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分析化学绪论
滴定分析法概述

一、滴定分析法的特点和主要方法

(一) 滴定分析的特点

1 滴定分析法又叫容量分析法。这种方法是将一种已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液),滴加到被测物质的溶液中,或者是将被测物质的溶液滴加到标准溶液中,直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应为止,然后根据试剂溶液的浓度和用量,计算被测物质的含量。

2 滴定剂( Titrant ):这种已知准确浓度的试剂溶液就是“滴定剂”。

3 滴定( Titration ): 滴定剂从滴定管加到被测物质溶液中的过程。

4 化学计量点( Stoichometric point ):简称“计量点”,当加入的标准溶液与被测物质定量反应完全时,反应达到了“化学计量点”。完全反应-sp

5 滴定终点( Titration end point ):计量点一般依据指示剂的变色来确定。在滴定过程中,指示剂正好发生颜色变化的转变点成为“滴定终点”。 -ep

6 终点误差( Titration end point error ):滴定终点与计量点不一定恰好符合,由此而造成的分析误差成为“终点误差”。 -Et

?  滴定分析通常用于测定常量组分,即被测组分的含量一般在 1% 以上。测定相对误差小于 0.2% 。

?  简便、快速、准确度高。

酸式滴定管的操作

碱式滴定管的操作

(二)滴定分析方法

根据标准溶液与待测物质间反应类型的不同,滴定分析法分为:

1 酸碱滴定     H+ + OH →HO

2 络合滴定     Zn2+ +HY2- →ZnY2-+2H+

3 氧化还原滴定   CrO72-+6Fe2++14H+ →2Cr3++6Fe3++7HO

4 沉淀滴定     Ag+ + Cl→Ag↓

二、滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式

(一)对化学反应的要求

 适合滴定分析法的化学反应,应具备以下条件

1 必须具有确定的化学计量关系。即反应按一定的反应方程式进行,这是定量的基础。

2 反应必须定量地进行。通常要求达到 99.9% 以上。

3 必须具有较快的反应速度。对于速度较慢的反应,有时可加热或加入催化剂来加速反应的进行。

4 必须有适当简便的方法确定终点。

5 共存物不干扰测定。

(二) 滴定方式

?  直接滴定法:满足上述 5 个条件的反应,即可用标准溶液直接滴定待测物质。

?  返滴定法:当试液中待测物质与滴定剂反应很慢、无合适指示剂、用滴定剂直接滴定固体试样反应不能立即完成时,可先准确地加入过量标准溶液,与试液中的待测物质或固体试样进行反应,待反应完全后,再用另一种标准液滴定剩余的标准溶液,这种滴定方式成为返滴定法。例如:

?  置换滴定法:当待测组分所参与的反应不按一定反应式进行或伴有副反应时,可先用适当试剂与待测组分反应,使其定量地置换为另一种物质,再用标准溶液滴定这种物质,这种滴定方法称为置换滴定。

例如:硫代硫酸钠与重铬酸钾的反应无定量关系

CrO72- + 6I- + 14H+ → 2Cr3+ + 3I + 7HO

I + 2SO32-→2I- + S4O62-

?  间接滴定法:不能与滴定剂直接起反应的物质,有时可以通过另外的化学反应,以滴定法间接进行滴定。

例如: Ca2+的测定

Ca2+ + CO42- → CaCO4 + HSO4 →CaSO 4+ CO42-用KMnO4测定CO42-

三、 标准溶液和基准物质

1 标准溶液:已知准确浓度的溶液。配制法:直接法和标定法

2 基准物质:能用于直接配制或标定标准溶液的物质。基准物质满足 (见表, 24 页)

( 1 )试剂的组成应与它的化学式完全相符。

( 2 )试剂纯度应足够高。一般大于 99 . 9% 以上,杂质含量不影响分析的准确度。

( 3 )试剂稳定。

( 4 )试剂有较大的摩尔质量,以减少称量误差。

( 5 )试剂反应时,应按反应式定量进行,没有副反应。

3 标准溶液的配制方法

直接法:准确称取一定量基准物质,溶解后配成一定体积的溶液,根据物质的质量和 体积即可计算出该标准溶液的准确浓度。如 KCrO7 的配制。

标定法:很多物质不能直接用来配制标准溶液,但可将其先配制成一种近似于所需浓度的溶液,然后用基准物质来标定它的准确浓度。如 HCl 、NaOH 等。

度表示法

( 1 )物质的量浓度:指溶液中含溶质的物质的量除以溶液的体积。

CB= nB/ V mol·L -1

  由于物质的量的数值取决于基本单元的选择,因此,在表示物质的量浓度时必须指明基本单元。基本单元的选择以化学反应为依据。例如:

C(H2SO4) =0.1 mol·L-1C(2H2SO4)=0.05mol·L -1

C(1/2H2SO4) =0.2 mol·L -1

( 2 )滴定度: T T/B T – 滴定剂溶质的分子式 B -被测物质的分子式

 1毫升滴定剂相当于被测物质的质量(克或毫克), TNaOH/HAc =0.005346 g·mL-1

 1毫升滴定剂相当于被测物质的百分含量( % ), TK2Cr2O7/Fe =1.00% ·mL-1

四、 滴定分析法的计算

(一)计算中常用的物理量

1 物质的量( n ):表示物质多少的一个物理量,单位为 mol (摩),其数值的大小取决于物质的基本单元。基本单元可以是分子、原子、离子、电子及其它粒子,或是这些粒子的特定组合。分析化学中是根据化学反应确定基本单元.

2 摩尔质量( M ):表示每摩尔物质的质量( g·mol -1 ),必须指明基本单元。

3 物质的量浓度( C ):表示单位体积溶液中含物质的物质的量( mol · L -1 )。

4 质量分数( ˉ ):表示待测组分在样品中的含量,可以是百分数或 mg·g -1

?  质量浓度( ? ):表示单位体积中某种物质的质量,可是 g·L -1 、mg·L -1 等。

?  滴定分析法计算

在滴定分析中,可根据滴定反应中滴定剂 T 与待测物质 B 之间的化学计量关系来计算待测物质 B 的含量。可以通过“换算因素法”和“等物质的量反应规则”

?  换算因素法( b/t 或 t/b ):采用分子、原子或离子作为基本单元,而不采用粒子的特定组合作为基本单元,根据被测物质 B 与滴定剂 T 发生反应时的化学计量数确定n B 与n T 的关系。使用于单一反应。

b B + t T = cC + d D

nB :nT= b : t 所以nB= b/t nT或 nT= t/b nB

?  等物质的量反应规则:在滴定反应中,待测物质 B 与滴定剂 T 反应完全时,消耗的两反应物特定基本单元的物质的量相等。使用于多反应。

b B + t T = cC + d D

分别以 b B 和 t T 作基本单元,则 n( b B )=n( t T )

3 滴定计算示例

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