分析化学滴定分析法概述.pptx

常用滴定分析仪器常用滴定分析仪器容量瓶容量瓶吸量管吸量管锥形瓶锥形瓶移液管移液管 酸式滴定管酸式滴定管烧杯烧杯量筒量筒滴定分析中的体积测量滴定分析中的体积测量常用容量分析仪器常用容量分析仪器:容量瓶容量瓶(量入式量入式)移液管移液管(量出式量出式)滴定管滴定管(量出式量出式)分析化学中常用的量和单位分析化学中常用的量和单位物质的量物质的量:n(mol、mmol)摩尔质量摩尔质量:M(gmol-1)物质的量浓度物质的量浓度:c(molL-1)质量质量:m(g、mg)体积体积:V(L、mL)质量分数质量分数:w(%)质量浓度质量浓度:(gmL-1、mgmL-1)相对分子量相对分子量:Mr 相对原子量相对原子量:Ar必须指明必须指明基本单元基本单元实验室常用试剂分类实验室常用试剂分类级别级别 1级级 2级级 3级级 生化试剂生化试剂中文名中文名 优级纯优级纯 分析纯分析纯 化学纯化学纯英文标志英文标志 GR AR CP BR标签颜色标签颜色 绿绿 红红 蓝蓝 咖啡色咖啡色 精密分析精密分析 一般分析一般分析 生化及医用化学生化及医用化学注意标准试剂、高纯试剂、专用试剂的区别注意标准试剂、高纯试剂、专用试剂的区别1滴定分析法简介滴定分析法简介 使用滴定管将一种已知准使用滴定管将一种已知准确浓度的试剂溶液（标准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到待测物的溶溶液）滴加到待测物的溶液中，直到待测组分恰好液中，直到待测组分恰好完全反应为止，然后根据完全反应为止，然后根据标准溶液的浓度和所消耗标准溶液的浓度和所消耗的体积，算出待测组分的的体积，算出待测组分的含量。含量。1.1滴定分析基本术语滴定分析基本术语滴定滴定(Titration)：滴加标准溶液的操作过程。化学计量点化学计量点(Stoichiometric point)：滴加标准溶液与待测组分恰好完全反应之点。指示剂指示剂(Indicator)：滴定分析中能发生颜色改变而指示终点的试剂终点终点(End point)：指示剂变色之点。终点误差终点误差(Error of end point)：实际分析操作中指示剂变色点与化学计量点之间的差别。1.2滴定分析法特点滴定分析法特点简便、快速，适于常量分析准确度高应用广泛1.3 滴定分析法的分类滴定分析法的分类以化学反应为基础的分析方法，称为以化学反应为基础的分析方法，称为化学化学分析法分析法(chemical analysis)，包括重量分析，包括重量分析法和滴定分析法法和滴定分析法.滴定分析法按照所利用滴定分析法按照所利用 的化学反应类型不同，可分为下列四种的化学反应类型不同，可分为下列四种:酸碱滴定法：酸碱滴定法：是以质子传递反应为基础的一是以质子传递反应为基础的一种滴定分析法。种滴定分析法。如如酸滴定碱酸滴定碱B-:H+B-H沉淀滴定法沉淀滴定法:是以沉淀反应为基础的一种滴是以沉淀反应为基础的一种滴定分析法。定分析法。如如银量法银量法:Ag+Cl-=AgCl(白白)滴定分析法的分类滴定分析法的分类络合滴定法络合滴定法：是以络合反应为基础的一种滴定分析法。如EDTA滴定法滴定法:M+Y=MY 氧化还原滴定法氧化还原滴定法：是以氧化还原反应为基础的一种滴定分析法。如KMnO4法法 MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O2 滴定分析反应的条件和滴定方式滴定分析反应的条件和滴定方式2.1滴定分析反应的条件滴定分析反应的条件1.反应必须具有确定的化学计量关系反应必须具有确定的化学计量关系2.反应定量地完成（反应定量地完成（99.9%）3.反应速度要快反应速度要快4.无副反应无副反应5.能用比较简便的方法确定滴定终点能用比较简便的方法确定滴定终点2.2 滴定方式滴定方式1.直接滴定法（涉及一个反应）直接滴定法（涉及一个反应）完全满足滴定分析反应的条件可用直完全满足滴定分析反应的条件可用直接滴定法接滴定法 滴定剂与被测物之间的反应式为：滴定剂与被测物之间的反应式为：a A+b B=c C+d D 滴定到化学计量点时，滴定到化学计量点时，a 摩尔摩尔 A 与与 b 摩尔摩尔 B 作用完全作用完全 如如HCl标准溶液滴定标准溶液滴定NaOH溶液溶液2.返滴定法返滴定法 先准确加入过量标准溶液，使与试液中的待测物质或固体试样进行反应，待反应完成以后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液的方法。适用于反应较慢或难溶于水的固体试适用于反应较慢或难溶于水的固体试样样如EDTA滴定 Al3+、NaOH标准溶液测定CaCO3返滴定法返滴定法例：例：Al3+一定过量一定过量EDTA标液标液 剩余剩余EDTA Zn2+标液，标液，EBT 返滴定返滴定 n(EDTA)总总-n(EDTA)过量过量 =n(Al)(c V)(EDTA)总总 -(cV)(Zn)=(cV)(Al)返滴定法返滴定法例：固体例：固体CaCO3+一定过量一定过量HCl标液标液 剩余剩余HCl标液标液 NaOH标准溶液标准溶液 返滴定返滴定返滴定法返滴定法 例例:Cl-+一定过量一定过量AgNO3 标准溶液标准溶液 剩余剩余AgNO3标准溶液标准溶液 NH4SCN标准溶液标准溶液 返滴定返滴定 Fe3+指示剂指示剂 淡红色淡红色Fe(SCN)2+3.间接滴定法间接滴定法 通过另外的化学反应，以滴定法定量进行。适用适用 于不能与滴定剂起化学反应的物质于不能与滴定剂起化学反应的物质。例：例：Ca2+CaC2O4沉淀沉淀 H2SO4 C2O42-KMnO4标液标液 间接测定间接测定间接滴定法间接滴定法 如氧化还原法测定如氧化还原法测定Pb2+Pb2+CrO42-=PbCrO4 HCl Cr2O72-Cr2O72-14H+6Fe2+2Cr3+6Fe3+H2O 4.置换滴定法置换滴定法 先用适当试剂与待测物质反应，定量置换出另一种物质，再用标准溶液去滴定该物质的方法。适用于无明确定量关系的反应。Na2S2O3+K2Cr2O7 S4O6 2-+SO4 2-无定量关系无定量关系 K2Cr2O7+过量过量KI 定量生成定量生成 I2 Na2S2O3 标液标液 淀粉指示剂淀粉指示剂 深蓝色深蓝色消失消失3 标准溶液标准溶液 3.1 标准溶液配制标准溶液配制1.直接配制法直接配制法 直接用容量瓶配制，定容。一般使用基准试剂基准试剂或优级纯优级纯。2.间接配制法（标定法）间接配制法（标定法）标准溶液的浓度通过基准物来确标准溶液的浓度通过基准物来确定或定或用一种已知浓度的标液来确定另一种溶液的浓度方法1.1.直接配制法：准确称取一定量的工作基准试直接配制法：准确称取一定量的工作基准试剂或纯度相当的其它物质，溶解后剂或纯度相当的其它物质，溶解后定量转移到定量转移到容量瓶容量瓶中，稀释至一定体积，根据称取物质的中，稀释至一定体积，根据称取物质的质量和容量瓶的体积即可计算出该标准溶液准质量和容量瓶的体积即可计算出该标准溶液准确浓度。确浓度。例如，欲配制例如，欲配制 0.01000mol/L K0.01000mol/L K2 2CrCr2 2O O7 7 溶液溶液1 1升升时，首先在时，首先在分析天平分析天平上精确称取上精确称取2.9420 2.9420 克克K K2 2CrCr2 2O O7 7 置于烧杯中，加入适量水溶解后，定量置于烧杯中，加入适量水溶解后，定量转移到转移到1000mL1000mL容量瓶中，再定容即得。容量瓶中，再定容即得。配制配制0.02000 mol0.02000 molL L-1-1 K K2 2CrCr2 2O O7 7标准溶液标准溶液 250.0 mL,250.0 mL,求求m m=?=?解解 m(K2Cr2O7)=nM=cVM =0.020000.2500294.2=1.471(g)通常仅需要溶液浓度为通常仅需要溶液浓度为0.02 mol0.02 molL L-1-1左右左右,做法是做法是:准确称量准确称量1.47g(10%)K1.47g(10%)K2 2CrCr2 2O O7 7基准物基准物质质,于容量瓶中定容于容量瓶中定容,再计算出其准确浓度：再计算出其准确浓度：基准物质：基准物质：能用于直接配制或标定标准溶能用于直接配制或标定标准溶 液的物质液的物质 基准物质基准物质 称量称量 溶解溶解 定量转移定量转移至至 容量瓶容量瓶 稀释至稀释至刻度，根据称量的刻度，根据称量的质量和体积计算标质量和体积计算标准溶液的准确浓度。准溶液的准确浓度。对基准物质的要求：对基准物质的要求：(1)物质必须具有足够的纯度(99.9%)(2)物质组成与化学式应完全符合(3)稳定；(4)具有较大的摩尔质量，可减少称量误差。常用的基准物有：常用的基准物有：无水无水Na2CO3、Na2B4O710H2O、CaCO3K2Cr2O7、Na2C2O4、H2C2O42H2O、NaCl2.2.间接配制法间接配制法 许多物质许多物质纯度达不到工作基准试剂的纯度要求，纯度达不到工作基准试剂的纯度要求，或它们在空气中或它们在空气中不稳定不稳定，即粗略地称取一定量的，即粗略地称取一定量的物质或量取一定体积的溶液，配制成接近所需浓物质或量取一定体积的溶液，配制成接近所需浓度的溶液，后用另一标准溶液来标定。度的溶液，后用另一标准溶液来标定。标定标定：用配制溶液滴定基准物质计算其准确浓度：用配制溶液滴定基准物质计算其准确浓度的方法称为标定。的方法称为标定。3.2 标准溶液浓度表示方法标准溶液浓度表示方法1.物质量的浓度物质量的浓度:单位体积溶液所含物质的量应指明应指明基本单元基本单元：原子、分子、离子、电子等。：原子、分子、离子、电子等。式中式中 m mB B物质物质B B的质量，的质量，g g；M MB B物质物质B B摩尔质量，摩尔质量，g/mol g/mol；V V溶液的体积，溶液的体积，L L；物质的量浓度单位为；物质的量浓度单位为 mol/L mol/L；注意注意B B为一基本单元，为一基本单元，B B可以是原子、分子、离可以是原子、分子、离子及其它基本粒子，如子及其它基本粒子，如 C(C(1/61/6K K2 2CrCr2 2O O7 7)，C(C(1/61/6K K2 2CrCr2 2O O7 7)=6 C(K)=6 C(K2 2CrCr2 2O O7 7)以以H2SO4作基本单元作基本单元，98.08g为为1mol;以以1/2 H2SO4为基本单元，则为为基本单元，则为2mol。1mol所包含的基本单元数与所包含的基本单元数与0.012kg C12 的原子数目相等。的原子数目相等。一升溶液中含有9.808克硫酸，则一升溶液中含有9.808克硫酸，则例1 已知浓硫酸的密度为1.84g.ml-,其中硫酸的质量分数w为0.956。求每升浓硫酸中含有1.1.1mL1mL标标准准溶溶液液所所含含溶溶质质的的克克数数,表表示示为为T TB B，单单位位（g/mlg/ml）如如，T THClHCl=0.003646g/ml=0.003646g/ml表表 示示 1mL 1mL HCl溶溶 液液 有有0.003646g 0.003646g HCl 2.2.每每mLmL标标准准溶溶液液A A相相当当于于被被测测物物质质B B的的克克数数，表表示示为为：T TB/AB/A，如如TNaOH/HCl=0.004000g/ml 就就是是1mL 1mL HCl恰能与恰能与0.004000g 0.004000g NaOH完全作用。完全作用。2.滴定度滴定度2.滴定度滴定度（1）Ts 指每毫升标准溶液含有溶质的质量指每毫升标准溶液含有溶质的质量（2）TB/T 指指每毫升标准溶液每毫升标准溶液相当于相当于待测物待测物（B）的质量）的质量 3.3滴定剂的量浓度与滴定剂的量浓度与滴定度的换算滴定度的换算例：例：THCl=0.003001 g/mL 表示表示1 mL HCl标液中含有标液中含有0.003001 g HCl THCl/NaOH=0.003001 g/mL 表示每消耗表示每消耗1 mL NaOH 标液可与标液可与0.003001 g HCl完全反应完全反应例：例：用用0.02718mol/L的高锰酸钾标准溶液测定的高锰酸钾标准溶液测定铁含量，其浓度用滴定度表示为：铁含量，其浓度用滴定度表示为：T Fe/KMnO4=0.007590 g/mL 即即：表示表示1mL KMnO4标准溶液相当于标准溶液相当于0.007590克铁。测定时，根据滴定所消耗克铁。测定时，根据滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速确定试样中铁的标准溶液体积可方便快速确定试样中铁的含量的含量：m Fe=T Fe/KMnO4 V KMnO4 4 滴定分析结果的计算滴定分析结果的计算4.1 滴定分析计算依据滴定分析计算依据(化学计量数比规则化学计量数比规则）SP时时 或 化学计量数之比化学计量数之比 物质的量之比物质的量之比 1.两种溶液相互作用：两种溶液相互作用：2.固体和液体之间作用：固体和液体之间作用：!注注：V VT T单单位位为为 L L!注注：V VT T单单位位为为 mLmL注意：化学反应配平；单位换算注意：化学反应配平；单位换算 3.滴定度滴定度T与物质的量浓度与物质的量浓度C的关系的关系每毫升滴定剂溶液相当于待测物质的质量每毫升滴定剂溶液相当于待测物质的质量4.4.待测物百分含量的计算：待测物百分含量的计算：称取试样S克，含待测组分B的质量为mB克，则待测组分的百分含量为5 滴定分析计算实例滴定分析计算实例 例例1：现现有有0.1200mol/L的的NaOH标标准准溶溶液液200mL，欲欲使使其其浓浓度度稀稀释释到到0.1000 mol/L，问要加水多少，问要加水多少mL？解解：设设应应加加水水的的体体积积为为VmL，根根据据溶溶液液稀稀释前后物质的量相等释前后物质的量相等 的原则，的原则，续滴定分析计算续滴定分析计算 例例2：将：将0.2500 g Na2CO3基准物溶于适量水基准物溶于适量水中后，用中后，用0.2 mol/L的的HCl滴定至终点（滴定至终点（甲基甲基橙橙），问大约消耗此），问大约消耗此HCl溶液多少毫升？溶液多少毫升？解：解：续滴定分析计算续滴定分析计算例例3：若：若TNa2CO3/HCl=0.005300 g/mL，试计算试计算HCl标准溶液物质量的浓度。标准溶液物质量的浓度。解：解：续滴定分析计算续滴定分析计算 例例4：TFe/K2Cr2O7=0.005000 g/mL，如消耗，如消耗K2Cr2O7标准溶液标准溶液21.50毫升，问被滴定溶毫升，问被滴定溶液中铁的质量？液中铁的质量？解解:续滴定分析计算续滴定分析计算 例例5：测定药用：测定药用Na2CO3的含量，称取试样的含量，称取试样0.1230 g，溶解后用浓度为，溶解后用浓度为 0.1006mol/L的的HCl标准溶液滴定，终点时标准溶液滴定，终点时消耗该消耗该HCl标液标液23.50 mL，求试样中，求试样中Na2CO3的百分含量。的百分含量。解：解：续滴定分析计算续滴定分析计算 例例6：精精密密称称取取CaO试试样样0.06000g，以以HCl标标准准溶溶液液滴滴定定之之已已知知TCaO/HCl=0.005600 g/mL消消耗耗HCl溶溶液液10 mL，求求CaO的的百百分分含量？含量？解：解：本章小结本章小结一、滴定分析法简介一、滴定分析法简介 1.滴定分析基本术语滴定分析基本术语 2.滴定分析法特点滴定分析法特点（1）简便、快速，适于常量分析（2）准确度高（3）应用广泛v3.滴定分析法的分类滴定分析法的分类 （1）酸碱滴定法酸碱滴定法 （2）沉淀滴定法沉淀滴定法 （3）络合滴定络合滴定 （4）氧化还原滴定氧化还原滴定 本章小结本章小结二、滴定分析反应的条件和滴定方式 1.滴定分析反应的条件滴定分析反应的条件 1.反应必须具有确定的化学计量关反应必须具有确定的化学计量关系系 2.反应定量地完成（反应定量地完成（99.9%）3.反应速度要快反应速度要快 4.无副反应无副反应 5.能用比较简便的方法确定滴定终能用比较简便的方法确定滴定终点点 本章小结本章小结 2.滴定方式滴定方式 （1）直接滴定法直接滴定法 完全满足滴定分析反应的条件可用直接完全满足滴定分析反应的条件可用直接滴定法滴定法 （2）返滴定法返滴定法 适用于反应较慢或难溶于水的固体试样适用于反应较慢或难溶于水的固体试样 本章小结本章小结 （3）间接滴定法间接滴定法 适用于不能与滴定剂起化学反应的物适用于不能与滴定剂起化学反应的物质质 （4）置换滴定法置换滴定法 适用于无明确定量关系的反应适用于无明确定量关系的反应 本章小结本章小结三、标准溶液 1.标准溶液配制标准溶液配制（1）直接配制法直接配制法 直接用容量瓶配制，定容。一般使用基直接用容量瓶配制，定容。一般使用基准试剂或优级纯。准试剂或优级纯。（2）间接配制法（标定法）间接配制法（标定法）标准溶液的浓度通过基准物来确定或标准溶液的浓度通过基准物来确定或用用一种已知浓度的标液来确定另一种溶液一种已知浓度的标液来确定另一种溶液的浓度方法的浓度方法 本章小结本章小结基准物质：基准物质：能用于直接配制或标定标准溶能用于直接配制或标定标准溶 液的物质液的物质对基准物质的要求：对基准物质的要求：(1)(1)物质必须具有足够的纯度物质必须具有足够的纯度(99.9%)(99.9%)(2)(2)物质组成与化学式应完全符合物质组成与化学式应完全符合(3)(3)稳定；稳定；(4)(4)具有较大的摩尔质量，为什么？具有较大的摩尔质量，为什么？本章小结本章小结2.标准溶液浓度表示方法标准溶液浓度表示方法（1）物物质质量量的的浓浓度度:单单位位体体积积溶溶液液所所含含物物质质的的量量应指明应指明基本单元基本单元：原子、分子、离子、电子等。：原子、分子、离子、电子等。（2）滴定度）滴定度Ts 指每毫升标准溶液含有溶质的质量 本章小结本章小结（2）TB/T 指指每毫升标准溶液每毫升标准溶液相当于相当于待测物待测物（B）的质量的质量 本章小结本章小结3.滴定剂的量浓度与滴定剂的量浓度与滴定度的换算滴定度的换算 本章小结本章小结四、滴定分析结果的计算1.滴定分析计算依据滴定分析计算依据(化学计量数比规则化学计量数比规则）本章小结本章小结