1、【分析化學】滴定分析法概論【分析化學】滴定分析法概論第一節 概述滴定分析法定義及幾個基本術語滴定分析法的特點及主要方法滴定分析對化學反應的要求及主要方式 第一節 概述滴定分析法定義及幾個基本術語滴定分析法：將一種已知準確濃度的試劑溶液滴加到待測物質的溶液中，直到所滴加的試劑與待測物質按化學計量關系定量反應為止，然后根據試液的濃度和體積，通過定量關系計算待測物質含量的方法滴定分析法：將一種已知準確濃度的試劑溶液滴加到按化學反應類型分類 (1)酸堿滴定法: (2)配位滴定法（絡合滴定法）: (3)沉淀滴定法: (4)氧化還原滴定法： 四種滴定的共性與差異（寫出總結性小論文，計入總成績） 按滴定方式

2、分類(1)直接滴定: 例: 強酸滴定強堿。(2)間接滴定：例：氧化還原法測定鈣。(3)返滴定法：例：配位滴定法測定鋁。(4)置換滴定法：例：AlY AlF62- + Y4- ZnY按化學反應類型分類 (1)酸堿滴定法:按滴定方式分類(1)直學習小論文要求字數：3000以上格式：標題、摘要、關鍵詞、正文、參考文獻寫什么？教材中一（幾）個理論或一個公式詳盡的推導（比如統計部分）；教材中某（幾）個概念的歷史演變、發展過程；教材中某（幾）個知識點在生物醫學方面的應用；現有教材在知識點的論述上與經典教材有無不一致或不當之處（要引經據典、言之有理）；最新進展；可以側重在以上某個方面，也可以都涉及，如果對其

3、它相關內容感興趣，也非常鼓勵。提交時間與方式：筆試結束后與考卷當堂一起交，可以手寫，歡迎交電子版，但必須同時交打印件。注意：自己收集材料、總結，13個同學結合成學習小組，也不允許從網絡上下載后不加修正、消化進行拼湊，要用自己的語言重新組織加工，歡迎圖文并茂。努力請從今日始！態度最重要！學習小論文要求字數：3000以上基本術語滴定：將滴定劑通過滴管滴入待測溶液中的 過程滴定劑：濃度準確已知的試樣溶液指示劑：滴定分析中能發生顏色改變而指示 終點的試劑滴定終點：滴定分析中指示劑發生顏色改變 的那一點（實際）化學計量點：滴定劑與待測溶液按化學計量 關系反應完全的那一點（理論）基本術語滴定：將滴定劑通過

4、滴管滴入待測溶液中的滴定終點：滴定滴定分析的特點及主要方法特點： 簡便、快速，適于常量分析 準確度高 應用廣泛方法： 1）酸堿滴定，沉淀滴定， 氧化-還原滴定 絡合滴定 2）非水滴定法：水以外的有機溶劑中進行滴定分析的特點及主要方法特點：方法：滴定分析對化學反應的要求(1) 反應定量完成 (KMnO4 ,+ Na2S2O3) ？(2)無副反應(3)反應完全 (KMY大；KSp 小，滿足滴定要求)(4)反應速度快 (5)有比較簡便的方法確定反應終點滴定分析對化學反應的要求(1) 反應定量完成 (滴定分析要求及主要方式要求：a.反應定量、完全b.反應迅速c.具有合適的確定終點的方法主要方式： 直接

5、法：標液滴定待測物（基本） 返滴定法（剩余滴定法） 置換滴定法 間接法滴定分析要求及主要方式要求：主要方式：返滴定法（剩余滴定法）先準確加入過量標準溶液，使與試液中的待測物質或固體試樣進行反應，待反應完成以后，再用另一種標準溶液滴定剩余的標準溶液的方法適用：反應較慢或難溶于水的固體試樣返滴定法（剩余滴定法）先準確加入過量標準溶液，使與試液中的適例1：Al3+ +確定過量EDTA標液 剩余EDTA Zn2+標液，EBT 返滴定例1：Al3+ +確定過量EDTA標液 例2：固體CaCO3 + 確定過量HCl標液 剩余HCl標液 NaOH標液 返滴定例2：固體CaCO3 + 確定過量HCl標液 例3

6、：Cl- + 確定過量AgNO3 標液 剩余AgNO3標液 NH4SCN標液 Fe3+ 指示劑 返滴定 淡紅色Fe（SCN）2+ 例3：Cl- + 確定過量AgNO3 標液 置換滴定法先用適當試劑與待測物質反應，定量置換出另一種物質 ，再用標準溶液去滴定該物質的方法適用：無明確定量關系的反應置換滴定法先用適當試劑與待測物質反應，定量置換出適用：無明確例4：Na2S2O3+K2Cr2O7 S4O62-+SO42- 無定量關系 不能用直接滴定 K2Cr2O7 +過量KI 定量生成 I2 Na2S2O3標液 淀粉指示劑 深藍色消失例4： 間接法通過另外的化學反應，以滴定法定量進行 不能與滴定劑起化學

7、反應的物質例5：Ca2+ CaC2O4沉淀 H2SO4 KMnO4標液 C2O42- 間接測定 間接法通過另外的化學反應，以滴定法定量進行 不能與滴定第二節 標準溶液與基準物質概念對基準物質的要求 標準溶液的配制方法標液濃度的表示方法第二節 標準溶液與基準物質概念概念標準溶液：濃度準確已知的溶液基準物質：能用于直接配制或標定標準溶液 的物質概念標準溶液：濃度準確已知的溶液標準溶液的配制及濃度的確定標準溶液和基準物 標準溶液的濃度通過基準物來確定。 基準物應具備的條件： (1)必須具有足夠的純度； (2)組成與化學式完全相同； (3)穩定； (4)具有較大的摩爾質量，可降低稱量誤差。 常用的基準

8、物有：K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2； Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3標準溶液的配制及濃度的確定標準溶液和基準物 基準物應具對基準物質的要求a.試劑的組成與化學式相符b.具有較大的摩爾質量c.純度高，性質穩定對基準物質的要求a.試劑的組成與化學式相符標準溶液的配制方法1.直接配制法： 基準物質 稱量 溶解 定量轉移至 容量瓶 稀釋至刻度 根據稱量的質量 和體積計算標準溶液的準確濃度2.間接配制法： 標定法：利用基準物質確定溶液準確濃度 比較法：用一種已知濃度的標液來確定另一 種溶液的濃度方法標準溶液的配制方法1.直接配制法：2.間接配制法

9、：標準溶液的配制 直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。 可直接配制標準溶液的物質應具備的條件： (1) 必須具備有足夠的純度 一般使用基準試劑或優級純； (2)物質的組成應與化學式完全相等 應避免：（1）結晶水丟失； （2）吸濕性物質潮解； (3)穩定見光不分解，不氧化 重鉻酸鉀可直接配制其標準溶液。標準溶液的配制 直接配制法：直接用容量瓶配制，定容。間接配制（步驟）： (1) 配制溶液 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溶液來滴定。 (3)確定濃度 由基準物質量（或體積、濃度），計算確定之。間接配制（步驟）： (1) 配制溶液 標準溶液濃度的表示方法物質量

10、的濃度:單位體積溶液所含物質的量滴定度 ：TA 指每毫升標準溶液含有溶質的質量 TT/A指每毫升滴定劑溶液相當于待測物的質量 （T指標液，A指待測物） 標準溶液濃度的表示方法物質量的濃度:單位體積溶液所含物質的練習例1：THCL= 0.003001 g/mL 例2： THCL / NAOH = 0.003001 g/mL表示1 mL HCL標液中含有0.003001 g HCL表示每消耗1 mL HCL 標液可與0.003001 g NaOH完全反應練習例1：THCL= 0.003001 g/mL 第三節 滴定度計算示例一、滴定分析計算依據 SP時 或 化學計量數之比 物質的量之比 P t T

11、 + a A第三節 滴定度計算示例一、滴定分析計算依據 S二、滴定分析計算公式2.固體和液體之間作用：1.兩種溶液相互作用：注意：化學反應配平；單位換算 ! 注：VT單位為 mL! 注：VT單位為 L二、滴定分析計算公式2.固體和液體之間作用：1.兩種溶液相互3.滴定度T與物質的量濃度C的關系! 注：TA單位為g/mL 2）每毫升滴定劑溶液相當于待測物質的質量1）1000毫升標液中，每毫升標液中所含溶質的質量 3.滴定度T與物質的量濃度C的關系! 注：TA單位為g/4.待測物百分含量的計算稱取試樣 S 克，含待測組分A的質量為mA克，則待測組分的百分含量為：4.待測物百分含量的計算稱取試樣 S

12、 克，含待測組分A的質量三、滴定分析計算實例例1：現有0.1200 mol/L 的NaOH標準溶液200 mL，欲使 其濃度稀釋到0.1000 mol/L，問要加水多少mL？解：設應加水的體積為 V mL，根據溶液稀釋前后物質 的量相等 的原則，三、滴定分析計算實例例1：現有0.1200 mol/L 的N例2：將0.2500 g Na2CO3基準物溶于適量水中后，用 0.2 mol/L的HCL滴定至終點，問大約消耗此HCL 溶液多少毫升？解：例2：將0.2500 g Na2CO3基準物溶于適量水中后，例3：若THCL/Na2CO3 = 0.005300 g/mL ，試計算HCL標準 溶液物質量

13、的濃度。解：例3：若THCL/Na2CO3 = 0.005300 g/m例4：TK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL，如消耗K2Cr2O7標準溶 液21.50毫升，問被滴定溶液中鐵的質量？解：例4：TK2Cr2O7/Fe=0.005000 g/mL，如例5：測定藥用Na2CO3的含量，稱取試樣0.1230 g，溶 解后用濃度為0.1006mol/L的HCL標準溶液滴定， 終點時消耗該HCL標液23.50 mL，求試樣中Na2CO3 的百分含量。解：例5：測定藥用Na2CO3的含量，稱取試樣0.1230 g，例6：精密稱取CaO試樣0.06000 g，以HCL標準溶液滴定 之，已知T

14、HCL/CaO=0.005600 g/mL，消耗HCL10 mL， 求CaO的百分含量？解：例6：精密稱取CaO試樣0.06000 g，以HCL標準溶液分布系數和分布曲線定義（分布系數）： 平衡時溶液中某物種的濃度占總濃度的分數。 用表示：i = ci / c 不同pH值溶液中酸堿存在形式的分布分布曲線作用：（1）深入了解酸堿滴定過程； （2）判斷多元酸堿分步滴定的可能性。 滴定是溶液pH與溶液中各物種的量、比例不斷變化的過程。分布系數和分布曲線定義（分布系數）：酸堿平衡中有關濃度的計算 一、分析濃度和平衡濃度： 分析濃度：溶液體系達平衡后，各組型體的 平衡濃度之和 平衡濃度：溶液體系達平衡后

15、，某一型體的 濃度二、水溶液中酸堿的分布系數 = 某種型體平衡濃度 / 分析濃度酸堿平衡中有關濃度的計算 一、分析濃度和平衡濃度：二、水溶液1.一元酸： HA A- + H+ 1.一元酸： HA A- + 討論Ka一定時，HA和A-與pH有關 pH，HA，A- pH pKa，HAc為主 pH = pKa，HAc = Ac- pH pKa時，Ac-為主討論Ka一定時，HA和A-與pH有關 HAc 分布系數與溶液pH關系曲線的討論(1) 0 + 1= 1(2) pH = pKa 時； 0 = 1= 0.5(3) pH pKa 時； Ac- （0）為主HAc 分布系數與溶液pH關系曲線的討論(1)

16、0 + 練習例：計算pH=5.0時，HAc溶液（0.1000mol/L） 中HAc和Ac-的分布系數及平衡濃度解：練習例：計算pH=5.0時，HAc溶液（0.1000mol/2.二元酸：H2C2O4 HC2O4-+ H+ HC2O4- C2O42- + H+2.二元酸：H2C2O4 HC2O4-討論Ka一定時，0 ，1和2與H+ 有關 pH pKa1，H2C2O4為主pH = pKa1， H2C2O4 = HC2O4-pKa1 pH pKa2 ， HC2O4-為主pH = pKa2， HC2O4- = C2O42-pH pKa2，C2O42-為主討論Ka一定時，0 ，1和2與H+ 有關H2A分

17、布系數與溶液pH關系曲線的討論：a.pHpKa1時， H2C2O4為主b. pKa1 pH pKa2時， C2O4 2 -為主d. pH=2.75時,1最大；1 =0.938；2 =0.028；3 =0.034H2A分布系數與溶液pH關系曲線的討論：a.pHpKa1時3.多元酸：H3PO4 H2PO4 - + H+ H2PO4- HPO42- + H+ HPO42- PO43- + H+ 3.多元酸：H3PO4 H2PO4 四種存在形式：H3PO4 ；H2PO4-；HPO42-；PO43-； 分 布 系 數： 3 2 1 0(3) 三元酸 (以H3PO4為例)3 =H+3 H+3+H+2 Ka

18、1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka32 =H+2 Ka1H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka31 =H+ Ka1Ka2H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka30 =H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1Ka2 Ka3Ka1Ka2 Ka3 四種存在形式：H3PO4 ；H2PO4-；HPO42-H3PO4為分布曲線的討論：（ pKa1=2.12；pKa2=7.20；pKa3=12.36）（1）三個pKa相差較大，共存 現象不明顯；（2）pH=4.7時， 2 =0.994 3 =1 = 0.003（3）pH=9.8時， 1=0.9

19、94 0 =2 = 0.003H3PO4為分布曲線的討論：（1）三個pKa相差較大，共存 討論pH pKa1，H3PO4為主pKa1 pH pKa2 ， H2PO4-為主（寬）pH = pKa1， H2PO4 - = HPO42-pKa2 pH pKa3 ， HPO42-為主（寬）pH = pKa1， HPO4 2- = PO43-pH pKa3 ，PO43-為主適合分步滴定討論pH pKa1，H3PO4為主結論1）分析濃度和平衡濃度是相互聯系卻又完全 不同的概念，兩者通過聯系起來2）對于任何酸堿性物質，滿足 1+ 2 + 3 + - + n = 13）取決于Ka，Kb及H+ 的大小，與C無關

20、4）大小能定量說明某型體在溶液中的分布 ， 由可求某型體的平衡濃度結論1）分析濃度和平衡濃度是相互聯系卻又完全化學平衡中，每一給定的分析濃度等于各存在型體平衡濃度之和溶液呈電中性，荷正電的質點數應等于荷負電的質點數酸堿反應達平衡時酸失去的質子數等于堿得到的質子數水溶液中酸堿平衡的處理方法 物料平衡式（質量平衡式）MBE電荷平衡式CBE質子平衡式（質子條件式）PBE化學平衡中，每一給定的分析濃度等于各存在水溶液中酸堿平衡的處MBE練習例1：C mol/mL的HAC的物料平衡式 C = HAC + AC- 例2：C mol/mL的H3PO4的物料平衡式 C = H3PO4 + H2PO4- +HP

21、O42- + PO43- 例3： C mol/mL的Na2HPO4的物料平衡式 Na+ = 2C C = H3PO4 + H2PO4- +HPO42- + PO43- 例4： C mol/mL的NaHCO3的物料平衡式 Na+ = C C = H2CO3 + HCO3- +CO32- MBE練習例1：C mol/mL的HAC的物料平衡式CBE練習例1：C mol/mL的HAC的電荷平衡式 H + = AC- +OH-例2：C mol/mL的H3PO4的電荷平衡式 H + = H2PO4- +2HPO42- + 3PO43- + OH-例3：C mol/mL的Na2HPO4的電荷平衡式 Na+ + H+ = H2PO4- +2HPO42- +3PO43-+ OH-例4：C mol/mL的NaCN的電荷平衡式 Na+ + H + = CN- + OH-CBE練習例1：C mol/mL的HAC的電荷平衡式關于PBE1零水準法（質子參考水準）零水準物質的選擇 a溶液中大量存在的 b參與質子轉移反應質子條件式書寫方法 等式左邊得質子后產物 等式右邊失質子后產物 根據質子得失相等原則列出質子條件式關于PBE1零水