学生总结电位滴定法的特点.pdf

教 案 纸 5-1 常州工程职业技术学院 电位分析法之 电位分析法之 任务 任务 5 5 电位滴定法测定亚铁离子含量 电位滴定法测定亚铁离子含量 教学任务 教学任务?能用电位滴定法测定水溶液中离子含量。教学方法 教学方法?引探法 教学学时 教学学时?每 20 人一个教学单元，1 人一台酸度计，整个任务需 4 学时。教学设计教学设计 问题：在滴定分析中如果溶液有色如何确定终点？师生共同讨论，提出解决方法 引探准备 教师引出电位滴定法 教师演示电位滴定的整个过程 引 练 学生对此过程中不理解处提问，教师解惑 学生完成电位滴定测定水中 Fe 2+的操作 提问，如何确定终点？教师引导学生观察测量数据规律 讲解三种终点确定方法，试样含量计算 引 学 学生总结电位滴定法的特点 比较与化学分析，直接电位法的区别 思考题，问题引入下次课程 下次引探准备教 案 纸 5-2 常州工程职业技术学院 课程引入 课程引入?在化学滴定法中，实验的关键是选择一种合适的指示剂指示终点的到达。例如当我们用重铬 酸钾滴定 Fe 2+时可选用邻苯氨基苯甲酸作指示剂，在滴定终点时溶液颜色由无变为红色。但 是当样品溶液中有明显的颜色时如何指示终点？?讨论：由于样品溶液有色，采用一般的指示剂无法指示终点。?可以对样品进行脱色，如吸附，萃取等方法使样品溶液退去颜色。然后加指示剂滴定。此方法操作繁琐，在脱色过程中可能引入污染或样品损失引起误差。?用其他的测定方法如原子吸收法、原子发射法等。需要特殊的仪器设备。?采用电位滴定法 电位滴定装置 电位滴定装置?用下面的实验装置可以直接进行重铬酸 钾滴定 Fe 2+的测定。?指示电极：铂电极?参比电极：双液接甘汞电极?滴定管?酸度计?电磁搅拌器?搅拌子 引练引练：测定过程演示 测定过程演示?电位滴定装置的安装?铂电极：将铂电极浸入热的 w(HNO3)=10%硝酸溶液中数分钟，取出，用水冲洗干净，蒸 镏水冲洗，置电极架上。?和饱与甘汞电极的准备：检查饱和甘汞电极内液位、晶体、气泡及微孔砂芯渗漏情况 并作适当处理后，用蒸馏水清洗外壁，吸干外壁水珠，套上充满饱和氯化钾溶液的盐 桥套管，用橡皮圈扣紧，置电极架上。?在滴定管中加入重铬酸钾标准滴定溶液，调节液面 0.00mL。?打开酸度计电源开关，预热 20 分钟。?试液中 Fe 2+含量的测定?移取 20.00mL 试液于 250mL 的高型烧杯中，加入硫酸磷酸混合酸（11）10mL，稀 图图51电位滴定装置电位滴定装置教 案 纸 5-3 常州工程职业技术学院 释至 50mL 左右。加一滴邻苯氨基苯甲酸指示液，放入洗净的搅拌子，将烧杯放在搅拌 器上，插入电极。?开启搅拌器，将酸度计的选择开关置于“mv”位置，记录溶液的起始电位。?滴加 K2Cr2O7 溶液，待电位稳定后读取电位值及滴定剂加入体积。?滴定开始时每加入 5mL 标准滴定溶液记录一次电位值，然后减少加入量为 1.0mL,0.5mL 后记录。在化学计量点附近每加 0.1mL 记录一次，过化学计量点后再每加 0.5mL 或 1.0mL 记录一次，直至电位变化不大为止。观察溶液颜色变化时对应的滴定体积。?结束工作?关闭仪器和搅拌电源开关?清洗滴定管、电极、烧杯并放回原处?清理工作台，罩上仪器防尘罩，填写仪器使用记录 学生提问学生提问 对教师演示过程中的细节由不理解或不明白之处提问。（教师也可设计几个问题，引导学生）注意事项 注意事项?每滴加一次滴定剂，平衡后测量电动势。?滴定过程的关键是确定滴定反应的化学计量点时,所消耗的滴定剂的体积。?首先需要快速滴定寻找化学计量点所在的大致范围,正式滴定时，滴定突跃范围前后每次加 入的滴定剂体积可以较大，突跃范围内每次滴加体积控制在 0.1mL。学生实验 学生实验?学生按照教师的演示完成实验操作，平行测定三次，记录实验数据，填入下表。?滴定体积记入 V1/mL 一栏，对应的电位值记入 E1/mV。仪 器 条 件 试样名称：试样编号：仪器名称：仪器型号 仪器编号：水温：电位滴定法测定硫酸亚铁铵中 Fe 2+的含量 第 1 次 第 2 次 第 3 次教 案 纸 5-4 常州工程职业技术学院 V1/mL E1/mV E/V 2 E/V 2 V2/mL E2/mV E/V 2 E/V 2 V3/mL E3/mV E/V 2 E/V 2教 案 纸 5-5 常州工程职业技术学院 结果处理 第 1 次 第 2 次 第 3 次 Vsp（mL）铁（g/L）铁 （g/L）相对平均偏差/%?滴定完成了，但是滴定终点如何确定呢？实验数据处理 实验数据处理?将相邻两次滴定的电动势 E 相减E 除以相邻两次的滴定体积V 得出E/V，填入表格 中的E/V 栏内，将相邻两次的E/V 相减除以相邻两次的滴定体积V 得出 2 E/V 2，填入表格中的 2 E/V 2 栏内。?用电极电位 E 为纵坐标，滴定体积 V 为横坐标绘制 EV 曲线。（见图 52）?从图中的红线我们可以看出此曲线有何规律？学生总结 学生总结?此曲线与化学滴定曲线十分相似，都有一个突跃。在滴定开始阶段随滴定剂加入电位变化 不明显，当到达一定体积时电位值产生了具大的变化，随后 E 的变化又趋于缓慢。?是否可以采用类似化学滴定的方法用此突跃确定滴定终点？教 案 纸 5-6 常州工程职业技术学院?答案可以！?具体方法：作两条与横坐标成 45 度的 EV 曲线的平行切线，并在两条平行切线间做一与两 条切线等距离的平行线，该线 与 EV 曲线的交点对应的滴定 体积即为滴定终点体积。（见图 52）?E-V 曲线法简单，但准确性稍差。适合于 EV 曲线对称的情况。对于滴定突跃不明显的测 定误差较大。除了上面介绍的 EV 曲线法确定终点，还有另外两种方法。一阶微商法 一阶微商法?将上表中 V 对E/V 作图，可得到一呈峰状曲线，曲线最高点由实验点连线外推得到，其 对应的体积为滴定终点时标准滴定溶液所消耗的体积滴定终点体积 Vep。?此法确定终点较准确，但是手续繁琐。二阶微商法二阶微商法 2 E/V 2 表示 E-V 曲线的二阶微商 2 E/V 2?作图法 以 2 E/V 2 对 V 绘制曲线，此曲线最高点与最低点连线与横坐标的交点即为滴定终点体积。1212VVEEVE =图图52滴定曲线 滴定曲线 图图53E/VE/VV V 曲线曲线教 案 纸 5-7 常州工程职业技术学院?计算法 从上表中可以看出在 2 E/V 2 一栏有一个明显的特点，上一部分数据为正值而下面的 2 E/V 2 全部为负值。当 2 E/V 2 为零时即为滴定终点。采用下面的方法计算滴定终点。当滴定体积 V1 对应（2 E/V 2）1 由正变为负值（2 E/V 2）2 时此时滴定体积 V2。则滴定终点 V ep 按下式计算。121222211222()()0()epVVVVEEEVVV =?用上述方法确定滴定终点，并填入测量表格中相应的位置 Fe Fe 2+2+含量的计算 含量的计算?根据滴定反应的方程：Cr2O7 2-+6Fe 2+14H+2Cr 3 6Fe 3+7H2O 按照与化学分析法相同的方法计算 Fe 2+的质量浓度。（这部分内容学生在化学分析课程中已经学习过，学生自己可以解决计算问题）总结电位滴定法的特点 总结电位滴定法的特点?与化学分析法相比，电位滴定法有很多优越性，除了适用于没有适当指示剂及浓度很稀的试 液的滴定反应外，还特别适合于混浊、荧光性、有色的、甚至不透明的溶液的滴定。如采用 自动电位滴定仪，还可以提高分析精度，减少人为误差，提高分析速度，实现全自动化操作。?比较电位滴定法与直接电位法的区别。与化学滴定法的区别。思考题 思考题?本实验采用的两种滴定终点指示方法，哪一种指示灵敏准确且不受试液底色的影响？为什121222VEVEVVVE =图图54 2 2 E/V E/V 2 2 V V 曲线曲线教 案 纸 5-8 常州工程职业技术学院 么氧化-还原滴定可以用铂电极作指示电极？滴定前为什么也能测得一定的电位？下次课程问题下次课程问题：