第 03 章 滴定分析

第三章

滴定分析§3.1滴定分析概述titrimetricanalysis§3.2

滴定分析法的分類(lèi)與滴定

反應(yīng)的條件§3.3

標(biāo)準(zhǔn)溶液§3.4

標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法§3.5

滴定分析結(jié)果的計(jì)算2023/2/62023/2/62023/2/6§3.1滴定分析概述3.1.1

概述

滴定分析法(titrimetricdetermination)

用滴定管將標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到待測(cè)物的溶液中，通過(guò)指示劑指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和所消耗的體積，算出待測(cè)組分的含量。傳統(tǒng)分析方法；適用于常量分析；特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、費(fèi)用低；動(dòng)畫(huà)2023/2/63.1.2

基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)溶液(standardsolution)基準(zhǔn)物(primarystandard

)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(stoichiometricpoint)指示劑(

indicator)滴定曲線(titrationcurve)滴定終點(diǎn)(endpoint)終點(diǎn)誤差(endpointerror)

滴定終點(diǎn)與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)不一定能恰好重合，存在很小的差別，由此而引起的誤差稱(chēng)為終點(diǎn)誤差。2023/2/6§3.2滴定分析法的分類(lèi)與滴定反應(yīng)的條件3.2.1

滴定分析法分類(lèi)（按照化學(xué)反應(yīng)分類(lèi)）(1)酸堿滴定法(中和法)：以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)。

H+＋B-

＝HB(2)沉淀滴定法（容量沉淀法）；以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)。

Ag+＋Cl-

＝AgC1↓(3)配位滴定法（絡(luò)合滴定法）：以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)。

M2+＋Y4-

＝MY2-(4)氧化還原滴定法：以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)。

MnO4-

+5Fe2++8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O2023/2/6按滴定方式分類(lèi)：(1)直接滴定例:強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿。(2)間接滴定例：氧化還原法測(cè)定鈣。(3)返滴定法例：配位滴定法測(cè)定鋁。(4)置換滴定法例：AlY→AlF62-+Y4-→

ZnY2023/2/63.2.2滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求1.反應(yīng)定量完成2.反應(yīng)速率快3.有比較簡(jiǎn)便的方法確定反應(yīng)終點(diǎn)滿足以上條件可進(jìn)行直接滴定，否則：不滿足（1）時(shí)：采用間接法，如碘量法；不滿足（2）時(shí)：采用反滴定法,如配位滴定法測(cè)定鋁；不滿足（3）時(shí)：采用其他方法，如電位滴定。2023/2/6§3.3標(biāo)準(zhǔn)溶液3.3.1

直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液可用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)，應(yīng)具備的條件：

1.物質(zhì)必須具有足夠的純度，即含量≥99.9%；2.物質(zhì)的組成與化學(xué)式應(yīng)完全符合；3.穩(wěn)定。2023/2/62.標(biāo)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取基準(zhǔn)物，溶解后，滴定。3.3.2間接配制（步驟）1.配制溶液

配制成近似所需濃度的溶液。3.確定濃度

由基準(zhǔn)物質(zhì)量和滴定液體積計(jì)算之。2023/2/6基準(zhǔn)物應(yīng)滿足的條件：(1)反應(yīng)定量完成(2)反應(yīng)速率快(3)有比較簡(jiǎn)便的方法確定反應(yīng)終點(diǎn)(4)具有較大的摩爾質(zhì)量為什么？標(biāo)定NaOH：采用：鄰苯二甲酸氫鉀？草酸？2023/2/6§3.4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度表示法1.物質(zhì)的量濃度（簡(jiǎn)稱(chēng)濃度）

——單位體積溶液所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量（nB）。V：溶液的體積。應(yīng)指明基本單元：原子、分子、離子、電子或他們的組合。單位為mol·L-1。2023/2/62.滴定度

——與每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)組分的質(zhì)量。

表示法：T待測(cè)物/滴定劑單位：g·mL-1例：測(cè)定鐵含量的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度表示：或表示：lmLKMnO4溶液相當(dāng)于0.005682g鐵，1mL的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液能把0.005682gFe2+→Fe3+。適用于工業(yè)生產(chǎn)中批量分析：

m(Fe)＝T·V。若:2023/2/6例題：求0.1000mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)H2C2O4的滴定度。解：NaOH與H2C2O4的反應(yīng)為：

H2C2O4+2NaOH＝Na2C2O4+2H2O2023/2/6濃度c與滴定度T之間關(guān)系

aA+bB=cC+dD

A為被測(cè)組分，B為標(biāo)準(zhǔn)溶液；若以VB為反應(yīng)完成時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積(mL)，mA和MA分別代表物質(zhì)A的質(zhì)量(g)和摩爾質(zhì)量。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí)：由滴定度定義TA/B=mA/VB，得：2023/2/6§3.5滴定分析結(jié)果的計(jì)算3.5.1

被測(cè)組分的物質(zhì)的量nA與滴定劑nB的關(guān)系

1.直接滴定

被測(cè)組分A與滴定劑B間的反應(yīng)為：

aA+bB=cC+dD化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)：amolA

恰好與bmolB

作用完全

nA∶nB＝a∶b2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3nHCl=2nNa2CO32023/2/6稱(chēng)取基準(zhǔn)物或試樣質(zhì)量(mB)標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液A時(shí):（1）確定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（2）確定稱(chēng)取基準(zhǔn)物或試樣量范圍

滴定液體積一般為20~25mL左右,濃度約0.1mol·L-1

（3）估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗體積VA2023/2/6若被測(cè)物為溶液時(shí)：用已知濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定H2SO4溶液濃度：

H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O2023/2/62.間接法滴定

涉及到兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)，從總的反應(yīng)中找出實(shí)際參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之間關(guān)系。例：以KBrO3為基準(zhǔn)物標(biāo)定Na2S2O3溶液的濃度。

BrO3-+6I-+6H+＝3I2+3H2O+

Br-（1）I2+2S2O32-＝2I-

+S4O62-（2）例：用KMnO4法滴定Ca2+。2023/2/63.5.2被測(cè)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算

稱(chēng)取試樣的質(zhì)量G，測(cè)得被測(cè)組分的質(zhì)量為GA，則被測(cè)組分在試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)mA為：滴定劑的濃度cB、消耗體積VB。反應(yīng)的摩爾比a∶b(通式)2023/2/63.5.3

計(jì)算示例例7：選用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物，標(biāo)定0.lmol·L-1

NaOH溶液的準(zhǔn)確濃度。應(yīng)稱(chēng)取基準(zhǔn)物多少克？如改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基準(zhǔn)物，應(yīng)稱(chēng)取多少克？解：以鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）作基準(zhǔn)物時(shí)：

KHC8H4O4+OH-

＝KC8H4O4-

+H2OnNaOH=n

KHC8H4O4

m

KHC8H4O4=n

KHC8H4O4·M

KHC8H4O4=nNaOH·M

KHC8H4O4

=cNaOHVNaOH·M

KHC8H4O4

=0.lmol·L-1×25×10-3L×204.2g·mol-10.5g2023/2/6以H2C2O4·2H2O作基準(zhǔn)物:nNaOH

=2nH2C2O4·2H2Om

H2C2O4·2H2O=n

H2C2O4·2H2O·M

H2C2O4·2H2O

=0.lmol·L-1×25×10-3L×121.6g·mol-1×

1/20.16g由此可見(jiàn)，采用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)物可減少稱(chēng)量上的相對(duì)誤差。2023/2/6例8：

測(cè)定工業(yè)純堿中Na2CO3的含量時(shí)，稱(chēng)取0.2457g試樣，用0.2071mol·L-1的HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以甲基橙指示終點(diǎn)，用去HCI標(biāo)準(zhǔn)溶液21.45mL。求純堿中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解:此滴定反應(yīng)是：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO32023/2/6例9：

有一KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為0.02010mol·L-1，求其TFe/KMnO4和TFe2O3/KMnO4。如果稱(chēng)取試樣0.2718g，溶解后將溶液中的Fe3+還原成Fe2+，然后用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,用去26.30mL,求試樣中Fe、Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解；5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2OnFe

=(5/1)n

KMnO4

nFe2O3=(5/2)n

KMnO42023/2/62023/2/6思考題1.什么叫滴定分析？它的主要分析方法有哪些？2.能用于滴定分析的化學(xué)反應(yīng)必須符合哪些條件？3.什么是化學(xué)計(jì)量點(diǎn)？什么是終點(diǎn)？4.下列物質(zhì)中哪些可以用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液？哪些只能用間接法配制？H2SO4,KOH,KMnO4,K2Cr2O7,KIO3,Na2S2O3·5H2O5.表示標(biāo)準(zhǔn)溶液濃