(wěn)定；性質(zhì)穩(wěn)定；4. 無副反應(yīng)；無副反應(yīng)；5. 有比較大的摩爾質(zhì)量。有比較大的摩爾質(zhì)量。基準(zhǔn)物質(zhì)基準(zhǔn)物質(zhì)滴定反應(yīng)類型滴定反應(yīng)類型標(biāo)定對象標(biāo)定對象名

7、稱名稱化學(xué)式化學(xué)式碳酸氫鈉nahco3酸堿滴定酸十水合碳酸鈉na2co310h2o酸堿滴定酸硼砂na2b4o710h2o酸堿滴定酸鄰苯二甲酸氫鉀 khc8h4o4酸堿滴定堿二水合草酸h2c2o42h2o酸堿滴定氧化還原滴定堿kmno4重鉻酸鉀k2cr2o7氧化還原滴定還原劑草酸鈉na2c2o4氧化還原滴定氧化劑碳酸鈣caco3絡(luò)合滴定edta鋅zn絡(luò)合滴定edta氧化鋅zno絡(luò)合滴定edta氯化鈉nacl沉淀滴定agno3硝酸銀agno3沉淀滴定氯化物標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定1. 直接法直接法用基準(zhǔn)試劑配制，例如：k2cr2o7、na2c2o4;2. 標(biāo)定法（間接配制法）標(biāo)定法

8、（間接配制法）配制成近似所需濃度的溶液。用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定。由基準(zhǔn)物質(zhì)量（或標(biāo)準(zhǔn)溶液體積、濃度），計算確定之。例如，配制kmno4標(biāo)準(zhǔn)溶液可用na2c2o4標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。1-5 基本單元基本單元 在酸堿反應(yīng)中，常以 naoh、 hcl、 h2so4等為基本單元； 在氧化還原反應(yīng)中，常以 na2s2o3、 kmno4、 k2cr2o7等為基本單元；5161n可根據(jù)滴定反應(yīng)確定基本單元；可根據(jù)滴定反應(yīng)確定基本單元；n例：用例：用h2so4標(biāo)液滴定標(biāo)液滴定naoh，nh2so4 + 2naoh = na2so4 + 2h2on每摩爾每摩爾h2so4可給出可給出2mol h+n則

9、在酸堿滴定中常選則在酸堿滴定中常選1/2h2so4作硫酸的基作硫酸的基本單元；本單元；n若某溶液中若某溶液中h2so4的摩爾濃度為的摩爾濃度為0.0100mol/l，n則該溶液中則該溶液中1/2h2so4的摩爾濃度為的摩爾濃度為0.0200mol/l；n酸堿滴定反應(yīng)到達計量點時：酸堿滴定反應(yīng)到達計量點時：c(1/2h2so4)v(1/2h2so4) = c(naoh)v(naoh) n以以h2so4為基本單元表示為基本單元表示h2so4的物質(zhì)量的物質(zhì)量時，以時，以 n(h2so4) 表示；表示；n以以1/2h2so4為基本單元表示為基本單元表示h2so4的物的物質(zhì)量時，以質(zhì)量時，以 n(1/2

10、h2so4) 表示。表示。n在氧化還原反應(yīng)中，常采用的基本單元：在氧化還原反應(yīng)中，常采用的基本單元： na2s2o3、1/2na2c2o4 、 1/5kmno4、1/6k2cr2o7n 物質(zhì)物質(zhì)b的基本單元的基本單元b/zb, z物質(zhì)物質(zhì)b在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的h+數(shù)，或得數(shù)，或得失失 的電子數(shù)；的電子數(shù)； b 化學(xué)式化學(xué)式例例1：已知：已知k2cr2o7的化學(xué)式量的化學(xué)式量=294.18，配制，配制1000毫升含有毫升含有51.01克克k2cr2o7的水溶液，計的水溶液，計算算:（1）用）用k2cr2o7為基本單元時的濃度；為基本單元時的濃度；（2）計算該溶液在強酸性介質(zhì)中能氧化多少）

11、計算該溶液在強酸性介質(zhì)中能氧化多少摩爾的摩爾的fe2+?（3）計算以）計算以1/6k2cr2o7為基本單元的濃度。為基本單元的濃度。解：（解：（1）)mol(1700. 018.29401.50)ocrk(722n)mol/l(1700. 0)ocrk(722c)mol/l(020. 1)ocrk61(722c)mol(020. 103.4901.5018.2946101.50)ocrk61(722n（2） cr2o72-+6fe2+14h+ 2cr3+6fe3+ +7h2o 1mol k2cr2o7可以氧化可以氧化6mol fe2+, 因此，因此，0.1700mol k2cr2o7 可以氧化

12、可以氧化 6 0.1700 = 1.020mol fe2+(3)?31606(g). 0158.03510.01000)kmno(4mmol/l002000. 003.15831606. 0)kmno(4c例例 2 ： 有： 有 1 升升 k m n o4溶 液 ， 其 濃 度 為溶 液 ， 其 濃 度 為c(1/5kmno4) = 0.01000mol/l，kmno4的的化學(xué)式量為化學(xué)式量為158.03，則溶液中，則溶液中m(kmno4) =? c(kmno4) = ?解：解：1升溶液中溶質(zhì)升溶液中溶質(zhì)kmno4的質(zhì)量為：的質(zhì)量為：以以kmno4作為基本單元的摩爾濃度為：作為基本單元的摩爾濃

13、度為：物質(zhì)的量與質(zhì)量的關(guān)系為：mb 物質(zhì)b的質(zhì)量；mb .摩爾質(zhì)量。bbbmmn1-6 滴定分析中的計算滴定分析中的計算一、物質(zhì)的量濃度一、物質(zhì)的量濃度nb 物質(zhì)的物質(zhì)的量（mol）；v 溶液體積。vncbbvcnbbbbbbbvmcmnm二、滴定度二、滴定度 是指每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量（克數(shù)），以符號a/b表示。被測物質(zhì)；標(biāo)準(zhǔn)溶液； a/b的單位為g/mlbabavmt/三、等物質(zhì)的量規(guī)則三、等物質(zhì)的量規(guī)則 在滴定反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)達到化學(xué)計量點時，所消耗的兩反應(yīng)物的物質(zhì)的量相等。 na = nb 或 cava = cbvb ca 待測物質(zhì)的量濃度 va 體積 ma .質(zhì)量 ma 摩

14、爾質(zhì)量 cb 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度vb 體積 h2so4 + 2naoh = na2so4 + 2h2o c( h2so4) v( h2so4) = c(naoh) v(naoh) naoh + hcl = nacl + h2o c(naoh) v(naoh) = c(hcl) v(hcl)5c2o42- +mno4- +16h+ = mn2+ +10co2 + 8h2o c( na2c2o4) v( na2c2o4) = c( kmno4) v( kmno4)四、換算因數(shù)法四、換算因數(shù)法 是指當(dāng)?shù)味ǚ磻?yīng)達到化學(xué)計量點時，根據(jù)反應(yīng)方程式中兩種反應(yīng)物的計量系數(shù)之比進行計算。計量系數(shù)的比值就叫做換算因數(shù)。 aa + bb = cc + dd na : nb = a : b (cava) : (cbvb) = a : b cavab = cbvba bbaavcbavcca 被測物質(zhì)的濃度；va 體積；cb 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度；vb .體積；ma 被測物質(zhì)的質(zhì)量；ma 摩爾質(zhì)量。當(dāng)vb的單位采用ml時：例： ca2+ + c2o42- = cac2o4 cac2o4 + 2h+ = h2c2o4 + ca2+2mno4- + 5c2o42- +16h+ = 2mn2+ +10co2 + 8h2o n(ca) : n