第3章 滴定分析法概述
3.1 滴定分析特点和方法分类
3.1.1滴定分析的基本概念及特点
一、基本概念
1.滴定分析:将一种已知准确浓度的溶液(称标准溶液或滴定剂),通过滴定管滴加到被测物质溶液中(称滴定),当滴定剂与被测液按反应式的化学计量关系反应完全时,根据滴定剂的浓度和消耗体积,计算被测物质的含量,称滴定分析法。 2.基本术语:
(1)滴定:把滴定剂从滴定管加到被测溶液中国的过程。 (2)标准溶液
(3)化学计量点(等当点):滴定剂与待测溶液按化学计量关系反应完全的那一点。
(4)指示剂:滴定分析中能发生颜色改变而指示终点的试剂。 (5)滴定终点:滴定分析中,指示剂发生颜色改变的那一点(实际)
(6)终点误差:滴定终点与化学计量点不一定恰好吻合,由此造成的分析误差。、
3.1.2、滴定分析法分类(按反应类型分类) (一)、酸碱滴定法:以酸碱反应为基础的分析法。 (二)、沉淀滴定法:以沉淀反应为基础的分析法。 (三)、配位滴定法:以配位反应为基础的分析法。 (四)、氧化还原滴定法:以氧化还原反应为基础的分析法。 3.1.3、滴定分析的特点
1、简便快速,适用于常量分析,主要用于组分含量在1%以上的
物质的测定。
2.准确度高 3.应用广泛
3.2滴定反应条件及及滴定方式 3.2.1滴定分析对化学反应的要求 1、反应定量、完全(>99.9%)。
2、反应必须严格按一定的化学方程式进行,且无副反应发生。 3、反应速度要快,要求瞬间完成。 4、能用简便的方法确定滴定终点。 3.2.2常用的滴定方式 1. 直接滴定法:
适用:符合上述要求 如:NaOH+HCl=NaCl+H2O 2. 返滴定法(剩余量滴定法或回滴法):
适用:反应慢、反应物是固体或无合适的指示剂
当试液中待测物质与滴定剂反应很慢,或者待测物是固体时,反应不能立即完成,此时可先准确加入过量标准溶液,使与溶液中的待测物质或固体试样进行反应,待反应完成后,再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液,这种滴定方法称为返滴定,又称剩余滴定法。
?? EDTA (剩余) 如:Al3++EDTA (过量) ? ?Zn2+
?? HCl (剩余) CaCO3+HCl (过量) ? ?NaOH
3. 置换滴定法:
适用:反应不按确定反应式进行或伴有副反应
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称为置换滴定法。
如:Na2S2O3 不能用来直接滴定K2Cr2O7 及其他强氧化剂,因为酸性溶液中,
??SO42-+S4O62- Cr2O72-+S2O32-? Cr2O72-+6I-+14H+ = 2Cr3++3I2+7H2O I2+2S2O32- = 2I-+S4O62- 4. 间接滴定法
适用:不能与滴定剂直接起反应的物质,可以通过另外的化学反应,以滴定法简介进行测定
?? CaC2O4↓ 如:Ca2++C2O42-??? C2O42- CaC2O4+H+? 5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2++10CO2+8H2O 3.3 标准溶液及其浓度的表示方法 3.3.1基准物质
1.定义:能够用于直接配制或标定标准溶液的物质。 2.对基准物质的要求:
(1)物质组成要与化学式完全符合(包括结晶水) (2)物质純度高(≥99.9%)。
(3) 性质稳定如:烘干不分解,不易吸潮,不被空气氧化。 (4)具有较大的摩尔质量。
(5)试剂参加滴定反应时,应按反应式定量进行,没有副反应。 常用的基准物质有纯金属和纯化合物,举例:Ag, Cu,Zn,Cd,Fe,K2CrO7,Na2CO3,邻苯二甲酸氢钾,硼砂,CaCO3等
3.3.2 标准溶液浓度的表示方法
一、标准溶液浓度的表示方法 1.物质的量浓度
物质的量,过去称为摩尔数,若物质B的质量为mB,其摩尔质量为MB,则 nB = mB/MB
物质的量浓度,指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,
简称浓度。
CB = nB/VB = mB / (MB ? VB) 单位:mol/L 在滴定分析反应中,标准溶液基本单元一般均有规定 见课本21页例子 2.滴定度
定义:每1ml标准溶液相当于被测物质的质量,用TB 或TA/B (T被测物/滴定剂)表示
TB ── 每毫升标准溶液中所含溶质的质量,如TNaOH = 0.003000g/ml:每1ml的 NaOH标准溶液中含有0.003000g的NaOH TA/B── 每毫升标准溶液相当于的被测物质的克数,B表示滴定剂,A表示被测物质,如TNaOH/HCl = 0.005224 g/ml:即每消耗1ml的HCl标准溶液可与0.005224g的NaOH完全反应。 3.滴定度与物质的量浓度C的关系 TA/B=a/b.CB*MA/1000
例:求0.1000mol/lNaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度? H2C2O4 +2NaOH=Na2C2O4 +2H2O
TH2C2O4/NaOH=1/2.0.1000*90.04/1000=0.004502g/ml 3.3.3标准溶液的配制和标定 1、直接配制法
例:欲配制0.01mol/LK2Cr2O7标准溶液1L。
(1)先用分析天平称取基准物质K2Cr2O7(分析純C.P)2.9420g于烧杯中,加适量水溶解。
(2)定量转移到1000ml容量瓶中,用水稀释至刻度,即得。 2、间接配制法
先配成近似浓度的滴定液,再用基准物质或其它标准溶液来 确定它的准确浓度(标定)。
标定法:利用基准物质确定溶液准确浓度。(见实验项目3) :(1)同一基准物质精确称多份,分别标定滴定液,取平均值。(精确)
(2)称一份基准物质,溶解后,定量稀释,同等吸取三份溶液,分别标定滴定液,取平均值。(较精确)
比较法:用一种已知浓度的标液来确定另一种溶液浓度(用0.1000mol/LNaOH标准溶液标定HCl溶液。) [注]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。