北科大分析化學chp03滴定分析

第三章滴定分析

TitrimetricAnalysis§3.2滴定分析法的分類與滴定反應的條件§3.3

標準溶液§3.4

標準溶液濃度表示法§3.5

滴定分析結(jié)果的計算§3.1滴定分析概述2024/2/1712024/2/1722024/2/1733.1.1

概述

滴定分析法(titrimetricAnalysis)也稱容量分析法（VolumetricAnalysis)用滴定管將標準溶液滴加到待測物的溶液中，通過指示劑指示滴定終點的到達，根據(jù)標準溶液的濃度和所消耗的體積，算出待測組分的含量。傳統(tǒng)分析方法；適用于常量分析；特點：簡單、準確、費用低；§3.1滴定分析概述2024/2/174標準溶液(standardsolution):已知準確濃度的試劑溶液化學計量點(stoichiometricpoint，sp)：理論上待測組分與標準溶液按一定反應式恰好反應完全的結(jié)束點。滴定終點(endpoint，ep):用指示劑指示的滴定結(jié)束點指示劑(

indicator，In)：在滴定反應完成（滴定突躍范圍內(nèi)）其顏色發(fā)生突變而指示滴定終點的試劑滴定曲線(titrationcurve)：滴定劑的加入量與體系中待測物的游離濃度的關(guān)系曲線終點誤差(endpointerror)：ep與sp不能恰好重合，存在很小的差別，造成反應不完全或過量，由此而引起的誤差稱為終點誤差。3.1.2基本術(shù)語（注意與基準物質(zhì)的區(qū)別）2024/2/175§3.2滴定分析法的分類與滴定反應的條件3.2.1

滴定分析法分類（按照化學反應分類）

(1)酸堿滴定法(中和法)：以質(zhì)子傳遞反應為基礎(chǔ)

H+

＋B-

＝HB(2)配位滴定法（絡(luò)合滴定法）：以配位反應為基礎(chǔ)

M2+＋Y4-

＝MY2

-(3)氧化還原滴定法：以氧化還原反應為基礎(chǔ)。

MnO4-

+5Fe2++8H+＝Mn2++5Fe3++4H2O(4)沉淀滴定法（容量沉淀法）；以沉淀反應為基礎(chǔ).

Ag+

＋Cl-

＝AgC1↓2024/2/176按滴定方式分類：(1)直接滴定返滴定和置換滴定用得最多例:強酸滴定強堿。(2)間接滴定,例氧化還原法測定鈣。

Ca2+→CaC2O4→H2C2O4(KMnO4滴定)(3)返滴定法,例配位滴定法測定鋁。

反應慢或反應物是固體，或沒有合適指示劑(4)置換滴定法，例：AlY→AlF62-+Y4-→ZnY

無確定化學計量關(guān)系或反應完全程度不夠2024/2/177反應定量完成（反應按一定化學反應式進行，同時無副反應，完全,>99.9%)2.反應速率快3.有比較簡便的方法確定反應終點

滿足以上條件可進行直接滴定，否則：不滿足（1）時：采用間接法，如碘量法；不滿足（2）時：采用反滴定法,如配位滴定法測定鋁；不滿足（3）時：采用其他方法，如電位滴定。3.2.2滴定分析對化學反應的要求2024/2/1783.3.1

直接法配制標準溶液可用直接法配制標準溶液的物質(zhì)稱為基準物質(zhì)§3.3基準物質(zhì)與標準溶液2024/2/1791.組成與化學式相符(H2C2O4·2H2O、NaCl);2.純度>99.9%(金屬Zn,K2CrO7);3.穩(wěn)定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等）;4.具有較大的摩爾質(zhì)量

草酸有2個結(jié)晶水不易保存

標定NaOH：鄰苯二甲酸氫鉀（204）

草酸（126）

標定HCl：硼砂（381.4)

無水Na2CO3(106.0)基準物質(zhì)應具備的條件具有較大的摩爾質(zhì)量則當需要的n相同時，m大，稱量誤差小2024/2/17101）標定c(NaOH)=0.05mol·L-1時，草酸m=0.05mol·L-1×0.025L×63g/mol=0.08g稱量誤差:而m(鄰)=0.05mol·L-1×0.025L×204g/mol=0.26g稱量誤差:∴選鄰苯二甲酸氫鉀好。2）若c(NaOH)=0.2mol·L-1，兩種基準物都可以。例：標定0.05mol·L-1NaOH，選用H2C2O4·2H2O和KHC6H4O4哪個較好？若0.2mol·L-1NaOH？滴定體積一般取20ml或25ml稱重誤差要小于0.1%2024/2/1711基準試劑、高純試劑、專用試劑區(qū)別：基準試劑主體含量大于99.9%；高純試劑雜質(zhì)含量少（雜質(zhì)不包括水）；專用試劑指在某一特殊應用中無干擾，如光譜純、色譜純。例:

若將H2C2O4·2H2O基準物質(zhì)長期保存在干燥器中，用以標定NaOH溶液濃度，結(jié)果偏高還是偏低？用該溶液測定有機酸的摩爾質(zhì)量時，結(jié)果偏高還是偏低？解：H2C2O4·2H2O會失水，使標定的NaOH結(jié)果偏低；測定有機酸的摩爾質(zhì)量則偏高。2024/2/17122.標定

準確稱取基準物，溶解后，滴定。1.配制溶液

配制成近似所需濃度的溶液。3.確定濃度

由基準物質(zhì)量和滴定液體積計算之。3.3.2間接配制（步驟）NaOH2024/2/17131.物質(zhì)的量濃度（簡稱濃度）

—單位體積溶液所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量（nBmol）。計算時應指明基本單元：如原子、分子、離子、電子或他們的組合。

CH2SO4CH2SO4單位為mol·L-1；V：溶液的體積，L§3.4標準溶液濃度表示法2024/2/1714

例：要配制CH2C2O4

為0.2100mol/L的標準溶液250mL，應稱取H2C2O4·2H2O多少克(MH2C2O4·2H2O=126.07g/mol)

解：m=n·M=C·V·M=0.2100x0.2500x126.07=6.619g

例：配制重鉻酸鉀溶液1升，濃度為=0.02000mol/L應稱取重鉻酸鉀多少克？

解：m=n·M=C·V·M=0.02000x1.000xx294.19=0.9806g2024/2/17152.滴定度——每毫升標準溶液相當?shù)拇郎y組分質(zhì)量。表示法：T待測物/滴定劑

單位：g·mL-1

例：測定鐵含量的KMnO4標準溶液，其濃度表示：或表示：lmLKMnO4

溶液相當于0.005682g鐵，

1mL的KMnO4

標準溶液能把0.005682gFe2+→Fe3+。適用于工業(yè)生產(chǎn)中批量分析：

m(Fe)

＝T·V。2024/2/1716例：求0.1000mol·L-1NaOH標準溶液對H2C2O4的滴定度。解：NaOH與H2C2O4的反應為：

H2C2O4+2NaOH＝Na2C2O4+2H2O2024/2/1717計算濃度為0.002985mol/L的重鉻酸鉀溶液對鐵的滴定度。解：6Fe2++K2Cr2O7+14H+=6Fe3++2Cr3++2K++7H2O（必考）

TFe/K2Cr2O7=6

x0.002985x55.85/1000=0.001000g/mL若準確稱取0.1000g，則將滴定度換算成百分含量為：

TFe%/K2Cr2O7

=2024/2/1718例：TK2Cr2O7/Fe=0.005000g/mL，如消耗K2Cr2O7標準溶液21.50毫升，問被滴定溶液中鐵的質(zhì)量？解：P43:142024/2/17193.5.1被測組分的物質(zhì)量nA與滴定劑nB的關(guān)系一.按化學計量比

1.直接滴定待測組分A與滴定劑B間的反應為：

aA+bB=cC+dD化學計量點時：amolA

恰好與bmolB

作用完全

nA∶nB＝a∶b2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3

nHCl=2nNa2CO3§3.5滴定分析結(jié)果的計算

按反應物單元選取的不同，分為兩種計算方法：按化學計量比和等物質(zhì)量方法2024/2/1720（1）確定標準溶液濃度（2）確定稱取基準物或試樣量范圍滴定液體積一般為20~25mL左右（實際20~4oml）,

濃度約0.1mol·L-1

（3）估計標準溶液消耗體積VA稱取基準物或試樣質(zhì)量(mB)標定標準溶液A時:2024/2/1721用已知濃度的NaOH標準溶液測定H2SO4溶液濃度

H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O若被測物為溶液時例：用0.1000mol/LNaOH標準溶液滴定H2SO4濃度，取H2SO4

溶液25.00mL，滴定用去NaOH溶液21.00mL，計算H2SO4的濃度。2024/2/1722涉及到兩個或兩個以上反應，從總的反應中找出實際參加反應物質(zhì)的物質(zhì)的量之間關(guān)系。例：以KBrO3為基準物標定Na2S2O3溶液的濃度。

BrO3-+6I-+6H+＝3I2+3H2O+

Br-

（1）

I2+2S2O32-＝2I-

+S4O62-

（2）

BrO3-→3I2→3x2S2O3

2-

2.間接法滴定2024/2/1723例：用KMnO4法滴定Ca2+。

Ca2++(NH4)2C2O4=CaC2O4↓CaC2O4+H+=Ca2++HC2O4-5HC2O4-+2MnO4-+11H+=2Mn2++10CO2+8H2O2024/2/1724二.等物質(zhì)量原則：反應雙方反應物質(zhì)的量相等，如酸堿反應H＋的得失相等，氧化還原反應中氧化劑和還原劑間電子得失相等。如上例中用NaOH標準溶液測定H2SO4溶液濃度，選濃度單位為：NaOH和為反應物濃度單元，它們在反應中H＋的得失數(shù)相等，用KMnO4法滴定Ca2+，選為濃度單元，則有：

2024/2/1725

稱取試樣的質(zhì)量m，測得被測組分的質(zhì)量為mA，則被測組分在試樣中的質(zhì)量分數(shù)ωA為：滴定劑的濃度cB、消耗體積VB。反應的摩爾比a∶b(通式)3.5.2被測組分質(zhì)量分數(shù)的計算2024/2/1726

測定工業(yè)純堿中Na2CO3的含量時，稱取0.2457g試樣，用0.2071mol·L-1的HCI標準溶液滴定，以甲基橙指示終點，用去HCI標準溶液21.45mL。求純堿中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)。解:此滴定反應是：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3例：3.5.3

計算示例2024/2/1727

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

解；5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2OnFe=(5/1)n

KMnO4

nFe2O3=(5/2)n

KMnO4例：2024/2/17282024/2/1729實驗室常用試劑分類級別1級2級3級生化試劑中文名

優(yōu)級純

分析純化學純英文標志

GR

ARCPBR標簽顏色

綠

紅藍咖啡2024/2/17301.什么叫滴定分析？它的主要分析方法有哪些？2.能用于滴定分析的化學反應必須符合哪些條件？3.什么是化學計量點？什么是終點？4.下列物質(zhì)中哪些可以用直接法配制標準溶液？哪些只能用間接法配制？H2SO4,KOH,KMnO4,K2Cr2O7,KIO3,Na2S2O3·5H2O5.表示標準溶液濃度的方法有幾種？各有何優(yōu)缺點？6.基準物條件之一是要具有較大的摩爾質(zhì)量，如何理解？7.若將H2C2O4·2H2O基準物長期放在有硅膠的干燥器中，當用它標定NaOH溶液的濃度時，結(jié)果是偏低還是偏高？8.什么叫滴定度？滴定度與物質(zhì)的量濃度如何換算？思考題2024/2/1731結(jié)束第01章第02章√第03章第04章第05章第06章第07章第08章第09章第10章第11章第12章第13章第14章2024/2/17322在定量分析中，精密度與準確度之間的關(guān)系是：A．精密度高，準確度必然高B.準確度高,精密度也就高C.精密度是保證準確度的前提D.準確度是保證精密度的前提3以下產(chǎn)生誤差的四種表述中，屬于系統(tǒng)誤差的是：（1）指示劑變色點與化學計量點不一致（2）滴定管讀數(shù)最后一位估計不準（3）稱量過程中天平零點稍有變動（4）天平的砝碼未經(jīng)校準（A）1,2 (B)3,4 (C)2,3(D)1,41分析化學中，準確度高低用________衡量，它表示_________________________。精密度高低用____________衡量，它表示_______________________。典型習題2024/2/1733

1分析測定中隨機誤差的特點是：(A)數(shù)值有一定范圍(B)數(shù)值無規(guī)律可循(C)大小誤差出現(xiàn)概率相同(D)正負誤差出現(xiàn)概率相同2正態(tài)分布曲線反映出________誤差分布的規(guī)律性;總體平均值

表示測量值分布的__________。在不存在系統(tǒng)誤差的情況下，

就是__________;總體標準差

表示測量值分布的____________。典型習題2024/2/17341有兩組分析數(shù)據(jù),要比較它們的精密度有無顯著性差異，則應當用:(A)F檢驗(B)t檢驗(C)u檢驗(D)Q檢驗2某海港發(fā)現(xiàn)海水被油污染，懷疑是某油船造成的，試圖用比較濺出物和船中油樣硫的質(zhì)量分數(shù)來確定責任，使用一個標準差σ＝0.05的方法對每個試樣分析5次，結(jié)果海面上濺出油含硫平均值為0.12%，船中油含硫平均值為0.16%，有理由相信這兩個試樣有不同來源嗎？有95%相信兩個樣品來自一個總體典型例題2024/2/17351測定SiO2的質(zhì)量分數(shù)，得到下列數(shù)據(jù)，求平均值、標準偏差、置信度分別為90%和95%時平均值的置信區(qū)間。28.62,28.59,28.51,28.48,28.52,28.63解：查表

置信度為90%，n=6時，t=2.015。置信度為95%時：置信度↑，置信區(qū)間↑。典型例題2024/2/17362測定鋼中含鉻量時，先測定兩次，測得的質(zhì)量分數(shù)為1.12%和1.15%；再測定三次,測得的數(shù)據(jù)為1.11%,1.16%和1.12%。計算兩次測定和五次測定平均值的置信區(qū)間（95%置信度）。

查表，得t95%=12.7。解：n=2時2024/2/1737

n=5時：查表，得t95%=2.78。在一定測定次數(shù)范圍內(nèi)，適當增加測定次數(shù)，可使置信區(qū)間顯著縮小，即可使測定的平均值與總體平均值μ接近。2024/2/17383.要使平均值的置信區(qū)間不超過

s，若置信度分別為90%和95%時，至少應各測定幾次？可以得出什么結(jié)論？f3456t0.102.352.132.021.94t0.053.182.782.572.4590%:

n=4,t0.10,3=2.35,t2=5.5>4

n=5,t0.10,4=2.13,t2=4.5<5,五次95%：n=6,t0.05,5=2.57,t2=6.6>6；

n=7,t0.05,6=2.45,t2=6.0=6七次結(jié)論：當要求置信區(qū)間大小一定時，置