滴定分析法概論4、1概述滴定分析法的一些術語滴定分析法(titrametricanalysis)容量分析法(volumetricanalysis)滴定(titration)化學計量點(stoichiometricpoint,sp)化學計量點(equivalentpoint)指示劑(indicator)滴定終點(endpointofthetitration,ep)滴定誤差(titrationerror)或終點誤差(endpointerror)

滴定分析法(titrametricanalysis):

將一種濃度準確已知的試劑溶液(稱標準溶液),滴加到待測物質的溶液中,直到物質間的化學反應按化學計量關系完全作用為止,然后依照所用標準溶液的濃度與體積計算出待測物質的含量。滴定滴定裝置滴定(titration):是指將標準溶液通過滴定管加到待測溶液中的操作過程。滴定劑(titrationreagent):

已知準確濃度的試劑、指示劑(indicator):在滴定時,常加入一種試劑,借助它的顏色變化來指示化學計量點的到來,此試劑稱為指示劑。

化學計量點

(stoichiometricpoint,sp):滴定劑的量與被測物質的量恰好符合化學反應式所表示的化學計量關系的一點,稱化學計量點或等當點

(equivalentpoint)。滴定終點(endpointofthetitration,ep)滴定過程中,指示劑正好發生顏色變化而終止滴定的一點稱為滴定終點。滴定誤差(或終點誤差):

titrationerror(或endpointerror)

滴定終點與化學計量點不完全一致所造成的相對誤差,稱滴定誤差(或終點誤差)。

化學計量點是依照化學反應的計量關系求得的理論值。滴定終點是實際滴定時的測得值。

滴定誤差是滴定分析誤差的主要來源之一,其大小決定于化學反應的完全程度與指示劑的選擇(或其它確定終點方法的選擇)。滴定誤差是系統誤差。滴定分析法的特點與分類

通常用于測定常量組分,準確度高,在一般情況下,測定誤差不高于0、2%

。儀器簡單、廉價,操作簡便、快速,應用廣泛,是化學分析方法中特別重要的一類方法,具有較高的實用價值特點:

以質子傳遞反應為基礎。強酸(堿)滴定強堿(酸):

H3O++OH_=2H2O強酸滴定弱堿:

B+

+H3O+=BH+H2O強堿滴定弱酸:

HA+OH_=A_+H2O分類:1、酸堿滴定法以配位反應為基礎

Ca2++H2Y2_=CaY2_+2H+2、配位滴定法以氧化還原為基礎

I2+2S2O32-

=2I-+S4O62-3、氧化還原滴定法

以沉淀反應為基礎

Ag++X_=AgX_

(X

表示Cl_、Br_、I_、SCN_)4、沉淀滴定法滴定分析對滴定反應的要求

(1)反應必須定量完成

反應必須按一定的反應方程式進行,即具有確定的化學計量關系,不發生副反應。且反應的定量完成程度要達到99、9％以上。例:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

(2)且反應的定量完成程度要達到99、9％以上。(3)反應速度要快(4)有合適指示終點的方法合適的指示劑合適的儀器分析方法

凡能滿足上述要求的反應,都可采納直截了當滴定法。滴定方式及其適用條件

凡能滿足滴定分析要求的反應,可用標準溶液直截了當滴定被測物質。例:NaOH+HCl=NaCl+H2O

1、直截了當滴定法2、返滴定法(backtitration)(剩余滴定法、回滴定法)(1)定量加入過量的標準溶液,讓被測組分與其反應完全。(2)再用另一種標準溶液滴定前一種剩余的標準溶液。

二甲酚橙作指示劑例:

返滴定法適用于反應速度慢或反應物是固體,加入滴定劑也不能馬上定量完成的反應。3、置換滴定法(replacementtitration)

(1)被測物質與適當的試劑反應,被定量地置換成另一種能夠直截了當滴定的物質;(2)再用標準溶液滴定置換出來的物質。例:K2Cr2O7與Na2S2O3不能直截了當滴定(因為S2O32-被氧化為S4O62-或SO42-)Cr2O72_

+6I_+14H+2Cr3++3I2+7H2OI2+2S2O32_2I_+S4O62_

置換滴定法適用于不按確定化學計量關系(如伴有副反應)的物質的滴定。4、間接滴定法不能與滴定劑直截了當反應的物質,有時能夠通過另外的化學反應間接進行測定。例:Ca2++KMnO4Ca2++(NH4)C2O4CaC2O4C2O42-2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2+8H204、2

標準溶液標準溶液(standardsolution):已知準確濃度的溶液標準溶液的配制方法:直截了當配制法間接配制法(又稱標定法)標準溶液與基準物質

準確稱取一定量的基準物質,用適當溶劑溶解后,定量地轉移到容量瓶中,稀釋至刻度;搖勻,備用。依照基準物質的質量與溶液的體積,計算標準溶液的濃度。1、直截了當配制法例:0、1mol/LNa2CO3標準溶液的配制稱取基準物無水

Na2CO3

1、0625

克,于小燒杯中,用少量水溶解后,全部轉移至100ml的溶量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻備用。標準溶液的濃度為注意:只有基準物質才能用直截了當法配制成標準溶液基準物質(primarystandard)應具備的條件1、組成與化學式完全相同。2、純度高(一般在99、9%以上),性質穩定,且沒有副反應。3、最好有較大的摩爾質量。常用基準物

基準物

標定對象無水碳酸鈉Na2CO3

酸HCl

鄰苯二甲酸氫鉀

(KHC8H4O4)

堿NaOH或酸HClO4

氯化鈉NaClAgNO3鋅或氧化鋅Zn或ZnOEDTA

重鉻酸鉀K2Cr2O7

還原劑Na2S2O3級別中文名稱英文名稱標簽顏色主要用途一級優級純GR綠周密分析實驗二級分析純AR紅一般分析實驗三級化學純CP藍一般化學實驗四級實驗或工業試劑LR一般化學實驗化學試劑等級

先配制成近似所需濃度的溶液,再用基準物或另一種標準溶液來測定它的準確濃度,稱為標定(standardization)。

2、標定法2023/7/19(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),計算確定之間接法(標定法)(步驟):2023/7/19例:

0、1mol/LHCl標準溶液的配制與標定用量杯取濃鹽酸9mL于1000mL的大燒杯中,加水至總體積為1000mL,攪拌均勻,裝于試劑瓶中,搖勻,備用。HCl準確濃度的標定:準確稱取無水Na2CO3基準物質0、12克,于三角錐瓶中,加水25mL使之溶解,加0、05%甲基橙指示劑一滴,用HCl標準溶液滴定,記錄鹽酸溶液的消耗體積。結果如下:

表

HCl標準溶液濃度的標定項目

1234WNa2CO3(g)0、12010、11980、12250、1208VHCl(ml):22、1222、1222、5522、30CHCl(mol/L)0、10240、10220、10250、10220、1023S(mol/L)0、0002RSD(%)0、2Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2注意:

標定時,不管用哪種方法,一般要求平行做3~4次實驗。

標定好的標準溶液應妥善保存。

放置一段時間后,標準溶液要先搖勻再使用,若不穩定的溶液,還要定期標定。標準溶液濃度的表示方法物質的量濃度(molarconcentration或molarity)滴定度(titer)

指一升的溶液中所含溶質的物質的量。單位:mol/L或mmol/ml1、物質的量濃度1、物質的量nB

(單位,摩爾,mol)2、物質的量濃度CB

(單位,mol/L或mmol/mL)3、摩爾質量MB(單位,g/mol)4、物質的量、物質的量濃度與質量的關系例:

已知濃鹽酸的密度為1、19g/mL,其中HCl含量為37%(g/g),求每升濃鹽酸中所含的nHCl及HCl溶液的濃度與HCl溶質的質量。解:

質量百分濃度與物質的量濃度的換算式量例:濃硫酸的相對密度為1、84(g/mL)其中含H2SO4約為96%(W/W),求其物質的量濃度。若配制0、15mol/L的H2SO4溶液1升,應取濃硫酸多少毫升？解:依照2、滴定度T(1)TM:每ml標準液含溶質的質量

例:TNaOH=0、004000g/ml

表示1mlNaOH標準液含

0、004000gNaOH。2、滴定度TT/A

指每毫升標準溶液相當于被測物質的質量,用TT/A表示。單位:g/mL或mg/mL

T:標準溶液

A:被測物質例:TNaOH/HCl=0、003646g/ml

是指1mLNaOH標準溶液能滴定0、003646g的HCl

若用這種濃度的NaOH標準溶液滴定含HCl試樣,用去NaOH22、00mL,則試樣中HCl的質量為:滴定度與物質的量濃度的換算:反應標準溶液被測物質反應產物例

已知CHCl=0、2000mol/L,THCl/Na2CO3=?

從方程式可知:

在化學定量分析中結果的計算依據是化學反應方程式計算的關鍵是:弄清標準溶液與待測組分之間的比例關系。4、3

滴定分析中的計算滴定分析計算的依據(一)、滴定分析計算依據對任一滴定反應

tT+aA→bB+cC

滴定劑

被測物

生成物

(1)化學計量數比計量點時tmolA與amolA作用完全,則

t/a或a/t稱化學計量數比(摩爾比)標準溶液被測物質反應產物mlL單位單位gg(2)被測物百分含量的計算

若稱取試樣Sg,測得被測物A的含量為mAg,則被測物A的百分含量為:有時要注意結果以哪種形式表示:1、以實際存在型體表示2、以元素形式表示3、以化合物的形式表示4、以氧化物形式表示

在置換滴定法與間接滴定法中,涉及兩個以上的反應,要會從總的反應中找出滴定劑與被測物之間的化學計量關系。例:×100×10-3×100.1例:稱取中藥牡蠣0、5000g,用HCl溶解后加入過量的(NH4)2C2O4溶液使其中的Ca2+沉淀,將沉淀過濾、洗滌后用H2SO4溶解,再用0、1000mol/LKMnO4標準溶液滴定溶液中的,用去標準溶液15、00ml,求試樣中CaCO3的百分含量。解:涉及的反應:解:(二)滴定分析計算實例

1、

應用:(1)溶液稀釋(或增濃)的計算(a/t=1)(2)用標準溶液標定另一溶液濃度的計算

2、應用(1)直截了當法配標準溶液(a/t=1)計算應稱基準物重量間接法標定標準溶液(2)測定樣品時,估計稱樣量例1:欲配制500、0mL濃度為0、05000mol/L的EDTA-2Na溶液,應稱取EDTA-2Na·2H2O多少g(MEDTA-2Na·2H2O=372、3)？

解:例2:用基準物Na2CO3標定0、2000mol/LHCl標準液,若使用25mL滴定管,問應稱多少克的Na2CO3？解:滴定反應式2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O例3:用硼砂(Na2B4O7·10H2O)作為基準物質,標定HCl溶液。周密稱取硼砂0、4410g,溶解后,用HCl溶液滴定,終點時消耗HCl溶液22、58mL,計算鹽酸溶液的濃度CHCl、解:則:3、被測組分含量的計算(1)稱取試樣S克,被測組分的質量mB,,則被測組分百分質量分數(百分含量)為:

采納滴定度表示的濃度時,因:

例:稱礦樣0、3029克,經處理后,將Fe3+還原成Fe2+,用35、14ml0、01