第八章 滴定分析法概述(132—138) 联系客服

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第八章 滴定分析法概述(132—138)

时数安排:授课:4学时;课堂练习:1学时;讲评作业:1学时 重点与难点:

一、浓度与滴定度之间的换算

注意反应物之间的计量关系即如何正确书写化学反应方程式 二、如何正确配制常用溶液

三、根据分析方法、根据所需量选择合适精度的仪器 四、读懂分析方法

讲评第七章的作业及课堂练习(一)

用滴定的方式测定物质含量的方法。将被测液置于锥形瓶中,将一种已知准确浓度的溶液即标准溶液,也叫滴定剂,由滴定管滴加到待测液中,直到所加的试剂与被测物质按化学计量关系反应完全为止,由所消耗的标准溶液的体积和它的浓度,可计算出被测物质的含量。由于这种测定方法是以测量溶液体积为基础,故又称容量分析法。

滴定剂滴到被测物的过程,称为滴定;滴定剂与被测物完全反应,称反应达到了“化学计量点”;指示剂变色点称“终点”;终点与计量点不一致造成的误差称“终点误差”。 滴定分析法特点:

准确度较高,相对误差0.1—0.2%,一般情况测定误差不高于0.1%,操作简便、快捷、所用仪器简单,价格便宜。常用于测定常量组分,是化学分析中很重要的一类方法,具有较高的实用价值,是本学期的主要教学内容。

概述简单介绍这一些,希望大家明确几个术语:滴定、计量点、终点、终点误差、滴定分析法及其特点。

§8——1滴定反应的条件与滴定方式

问题:滴定有哪几种方式?具体做法?不同滴定方式对条件有何要求? 一、直接滴定法

做法用标准溶液直接滴定被测物质溶液,如氢氧化钠可直接滴定醋酸等,直接滴定法是最常用和最基本的滴定方式,简便、快速,引入的误差较少。 条件:

1. 反应要完全,99.9%以上;按一定的计量关系,无副反应。这是定量计算的基础(须有

确定的计量关系且完全)

2. 反应速度要快,跟上滴定的速度,较慢的,可通过加热或加催化剂,促使速度加快。如

高锰酸钾滴定草酸钠需加热至75——85度。 3. 有合适确定终点的方法(指示剂或其它方法) 二、返滴定法(剩余量滴定,俗称回滴),在什么条件下采用呢? 条件:反应慢或反应物是固体或没合适的指示剂

做法:先加入一定量的过量的滴定剂,使反应加快,等反应完成后,再用一种标准溶液滴定剩余的滴定剂。

判断是否属此滴定方式,以采用两种标准溶液为依据,先加一定量过量的标液,待与被测组分反应完全后,再用另一种标液滴定剩余的滴定剂 三、置换滴定法

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条件:不按一定反应式进行或伴有副反应发生,或缺乏合适指示剂

做法:先用适当试剂与被测物质起反应,定量地置换出可以直接滴定的另一物质,再用标准溶液滴定此物质,由滴定剂消耗量,反应生成物与待侧组分的关系计算出待测组分的含量 分析:Na2S2O3不能直接滴定K2Cr2O7及其它强氧化剂,为什么?

因为:强氧化剂不仅将S2O32-氧化成S4O62-,还会部分将其氧化成SO42-,没一定计量关系。 但若在K2Cr2O7溶液中加入过量的KI,使K2Cr2O7被定量置换成I2, Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O

I2可用Na2S2O3直接滴定,计量关系很好 I2+2S2O32-=2I-+ S4O62-淀粉作指示剂。 四、间接滴定法

条件:待测物不与滴定剂直接反应

做法:使用某些辅助试剂与被测物质作用,生成一种能被滴定剂滴定的物质

如Ca2+不能用KMnO4直接滴定,可加入(NH4)2C2O4将其定量沉淀为CaC2O4,用H2SO4溶解,再用KMnO4标准溶液滴定,C2O42-,从而间接测定Ca2+。 有的书把三、四并为一种“间接滴定” 下面,举一些例子供大家分析:

1. AI3+与EDTA配位反应速度缓慢,用何种方式滴定?

(返滴定法。做法:加入一定量过量的EDTA标液,并加热(50—60?C),促使反应完全,溶液冷却后,用Zn2+标液滴定过剩的EDTA。指示剂:二甲酚橙。)

2.在酸性溶液中,用AgNO3滴定CI-时,缺乏合适的指示剂,用何种滴定方式?

(返滴定法。做法:加入一定量过量的AgNO3标液,使CI-沉淀完全,再用NH4SCN标准溶液返滴过剩的Ag+,以Fe3+为指示剂,出现Fe(SCN)2+淡红色,即为终点。) 3. EDTA滴定法测PO43-?

[间接滴定法。做法:将PO43-—MgNH4PO4沉淀,用HCI溶解,调节pH=10,铬黑T为指示剂,以EDTA滴定Mg2+(与等物质量)] 4.CaCO3固体?

(返滴定法。做法:酸碱滴定法反应速度缓慢,难以准确测定,但加入一定量过量HCI标准溶液,加热煮沸除去CO2后,加入指示剂,用NaOH标准溶液返滴定过量HCI。)

问题:

1. 什么是基准物质?什么是标准溶液?两者相同吗?为什么? 2. 标准溶液的配制有哪些方法?各有什么条件要求?

§8——2基准物质与标准溶液

一、基准物质(基准试剂):能直接配制标准溶液的物质。须符合以下要求: 1. 有足够纯度,达99.9%以上 2. 组成与化学式相符。若含结晶水,其结晶水含量应与化学式相符。如草酸带2个结晶水。 3. 稳定。不易吸收空气中水分、CO2,不易被空气中的氧氧化等。 4. 摩尔质量尽可能大些。摩尔质量大,称取量多,称量误差小。 用作基准试剂最好是G.R,一般也应是A.R

实验室常用的化学试剂按其纯度高低一般分三级:

一级:优级纯(保证试剂)Guarantee Reagent 简称G.R 二级:分析纯Analytical Reagent 简称A.R

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三级:化学纯Chemically Pure简称C.P 常用的基准物质见P31表2—1

标准物质:是已知准确浓度的溶液。如HCI等,无须具备基准物质的条件。

滴定分析需要通过标准溶液的浓度和用量来计算待测组分的含量,这样,如何正确地配制、准确地测定标准溶液的浓度,对于滴定分析的准确度有着重要的意义。 标准溶液配制有哪些方法呢? 二、标准溶液的配制 1.直接法

如何做?准确称取?用什么称?(分析天平) 问题:可能产生误差的环节?

分析:涉及到称量和定容两种测量。一般来说,用容量瓶定容比较准确,因此配制溶液的准确度主要由称量的准确度决定。怎么控制称量这一步骤的误差呢?使之符合容量分析允许的要求呢?(小于0.1%)分析天平每次有?0.0001g的读数误差,一份样品要称两次,即称量的绝对误差为?0.0002g,欲控制称量的相对误差在0.1%以内,

?0.1%??0.0002 X?0.2g x如果用来配制溶液的物质不符合基准试剂的要求,那就不能用直接法配制。采用 3. 间接法: 药物天平、量筒

其准确浓度必须经过标定,标定有两种方法: (1)直接标定法

用基准物质标定其浓度 (2)间接标定法

用已知浓度的标准溶液来标定浓度。 标定时有哪些环节可能产生误差? 分析:标定过程涉及称量、滴定步骤。(实验步骤越多,引入误差越大,间接标定不如直接标定的准确度高)产生误差的主要环节是基准物的称量误差、滴定的误差和终点的判断。称量误差控制前面已经讲过,不再赘述。滴定误差又包括两种A.滴定误差:取决于?

容量分析总的误差要小于0.1%,即每个步骤、每个环节产生的误差均应控制在0.1%以下,滴定时的误差要控制在0.1%以下,最起码要求滴定所消耗的体积要多少呢?滴定管可准确读到0.01mL,滴定一份样液须读数2次,读数误差将达到?0.02mL,要使读数的相对误差小于0.1%,?0.1%??0.02 Y?20 mL y标准溶液的消耗量至少在20 mL以上。一般在20—30mL。B.滴定操作误差:滴定接近终点时,平行操作如果是一滴一滴地加入,至终点,两份标准溶液的用量可能有一滴之差,约0.04mL,若标准溶液用量为20 mL,则偏差就会超过允许的范围,如接近终点时,半滴半滴地加入,则不会超过允许范围,平行标定的极差不应大于0.1%

§8——3标准溶液浓度表示法

1984年2月27日国务院发布“关于在我国统一实行法定计量单位的命令”,并颁布了“中华人民共和国法定计量单位”(国家以法令形式规定强制使用的计量单位)。以法律的形式

1985年9月6日第六界人大常委会通过了“中华人民共和国法定计量单位法”,以法律

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的形式规定国家采用国际单位制和骨架选定的其它单位为国家法定计量单位。

国际单位制,简称SI,法文缩写,是由国际计量大会CGPM所采用和推荐的一贯计量单位制。1960年建立。1960年,第十界国际计量大会(CGPM)决议,以六个基本单位为基础的单位制称“国际单位制”

1971年第十四界国际计量大会(CGPM)通过第七个基本单位(长度:米、质量:千克、时间:秒、电流:安、热力学温度:开K、物质的量:摩尔、发光强度:坎德拉) 国际单位制由于具有先进、实用、简单、科学等优越性,受到多数国家的采用(1971年止,80几个国家)

我国计量法自1986年7月1日实施,按照此法令,1986年起凡新制定修订各级技术标准计量、验定规程,新撰写的研究报告、学术论文以及技术情报资料等,均应使用法定计量单位,86年起新出版的科技书刊一律采用法定计量单位,再版出版物按法定计量单位修订,1991年起,不允许再使用非法定计量单位。

按照《中华人民共和国法定计量单位》的规定,浓度统一实行两种表示法。 一、物质的量浓度(简称浓度)

指单位体积溶液所含溶质的物质的量。

C?BnBV(mol/L)

?mMVBBB 浓度与物质的量、质量、摩尔质量之间的关系

n?CBBV

Bm?nMB?CBMBV

这些式子用于滴定分析的全部计算。 P33例1:

已知:?=1.19g/mL,WHCI=36% 求:nHCI CHCI 解:

nHCI?mM?HCIHCI???v?wHCIM?1.19?10?366.53?12(mol)

HCICHCI?nHCIV12?12(mol/L) 1.0在实际工作中,特别是生产部门,常用滴定度(T)来表示标准溶液的浓度 二、滴定度(T)

是指每毫升标准溶液中所含溶质的质量。

如TNaOH=0.04000g/mL,表示1mL NaOH溶液中含0.04000gNaOH

当滴定剂测定待测物时,滴定度是指1 mL滴定剂相当于待测物质的质量g,用

T待测物/滴定剂表示,这样只要将滴定中所用去的标准溶液的体积乘以滴定度,就可以直接算出被测物质的含量,如TNaOH/H2SO4=0.04000 g/mL,滴定时用去H2SO422.00mL,则此试样中NaOH质量为:

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