定量分析化學基礎

1、本章教學要求1、掌握定量分析方法的分類、定量分析的一、掌握定量分析方法的分類、定量分析的一 般步驟和分析結(jié)果的表示法。般步驟和分析結(jié)果的表示法。2、掌握有效數(shù)字的表示方法及運算規(guī)則；熟、掌握有效數(shù)字的表示方法及運算規(guī)則；熟 悉有效數(shù)字在定量分析中的應用。悉有效數(shù)字在定量分析中的應用。3、熟悉定量分析誤差的來源、表示法及減免、熟悉定量分析誤差的來源、表示法及減免 方法。熟悉提高分析結(jié)果準確度的方法。方法。熟悉提高分析結(jié)果準確度的方法。本章教學要求4、熟悉滴定分析法的特點、滴定分析法的主、熟悉滴定分析法的特點、滴定分析法的主 要分析方法，掌握常用滴定方式。要分析方法，掌握常用滴定方式。5、掌握基準

2、物質(zhì)應具備的條件。掌握標準溶、掌握基準物質(zhì)應具備的條件。掌握標準溶 液濃度的表示法，學會標準溶液的配制方液濃度的表示法，學會標準溶液的配制方 法及標定。法及標定。6、掌握滴定分析法的有關(guān)計算。、掌握滴定分析法的有關(guān)計算。1. 分析化學分析化學:2. 分析化學的任務：分析化學的任務： 鑒定物質(zhì)的化學組成鑒定物質(zhì)的化學組成 測定各組分的相對含量測定各組分的相對含量 確定物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)確定物質(zhì)的化學結(jié)構(gòu)定性分析定性分析定量分析定量分析結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析第一節(jié)第一節(jié) 定量分析概述定量分析概述常量分析常量分析 半微量分析半微量分析 微量分析微量分析 超微量分析超微量分析試樣的質(zhì)量試樣的質(zhì)量 試樣的體積試樣

3、的體積 0.1g 10ml0.10.01g 101ml100.1mg 10.01ml1%0.011% 0.2g RE 20ml RE Q計計 20.60應保留應保留（二）（二）G檢驗法（格魯布斯法）檢驗法（格魯布斯法）步驟：步驟：1、計算、計算G值：值：SxxG疑計2、查、查G值表，若值表，若G計計G表表，則舍棄。，則舍棄。 否則保留。否則保留。SolutionExample 某學生測得某學生測得HCl的濃度（的濃度（mol/L)：0.1008；0.1010；0.1012；0.1018； 問：用問：用G檢檢驗法判斷驗法判斷0.1018是否保留？（置信度為是否保留？（置信度為95%）1012.

4、041018. 01012. 01010. 01008. 0 x00044. 0140006. 00000. 00002. 00004. 02222S37. 100044. 01012. 01018. 0SxxG疑計查查G表：當表：當n=4，置信度為，置信度為95%時，時，G = 1.46 G計計 0.1018應保留應保留一、滴定分析法的基本概念和主要方法：一、滴定分析法的基本概念和主要方法：1.滴定分析：滴定分析：將滴定液用滴定管加到待測溶液將滴定液用滴定管加到待測溶液 中，直至滴定劑的溶質(zhì)與待測組中，直至滴定劑的溶質(zhì)與待測組 分按化學計量關(guān)系定量反應完全分按化學計量關(guān)系定量反應完全 為止，

5、根據(jù)滴定液的濃度和用量為止，根據(jù)滴定液的濃度和用量 計算待測組分含量的分析方法。計算待測組分含量的分析方法。2.滴定液：滴定液：已知準確濃度的溶液。已知準確濃度的溶液。第三節(jié)第三節(jié) 滴定分析法概論滴定分析法概論（一）基本概念：（一）基本概念：4.化學計量點：化學計量點：當?shù)味▌┖痛郎y組分的物質(zhì)的當?shù)味▌┖痛郎y組分的物質(zhì)的 量正好符合化學反應式所表示的化學計量量正好符合化學反應式所表示的化學計量 關(guān)系時，即達到定量反應的理論平衡點關(guān)系時，即達到定量反應的理論平衡點5.指示劑：指示劑：借助顏色變化作為判斷化學計量點借助顏色變化作為判斷化學計量點 的輔助試劑。的輔助試劑。6.滴定終點滴定終點: 滴定

6、過程中，指示劑發(fā)生顏色變化滴定過程中，指示劑發(fā)生顏色變化 的轉(zhuǎn)變點，即停止滴定的點的轉(zhuǎn)變點，即停止滴定的點.7.終點誤差：終點誤差：滴定終點與化學計量點不一致造成滴定終點與化學計量點不一致造成 的誤差。的誤差。 3.滴定：滴定：將滴定液由滴定管加到待測物質(zhì)溶將滴定液由滴定管加到待測物質(zhì)溶 液中的操作過程。液中的操作過程。滴定反應的特點：滴定反應的特點：1、儀器簡單、價廉：滴定管、錐形瓶、儀器簡單、價廉：滴定管、錐形瓶2、操作簡便、快速：有利于進行多次、操作簡便、快速：有利于進行多次 平行測定。平行測定。 3、適用范圍廣：、適用范圍廣： 準確度高：相對誤差不大于準確度高：相對誤差不大于0.2%5

7、、用于常量組分分析的測定；、用于常量組分分析的測定；（二）滴定分析法的主要方法（二）滴定分析法的主要方法1、酸堿滴定法：、酸堿滴定法： 以質(zhì)子傳遞反應為基礎的滴定分析法。以質(zhì)子傳遞反應為基礎的滴定分析法。2、沉淀滴定法：、沉淀滴定法： 以沉淀反應為基礎的滴定分析法以沉淀反應為基礎的滴定分析法 。 3、配位滴定法：、配位滴定法： 以配位反應為基礎的滴定分析法。以配位反應為基礎的滴定分析法。4、氧化還原滴定法：、氧化還原滴定法： 以氧化還原反應為基礎的滴定分析法。以氧化還原反應為基礎的滴定分析法。（一）對化學反應的要求：（一）對化學反應的要求：1、反應必須定量完成，反應完全度達、反應必須定量完成，

8、反應完全度達99.9% 以上。以上。2、反應必須迅速完成；可加熱或加入催化反應必須迅速完成；可加熱或加入催化 劑提高反應速率。劑提高反應速率。3、有適當簡便的、有適當簡便的方法方法確定滴定終點。確定滴定終點。二、對化學反應的要求和滴定方式：二、對化學反應的要求和滴定方式： （ 適用于滴定分析的反應應具備的條件）適用于滴定分析的反應應具備的條件）（二）滴定分析法的主要滴定方式（二）滴定分析法的主要滴定方式1.直接滴定法：直接滴定法：凡能滿足滴定分析要求的化學反應，凡能滿足滴定分析要求的化學反應，可用標準溶液直接滴定被測物質(zhì)。（最常用）可用標準溶液直接滴定被測物質(zhì)。（最常用） 特點：簡便、快捷、引

9、入誤差的因素少特點：簡便、快捷、引入誤差的因素少2.返滴定法：返滴定法：特點：需要兩種滴定液，引入誤差的因素較多特點：需要兩種滴定液，引入誤差的因素較多3、置換滴定法：、置換滴定法：先加入適當試劑與被測物質(zhì)起先加入適當試劑與被測物質(zhì)起作用，置換出一定量的另一能被直接滴定的物作用，置換出一定量的另一能被直接滴定的物質(zhì)，再用適當?shù)牡味ㄒ旱味ù松晌锏姆椒?。質(zhì)，再用適當?shù)牡味ㄒ旱味ù松晌锏姆椒ā?適用于待測組分與滴定液的反應不按一定適用于待測組分與滴定液的反應不按一定的方式進行或有副反應存在的滴定。的方式進行或有副反應存在的滴定。4、間接滴定法：、間接滴定法：將試樣通過一定的化學反應將試樣通過一定

10、的化學反應后，再用適當?shù)牡味ㄒ旱味ǚ磻a(chǎn)物的方法。后，再用適當?shù)牡味ㄒ旱味ǚ磻a(chǎn)物的方法。 適用于待測組分不能與滴定液直接反應的適用于待測組分不能與滴定液直接反應的滴定。滴定。三、基準物質(zhì)與滴定液三、基準物質(zhì)與滴定液2. 基準物質(zhì)應該符合下列條件：基準物質(zhì)應該符合下列條件：1）試劑組成和化學式完全相符。）試劑組成和化學式完全相符。2）試劑的純度高：應在）試劑的純度高：應在99.9%以上；分析純以上；分析純3）試劑性質(zhì)穩(wěn)定：）試劑性質(zhì)穩(wěn)定：不分解、不風化、不潮解、不分解、不風化、不潮解、 不吸收空氣的二氧化碳、不被空氣氧化等不吸收空氣的二氧化碳、不被空氣氧化等4）具有較大的摩爾質(zhì)量，稱量誤差較小

11、。）具有較大的摩爾質(zhì)量，稱量誤差較小。 （一）基準物質(zhì)（一）基準物質(zhì)1.定義：能用于直接配制或標定滴定液的物質(zhì)。定義：能用于直接配制或標定滴定液的物質(zhì)。實驗室常用試劑分類實驗室常用試劑分類級別級別 1級級 2級級 3級級 4級級中文名中文名 優(yōu)級純優(yōu)級純 分析純分析純 化學純化學純 化學用化學用英文標志英文標志 GR AR CP BR標簽顏色標簽顏色 綠綠 紅紅 藍藍 咖啡色咖啡色 用途 精密分析 定量分析 教學實驗 輔助試劑（二）滴定液的配制：（二）滴定液的配制：1.直接配制法：準確稱取一定量的基準物質(zhì)，直接配制法：準確稱取一定量的基準物質(zhì)，溶解后溶解后定量轉(zhuǎn)移到容量瓶定量轉(zhuǎn)移到容量瓶中，稀

12、釋至一定體積，中，稀釋至一定體積，根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可計算根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可計算出該標準溶液準確濃度。出該標準溶液準確濃度。步驟：基準物步驟：基準物分析天平分析天平容量瓶容量瓶例如例如配配0.02000mol/LK2Cr2 O7 250.0mL，用分析天平稱用分析天平稱1.4709g溶解后轉(zhuǎn)入溶解后轉(zhuǎn)入250.0mL容量容量瓶。瓶。2、間接配制法：、間接配制法： 先配制成接近所需濃度的溶液，再用先配制成接近所需濃度的溶液，再用另一標準溶液來標定。另一標準溶液來標定。達不到基準物質(zhì)的要求達不到基準物質(zhì)的要求。間接配制（步驟）：間接配制（步驟）：（1）配制溶液配制

13、溶液：配制成近似所需濃度的溶液。：配制成近似所需濃度的溶液。（2）標定：用基準物或另一種已知濃度的標準）標定：用基準物或另一種已知濃度的標準 溶液來滴定。溶液來滴定。（3）確定濃度：由基準物質(zhì)量（或體積、）確定濃度：由基準物質(zhì)量（或體積、 濃度）計算確定之。濃度）計算確定之。滴定液的標定：滴定液的標定：標定標定：利用基準物質(zhì)或已知準確濃度的溶液：利用基準物質(zhì)或已知準確濃度的溶液 來確定滴定液濃度的操作過程。來確定滴定液濃度的操作過程。1、基準物質(zhì)標定法：、基準物質(zhì)標定法：（1）多次稱量法多次稱量法：用遞減稱量法精密稱取基準：用遞減稱量法精密稱取基準物質(zhì)物質(zhì)23份，分別溶于適量的純化水中，然后用

14、份，分別溶于適量的純化水中，然后用待測溶液滴定。待測溶液滴定。（2）移液管法移液管法：精密稱取一份基準物質(zhì)，配制：精密稱取一份基準物質(zhì)，配制成一定體積的溶液。用移液管取出成一定體積的溶液。用移液管取出23份溶液，份溶液，用待測溶液滴定。用待測溶液滴定。2、滴定液比較法：、滴定液比較法：用滴定液來測定待標定溶液的準確濃度。用滴定液來測定待標定溶液的準確濃度。如：用標準如：用標準HCl標定標定NaOH標準溶液。標準溶液。 或用或用NaOH標準標定標準標定 HCl標準溶液。標準溶液。 顯然，這種方法不及直接標定的方法好，顯然，這種方法不及直接標定的方法好，因為標準溶液的濃度不準確就會直按影響待因為標

15、準溶液的濃度不準確就會直按影響待標定溶液濃度的準確性。因此，標定時應盡標定溶液濃度的準確性。因此，標定時應盡量采用直接標定法。量采用直接標定法。（三）滴定液濃度的表示方法：（三）滴定液濃度的表示方法：1、物質(zhì)的量濃度：、物質(zhì)的量濃度：CBVMmVnCBBBB/2、滴定度：、滴定度：（1）TB：每毫升滴定液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量。：每毫升滴定液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量。 單位：單位：g/ml（2）TT/A：每毫升滴定液相當于待測物質(zhì)：每毫升滴定液相當于待測物質(zhì) 的質(zhì)量。單位：的質(zhì)量。單位：g/mlExampleSolution 欲配制欲配制0.1000mol/L的鄰苯二甲酸的鄰苯二甲酸氫鉀（氫鉀（KHC8H4

16、O4）溶液）溶液100.0mL，應取該物質(zhì)，應取該物質(zhì)多少克？多少克？molgMB/4 .204VMmCBBB/gMVCmBB044. 24 .2041000. 01000. 0應取鄰苯二甲酸氫鉀應取鄰苯二甲酸氫鉀2.044克?？?。ExampleSolution 欲配制欲配制50.00ml 0.1000mol.L-1的硼砂溶的硼砂溶液，需取液，需取Na2B4O7.10H2O多少克？多少克？VMmCBBB/molgMB/4 .381gMVCmBB9069. 14 .38105000. 01000. 0ExampleSolution 用用 的的HCl標準溶液滴定標準溶液滴定Na2CO3溶液，消耗溶

17、液，消耗HCl溶液溶液24.12ml，求，求Na2CO3的質(zhì)量。的質(zhì)量。mlgTCONaHCl/003254. 032/mlgTCONaHCl/003254. 032/（ 1ml HCl標準溶液能與標準溶液能與0.003254g的的Na2CO3完全作用。）完全作用。）gmlmlgVTmTATB07849. 012.24/003254. 0/（四）常用滴定分析儀器：（四）常用滴定分析儀器：容量瓶容量瓶吸量管吸量管錐形瓶錐形瓶移液管移液管 酸式滴定管酸式滴定管燒杯燒杯量筒量筒滴定分析中的體積測量：滴定分析中的體積測量：常用容量分析儀器常用容量分析儀器: 容量瓶容量瓶(量入式量入式) 移液管移液管(

18、量出式量出式) 滴定管滴定管(量出式量出式)四、滴定分析計算四、滴定分析計算（一）滴定反應物質(zhì)之間的化學計量關(guān)系：（一）滴定反應物質(zhì)之間的化學計量關(guān)系：tannTA:tT + aA P滴定劑滴定劑 待測物待測物 生成物生成物1、完全反應時，物質(zhì)的量比為：、完全反應時，物質(zhì)的量比為：TAntan ATnatn 或者或者2、滴定液與被測物質(zhì)皆用濃度表示時：、滴定液與被測物質(zhì)皆用濃度表示時：VCnTTAAVCtaVC3、被測物質(zhì)用質(zhì)量表示時：、被測物質(zhì)用質(zhì)量表示時：TTAAVCtaMmATTAMVCtamMmn 或者或者4、C與與TB、TT/A的換算：的換算：BBBMTC310310BBBMCT或者

19、或者Example 1Solution 用濃度為用濃度為0.1032mol/L NaOH的的滴定液標定滴定液標定25.00ml HCl溶液。終點時消耗溶液。終點時消耗NaOH滴定液滴定液24.15ml，求CHCl。NaOH + HCl = NaCl + H2ONaOHHClnnNaOHNaOHHClHClVCVC15.241032.000.25HClCLmolCHCl/09969.0Example 2Solution 用無水碳酸鈉為基準物質(zhì)標定鹽用無水碳酸鈉為基準物質(zhì)標定鹽酸滴定液，酸滴定液，3次實驗結(jié)果如下：次實驗結(jié)果如下：無水碳酸鈉的質(zhì)量：無水碳酸鈉的質(zhì)量：0.1204 0.1209 0.

20、1225消耗鹽酸的體積：消耗鹽酸的體積： 21.87 21.97 22.28求鹽酸濃度的平均值和相對平均偏差。求鹽酸濃度的平均值和相對平均偏差。Na2CO3+ 2HCl = NaCl + H2O + CO2AATTMmatVCTAAVMmatC1Lmol /1039. 01087.210 .1061204. 0123LmolVMmatCTAA/1038. 01097.210 .1061209. 01232LmolVMmatCTAA/1037. 01028.220 .1061225. 01233LmolC/1038. 031037. 01038. 01039. 0Lmold/0001. 0300

21、01. 00000. 00001. 0%1 . 0%1001038. 00001. 0RdExample 3Example 3Solution 已知已知CHCl=0.1000mol/L，計算，計算THCl及及THCl/CaO310HClHClHClMCT3/10CaOHClCaOHClMCtaT)/(003646.01046.361000.03mlgOHCaClCaOHCl222HClCaOnn21)/(002800.01000.561000.0213mlgExample 4Solution 為了分析食醋中為了分析食醋中HAc的含量，移取試樣的含量，移取試樣10.00ml 用用0.3024 mol /LNaOH標準溶液滴定，用去標準溶液滴定，用去20.17 ml。已知食醋的密度為。已知食醋的密度為1.055 gcm-3，計算試樣，計算試樣中中HAc的質(zhì)量分數(shù)。的質(zhì)量分數(shù)。%10010%3SMVCtaAATT%47. 3%100055. 100.101005.6017.203024. 0%3HAcExamp