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文檔簡介

第三章滴定分析法在農業上,土壤理化性狀的分析、土壤肥力狀況的分析、飼料成分的分析、農產品重要成分的分析以及環境保護和環境監測方面的分析,都要進行化學組成、結構的測定和有關組分含量的測量,分析化學就是完成這種分析任務的一門學科。分析化學又分為定性分析和定量分析,定量分析的任務就是準確測定被測組分的含量。滴定分析法是定量分析的基礎和最常用的方法,屬于分析化學的范疇。第一節

滴定分析概述第二節酸堿滴定法第三節氧化還原滴定法第三章滴定分析法第一節

滴定分析概述隨著“綠色食品”、“有機食品”的不斷問世和“放心肉”工程的逐步實施,人們越來越重視農畜產品的品質,有機磷農藥、瘦肉精、二噁英、蘇丹紅這些化學名詞不斷地在我們的生活中出現,2008年的牛奶“三聚氰胺”事件大家還記憶猶新,心有余悸。食品安全將是今后人們越來越關注的熱點問題,這也從一個層面說明,食品檢驗的重要性。食品安全檢驗是理化檢驗的重要運用,離不開分析化學理論和方法的支持。滴定分析作為一種重要的定量分析方法,是實驗室分析和農業生產中必不可少的知識和技能。你知道嗎?第一節

滴定分析概述教學目標1.了解定量分析法的一般程序。2.了解定量分析的誤差及有效數字及運算規則。3.了解滴定分析法的基本概念。第一節

滴定分析概述在化學實驗室里,借助于簡單的玻璃儀器和試劑,很容易就可以檢測蔬菜水果中維生素C的含量、總酸度等指標,還可以檢測土壤中某些化肥的含量、食品中食鹽的含量等,如果借助一些儀器,還可以做更多更廣泛的化學物質的檢驗,所有這些,需要學習和了解一些定量分析化學以及滴定分析法的相關知識。第一節

滴定分析概述一、定量分析法(一)定量分析的分類根據分析方法所依據的物理或化學性質的不同,定量分析方法又可分為化學分析法和儀器分析法。以物質的化學反應為基礎的分析方法稱為化學分析法,化學分析法按照所要測量的物理量不同,主要分為重量分析法和滴定分析法兩大類,其中最常用的為滴定分析法。以被測物質的物理化學性質為基礎的分析方法稱為物理化學分析法,由于在分析過程中需要特殊的儀器,所以又稱為儀器分析法。第一節

滴定分析概述一、定量分析法(一)定量分析的一般程序定量分析的任務是確定試樣中有關組分的含量。完成一項定量分析任務,一般要經過以下步驟。第一節

滴定分析概述一、定量分析法(一)定量分析的一般程序樣品或試樣是指在分析工作中被用來進行分析的物質體系,它可以是固體、液體或氣體。分析化學對試樣的基本要求是其在組成和含量上具有一定的代表性,能代表被分析的總體。取樣第一節

滴定分析概述一、定量分析法(一)定量分析的一般程序定量分析一般采用濕法分析,即將試樣分解后轉入溶液中,然后進行測定。分解試樣的方法很多,主要有酸溶法、堿溶法和熔融法,操作時可根據試樣的性質和分析的要求選用適當的分解方法。試樣的分解第一節

滴定分析概述一、定量分析法(一)定量分析的一般程序根據分析要求以及試樣的性質選擇合適的方法進行測定。測定第一節

滴定分析概述一、定量分析法(一)定量分析的一般程序根據測定得到的有關數據計算出組分的含量,并對分析結果的可靠性進行分析,最后得出結論。數據處理第一節

滴定分析概述二、定量分析法的誤差科學技術不斷發展,對定量分析結果的可靠性提出了更高的要求,要求分析結果要經得起時間和空間的檢驗。定量分析工作中,測得值與真實值之間的差值稱誤差。由于受到分析方法、測量儀器、所用試劑和分析工作者主觀條件等多種因素的限制,使得分析結果與真實值不完全一致,即存在一定的誤差。誤差是客觀存在,不可避免的,它存在于一切科學實驗之中。因此,對于分析工作者來說,不僅是報出實驗結果,還要對結果的可靠性進行正確的分析和評價,找出誤差產生的原因,研究減小誤差的方法,以提高分析結果的準確度。第一節

滴定分析概述二、定量分析法的誤差(一)系統誤差系統誤差是指在分析過程中由于某些固定的原因所造成的誤差。系統誤差的大小、正負是可測的,所以又稱可測誤差。系統誤差的特點是具有單向性和重現性,即平行測定結果系統地偏高或偏低。系統誤差對分析結果的影響比較固定,在同一條件下重復測定時會重復出現。根據系統誤差的性質及產生的原因,系統誤差可分為方法誤差、儀器和試劑誤差和操作誤差。第一節

滴定分析概述二、定量分析法的誤差(二)偶然誤差偶然誤差是指分析過程中由某些隨機的偶然原因造成的誤差,也叫隨機誤差或不定誤差。例如,測量時環境溫度、濕度及氣壓的微小變動等原因引起測量數據波動。偶然誤差的特點是具有偶然性、對稱性、抵償性和有限性。有時分析工作者在工作中粗心大意、不遵守操作規程而造成一定的誤差,如看錯砝碼、加錯試劑、記錯數據等,這叫做過失誤差,一旦發現必須將其從數據中除去或重新測定。第一節

滴定分析概述二、定量分析法的誤差(二)偶然誤差想一想:同學甲買了100g的巧克力豆,如果稱量時有誤差,實際得到90g,也就是差了10g;同學乙買了1000g的巧克力豆,如果稱量時也少了10g,兩人同樣都少得到10g巧克力豆,請問:甲和乙的損失一樣嗎?第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(一)準確度和誤差準確度是指測定值(x)與真實值(xT)之間相符合的程度,常用誤差表示。誤差越小,表示分析結果的準確度較高;反之,誤差越大,準確度就越低。第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(一)準確度和誤差誤差又分為絕對誤差E和相對誤差RE,表示方法如下:或第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(一)準確度和誤差稱量A、B兩物質的質量分別為(A)0.3652g和(B)3.6525g,A、B的真實值分別為0.3653g、3.6526g,則:例題3-1(A)絕對誤差=0.3652-0.3653=-0.0001g(B)絕對誤差=3.6525-3.6526=-0.0001g(A)相對誤差=×100%=-0.027%(B)相對誤差=×100%=-0.0027%第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(一)準確度和誤差相對誤差表示誤差在真值中所占的百分數。分析結果的準確度常用相對誤差表示。E和RE都有正、負之分,正號表示分析結果偏高,負號表示分析結果偏低。第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(一)準確度和誤差客觀存在的真值不可能準確知道,實際工作中往往用“標準值”代替真實值來檢驗分析方法的準確度。標準值是指采用多種可靠的分析方法,由具有豐富經驗的分析人員經過反復多次測定得出的比較準確的結果。有時也將純物質中元素的理論含量作為真實值。第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(二)精密度和偏差精密度是指同一試樣的多次平行測定值之間彼此符合的程度,常用偏差來表示。我們把單次測定值與算術平均值之間的差值叫做單次測定值的絕對偏差,簡稱偏差。偏差越小,精密度越高;反之,則精密度越低。第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(二)精密度和偏差式中:是單次測定值,n是測定次數。平均值絕對偏差第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(二)精密度和偏差為了更好地衡量一組測定值的精密度,常用相對平均偏差來表示。絕對平均偏差相對平均偏差第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(二)精密度和偏差有位同學在實驗之后得出了5個數據:36.46,36.48,36.43,36.42,36.46,計算平均值、絕對平均偏差和相對平均偏差。例題3-2算術平均值為

第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(二)精密度和偏差有位同學在實驗之后得出了5個數據:36.46,36.48,36.43,36.42,36.46,計算平均值、絕對平均偏差和相對平均偏差。例題3-2各次測量的絕對偏差分別為第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(二)精密度和偏差有位同學在實驗之后得出了5個數據:36.46,36.48,36.43,36.42,36.46,計算平均值、絕對平均偏差和相對平均偏差。例題3-2絕對平均偏差相對平均偏差第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(二)精密度和偏差想一想:通過學習誤差和偏差,你覺得準確表示一個實驗結果,實際中用的誤差還是偏差?是用絕對值表示還是用相對值表示更能說明問題?你能計算出上面的想一想中甲乙同學買巧克力豆的相對誤差么?第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(三)準確度和精密度的關系準確度表示測量的正確性,精密度表示測量的重復性,兩者的含義不同,不可混淆,但相互又有制約關系。第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(三)準確度和精密度的關系1.準確度高,一定要精密度高。精密度是保證準確度的必要條件。精密度差,準確度不可能真正好,如果精密度差而準確度好,這只是偶然巧合,并不可靠。2.精密度高,不一定準確度高。精密度雖然是準確度的必要條件,但不是充分條件,因為可能存在系統誤差。3.對一個好的分析結果,既要求精密度高,又要求準確度高。第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(四)提高分析結果準確度的方法為了獲得準確的分析結果,必須減小分析過程中的誤差。1.選擇合適的分析方法;2.減小測量操作誤差;3.增加平行測定次數,減小偶然誤差;4.檢驗和消除系統誤差。第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(四)提高分析結果準確度的方法想一想:假如有一份藥品其有效成分的真實值是20.26%,一位實驗中很細心的同學甲得到的最終結果是22.68%,另一位實驗中有些粗心大意的同學乙的最終結果是20.32%,能說明同學乙的數據好嗎?同學甲可能存在哪些問題?第一節

滴定分析概述三、誤差的表示方法(四)提高分析結果準確度的方法

實踐活動:通過觀察和思考,自己試著用身邊的一些常見物品如木棍、塑料盤、鐵螺母、線繩、尺子、小刀和筆等,制作一桿秤。然后找一些標出質量的食品或物品進行稱量。第一節

滴定分析概述四、有效數字及其運算規則(一)有效數字有效數字是指在分析工作中實際能測量到的數字,通常包括由儀器直接讀出的全部準確數字和最后一位估計的可疑數字。記錄數據和計算結果究竟應該保留幾位數字,要根據測定方法和使用儀器的準確程度來決定。在記錄數據和計算結果時,所保留的有效數字中,只有最后一位是可疑數字。第一節

滴定分析概述四、有效數字及其運算規則(一)有效數字例如:用萬分之一天平稱取試樣0.3218g,其最后一位“8”是可疑數字,其真實值可能是0.3219g,也可能是0.3217g。再如,常用滴定管體積的刻度(mL)可以讀到小數點后第二位數,所以讀常量滴定管的體積時,應讀到小數點后第二位。如25.00mL,不能寫成25mL或25.0mL。第一節

滴定分析概述四、有效數字及其運算規則(一)有效數字有效數字位數的確定應視具體情況而定。如:0.5 0.002% 一位有效數字0.42 0.40% 二位有效數字6.311.86×10-5

三位有效數字21.050.5000 四位有效數字第一節

滴定分析概述四、有效數字及其運算規則(一)有效數字“0”可以是有效數字,也可以不是有效數字。當“0”位于數字中間時,它是有效數字,如21.05中的“0”是有效數字;“0”在數字前面不是有效數字,只起定位作用,如,0.002%和0.42中的“0”都不是有效數字;在數字后面的“0”仍屬有效數字,如0.5000中“5”后面的三個“0”均為有效數字。第一節

滴定分析概述四、有效數字及其運算規則(一)有效數字值得注意的是,非實驗測得數據,如自然數“10”、“1/3”,常數“”、“”等可視為無限多位的有效數字。第一節

滴定分析概述四、有效數字及其運算規則(二)有效數字的運算規則在處理數據時,對于一些準確度不同的數據,必須按一定規則進行計算。其基本規則為:1.記錄所測數據時,應包括所有的準確數字和最后一位可疑數字。2.當有效數字位數確定后,其余數字一律舍棄。以四舍五入為原則。3.加減法則。幾個數據相加或相減時,和或差的有效數字保留,應以小數點后位數最少的數據為準,如:0.0121+25.64+1.05782=26.71。4.乘除法則。幾個數據相乘或相除時,積或商的有效數字的保留,應以有效數字位數最少的數據為準,如:0.0121×25.64×1.05782=0.328。第一節

滴定分析概述四、有效數字及其運算規則(二)有效數字的運算規則想一想:假如你第一次用分析天平精確稱量了一份純度很高的藥品,得到數據為0.5678g,放入一潔凈容器;第二次又用另一臺天平稱量了一份同樣的藥品,得到數據為0.23g,也放入同一容器中,這兩份藥品相加得到的數據為0.7978g,你認為這個數據準確么?如果科學計量,應該怎樣處理?第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(一)滴定分析法概念和有關名詞術語滴定分析法是指將一種已知準確濃度的試劑溶液,通過滴定管滴加到一定量的待測組分的溶液中,直到所加試劑與待測組分按化學計量關系反應為止,然后根據標準溶液的濃度和所消耗的體積,計算出待測組分的含量。第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(一)滴定分析法概念和有關名詞術語已知準確濃度的試劑溶液叫標準溶液,又稱滴定劑;含待測組分的溶液叫試液;將標準溶液通過滴定管(見圖3-4)逐滴滴加到待測溶液中的操作過程稱為滴定;第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(一)滴定分析法概念和有關名詞術語已知準確濃度的試劑溶液叫標準溶液,又稱滴定劑;含待測組分的溶液叫試液;將標準溶液通過滴定管逐滴滴加到待測溶液中的操作過程稱為滴定;第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(一)滴定分析法概念和有關名詞術語滴加的標準溶液與待測組分按化學計量關系恰好完全反應的這一點稱為化學計量點或理論終點;在滴定過程中,化學計量點是利用外加試劑顏色的改變(或其他方法)來判斷的,這種外加試劑稱為指示劑;指示劑顏色發生變化的轉變點,稱為滴定終點;第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(一)滴定分析法概念和有關名詞術語滴定終點與化學計量點可能一致,也可能不一致,兩者之間所造成的差值,叫終點誤差。終點誤差的大小主要決定于指示劑的性能和用量,所以在滴定分析中,對指示劑的選擇顯得十分重要。第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(二)滴定反應完成的條件1.反應必須定量地完成,即化學反應必須按一定的化學反應方程式進行,無副反應發生,而且進行完全(≥99.9%),這是定量計算的基礎。2.必須具有較快的反應速度。對于速度較慢的化學反應,可通過加熱或加入催化劑來加速反應的進行。3.反應不受其他雜質的干擾。4.必須能用簡便的方法確定終點。第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(二)滴定反應完成的條件滴定分析法所需要的儀器簡單,價廉,操作簡便,測定快速,主要用于含量在1%以上的常量組分的測定,有時也可用于測定微量組分。一般情況下,滴定分析法誤差較小。因此,在生產實踐和科學實驗中被廣泛采用,是化學分析中很重要的一類分析方法。第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定在滴定分析法中,不論采用何種方法,都要使用標準溶液。標準溶液是一種已知準確濃度的溶液。不是任何試劑都可用來直接配制標準溶液的,所以標準溶液的配制有兩種方法。第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定凡是基準物質都可直接配制成標準溶液。即準確稱取一定質量基準物質,溶解后配制成一定體積的溶液,根據基準物質質量和溶液體積,即可計算出標準溶液的準確濃度。能用于直接配制標準溶液的物質稱為基準物質。直接配制法第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定基準物質必須具備下列條件:(1)試劑應十分穩定。例如:加熱干燥時不分解,稱量時不吸濕,不吸收空氣中的CO2,不被空氣氧化等。(2)純度高,一般要求純度在99.9%以上,雜質少到可以忽略的程度。(3)實際組成與化學式完全符合。若含結晶水時,如硼砂(Na2B4O7·10H2O),結晶水的含量也應與化學式相符。(4)試劑最好有較大的摩爾質量,這樣可以減少稱量誤差。直接配制法第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定基準物質使用前的干燥條件標定對象Na2CO3270℃±10℃除去水、CO2酸Na2B4O7·10H2O室溫保存在裝有蔗糖和NaCl溶液的密閉器皿中酸KHC6H4O4100℃~125℃除去H2O堿H2C2O4·2H2O室溫空氣干燥堿或KMnO4Na2C2O4150℃~200℃除去H2OKMnO4K2Cr2O7100℃~110℃除去H2ONa2S2O3As2O3室溫保存于干燥器中KMnO4Cu室溫保存于干燥器中Na2S2O3或EDTAZn室溫保存于干燥器中EDTANaCl500℃~600℃除去H2O等AgNO3滴定分析常用的基準物質第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定間接配制法也叫標定法。許多試劑由于不易制成純品或不易保存(如氫氧化鈉),或組成并不固定(如鹽酸、硫酸等),或在放置過程中溶液不穩定等,都不能直接而應間接配制成標準溶液。即先配制成接近所需濃度的溶液,然后再用基準物質或用另一種物質的標準溶液來測定其準確濃度。這種利用基準物質(或已知準確濃度的溶液)來確定標準溶液濃度的操作過程,稱為標定。間接配制法第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定稱取一定質量的基準物質,溶解后用待標定的溶液滴定,然后根據基準物質的質量及待標定溶液所消耗的體積,即可計算該溶液的準確濃度。標定酸常用的基準物質有硼砂(Na2B4O7·10H2O)、無水碳酸鈉等。標定堿常用的基準物質有草酸(H2C2O4·2H2O)、鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)等。間接配制法——用基準物質標定

第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定準確吸取一定量的待標定溶液,用已知準確濃度的標準溶液滴定;或準確吸取一定量的已知準確濃度的標準溶液,用待標定溶液滴定。根據兩種溶液所消耗的體積及標準溶液的濃度,就可計算出待標定溶液的準確濃度。間接配制法——用已知標準溶液標定第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定標準溶液濃度標定是否準確,直接影響分析結果的準確度,為了提高標定的準確度,標定時應注意以下幾點:1.標定時最少應做3次,提高精確度(其相對平均偏差應達到0.1%~0.2%)。2.稱量基準物質的質量不應太少,以減少稱量誤差。3.滴定使用的標準溶液的體積不可太少,以減少讀數誤差。4.滴定時使用標準溶液的體積不應超出一滴定管的容量,否則會產生累積讀數誤差。減小標定過程的誤差第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定應該注意的是,間接配制和直接配制所使用的儀器有差別。例如,間接配制時可使用量筒、托盤天平等儀器粗略配制溶液,而直接配制時必須使用移液管、分析天平、容量瓶等儀器精準配制。減小標定過程的誤差第一節

滴定分析概述五、滴定分析法概述(三)標準溶液的配制和標定想一想:滴定和標定有何不同?如果你做過了分析實驗,可以聯系實驗內容進行分析理解。第一節

滴定分析概述本節小結一、定量分析的程序1.取樣;2.試樣的分解;3.測定;4.數據處理。二、有效數字1.含義:有效數字是指在分析工作中實際上能測量到的數字。它能反應數字的來源和儀器的精度,其中最后一位數是不準確的。2.運算規則:(1)加減法中以小數點后位數最少的數為準。(2)乘除法中以有效數字位數最少的數為準。第一節

滴定分析概述本節小結三、定量分析的誤差1.誤差可分為系統誤差和偶然誤差。2.定量分析的準確度可用誤差表示,精密度可用偏差表示。3.準確度與精密度的關系:準確度高,一定要精密度高;精密度高,不一定準確度高;對一個好的分析結果,既要求精密度高,又要求準確度高。第一節

滴定分析概述本節小結四、滴定分析1.相關概念標準溶液計量點指示劑滴定終點終點誤差2.滴定分析對化學反應的要求要滿足4個條件。3.方法滴定分析的方法有酸堿滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法和沉淀滴定法4種。4.標準溶液的配制直接配制法凡是基準物質都可用直接配制法配制標準溶液(濃度是計算出來的)。間接配制法先配成接近所需濃度的溶液,然后再用基準物質或用另一種物質的標準溶液來測定它的準確濃度(濃度是標定出來的)。第二節

酸堿滴定法蘋果、柑橘、西紅柿等果蔬以及食醋中含有一定量的酸性物質,用已知準確濃度的氫氧化鈉就可以很簡便地測定出其所含有的總酸度;純堿的純度可以用已知準確濃度的鹽酸溶液來測定;土壤、肥料中氮含量的測定也可以用酸堿滴定法測定。在滴定分析法中,酸堿滴定法是最常用最重要的滴定方法。你知道嗎?第二節

酸堿滴定法教學目標1.了解酸堿滴定法的原理和酸堿指示劑。2.學會酸堿滴定的基本方法。3.了解酸堿滴定法的應用。第二節

酸堿滴定法一、酸堿滴定法的原理以酸堿中和反應為基礎的滴定分析方法,叫酸堿滴定法。一般酸、堿以及能與酸、堿直接或間接發生反應的物質,幾乎都可以利用酸堿滴定法進行測定。在農、林、牧業分析中,常用酸堿滴定法測定土壤、肥料、果品、飼料等試樣的酸堿度、氮磷的含量、農藥中游離酸及某些農藥的含量等。第二節

酸堿滴定法一、酸堿滴定法的原理酸堿滴定法可通過直接或間接的滴定方式測定酸性或堿性物質的含量。

H++OH?===H2O例如用鹽酸標準溶液直接測定燒堿中NaOH的含量,屬于直接滴定法;用甲醛與銨鹽反應,置換出一定量的硫酸,再用標準堿溶液進行測定,通過化學計量關系來計算出銨鹽中氮的含量,這種滴定方式屬于間接滴定法。酸堿滴定法中常用的標準溶液是強酸和強堿,如鹽酸,硫酸,氫氧化鈉,氫氧化鉀等。第二節

酸堿滴定法二、指示劑的選擇酸堿滴定反應達到化學計量點時需要借助酸堿指示劑來確定終點。酸堿指示劑是一些弱的有機酸或有機堿,指示劑分子中的特定離子在滴定過程中參與反應,隨溶液中氫離子濃度的改變而發生顏色的變化,進而指示計量點的到達。第二節

酸堿滴定法二、指示劑的選擇相對于變色點,指示劑在偏酸性溶液中呈現的顏色稱為酸式色,在偏堿性溶液中呈現的顏色稱為堿式色。如:甲基橙的酸式色是紅色,堿式色是黃色;酚酞的堿式色是紅色,酸式色為無色。據此,用氫氧化鈉滴定鹽酸可選酚酞作指示劑,終點由無色變成淺粉紅色;用鹽酸滴定氫氧化鈉可選甲基紅或甲橙作指示劑,終點由黃色變為橙色。第二節

酸堿滴定法二、指示劑的選擇常見的酸堿指示劑

指示劑變色范圍pH顏色pkHIn濃度用量滴/10mL溶液酸色堿色百里酚藍1.2~2.8紅黃1.650.1%的20%酒精溶液1~2甲基橙3.1~4.4紅黃3.40.1%或0.05%水溶液1溴酚藍3.0~4.6黃紫4.10.1%的20%酒精溶液或其鈉鹽水溶液1甲基紅4.4~6.2紅黃5.00.1%的60%酒精溶液或其鈉鹽水溶液1溴百里酚藍6.2~7.6黃藍7.30.1%的20%酒精溶液或其鈉鹽水溶液1中性紅6.8~8.0紅黃橙7.40.1%的60%酒精溶液1酚酞8.0~10.0無紅9.11%的90%酒精溶液1~3百里酚酞9.4~10.6無藍10.00.1%的90%酒精溶液1~2第二節

酸堿滴定法二、指示劑的選擇實踐活動:查資料,了解混合指示劑和pH試紙的制作原理和方法。第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(一)配制一定濃度的標準溶液酸堿滴定法中最常用的標準溶液是HCl溶液和NaOH溶液,因它們都不是基準物質,所以只能用間接法配制,即先近似配成所需濃度的溶液,然后再用基準物質準確標定。第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(一)配制一定濃度的標準溶液配制方法為:用潔凈量筒量取濃HCl(密度為1.19g/cm3)9mL,注入盛有少量蒸餾水的小燒杯中稀釋,然后傾入潔凈的細口試劑瓶中,用蒸餾水少量多次洗滌后稀釋至1000mL,塞緊瓶蓋,充分搖勻。此為粗略配制,再準備進行標定。標定常用基準物質有:無水碳酸鈉和硼砂(Na2B4O7·10H2O)。0.1mol/LHCl標準溶液的配制和標定第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(一)配制一定濃度的標準溶液硼砂與HCl的反應為:

2HCl+Na2B4O7·10H2O=2NaCl+4H3BO3+5H2OHCl與硼砂反應的物質的量之比是2∶1,反應產物H3BO3為弱酸,化學計量點顯酸性,可選用甲基紅或甲基橙作指示劑。0.1mol/LHCl標準溶液的配制和標定第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(一)配制一定濃度的標準溶液式中,m——硼砂稱量的質量,單位為g;M——硼砂的摩爾質量,單位g/mol;V——終點時消耗HCl的體積,單位mL。0.1mol/LHCl標準溶液的配制和標定第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(一)配制一定濃度的標準溶液配制方法為:在粗天平上用小燒杯稱取固體NaOH(AR試劑)約4g,加少量蒸餾水溶解,移入潔凈的細口瓶中,用蒸餾水稀釋至1000mL,以橡皮塞塞住瓶口,充分搖勻。標定用基準物質有:草酸和鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)。鄰苯二甲酸氫鉀較常用,與NaOH按1∶1定量反應,指示反應終點用酚酞指示劑。0.1mol/LNaOH標準溶液的配制和標定第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(一)配制一定濃度的標準溶液式中,M——鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質量;V——終點時消耗NaOH的體積,單位mL;m——稱量的質量。0.1mol/LNaOH標準溶液的配制和標定第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(二)農產品總酸度測定農產品果蔬中所含的有機酸,主要有蘋果酸、檸檬酸、酒石酸和醋酸等。這些有機酸的種類和含量決定了果蔬的品質和口味,同時也與成熟度有關。各種較弱的有機酸,均可被NaOH直按滴定。因此,用NaOH測定出來的是試樣中的總酸量。

R-COOH+NaOH=R-COONa+H2O化學計量點時溶液呈堿性,故可用酚酞作指示劑。第二節

酸堿滴定法三、酸堿滴定法的應用(二)農產品總酸度測定式中:w(總酸量)——試樣總酸量的質量分數;

c(NaOH)——NaOH標準溶液的濃度,單位mol/L;

V(NaOH)——NaOH標準溶液的體積,單位L;

K——酸的換算系數。式中K為酸的換算系數,當V取L時,K(蘋果酸)=67,K(檸檬酸)=64,K(酒石酸)=75,K(醋酸)=60,K(乳酸)=90。第二節

酸堿滴定法本節小結酸堿滴定法1.原理:酸堿反應。2.指示劑的選擇:用強堿作標準溶液滴定強酸可選酚酞作指示劑,終點由無色變成淺粉紅色;用強酸作標準溶液滴定強堿可選甲基紅(甲基橙)作指示劑。終點由黃色變成淺紅色。3.應用廣泛,比如標準溶液的配制和標定;農產品酸度、氮肥含氮量的測定等。第三節

氧化還原滴定法飲用的自來水是用氯氣來殺菌的,殺菌原理是利用氯氣能溶于水,生成鹽酸和次氯酸,而次氯酸是一種日常生活中常用的強氧化劑,能殺滅水里的細菌,是漂白粉殺菌過程中的主要有效成分。常見的高錳酸鉀試劑是一種強氧化劑,俗稱“PP”粉,利用它的氧化性進行器皿消毒、皮膚病的治療和魚塘殺菌。氧化劑能夠殺菌是氧化還原反應的作用,在農業生產中應用廣泛。氧化還原反應也可應用到滴定分析中,測定具有氧化性或還原性的物質。你知道嗎?第三節

氧化還原滴定法教學目標1.了解氧化還原反應的概念和常見的氧化劑、還原劑。2.了解氧化還原等滴定法的原理及其應用。3.簡單了解其他滴定法的原理及應用。第三節

氧化還原滴定法一、氧化還原反應人們對于氧化還原反應的認識,如同對其它事物的認識一樣,經歷了一個不斷深化的過程。最初人們把一種物質與氧化合的反應稱為氧化反應,如炭的燃燒反應,銅絲加熱變黑;把含氧化合物失去氧的反應稱為還原反應,如氧化銅與氫氣的反應。第三節

氧化還原滴定法一、氧化還原反應銅和氧氣反應,銅發生了氧化反應,在此反應中銅的化合價從0升高到+2價;氧化銅和氫氣反應,氧化銅發生了還原反應,反應中銅的化合價從+2價降低到0。2Cu+O2====2CuOCuO+H2====Cu+H2O化合價升高,被氧化化合價降低,被還原觀察一第三節

氧化還原滴定法一、氧化還原反應通過觀察發現,觀察二的兩個反應中,Cu元素的化合價變化和前面觀察一中的兩個反應相似。雖然化學反應中沒有得氧和失氧的過程,但本質上與上述反應是相同的,都屬于氧化還原反應,其共同特征是參加反應的物質中有某些元素的化合價改變了。觀察二Cu+Cl2====CuCl2CuSO4+Fe====FeSO4+Cu第三節

氧化還原滴定法一、氧化還原反應隨著人們對事物認識的不斷深入,人們發現所有的氧化還原反應都伴有電子的轉移或電子對的偏移。因此,我們把有電子得失或共用電子對偏移的反應叫做氧化還原反應。在氧化還原反應中,得電子總數等于失電子總數;得電子(或電子對偏向)的物質是氧化劑,發生的是還原反應;失電子(或電子對偏離)的物質是還原劑,發生的是氧化反應。第三節

氧化還原滴定法一、氧化還原反應常見的氧化劑有活潑的非金屬如鹵素、氧氣、過氧化物(Na2O2、H2O2)等;高價化合物如KMnO4、HNO3、濃H2SO4、KClO3、FeCl3等。常見的還原劑有活潑的金屬如K、Na、Mg、Al等;低價化合物如H2S、HI、CO、FeSO4等;一些單質如H2、C等;具有中間價態的一些化合物如SO2、FeSO4、H2SO3等既可作還原劑也可作氧化劑。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法氧化還原滴定法是建立在氧化還原反應基礎上的滴定分析方法。氧化還原反應滴定法不僅可以測定具有氧化性或還原性物質,而且可以測定能與氧化劑或還原劑定量反應生成沉淀的物質。由于氧化還原反應的廣泛存在,因此,氧化還原滴定法應用也十分普遍,可直接或間接測定許多無機物和有機物。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法氧化還原反應與酸堿反應相比較,其特點是反應機理比較復雜,而且反應速度一般較慢,往往需要加熱。因此要創造條件,使它符合滴定分析的基本要求,同時在滴定過程中,必須注意滴定速度與反應速度相適應。根據標準溶液所用氧化劑或還原劑的不同,氧化還原滴定法又有不同的方法,其中最常用的方法是高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法,此外,還有碘量法等。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法(一)高錳酸鉀法將KMnO4配成標準溶液,并準確標定其濃度。用KMnO4標準溶液的滴定一般在酸性溶液中進行,MnO4-的變化過程為:MnO4-+8H++5e-

Mn2++4H2O到滴定終點時,被測溶液由無色轉變為淺紫色,故不必另外使用指示劑。KMnO4是強氧化劑,可直接滴定許多還原性物質。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法(一)高錳酸鉀法高錳酸鉀法的優點是:(1)KMnO4溶液呈深紫色,強酸性溶液中被還原為無色Mn2+,顏色變化明顯,因此可自身做指示劑。(2)KMnO4氧化能力強,可以與許多還原性物質發生反應,是應用較廣的氧化還原滴定法。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法(一)高錳酸鉀法高錳酸鉀法的缺點是:(1)選擇性差,標準溶液不穩定,能與水中微量的有機物,空氣中的塵埃、氨等還原性物質作用析出MnO(OH)2沉淀,還能自行分解。一般不易獲得純品,故不能用直接法配制其標準溶液。(2)KMnO4還原為Mn2+的反應,在常溫下進行較慢。因此,在滴定較難氧化的物質如Na2C2O4等時,常需加熱。滴定亞鐵鹽、H2O2等時雖不必加熱,但開始滴定時速度也不宜過快。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法(一)高錳酸鉀法高錳酸鉀標準溶液經常與Na2C2O4一起使用,用Na2C2O4進行標定。滴定時的條件如溫度、酸度、滴定速度以及終點觀察等方面均需注意,使用高錳酸鉀法應認真注意操作要求。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法(二)重鉻酸鉀法將K2Cr2O7配成標準溶液,也在酸性溶液中進行滴定,Cr2O72-的變化過程為:Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2OK2Cr2O7是一種較強氧化劑,可以直接滴定一些還原性物質。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法(二)重鉻酸鉀法重鉻酸鉀法與高錳酸鉀法相比,具有以下優點:重鉻酸鉀易得到99.99%以上的純品,在105℃~110℃溫度條件下干燥后,準確稱量就可以直接配制標準溶液;其標準溶液非常穩定,保存在密閉容器中,濃度可長期保持不變;在1mo/L鹽酸溶液中及室溫條件下,不與Cl-反應,故可在鹽酸溶液中滴定Fe2+,測定鐵質量分數,這是重鉻酸鉀法一個最重要的應用。第三節

氧化還原滴定法二、氧化還原滴定法的原理和方法(二)重鉻酸鉀法用重鉻酸鉀法測定鐵的質量分數,其離子反應式為:滴定過程中可用二苯胺磺酸鈉作指示劑,當用重鉻酸鉀標準溶液滴定亞鐵鹽溶液時,溶液由淺綠色經綠色變為紫紅色,即達滴定終點。Cr2O72-

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