1、分析化学（第四版）第三章 滴定分析法概述“十二五”职业教育国家规划教材第一节 滴定反应的条件与滴定方式 第二节 基准物质和标准溶液 第三节 标准溶液浓度的表示方法 第四节 滴定分析法计算 知识目标知识目标 了解滴定分析方法的特点和分类。掌握滴定分析有关术语、滴定分析对化学反应的要求及滴定方式。了解基准物质应该具备的条件，掌握其使用方法。掌握标准溶液浓度的表示方法。掌握滴定分析相关计算。学习目标能力目标能力目标 能够正确配制、标定标准溶液，计算标准溶液浓度。能正确计算滴定分析结果。滴定分析法有关术语滴定分析法有关术语 滴定分析法：将一种已知准确浓度的试剂溶液即标准溶液，通过滴定管滴加到待测组分的
2、溶液中，直到标准溶液和待测组分恰好完全定量反应为止。这时加入标准溶液物质的量与待测组分的物质的量符合反应式的化学计量关系，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，算出待测组分的含量的分析方法。常量组分分析特点：（相对误差0.2%)标准溶液:在滴定分析中，已知准确浓度的试剂溶液,又叫滴定剂。滴定:把标准溶液(即滴定剂)从滴定管滴加到被测物质溶液中的过程。化学计量点:当滴入的标准溶液与被测物质定量反应完全时的这一点。滴定终点：利用指示剂的颜色突变指示化学计量点到达而停止滴定操作的这一点。终点误差：滴定终点与化学计量点不一定完全吻合，由此而引起的误差称为终点误差。滴定分析法的分类滴定分析法的分类酸碱滴定法
3、：以质子传递反应为基础的滴定分析方法。主要用于测定物质酸碱度、计算酸碱的含量。主要用于测定物质酸碱度、计算酸碱的含量。配位滴定法：以配位反应为基础的滴定分析方法。主要用于测定金属离子的含量。主要用于测定金属离子的含量。沉淀滴定法：以沉淀反应为基础的滴定分析方法。主要用于测定卤素及银的含量。主要用于测定卤素及银的含量。氧化还原滴定法：以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。主要用于测定氧化还原性物质的含量。主要用于测定氧化还原性物质的含量。(99.9%以上)第一节第一节 滴定反应的条件与滴定方式滴定反应的条件与滴定方式1.1.直接滴定法：直接滴定法：用标准溶液直接滴定待测物质的溶液。例例:强酸滴定强
4、碱。强酸滴定强碱。2.2.返滴定：返滴定：适用于当滴定反应速率较慢或没有合适的指示剂时。先准确地加入过量的标准溶液，待反应完全之后，再用另一种标准溶液返滴剩余的滴定剂。这种方式就称返滴定ZnEDTAAlnnn例：用配位滴定法测定例：用配位滴定法测定AlZn2+Zn-EDTA过量）(3EDTAEDTAAlAlEDTA 3.置换滴定：置换滴定：适用于那些不按一定计量关系进行的反应或有副反应发生时。例：用例：用K2Cr2O7 标定标定 Na2S2O3 722322OCrKOSNa6nn利用被测物质与另一种物质发生反应，置换出一定量的能被滴定的物质来，然后再用适当的滴定剂进行滴定。4.4.间接滴定：间
5、接滴定：适用于某些待测组分不能直接与滴定剂反应，但可通过其它的化学反应，间接测定其含量。例：用例：用KMnO4 法测定法测定Ca2+含量含量4242KMnOOCa25nnnC一、基准物质一、基准物质1.定义 能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）物质必须具有足够的纯度，其纯度要求99.9，通常用基准试剂或优级纯物质；2）物质的组成（包括其结晶水含量）应与化学式相符合;3）试剂性质稳定;4）基准物质的摩尔质量应尽可能大。第二节第二节 基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液3.常用基准物质的干燥条件及其应用常用基准物质的干燥条件及其应用二、标准溶液的配制1直接配制法 准确称取一定
6、量的基准物质基准物质，溶解后定量转移入容量瓶中，加蒸馏水稀释至一定刻度，充分混匀。根据称取基准物的质量和容量瓶的体积，计算其准确浓度。准确称取基准物质溶解定容计算准确浓度分析天平 烧杯 容量瓶例：例：如何配制250mL 0.02000mol/L 的K2Cr2O7 溶液？查表2-1，K2Cr2O7是常用基准物质的之一，故可采用直接法配制。计算应称取K2Cr2O7质量：置于烧杯中加水溶解后，定量转移至容量瓶，定容，摇匀即可。BBBBBBVMmVnc/(g)1.471 294.20.25000.02000 722722722722722722OCrKOCrKOCrKOCrKOCrKOCrKMVcMn
7、m2.间接配制法（标定法）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”。对于非基准物质，如：容易吸收空气中的CO2和水分盐酸：盐酸：易挥发，标称浓度也只是大致浓度等：均不易提纯，且见光易分解间接法（标定法）配制标准溶液间接法（标定法）配制标准溶液粗略称取物质或量取溶液配成大致体积标定基准物质计算准确浓度 台秤或量筒 量筒和烧杯 和锥形瓶 例：例：如何配制500mL浓度约为0.1mol/L盐酸标准溶液？c1V1=c2V2500 0.1=12V2V2=4.2mL解：解：浓H
8、Cl浓度大约为12 mol/L，非基准物质，间接法配制。因此，用量筒量取4.2mL浓盐酸于烧杯中，加水稀释至500mL,混匀后转入试剂瓶中即可。1.基准物质标定法基准物质标定法（1）多次称量法：称取24份基准物质，溶解后分别用待标定的标准溶液滴定，根据基准物质的质量和所消耗的待标定标准溶液的体积，即可算出其准确浓度，然后取其平均值作为该标准溶液的浓度。三、标准溶液的标定三、标准溶液的标定基准物质标定法基准物质标定法（2）移液管法：称取一份基准物质，溶解后定量转移到容量瓶中，稀释至一定体积，摇匀。用移液管分取几份该溶液，用待标定的标准溶液分别滴定，并计算其准确浓度，然后取其平均值作为该标准溶液的
9、浓度。为了确定前例中盐酸标准溶液的准确浓度，需要选取基准物质对其进行标定。查表2-1，可选择硼砂、碳酸钠等。2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3322CONaHClnn13-11009.01020.250.1061348.0223232LmolLmolggVMmcHClCONaCONaHCl 设称取Na2CO3 0.1348 g，溶解，用HCl滴定，至化学计量点时消耗HCl 溶液25.20 mL。则HCl溶液浓度可如下计算：2.与标准溶液进行比较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。
10、根据滴定结果计算出待标定溶液的准确浓度。此法不如基准物质标定法精确，但较简便。物质的量nB的单位为摩尔mol，它是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012 kg C-12的原子数目相等。注意：基本单元Bl 可以是原子、分子、离子及其它基本粒子l 这些基本粒子的特定组合 一、物质的量及其单位物质的量及其单位第三节第三节 标准溶液浓度的表示方法标准溶液浓度的表示方法例如 98.08g H2SO4,molnSOH142molnSOH24221物质B的物质的量与质量的关系是：BBBMmn式中：mB物质B的质量；MB物质B的摩尔质量。BBBZMZMB11二、物质的量浓度VMmVMmVnc
11、BBBBB/B 标准溶液的浓度通常用物质的量浓度表示。物质的量浓度简称浓度，是指单位体积溶液所含溶质的物质的量。物质B的物质的量浓度表达式为：例：已知浓盐酸的密度为1.19gmL1，其中HCl质量分数为36%，求每升盐酸中所含有的nHCl及盐酸的浓度cHCl各为多少？molmolgmLmLgMmnHClHCl125.3636.0100019.111HCl1120.112LmolLmolVncHClHClHCl 解:42SOHc4221SOHc练习：练习：现有密度为1.84g/mL、含量为95.6%的浓硫酸，欲取5.00mL稀释至1000mL，计算所配硫酸溶液的浓度，分别用和表示。三、滴定度 滴
12、定度是指l mL滴定剂溶液相当于待测物质的质量（单位为g），用T待测物/滴定剂表示。滴定度的单位为gmL-1。在生产实际中，对大批试样进行某组分的例行分析，若用T待测物/滴定剂表示很方便，如滴定消耗V（mL）标准溶掖，则被测物质的质量为：滴定剂滴定剂待测物待测物VTm/例：TFe/K2Cr2O7=0.003489gmL-1 即：每消耗1mLK2Cr2O7标准溶液相当于被测样品中含铁0.003489g。若测定某一试样中铁含量，消耗K2Cr2O7标准溶液24.75mL，则该试样中含铁质量为：mFe=0.003489gmL-124.75mL=0.08635g 滴定分析是用标准溶液滴定被测物质的溶液，
13、由于对反应物选取的基本单元不同，可以采用两种不同的计算方法。若选取分子、离子或原子作为反应物的基本单元，则滴定分析结果计算的依据为：当滴定到化学计量点时，滴定剂与被测物质的量之间恰好符合其化学反应所表示的化学计量关系。若选择分子、原子或离子的特定组合为基本单元，则滴定分析结果计算的依据为：滴定剂与被测物质的量之间符合等物质的量规则。第四节第四节 滴定分析计算滴定分析计算一、滴定分析的化学计量关系一、滴定分析的化学计量关系 在滴定分析法中，设待测物质A与滴定剂B直接发生作用，则反应式如下：a A(待测物)+b B(滴定剂)=c C+d D设：待测物溶液的体积为VA，浓度为cA，滴定到化学计量点时
14、消耗了浓度为cB的滴定剂的体积为VB，则：bannBABBAAVcbaVc即：例：准确移取25.00mLH2SO4溶液，用0.09026molL-1NaOH溶液滴定，到达化学计量点时，消耗NaOH溶液的体积为24.93mL，问H2SO4溶液的浓度为多少？解：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2ONaOHNaOHSOHSOHVcVc2142421104500.000.25293.2409026.024242LmolmLmLLmolVVccSOHNaOHNaOHSOHNaOHSOHnn2142二、待测物含量的计算 若称取试样的质量为ms，其中待测物的质量为mA，制成溶液后，待测物质A与滴定
15、剂B按以下反应式直接发生作用：%100SBBBAmMVcba该式是滴定分析中计算待测物含量的一般通式。a A(待测物)+b B(滴定剂)=c C+d D则待测物A的质量分数为：例：称取工业纯碱试样0.2468g，用0.2000molL-1的HCl标准溶液滴定，用甲基橙为指示剂，消耗VHCl24.00mL，求纯碱的纯度为多少？解：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3%100213232SCONaHClHClCONamMVc%06.96%1002648.099.1051000.242000.021131gmolgLLmolHClCONann2132例：称取铁矿石试样0.1562g，试样分
16、解后，经预处理使铁呈Fe2+状态，用0.01214molL-1 K2Cr2O7标准溶液滴定，消耗20.32mL，试计算试样中Fe的质量分数为多少？若用Fe2O3表示，其质量分数为多少？解：Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O722OCrK6nnFe%1006722722SFeOCrKOCrKFemMVc%92.52%1001562.085.551032.2001214.06131gmolgLLmol%66.75%1001562.07.1591032.2001214.03%100313172272232gmolgLLmolmMVcSFeOCrKOCrKOFe72232
17、OCrK3nnOFe2）计算依据：等物质的量规则选择分子、原子或离子的特定组合为基本单元进行计算选择分子、原子或离子的特定组合为基本单元进行计算1）基本单元选取原则：l 酸碱反应以给出或接受1个质子为基本单元l 氧化还原反应以给出或接受1个电子为基本单元BAnn 例：称取0.1500g Na2C2O4基准物质，溶解后在强酸溶液中用KMnO4溶液滴定，用去20.00mL，计算该溶液的浓度。选择分子、原子或离子的特定组合为基本单元进行计算选择分子、原子或离子的特定组合为基本单元进行计算 解：2451KMnO42221OCNa分别选取 和 作基本单元，反应到达化学计量点时，两反应物的物质的量相等，即
18、：42242151OCNaKMnOnn422422442151OCNaOCNaKMnOKMnOMmVc13121511119.01000.2020.134/1500.0/44224224LmolLmolggVMmcKMnOOCNaOCNaKMnO三、滴定度与物质的量浓度之间的换算三、滴定度与物质的量浓度之间的换算ABBABAVmMbacT3-/101 aA +bB =cC +dD 待测物 滴定剂设：待测物质A与滴定剂B按以下反应式直接发生作用：3-/10ABBAMcbaT根据滴定度定义和待测物质与滴定剂计量关系得：即：例：求0.1000mol/L HCl标准溶液对氢氧化钠和氢氧化钙的滴定度。1
19、313113/)(10704.31009.741000.02110212)(2mLgmLLmolgLmolMcTOHCaHClHClOHCa1313113/10001.41001.401000.010mLgmLLmolgLmolMcTNaOHHClHClNaOH解：因HClOHCaHClNaOHnnnn212)(；%100/smVTBBAATA/B与A的关系：BBAAVTm/例行分析中常用滴定度表示标准溶液的浓度。此时：1-1311-3OCrKOCrK/L.005639.01085.5501683.06106722722mgmLLmolgLmolFeFeMcT 例：有一K2Cr2O7 标液，浓
20、度为0.01683 molL-1,求 722OCrFe/KTCr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O解：相关反应式为：7226OCrKFenn%54.51%1002801.060.25005639.0%1001sOCrKOCrK/722722gmLmLgFeFemVT 若称取铁试样0.2801g，溶解后用K2Cr2O7标液滴定，用去25.60mL，求Fe的质量分数。分析化学计算题步骤1.写出反应方程式2.明确被测组分与滴定剂之间的化学计量关系3.写出计算公式4.代入数据5.给出答案6.尽量一步完成结果计算，减少多步计算误差注意：1）相对原子量或分子量的有效数字位数2）上下标写清楚，不能随意省略总体要求：简明、正确
