滴定分析法2011ppt课件.ppt

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1、1滴定分析法概述滴定分析法概述滴定分析法基本概念滴定分析法基本概念滴定分析的方法滴定分析的方法滴定分析法对反应的要求滴定分析法对反应的要求滴定分析中的滴定方式滴定分析中的滴定方式滴定分析中的标准溶液滴定分析中的标准溶液滴定分析中的计算滴定分析中的计算2一一. . 滴定分析的基本概念滴定分析的基本概念1. 滴定分析法：滴定分析法：是定量分析化学中主要的是定量分析化学中主要的的分析方法之一。的分析方法之一。计算依据：计算依据：a aA A + + b bB B c cC C + + d dD DA A和和B B之间的化学计量系数之比：之间的化学计量系数之比：a a/ /b b3一一. . 滴定分析

2、的基本概念滴定分析的基本概念2.滴定剂（标准溶液）：滴定剂（标准溶液）：已知已知准确浓度准确浓度的试剂溶液的试剂溶液3.滴定：滴定：将滴定剂装入滴定管，再将滴定剂装入滴定管，再逐滴逐滴滴加到被测物中滴加到被测物中4. 化学计量点：化学计量点：加入的滴定剂和被测物恰好加入的滴定剂和被测物恰好 符合化学计量关系时；符合化学计量关系时；（理论值）（理论值）5. 指示剂：指示剂：指示颜色变化的试剂；指示颜色变化的试剂；6. 滴定终点：滴定终点：指示剂颜色变化的那一点；指示剂颜色变化的那一点；（实验值）（实验值）7. 终点误差：终点误差：滴定终点和化学计量点不一致带来的误滴定终点和化学计量点不一致带来的

3、误差；差；4二二. 滴定分析的方法滴定分析的方法根据滴定反应的类型分类：根据滴定反应的类型分类：1. 酸碱滴定法酸碱滴定法 NaOHHCl NaOHHAc2. 沉淀滴定法沉淀滴定法 AgNO3Cl-3. 配位滴定法配位滴定法 EDTACa2+4. 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 K2Cr2O7Fe2+5三三. . 滴定分析法对反应的要求滴定分析法对反应的要求1 1、按一定的反应式按一定的反应式定量定量进行进行; ; 2 2、反应的反应的完全程度完全程度要高要高(99.9%(99.9%以上以上) )； 3 3、反应速率要反应速率要快快( (可加热、催化剂可加热、催化剂);); 4 4、有适当的方法

4、确定终点有适当的方法确定终点( (例如例如指示剂指示剂) )。6四四. . 滴定分析中的滴定方式滴定分析中的滴定方式1、直接滴定法直接滴定法 满足以上四点要求，用标准溶液满足以上四点要求，用标准溶液直接直接滴滴定待测物。定待测物。 NaOHNaOH HClHCl K K2 2CrCr2 2O O7 7FeFe2+2+ EDTAZn EDTAZn2+2+7四四. . 滴定分析中的滴定方式滴定分析中的滴定方式2 2、返滴定法（回滴法）：返滴定法（回滴法）：适于：反应太慢；适于：反应太慢； 滴定剂滴定固体时；滴定剂滴定固体时； 被测物易挥发；被测物易挥发； 无合适指示剂的反应无合适指示剂的反应Al+

5、EDTA( (已知过量已知过量) )、 CaCO3+HCl( (已知过量已知过量) )（反应慢，无合适指示剂）（反应慢，无合适指示剂） （固体样品）（固体样品）Zn2+NaOH需要：需要：2 2种标准溶液，种标准溶液，2 2个化学反应个化学反应NHNH3 3+HCl(+HCl(已知过量已知过量) )NaOH8四四. . 滴定分析中的滴定方式滴定分析中的滴定方式4 4、间接滴定法：间接滴定法：不能和滴定剂直接反应不能和滴定剂直接反应( (例如：用例如：用KMnO4标准溶液测定标准溶液测定CaCa2+ 2+ ）KMnO43 3、置换滴定法：置换滴定法：滴定反应不符合一定的计量关系滴定反应不符合一定

6、的计量关系 用用NaNa2 2S S2 2O O3 3 K K2 2CrCr2 2O O7 7 （产物：（产物： ) )SO S O22446实际工作中：实际工作中： K2Cr2O7 +过量过量KI I2 Na2S2O3Ca2+CaC2O4()H2C2O49五五. . 基准物质和标准溶液基准物质和标准溶液基准物质基准物质：用以直接配制标准溶液用以直接配制标准溶液 或标定溶液浓度的物质。或标定溶液浓度的物质。1. 组成与化学式相符组成与化学式相符( H2C2O42H2O、NaCl );2. 试剂纯度试剂纯度 99.9% ;3. 稳定稳定( Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等）；等）；4.

7、 具有较大的摩尔质量，使称量误差较小。具有较大的摩尔质量，使称量误差较小。10标准溶液标准溶液: :具有准确浓度的溶液具有准确浓度的溶液直接配制法：直接配制法： 用用基准物质基准物质直接配制，直接配制， 准确称量并配成准确体积。准确称量并配成准确体积。 如：如：K2Cr2O7、KBrO3、NaCl间接配制法（标定法）间接配制法（标定法）： 非基准物质，粗配非基准物质，粗配 后进行标定。后进行标定。如：如： NaOH、HCl、KMnO4、Na2S2O311标准溶液浓度的标定标准溶液浓度的标定v用用基准物质标定基准物质标定 准确称取一定量的基准物质，溶解后用待标定准确称取一定量的基准物质，溶解后用

8、待标定的溶液进行滴定。的溶液进行滴定。 如：硼砂标定盐酸，邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠如：硼砂标定盐酸，邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠 v与标准溶液进行比较（比较滴定）与标准溶液进行比较（比较滴定） 准确移取一定量的待标定溶液，用另一种标准准确移取一定量的待标定溶液，用另一种标准溶液滴定，反之也可。溶液滴定，反之也可。12六六. 滴定分析中的计算滴定分析中的计算一一.标准溶液的浓度标准溶液的浓度 1. 物质的量浓度：物质的量浓度： cB = nB /VmB = nB MB = cB V MB 摩尔质量：摩尔质量：MB = mB / nB 质量分数：质量分数：wB = mB / m 质量浓度：质量浓度

9、： B = mB / V132. 滴定度：滴定度：1mL标准溶液相当于被滴定物质的标准溶液相当于被滴定物质的 质量。质量。 T(B/T) = mB/VT 常用单位：常用单位：g/mL、mg/mL如：如： T(Cl/AgNO3) = 1.773 mg/mL14二二. .滴定分析法的计算滴定分析法的计算主要包括：主要包括：v 标准溶液的配制和标定标准溶液的配制和标定v 分析结果的计算分析结果的计算15( (一一) ) 溶液的配制的计算溶液的配制的计算v 由浓溶液稀释成稀溶液由浓溶液稀释成稀溶液原则：原则：溶液稀释后，总的物质的量不变溶液稀释后，总的物质的量不变c1V1 = c2V2 例例1 由质量

10、浓度由质量浓度 =1.18g mL-1 ，w(HCl)=37%的浓的浓HCl ，配制配制1L 0.1mol L-1的稀的稀HCl ，应取浓应取浓HCl多少多少mL？8.3mLv 由固体物质配成溶液由固体物质配成溶液 nB = cB V mB = nB MB = cB V MB例例2 配制配制1L的的0.1mol L-1的的NaOH溶液，需称固溶液，需称固体体NaOH多少克？多少克？M（NaOH）= 40 g mol-116例例3 3 准确称取准确称取8.4952g AgNO3固体，定量转移到固体，定量转移到500.0mL的容量瓶中，求的容量瓶中，求c(AgNO3)。 已知已知M（AgNO3）=

11、 169.9 g mol-18.4952169.9()0.10000.5000mMcV113gg molAgNOmol LL量方程量方程量=数值单位以以500.0mL表示亦可表示亦可17v 用邻苯二甲酸氢钾用邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)标定浓度约为标定浓度约为0.1 mol L-1的的NaOH溶液时，若要求体积测量的相对误溶液时，若要求体积测量的相对误差在差在0.1%以内，则以内，则:v邻苯二甲酸氢钾的邻苯二甲酸氢钾的称量范围称量范围是多少是多少?v若改用若改用H2C2O4 2H2O作为基准物作为基准物,称量范围是多少称量范围是多少?解：解：50mL滴定管，最小分度滴定管，最小分度0.1

12、mL，两次读数造成的绝对误差为两次读数造成的绝对误差为0.02mL，若要求体积测量的相对误差在若要求体积测量的相对误差在0.1%以内，以内，则滴定剂体积不应少于则滴定剂体积不应少于20mL，一般控制在一般控制在2030mL范围内，范围内，由此可估算基准物的称量范围。由此可估算基准物的称量范围。18v解：一般控制在解：一般控制在2030mL范围内范围内vNaOH + KHC8H4O4 = NaKC8H4O4 + H2Ovn(NaOH)=n(KHC8H4O4)v V (NaOH) = 20 mL时，时，vm(KHC8H4O4) = c(NaOH) V(NaOH) M(KHC8H4O4) = 0.1

13、mol L-1 0.020L 204.2g mol-1= 0.4g 同理同理:V (NaOH) = 30 mL时，时， m(KHC8H4O4)= 0.6gv 2NaOH + H2C2O4 = Na2C2O4 + 2H2Ovn(H2C2O4 2H2O) = (1/2)n(NaOH)vV (NaOH) = 20 mL时，时， m(H2C2O4 2H2O) v= (1/2) 0.1mol L-1 0.020L 126g mol-1= 0.13gv同理同理:V (NaOH) = 30 mL时，时，m(H2C2O4 2H2O)= 0.19g称小样称小样称大样称大样19v 用硼砂用硼砂(Na2B4O710

14、H2O)标定标定浓度约为标定标定浓度约为0.1 mol L-1的的HCl 溶液时，若要求体积测量溶液时，若要求体积测量的相对误差在的相对误差在0.1%以内，则以内，则:v硼砂的硼砂的称量范围称量范围是多少是多少?v若改用若改用Na2CO3作为基准物作为基准物,称量范围是多少称量范围是多少?解：解：50mL滴定管，最小分度滴定管，最小分度0.1mL，两次读数造成的绝对误差为两次读数造成的绝对误差为0.02mL，若要求体积测量的相对误差在若要求体积测量的相对误差在0.1%以内，以内，则滴定剂体积不应少于则滴定剂体积不应少于20mL，一般控制在一般控制在2030mL范围内，范围内，由此可估算基准物的

15、称量范围。由此可估算基准物的称量范围。20v解：一般控制在解：一般控制在2030mL范围内范围内Na2B4O710H2O + 2HCl = 4H3BO3+2NaCl + 5H2Ovn(硼砂硼砂)= (1/2) n(HCl)v V (HCl) = 20 mL时，时，vm(硼砂硼砂) = (1/2) c(HCl) V(HCl) M(硼砂硼砂) = (1/2) 0.1mol L-1 0.020L 381.4g mol-1= 0.38g 同理同理:V (HCl) = 30 mL时，时， m(硼砂硼砂)= 0.57gv2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + CO2 + 2H2Ovn(NaCO3)

16、 = (1/2)n(HCl)vV (HCl) = 20 mL时，时， m(Na2CO3) v= (1/2) 0.1mol L-1 0.020L 106g mol-1= 0.11gv同理同理:V (HCl) = 30 mL时，时，m(Na2CO3)= 0.16g称小样称小样称大样称大样212 ()2()()()()()247224722472Na B O10H ONa B O10H ONa B O10H OHClHClHClmnMcVV2 ()2()()()()()232323Na CONa CONa COHClHClHClmnMcVV22( (二）分析结果计算二）分析结果计算化学计量数比规则化

17、学计量数比规则 不论是哪种滴定反应，不论哪类物不论是哪种滴定反应，不论哪类物质，若一律以参与反应的分子、原子或质，若一律以参与反应的分子、原子或离子作为离子作为基本单元基本单元，则达到化学计量点，则达到化学计量点说，各反应物的物质的量之比，等于滴说，各反应物的物质的量之比，等于滴定反应方程式中化学计量数之比。定反应方程式中化学计量数之比。23bB + t T = pP + qQB:B:被测组分被测组分 T:T:标准物质标准物质v nB : nT = b : t （化学计量数之比化学计量数之比）v nB= nT （ b/t） = cT VT （ b /t）v计算样品中被测物的质量：计算样品中被测

18、物的质量：mB = nB MB =(b/t) cT VT MBv计算质量分数：计算质量分数：wB = mB / msTTBBcMwmtVb关键：关键：根据滴定反应方程式确定根据滴定反应方程式确定化学计量系数之比化学计量系数之比！241.1.直接滴定法直接滴定法例例4 用硼砂标定用硼砂标定HCl时，准确称取硼砂时，准确称取硼砂0.4526g,用用HCl溶液溶液24.05mL滴定到终点，请计算滴定到终点，请计算 c（HCl）。）。M(Na2B4O710H2O) = 381.4g/mol2 ()2()()()()()247224722472Na B O10H ONa B O10H ONa B O10

19、H OHClHClHClmnMcVVNa2B4O710H2O + 2HCl = 4H3BO3+2NaCl + 5H2O n(HCl) : n ( Na2B4O710H2O) = 2 : 12 0.4526g381.4g/mol 24.05mL-1= 0.09868 mol L25v 含惰性杂质的含惰性杂质的K2CO3试样试样0.5000g，溶解后用，溶解后用c (HCl) = 0.1064 molL-1的盐酸溶液的盐酸溶液27.31mL滴定至滴定至CO32-恰恰好完全转化为好完全转化为CO2。v计算试样中计算试样中w(K2CO3)、w(K2O)、w(K)。nn23 (K CO ) = (12H

20、Cl)解：解： 2HCl + K2CO3 = 2KCl + CO2 + 2H2O 1()()()2()cVMwm2323sHClHClK COK CO.%1110.1064mol L0.02731L 138.2g mol2= 40 160.5000g26nn21 (K O) = 2 (HCl)()()()()cVMwmsHClHClKK.%1110.1064mol L0.02731L 94.20g mol2= 27 370.5000gnn (K) = (HCl)1()()()2()cVMwm22sHClHClK OK O.%110.1064mol L0.02731L 39.10g mol =2

21、2 720.5000g2HCl + K2CO3 = 2KCl + CO2 + 2H2O 27也可根据已经计算出的质量分数，也可利也可根据已经计算出的质量分数，也可利用化学因数计算用化学因数计算w(K2O)及及w(K)。()()()()MwwM222323K OK OK COK CO2()()()()MwwM2323KKK COK CO.%.%-1-194 20g mol40 1627 37138.2g mol.%.%-1-12 39 10g mol40 1622 72138.2g mol282.2. 置换滴定法置换滴定法以以K2Cr2O7为基准物标定为基准物标定Na2S2O3标准溶液：标准溶液

22、： Cr2O72+ 6I +14H+ = 2Cr3+ +3I2 + 7H2O I2 + 2S2O32 = 2I + S4O62 n(Cr2O72) = n(S2O32 ) 616227223227223(K Cr O )(Na S O )(K Cr O )(Na S O )mcMV29例例5 5 碘量法测定试样中碘量法测定试样中K2Cr2O7的含量的含量时，采用置换滴定法，称取样品时，采用置换滴定法，称取样品0.5000g溶解，加入过量溶解，加入过量KI，定量析出定量析出I2，然后用然后用0.2000 mol L-1的的Na2S2O3标标准溶液滴定至终点，用去准溶液滴定至终点，用去25.00m

23、L，请请计算样品中计算样品中w(K2Cr2O7)。 M(K2Cr2O7) = 294.2g/mol30涉及反应：涉及反应：Cr2O72-+6I-+14H+ = 2Cr3+3I2+7H2OI2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- = 49.03%2227231(Cr O ) = (S O6)nn227227s(K Cr O ) = (K Cr O ) /wmm222323227s1 (S O ) (S O ) (K Cr O )6= cVMm1110.2000mol L0.02500L294.2g mol6= 0.5000g313. 3. 间接滴定法间接滴定法 例：例： 测人体血液

24、中的含钙量，先取测人体血液中的含钙量，先取 2.00 mL血液样品血液样品，稀释后用稀释后用(NH4)2C2O4溶液溶液处理，使处理，使Ca2+生成生成CaC2O4 沉淀，将沉淀沉淀，将沉淀过滤洗涤后溶解于强酸中过滤洗涤后溶解于强酸中,然后用然后用0.0100 molL-1 的的KMnO4标准溶液滴定，用去标准溶液滴定，用去1.20 mL。试计算试计算c(Ca2+)。32 242+24(Ca ) = (C O ) = (MnO 2) 5nnn Ca2+ + C2O42- = CaC2O4 + 2H+ = Ca2+ + H2C2O42MnO4-+5H2C2O4+6H+ = 2Mn2+10CO2+

25、8H2O112+442+(Ca )(MnO )(MnO )= (Ca )0.0100 mol L0.00120L= 0.005252= 0.0150 m2 0L 0ol LccVV334. 4. 返滴定法返滴定法 称取称取CaCO3试样试样0.4000g，溶于溶于40.00mL 0.1025mol/L的的HCl溶液中，多溶液中，多余的酸用余的酸用NaOH标准溶液回滴，用去标准溶液回滴，用去0.1120mol/L的的NaOH溶液溶液5.10mL ，求，求w(CaCO3)。 M(CaCO3) = 100.1g/mol34涉及反应：涉及反应：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 +

26、H2O n (CaCO3) = 1/2 n (HCl )HCl + NaOH = NaCl + H2On (HCl ) = n (NaOH )过程分析过程分析:加入的加入的HCl总量：总量：c (HCl ) V (HCl ) 与与CaCO3反应后剩余反应后剩余HCl总量：总量：c (NaOH ) V (NaOH) 与与CaCO3反应的量：反应的量：c (HCl ) V (HCl ) c (NaOH ) V (NaOH)n (CaCO3) = 1/2 n (HCl )= 1/2 c (HCl ) V (HCl ) c (NaOH ) V (NaOH)3533s3s111s (CaCO ) (CaCO ) = 1 (HCl) (HCl )(NaOH) (NaOH)(CaCO )21 0.1025mol L40.00mL 0.1120mol L5.10mL 100.1g mol20.4000g44.%= 16mwmcVcVMm解题过程解题过程: :36注意！注意！v 正确写出有关反应式正确写出有关反应式v 找出各物质间的化学计量关系找出各物质间的化学计量关系v 列出列出计算通式计算通式v 带带单位单位进行计算进行计算v 有效数字有效数字