第二章 滴定分析

1、第二章 滴定分析法總論第一節(jié) 概述一、基本概念n滴定分析法是將一種已知其準(zhǔn)確濃度的試劑溶液 (稱為標(biāo)準(zhǔn)溶被)滴加到被測(cè)物質(zhì)的溶液中, 直到化學(xué)反應(yīng)完全時(shí)為止, 然后根據(jù)所用試劑溶液的濃度和體積可以求得被測(cè)組分的含量, 這種方法稱為滴定分析法(或稱容量分析法) 。方法特點(diǎn)：方法特點(diǎn)：1. 加入標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量與被測(cè)物質(zhì)的量恰好是化學(xué)計(jì)量關(guān)系；2. 此法適于組分含量在1%以上各種物質(zhì)的測(cè)定；3. 該法快速、準(zhǔn)確、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便；4用途廣泛。二、滴定分析法的分類 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)組分間的反應(yīng)類型的不同，分為四類:1. 酸堿滴定法以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法 反應(yīng)實(shí)質(zhì)： H+ +

2、OH- H2O2. 配位滴定法以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法 Mg2+ +Y4- MgY2- 產(chǎn)物為配合物3. 氧化還原滴定法以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法。 4. 沉淀滴定法以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法。三、滴定分析法的特點(diǎn)及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求n1. 反應(yīng)要按一定的化學(xué)方程式進(jìn)行，即有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系；n2. 反應(yīng)必須定量進(jìn)行反應(yīng)接近完全（99.9%）；n3. 反應(yīng)速度要快有時(shí)可通過(guò)加熱或加入催化劑方法來(lái)加快反應(yīng)速度；n4. 必須有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定滴定終點(diǎn)簡(jiǎn)便可靠的方法：合適的指示劑。第二節(jié)第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液一、標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液組成的表示方法一、標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液組成的

3、表示方法 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的組成通常用標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的組成通常用物質(zhì)的量濃度表示物質(zhì)的量濃度表示 單單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。 單位單位 mol / L 應(yīng)指明基本單元：原子、分子、離子、電子等。應(yīng)指明基本單元：原子、分子、離子、電子等。AAnCV第二節(jié) 物質(zhì)的量和等物質(zhì)的量反應(yīng)原則n一、物質(zhì)的量n國(guó)際單位制（SI）的基本量之一，符號(hào)是n 。n單位摩爾，符號(hào)mol。n基本單元數(shù)與0.012kg（12g）碳-12的原子數(shù)目相等（阿伏伽德羅常數(shù)，6.021023個(gè)微粒）n注意：使用摩爾單位時(shí)，指明物質(zhì)的基本單元。n基本單元：分子、原子、離子、電子、光子等粒子；也可

4、以是特定的組合（實(shí)際上是不存在的）n二、物質(zhì)的量的有關(guān)導(dǎo)出量n1、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量n摩爾質(zhì)量定義為質(zhì)量 m 除以物質(zhì)的量n 。n摩爾質(zhì)量的符號(hào)為M ， 單位為千克/摩爾（kg/mol） ， 即：n摩爾質(zhì)量M與基本單元的形式有關(guān)。n摩爾質(zhì)量M在數(shù)值上與分子相對(duì)質(zhì)量、原子相對(duì)質(zhì)量的關(guān)系：nM(O)=15.9994g/molnM(H2SO4)=98.09g/molnM(1/2H2SO4)=1/298.09g/mol=49.04g/moln2、物質(zhì)的量的濃度n物質(zhì)的量濃度， 常簡(jiǎn)稱為濃度，是指物質(zhì)的量除以相應(yīng)混合物的體積，以V表示，單位為 摩爾每升， 即（mol/L）n同一種物質(zhì)的溶液，如果基本單元的不

5、同，溶同一種物質(zhì)的溶液，如果基本單元的不同，溶液濃度值也不同。液濃度值也不同。n例題2-1n例題2-2n例題2-3n例題2-4三、等物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則三、等物質(zhì)的量反應(yīng)規(guī)則 設(shè)滴定劑設(shè)滴定劑A與被測(cè)組分與被測(cè)組分B發(fā)生下列反應(yīng)：發(fā)生下列反應(yīng)： aA + bB = cC + dD bannBA:BAnbanABnabn因此有 或 等物質(zhì)的量規(guī)則等物質(zhì)的量規(guī)則 是指對(duì)于一定的化學(xué)反應(yīng)，是指對(duì)于一定的化學(xué)反應(yīng)，如選定適當(dāng)?shù)幕締卧敲丛谌魏螘r(shí)刻所消如選定適當(dāng)?shù)幕締卧?，那么在任何時(shí)刻所消耗的反應(yīng)物的物質(zhì)的量均相等。在滴定分析中，耗的反應(yīng)物的物質(zhì)的量均相等。在滴定分析中，若根據(jù)滴定反應(yīng)選取適當(dāng)?shù)幕締?/p>

6、元，則滴定若根據(jù)滴定反應(yīng)選取適當(dāng)?shù)幕締卧?，則滴定到達(dá)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，被測(cè)組分的物質(zhì)的量就等到達(dá)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，被測(cè)組分的物質(zhì)的量就等于所消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的物質(zhì)的量。于所消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的物質(zhì)的量。n酸堿反應(yīng)以給出或接受一個(gè)酸堿反應(yīng)以給出或接受一個(gè)H+的特定組合作的特定組合作為基本單元；氧化還原反應(yīng)以給出或接受一個(gè)為基本單元；氧化還原反應(yīng)以給出或接受一個(gè)電子電子e的特定組合作為基本單元；的特定組合作為基本單元；EDTA配位配位反應(yīng)和鹵化銀沉淀反應(yīng)通常以參與反應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)和鹵化銀沉淀反應(yīng)通常以參與反應(yīng)物質(zhì)的分子或離子作為基本單元。分子或離子作為基本單元。例如，用HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定Na2CO3時(shí)，

7、滴定反應(yīng)為 2HCl+ Na2CO3=2 NaCl+ CO2+H2O 一分子HCl只能電離一個(gè)H+，Na2CO3在反應(yīng)中實(shí)質(zhì)上是得到2個(gè)H+，以1/2 Na2CO3為一個(gè)基本單元?jiǎng)t，)(2/1)(32HClnCONan23(1/ 2)()nNa COn HCln又如在酸性溶液中用又如在酸性溶液中用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定定Fe2+時(shí)，滴定反應(yīng)為時(shí)，滴定反應(yīng)為第三節(jié)、標(biāo)準(zhǔn)溶液和一般溶液一、標(biāo)準(zhǔn)溶液一、標(biāo)準(zhǔn)溶液1、直接配制法、直接配制法 準(zhǔn)確稱量一定量的用基準(zhǔn)物質(zhì)準(zhǔn)確稱量一定量的用基準(zhǔn)物質(zhì) ，溶解于適，溶解于適量溶劑后定量轉(zhuǎn)入容量瓶中，定容，然后根據(jù)稱量溶劑后定量轉(zhuǎn)入容量瓶中，

8、定容，然后根據(jù)稱取基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可算出該標(biāo)取基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。 基準(zhǔn)試劑具備的條件基準(zhǔn)試劑具備的條件 常用的基準(zhǔn)試劑見表常用的基準(zhǔn)試劑見表2-32、間接配制：、間接配制： 先配制成近似濃度，然后再用基準(zhǔn)物或先配制成近似濃度，然后再用基準(zhǔn)物或標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定,標(biāo)定一般要求至少進(jìn)行標(biāo)定一般要求至少進(jìn)行 3 4 次次平行測(cè)定，相對(duì)偏差在平行測(cè)定，相對(duì)偏差在 0.1 0.2% 之間）之間） 例題例題2-9n標(biāo)準(zhǔn)溶液的保存要求：標(biāo)準(zhǔn)溶液的保存要求：n密閉密閉n低溫冷藏低溫冷藏n避光避光n容器材質(zhì)的選擇容器材質(zhì)的選擇二、一般

9、溶液濃度的表示和配制二、一般溶液濃度的表示和配制 1、質(zhì)量濃度、質(zhì)量濃度n常用單位為常用單位為g/L或或mg/L。n2、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)n3、體積分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)BBmmBBVVBBmVn4、加合濃度、加合濃度n（11）鹽酸）鹽酸n（13）氨水）氨水n前一個(gè)數(shù)值是表示市售溶液體積，后一個(gè)數(shù)值前一個(gè)數(shù)值是表示市售溶液體積，后一個(gè)數(shù)值表示蒸餾水的體積表示蒸餾水的體積第四節(jié) 滴定方式及分析結(jié)果的計(jì)算n一、直接滴定法一、直接滴定法n如果滴定反應(yīng)能完全滿足滴定分析法對(duì)反應(yīng)的如果滴定反應(yīng)能完全滿足滴定分析法對(duì)反應(yīng)的要求，就可以直接滴定。要求，就可以直接滴定。n強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液的酸堿中和滴定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液的酸

10、堿中和滴定n重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液與亞鐵溶液的氧化還原滴定重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液與亞鐵溶液的氧化還原滴定nEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液與金屬離子的滴定反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)溶液與金屬離子的滴定反應(yīng)n二、返滴定（二、返滴定（剩余滴定法） 先準(zhǔn)確加入過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)溶液，使與試先準(zhǔn)確加入過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)溶液，使與試液中的待測(cè)物質(zhì)或固體試樣進(jìn)行反應(yīng)，液中的待測(cè)物質(zhì)或固體試樣進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)完成以后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液待反應(yīng)完成以后，再用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法。滴定剩余的標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法。 適用：反應(yīng)較慢或難溶于水的固體適用：反應(yīng)較慢或難溶于水的固體試樣試樣n三、置換滴定法三、置換滴定法n用一種試劑與待測(cè)物質(zhì)反應(yīng)，使它定量地置換用一種試劑與

11、待測(cè)物質(zhì)反應(yīng)，使它定量地置換出另外一種物質(zhì)，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定置換出物出另外一種物質(zhì)，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定置換出物質(zhì)，最后測(cè)得待測(cè)物含量的滴定法。質(zhì)，最后測(cè)得待測(cè)物含量的滴定法。n 間接碘量法間接碘量法n例題例題2-18n四、間接滴定法四、間接滴定法n當(dāng)某些待測(cè)組分不能直接與標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)時(shí)，當(dāng)某些待測(cè)組分不能直接與標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)時(shí)，可通過(guò)其他的化學(xué)反應(yīng)間接測(cè)定其含量的滴定可通過(guò)其他的化學(xué)反應(yīng)間接測(cè)定其含量的滴定法。法。例：例：Ca2+ CaC2O4沉淀沉淀 H2SO4 KMnO4標(biāo)液標(biāo)液 C2O42- 間接測(cè)定間接測(cè)定n滴定分析法的計(jì)算要點(diǎn)：滴定分析法的計(jì)算要點(diǎn)：n1、寫出化學(xué)反應(yīng)方程式；、寫出化學(xué)反

12、應(yīng)方程式；n2、找出化學(xué)計(jì)量關(guān)系，確定正確的基本單元、找出化學(xué)計(jì)量關(guān)系，確定正確的基本單元n3、選擇正確的計(jì)算公式、選擇正確的計(jì)算公式第五節(jié) 滴定分析儀器n一、滴定管一、滴定管n酸式滴定管、堿式滴定管酸式滴定管、堿式滴定管n50mL、25mL規(guī)格規(guī)格視頻視頻n四、玻璃儀器的校準(zhǔn)四、玻璃儀器的校準(zhǔn)n1、絕對(duì)校準(zhǔn)法（稱量法）、絕對(duì)校準(zhǔn)法（稱量法）n2、相對(duì)校準(zhǔn)法、相對(duì)校準(zhǔn)法練習(xí)冊(cè)P17n4、解題思路、解題思路:n 涉及的化學(xué)反應(yīng)類型有配位反應(yīng)、置換反涉及的化學(xué)反應(yīng)類型有配位反應(yīng)、置換反應(yīng)。應(yīng)。n實(shí)驗(yàn)第一步：鋁鹽試樣溶解后，鉍、銅、鋅、實(shí)驗(yàn)第一步：鋁鹽試樣溶解后，鉍、銅、鋅、鋁等金屬元素變成相應(yīng)的離

13、子，加入過(guò)量的鋁等金屬元素變成相應(yīng)的離子，加入過(guò)量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，標(biāo)準(zhǔn)溶液，在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，EDTA充分與這些金屬離子發(fā)生配位反應(yīng)，上充分與這些金屬離子發(fā)生配位反應(yīng)，上述金屬離子轉(zhuǎn)換為金屬配合物。述金屬離子轉(zhuǎn)換為金屬配合物。n實(shí)驗(yàn)第二步：過(guò)量的實(shí)驗(yàn)第二步：過(guò)量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液用鋅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液用鋅離子標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定終點(diǎn)時(shí)，可以認(rèn)為溶液中既沒有簡(jiǎn)單的金屬滴定，滴定終點(diǎn)時(shí)，可以認(rèn)為溶液中既沒有簡(jiǎn)單的金屬離子，又不存在離子，又不存在EDTA。n實(shí)驗(yàn)第三步：向溶液中再加入實(shí)驗(yàn)第三步：向溶液中再加入KF試劑，發(fā)生的置換反應(yīng)。試劑，發(fā)生的置換反應(yīng)。n實(shí)驗(yàn)第四步：置換

14、反應(yīng)的產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)第四步：置換反應(yīng)的產(chǎn)物Y4-與與Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液發(fā)生配標(biāo)準(zhǔn)溶液發(fā)生配位反應(yīng)位反應(yīng)444AlYFAlFY422YZnZnYn計(jì)算公式：22-3()()=0.02056 25.02 1026.98=0.057330.2421AlZnc ZnVM AlmAlmm鋁鹽鋁鹽）練習(xí)冊(cè)P17n5、解題思路：、解題思路：n（1）鐵礦石中鐵元素的存在形式可能有：?jiǎn)钨|(zhì)）鐵礦石中鐵元素的存在形式可能有：?jiǎn)钨|(zhì)鐵、氧化亞鐵（鐵、氧化亞鐵（ FeO）、三氧化鐵（）、三氧化鐵（Fe2O3）、）、四氧化三鐵（四氧化三鐵（ Fe3O4）。）。n（2）鐵礦石經(jīng)處理后，鐵元素最終轉(zhuǎn)化為亞鐵）鐵礦石經(jīng)處理后，鐵元素最終轉(zhuǎn)化為亞鐵離子（離子（Fe2+）。）。n（3）含亞鐵離子的試樣溶液與重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶）含亞鐵離子的試樣溶液與重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液發(fā)生氧化還原滴定，此滴定的基本單元為：液發(fā)生氧化還原滴定，此滴定的基本單元為：n1個(gè)個(gè)Fe2+為基本單元，為基本單元，1/6K2Cr2O7為基本單元為基本單元2272