第四章滴定分析法概论

第四章滴定分析法概论

第一章绪论 第二章定性分析第三章误差和分析数据的处理第四章滴定分析法概论第五章酸碱滴定第六章络合滴定第七章氧化还原滴定第八章沉淀滴定第九章重量分析第十章吸光光度法第十一章常用的分离和富集方法第十二章定量分析的一般步骤定性分析定量分析基础知识化学分析法定量分析仪器分析法定量分析基础知识

一、滴定分析法的过程和方法特点 滴定分析法:将一种已知其准确浓度的试剂溶液（称为标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到化学反应完全时为止，然后根据所用试剂溶液的浓度和体积可以求得被测组分的含量，这种方法称为滴定分析法(或称容量分析法)。是化学分析法中的重要分析方法之一。第一节滴定分析法简介标准溶液（滴定剂）、滴定、化学计量点sp、滴定终点（终点）ep、终点误差Et

名词解释 • 滴定剂（Titrant）：已知准确浓度试剂溶液 • 滴定（Titration）：滴定剂从滴定管加到被测溶液中的过程。 • 化学计量点（Stoichometric point）：标准溶液与被测物质定量反应完全时，反应达到了“计量点”。－sp • 滴定终点（Titration end point）：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 • 终点误差（Titration end point error）：滴定终点与计量点不符合，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。

滴定分析法分类 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：酸碱滴定H+ + OH- →H2O 络合滴定Zn2+ + H2Y2- →ZnY2- + 2H+ 氧化还原滴定Cr2O72- + 6Fe2++14H+→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 沉淀滴定Ag+ + Cl－　→　AgCl↓

标准溶液（滴定剂） • 化学计量点sp • 滴定终点（终点）ep • 终点误差Et

滴定分析法是定量分析中的重要方法之一，此种方法适于百分含量在1％以上各物质的测定，有时也可以测定微量组分滴定分析法是定量分析中的重要方法之一，此种方法适于百分含量在1％以上各物质的测定，有时也可以测定微量组分滴定分析法快速、准确、仪器设备简单、操做方便、价廉，可适用于多种化学反应类型的测定分析结果的准确度较高，一般情况下，其滴定的相对误差在±0.1%左右。所以该方法在生产和科研上具有很高的实用价值，应用广泛。滴定分析法的特点：

二、滴定分析法对滴定反应的要求 • 反应要完全：被测物质与标准溶液之间的反应要按一定的化学方程式进行，而且反应必须接近完全(通常要求达到99.9%以上)。这是定量计算的基础。 • 反应速度要快：滴定反应要求在瞬间完成，对于速度较慢的反应，有时可通过加热或加入催化剂等办法来加快反应速度。 • 要有简便可靠的方法确定滴定的终点。

三、滴定方式 (一) 直接滴定法凡符合上述条件的反应，就可以直接采用标准溶液对试样溶液进行滴定，这称为直接滴定。 (二) 返滴定法先加入一定，且过量的标准溶液，待其与被测物质反应完全后，再用另一种滴定剂滴定剩余的标准溶液，从而计算被测物质的量，因此返滴定法又称剩余量滴定法。 (三) 置换滴定 (四) 间接滴定

（二）返滴定法： 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。 • Zn • Al3+ + Y（过量）→ AlY+Y → ZnY + AlY • NaOH • CaCO3（固）+ HCl（过量）→CaCl2 + HCl →CaCl2 + NaCl • Fe3+ • Cl－+AgNO3（过量）→AgCl + Ag+ →AgCl+AgSCN+ Fe（SCN）2+ • NH4SCN

（三）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，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 • Cr2O72- + 6Ｉ- + 14H +→ 2Cr 3+ + 3I2 + 7H2O • Ｉ2 + 2S2O32-→ 2 I-+ Ｓ４Ｏ６２-

（四）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：Ca 2+的测定 • Ca 2+ + C2O42-→CaC2O4+ H2SO4 →CaSO4+ C2O42- • 用KMnO4测定C2O42-

第二节标准溶液浓度的表示方法 一、物质的量浓度 cB表示：cB=nB/V cB单位：mol·m-3 （SI单位）。 mol·dm-3 或 mol·L-1（常用单位） nB＝mB/MB；mB＝ cBVBMB 其它常用浓度表示方法：质量浓度：质量分数：

计算中常用的物理量 →物质的量（n）：单位为mol，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，或是它们的特定组合。 →摩尔质量（M）：g·mol-1。 →物质的量浓度（C）：mol·L-1。 →质量分数（ω）：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（ρ）：单位体积中某种物质的质量，可是g·L-1、mg·L-1等。

二、滴定度 滴定度是指每毫升标准溶液相当被测物质的质量。以符号TB/A表示（g/mL或mg/mL） B是标准溶液中溶质的分子式 A是被测物质的分子式例如：每毫升H2SO4标准溶液恰能与0.04000g NaOH反应。

例如：用＝0. 04000 g·mL-1的H2SO4标准溶液滴定烧碱溶液，设滴定时用去22.00毫升，则此试样中NaOH的质量为：例如：固定分析试样的质量，那么滴定度也可直接表示每毫升标准溶液相当于被测组分的质量分数（％）表示当试样为某一质量时，每消耗1.00 mL H2SO4标准溶液就可以中和试样中2.69%的 NaOH。

例：测定时，用去H2SO4标准溶液10.50mL，则该试样中NaOH的含量为：对于工厂等生产单位来讲，由于经常分析同一种样品，所以使用滴定度表示标准溶液的浓度，节省计算步骤，可以迅速得出分析结果，非常方便。

第三节标准溶液的配制和浓度的标定 一、直接配制法准确称取一定质量的物质，溶解于适量水后移入容量瓶，用水稀至刻度，然后根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可算出该标准溶液的准确浓度基准物质应具备的条件 1.实际组成应与化学式完全符含。若含结晶水时，如硼砂Na2B4O7·10H2O,其结晶水的含量也应与化学式符合。 2.纯度较高(一般要求纯度在99.9%以上)，所含杂质应不影响滴定反应的准确度(0.01-0.02%)。

3.在空气中要稳定。例如加热干燥时不分解，称量时不吸湿，不吸收空气中的CO2，不被空气氧化等。3.在空气中要稳定。例如加热干燥时不分解，称量时不吸湿，不吸收空气中的CO2，不被空气氧化等。 4.试剂最好具有较大的摩尔质量。因为摩尔质量越大，称取的量就越多，称量误差就可相应的减少凡是符含上述条件的物质，在分析化学上称为“基准物质”或称“基准试剂”。凡是基准试剂，都可以用直接法配成标准溶液。

标准溶液和基准物质 • 标准溶液(Standard solution)：已知准确浓度的溶液。配制法：直接法和标定法 • 基准物质(Primary standard)：能用于直接配制或标定标准溶液的物质。

◎标准溶液的配制方法 →1.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K2Cr2O7的配制。 →2.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(standardization)其准确浓度。如HCl 、NaOH等。

二、间接配制法（标定法） NaOH：它很容易吸收空气中的CO2和水分盐酸：易挥发，标称浓度也只是大致浓度 KMnO4、Na2S2O3等均不易提纯，且见光易分解先配成接近所需浓度的溶液，然后再用基准物质或用另一种物质的标准溶液来测定它的准确浓度。这种利用基准物质(或用已知准确浓度的溶液)来确定标准溶液浓度的操作过程，称为“标定”。

标定溶液浓度的两种方法： (一)用基准物质标定称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液滴定，然后根据基准物质的质量及待标定溶液所消耗的体积，即可算出该溶液的准确浓度。大多数标准溶液是通过标定的方法测定其准确浓度的。 (二)与标准溶液进行比较准确吸取一定量的待标定溶液，用巳知准确浓度的标准溶液滴定；或者准确吸取一定量的已知准确浓度的标准溶液，用待标定溶液滴定。

待测溶液 溶解待测溶液基准物质标准溶液显然，标定时应尽量采用直接标定法，这样有助于提高测定结果的准确度。

标定时,不论采用那种方法应注意以下几点： 1.一般要求应平行做3～4次，至少平行做2～3，相对偏差要求不大于0.2％。 2.为了减小测量误差，称取基准物质的量不应太少；滴定时消耗标准溶液的体积也不应太小。 3.配制和标定溶液时用的量器(如滴定管、移液管和容量瓶等)，必要时需进行校正。 4.标定后的标准溶液应妥善保存。例如：溶液蒸发－－摇匀见光易分解(AgNO3、KMnO4)－－棕色瓶强碱溶液－－塑料瓶＋碱石灰干燥管性质不稳定的溶液－－久置后，重新标定

第四节滴定分析中的计算 滴定分析法中要涉及到一系列的计算问题，如标准溶液的配制和标定，标准溶液和被测物质间的计算关系，以及测定结果的计算等等。现分别讨论如下：一、滴定分析计算的依据和常用公式计算依据： 1.化学反应的计量关系 2.变化前后（配制标样、稀释、增浓等），不变的量（物质的量） 3.按照已知未知量之间关系套用基本公式（已知量和未知量之间的转化）

例如： ? 物质的量的浓度与滴定度之间的换算

例1: 已知浓HCl的密度为1.19g mL-1，其中HCl含量约为37%，计算：（1）每升浓HCl中所含HCl的物质的量的浓度。（2）配制浓度为0.10mol/L的稀HCl 500mL,需量取上述浓HCl多少mL? • 例2 ：现有0.0982mol/LH2SO4溶液1000mL,欲使其浓度增至0.1000mol/L，问需加入多少mL0.2000mol/LH2SO4溶液？

例3：在稀硫酸溶液中，用0.02012mol/L高锰酸钾溶液滴定某草酸钠溶液，如欲两者消耗的体积相等，则草酸钠溶液的浓度为多少？若需要配制该溶液100.0mL,应称取草酸钠多少克？例3：在稀硫酸溶液中，用0.02012mol/L高锰酸钾溶液滴定某草酸钠溶液，如欲两者消耗的体积相等，则草酸钠溶液的浓度为多少？若需要配制该溶液100.0mL,应称取草酸钠多少克？ • 例4 用Na2B4O710H2O标定HCl溶液的浓度，称取0.4806克硼砂，滴定至终点时消耗HCl溶液25.20mL,计算HCl溶液的浓度。

例5 ：称取分析纯试剂K2Cr2O714.709g,配成500mL溶液，试计算（1）K2Cr2O7溶液物质的量的浓度。（2）K2Cr2O7对Fe、Fe2O3、Fe3O4的滴定度。 • 例6：称取含Na2CO3的试样0.4909g，溶于水，以甲基橙作指示剂，用0.5050mol/L的HCl滴定，终点时消耗HCl溶液18.32mL，计算样品中Na2CO3的百分含量。

本章主要讨论了滴定分析的基本内容和共性 滴定分析的过程、方法特点、分类、滴定方式、对滴定反应的要求（理解记忆）浓度的表示方法、标准溶液的配制方法、对基准物质的要求（理解记忆）熟练掌握滴定分析的计算依据及基本公式，灵活运用节本学习重点

第四章 滴定分析法概论