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1、下一页上一页返回第一章第一章:定量分析概论定量分析概论1.11.1 概述概述 1.21.2 滴定分析法概述滴定分析法概述 1.31.3 滴定分析法计算滴定分析法计算 习题习题 2023/2/282023/2/281 1下一页上一页返回1.1 1.1 概述概述 一一.定量分析过程：定量分析过程：1.取样取样(Sampling)：均匀，具有代表性：粉碎均匀，具有代表性：粉碎.过筛过筛.混匀混匀.缩分缩分(四分法，对角线四分法，对角线)2.干燥干燥(Dry preparation)：去湿存水：烘干去湿存水：烘干.风干风干.保干器保干器(采用不同温度采用不同温度.保持原貌保持原貌)2023/2/282
2、下一页上一页返回3.分解分解(Resolve or open,Digestion)：转入溶液，：转入溶液，呈离子态呈离子态(1).湿法分解：湿法分解：(常用溶剂常用溶剂)A)酸溶酸溶:HCl，HNO3，H3PO4-H2SO4，HClO-HNO3 B)碱溶碱溶:NaOH，KOH(2).干法分解：灰化，固体熔融干法分解：灰化，固体熔融 A)碱性溶剂：碱性溶剂：NaCO3，K2CO3 1:1混合混合熔点熔点700-800oC，分解酸性氧化物，硅酸盐等分解酸性氧化物，硅酸盐等 B)酸性溶剂酸性溶剂：K2S2O7+K2SO4熔点熔点411oC，分解碱性氧化物分解碱性氧化物2023/2/283下一页上一页
3、返回4.消除干扰消除干扰(Eliminate Interfere or separate)：掩蔽：掩蔽，分离分离 5.测定测定(Measurement Determination)：根：根据组分含量，任务性质，要求据组分含量，任务性质，要求 灵敏度与准确度灵敏度与准确度 选择方法选择方法 6.计算计算(Calculation of Analytical Results)：报告分析结果，评价报告分析结果，评价 7.Evaluation of data Conclusions Report2023/2/284下一页上一页返回 二二.分析结果的表示分析结果的表示:(一一)待测组分的化学表示形式：待测
4、组分的化学表示形式：1.实际存在形式：实际存在形式：N%：NH3 N2O NO2 N2O3 N2O5 NO2-2.稳定的氧化物：稳定的氧化物：CaO MgO Na2O Fe2O3 FeO Fe3O4 3.元素及化合物：元素及化合物：Fe%Na+Cl+等等2023/2/285下一页上一页返回(二二)待测组分含量的表示方式待测组分含量的表示方式1.固体试样：质量百分数固体试样：质量百分数 m(g)X%=100 ms(g)2.液体试样液体试样：质量质量百分数百分数(m/ms)%:表示表示100克试液中含克试液中含被测组分的克数被测组分的克数 体积体积百分数百分数(V/Vs)%:表示表示100毫升试液
5、中毫升试液中被测组分体积被测组分体积2023/2/286下一页上一页返回质量体积百分数质量体积百分数(m/v)%:表示表示100毫升试液毫升试液中被测组分所占的克数中被测组分所占的克数例例13.2%的的NaCl溶液：表示溶液：表示100克克NaCl溶液溶液含含13.2克克NaCl 50%的乙醇溶液：表示的乙醇溶液：表示100毫升乙醇溶液含毫升乙醇溶液含50毫升乙醇毫升乙醇30%H2O2 溶液：表示溶液：表示100毫升双氧水溶液毫升双氧水溶液含含30克双氧水克双氧水2023/2/287下一页上一页返回3.气体试样气体试样：常用体积百分数表示常用体积百分数表示(V/Vs)%:g/m3；mg/m3
6、4.微量组分常用的表示方式：为了表示方微量组分常用的表示方式：为了表示方便而用较小的单位便而用较小的单位例例 1g=103 mg=106g 1毫升稀溶液毫升稀溶液ppm=mg/mS(g)106=m(g)/mS(g)；ppb=1ng/g例例 测得土壤中含铅为测得土壤中含铅为350ppm，意为意为350g/g 废水中含铅为废水中含铅为0.05ppm，意为意为1mL废水含废水含铅铅0.05g，即即0.05g/mL2023/2/288下一页上一页返回1.2 1.2 滴定分析法概述滴定分析法概述一一 基本概念基本概念1.滴定分析滴定分析(Titrimetric Analysis)：将标准溶：将标准溶液用
7、滴定管加到待测溶液中液用滴定管加到待测溶液中，直接认为所加的滴直接认为所加的滴定剂与被测物质反应以达化学计量点定剂与被测物质反应以达化学计量点根据指示根据指示剂变化停止滴定剂变化停止滴定，由标液的浓度和体积求被测物由标液的浓度和体积求被测物的量的分析方法的量的分析方法2.标准溶液标准溶液(Standard Solutions)：已知准确：已知准确浓度的溶液浓度的溶液3.化学计量点化学计量点(Stoichiometric point)：定定量反应时的理论平衡点量反应时的理论平衡点2023/2/289下一页上一页返回4.滴定终点滴定终点(End point):颜色变化的转变点颜色变化的转变点，停止
8、滴定的点停止滴定的点.5.终点误差终点误差(Titration error):滴定终点与滴定终点与化学计量点不一致造成的相对误差化学计量点不一致造成的相对误差.6.滴定反应滴定反应(Titration Reaction):能用于滴定能用于滴定分析的化学反应分析的化学反应2023/2/2810下一页上一页返回二二.滴定分析对化学反应的要求和滴定方式滴定分析对化学反应的要求和滴定方式：(一一)要求要求:能用于化学分析的化学反应能用于化学分析的化学反应1.必须具有确定的化学计量关系必须具有确定的化学计量关系2.必须定量进行必须定量进行,反应完全度达反应完全度达99.9%以上以上3.反应速度快反应速度
9、快4.必须有适当简便的方法确定终点必须有适当简便的方法确定终点2023/2/2811下一页上一页返回(二二)滴定方式：滴定方式：1直接直接滴定法：凡能满足滴定反应要求的都滴定法：凡能满足滴定反应要求的都可用标准溶液直接滴定可用标准溶液直接滴定2间间接接滴定法：不能与滴定剂直接起反应的滴定法：不能与滴定剂直接起反应的物质，通过另一反应间接滴定物质，通过另一反应间接滴定2023/2/2812下一页上一页返回3.返滴定：反应慢，无合适指示剂，有副反返滴定：反应慢，无合适指示剂，有副反应发生，通常用两种标液完成应发生，通常用两种标液完成4.置换置换滴定滴定：反应无计量关系反应无计量关系，不按确定反不按
10、确定反应式进行应式进行 K2Cr2O7+6KI+H+3I2；I2+Na2S2O32I-+S4O62-2023/2/2813下一页上一页返回三三.基准物质：能用于直接配制标准溶液或基准物质：能用于直接配制标准溶液或标定标准溶液的物质标定标准溶液的物质(一一)基准物应满足的基准物应满足的条件条件：1.试剂组成与化学式完全相符试剂组成与化学式完全相符2.试剂纯度达试剂纯度达99.9%以上以上3.性质稳定性质稳定4.最好有较大的摩尔质量最好有较大的摩尔质量5.试剂应按反应方程式进行，无副反应试剂应按反应方程式进行，无副反应2023/2/2814下一页上一页返回 (二二)常用的基准物质：常用的基准物质：
11、(Primary Standards)Standardization 邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾 H2C2O42H2O 碱标液碱标液 Na2CO3 Na2B4O710H2O 酸标液酸标液 CaCO3 Zn Cu Pb(99.9%)EDTA标液标液 As2O3 Fe H2C2O42H2O KMnO4 I2标液标液 K2Cr2O7 KIO3 Na2S2O3 标液标液 NaCl KCl AgNO3 标液标液2023/2/2815下一页上一页返回我国化学试剂等级和标志我国化学试剂等级和标志一级一级 优级纯优级纯 G.R 绿绿颜色颜色 科研精密分析科研精密分析 二级二级 分析纯分析纯 A.R 红红颜色
12、颜色 多数分析多数分析 三级三级 化学纯化学纯 C.P 蓝蓝颜色颜色 常规分析常规分析 四级四级 实验试剂实验试剂 L.R 棕棕颜色颜色 辅助分析辅助分析 2023/2/2816下一页上一页返回四四.标准溶液的配制与标定标准溶液的配制与标定标准溶液标准溶液：已知准确浓度的溶液：已知准确浓度的溶液 1.直接法直接法：用基准物质配制：用基准物质配制 步骤：基准物步骤：基准物分析天平分析天平容量瓶容量瓶例如例如配配0.02000mol/LK2Cr2 O7 250mL，分分析天平称析天平称1.4709g溶解转入溶解转入250mL容量瓶容量瓶2023/2/2817下一页上一页返回2.标定法标定法：用非基
13、准物配：用非基准物配 NaOH ,HCl,KMnO4等等步骤：粗配成大致浓度步骤：粗配成大致浓度(托盘天平托盘天平量筒取量筒取水水装试剂瓶装试剂瓶)标定标定(Standardigation)例如例如配配0.1mol/LNaOH溶液溶液1000mL，台秤，台秤取大约取大约4.0gNaOH，加大约加大约1L的的 H2O，摇匀，用摇匀，用标准标准HCl标定标定；用基准酸物质标定用基准酸物质标定2023/2/2818下一页上一页返回注意区分以下概念注意区分以下概念 物质的物质的量量 n mol 物质的物质的质量质量 m g 摩尔摩尔质量质量 M g/mol 物质的物质的量量浓度浓度 c mol/L，m
14、ol/m32023/2/2819下一页上一页返回1.3 滴定分析法计算滴定分析法计算 一一.滴定剂与被测物质之间的关系滴定剂与被测物质之间的关系：“等物质的量等物质的量”规则，对反应系数不同的规则，对反应系数不同的两物质的量，利用化学计量关系进行计算两物质的量，利用化学计量关系进行计算 滴定反应：滴定反应：tT+bB=cC+dD b 当当 t=b：nB=nT 当当tb时：时：nB=nT t注注：此：此b/t即是将滴定剂即是将滴定剂T物质的量换算成被物质的量换算成被测物测物B物质的量的换算因数物质的量的换算因数(Stoichiometric factor)2023/2/2820下一页上一页返回例
15、例 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O 2 n(KMnO4)=n(Na2C2O4)或或 5 1 1 n(KMnO4)=n(H2C2O4)5 22023/2/2821下一页上一页返回二二.溶液浓度的表示溶液浓度的表示 nB1.物质的量浓度物质的量浓度：cB =(mol/L)V m(g)其中：其中：nB(mol)=M(g/mol)若若t不等于不等于b的滴定反应，或标定法求物质的的滴定反应，或标定法求物质的量浓度则乘相应计量数量浓度则乘相应计量数 b mT b VT mTc B =/VB=c T =t MT t VB MT VB2023/2/2822下一页上一页返
16、回2.滴定度滴定度T：指指1mL标准溶液标准溶液(滴定剂滴定剂)相当相当于被测物质的质量于被测物质的质量g(Titer)m(g)T标标/测测=V(mL)注注：(1)当当V=1mL时，时，T标液标液=m被测被测 g/mL(2)写写T下标时，滴定剂在前，被测在后，下标时，滴定剂在前，被测在后，斜线表示斜线表示“相当于相当于”，或，或T测测/标标2023/2/2823下一页上一页返回3.c与与T之间的之间的换算换算：将物质的量浓度除以：将物质的量浓度除以1000，得，得1mL标准溶液中所含滴定剂物质的量标准溶液中所含滴定剂物质的量 b MB TT/B=cT (g/mL)t 10002023/2/28
17、24下一页上一页返回三三.待测组分含量的计算待测组分含量的计算：用小于用小于1的分数的分数表示，表示，W质量分数，相对量，无量纲质量分数，相对量，无量纲 b MB c TVT mB t 1000 B%=100=100 ms ms TT/BVT B%=100 mS2023/2/2825下一页上一页返回四四.滴定分析计算示例滴定分析计算示例：例例1欲配制欲配制0.02mol/l的的K2Cr2O7500mL 应应称称mK2Cr2O7=？解解 mB=m(K2Cr2O7)=cCrVCrMCr 500 =0.02000 294.2=2.942(g)1000 2023/2/2826下一页上一页返回例例2欲欲
18、配制配制0.1mol/L的的H2SO4溶液溶液500mL应取应取VH2SO4(浓浓)=？(已知密度已知密度D=1.84g/mL，含含96%)解解 c1V1=c2V2或或n1=n2 500即即0.1 =V2 DX%/M 1000 0.1 mol/L 0.5L 98.07 g/mol所以：所以：V2=2.8mL 1.84g/mL 96%2023/2/2827下一页上一页返回例例3用基准硼砂用基准硼砂(Na2B4O710H2O)来标定来标定HCl浓度，已知基准硼砂浓度，已知基准硼砂m硼硼=0.6021g，终点消终点消耗耗VHCl=31.47mL，求求cHCl=？解解Na2B4O7+2HCl+5H2O
19、=4H3BO3+2NaCl 2m硼硼 cHClVHCl=M硼硼 1000 2m硼硼 cHCl=所以所以 cHCl=0.1003mol/L M硼硼 VHCl 10002023/2/2828下一页上一页返回例例4用基准用基准H2C2O42H2O标定标定0.1mol/L的的 NaOH溶液应称草酸的范围溶液应称草酸的范围.滴定体积滴定体积20-30mL解解 H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2O 2023/2/2829下一页上一页返回例例5求求(1+3)HCl溶液物质的量浓度溶液物质的量浓度=？(已已知浓盐酸知浓盐酸12mol/L)解解 c1V1=c2V2 即即1.0mL12mol/L=c
20、2(3+1)121 故：故：c2=3mol/L 3+12023/2/2830下一页上一页返回例例6称含称含Fe样样0.3143g，溶解还原，溶解还原Fe2+后用后用0.02000mol/L的的K2 Cr2 O7滴定消耗滴定消耗21.30mL (1)Fe2O3%=?(M=159.69g/mol)(2)求求TK2Cr2O/Fe；TK2Cr2O7/Fe2O3 解：解：Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O 可知：可知：nFe2O3=nFe=3nk2Cr2O7 故：故：(1)Fe2O3%=100=2023/2/2831下一页上一页返回 MFe(2)TK2Cr2O7/Fe=6 c
21、K2Cr2O7 =0.006702 g/mL 1000 6 MFe2O3TK2Cr2O7/Fe2O3=cK2Cr2O7=0.00958 g/mL 2 1000 2023/2/2832下一页上一页返回例例7称铝样称铝样0.2018g，溶解后加入溶解后加入30.00mL 0.02018mol/LEDTA标液，标液，pH=4.2，加热使完全加热使完全生成生成AlY后，用后，用0.02035mol/LZn2+标液返滴定，标液返滴定，多余多余EDTA，VZn=6.50mL，求求Al2O3%=?解解 Al3+H2Y2-=AlY+2H+1 1 nAl2O3=nAl=nEDTA nAl=nZn=nEDTA 2
22、 2 1 MAl2O3 (nEDTA-nZn)2 1000 Al2O3%=100 mS =11.952023/2/2833下一页上一页返回例例8标定结果的讨论：标定结果的讨论：若硼砂风化，标定时消耗若硼砂风化，标定时消耗VHCl多多，结果结果cHCl低低若硼砂吸潮，标定时消耗若硼砂吸潮，标定时消耗VHCl少少，结果结果cHCl高高滴管内壁挂水珠，标定时消耗滴管内壁挂水珠，标定时消耗VHCl多多，结果结果cHCl小小2023/2/2834下一页上一页返回例例9称含氰样称含氰样0.6913g，在强碱中采用在强碱中采用KMnO4滴至终点，耗滴至终点，耗VKMnO4=46.27mL现已知：现已知：TK
23、2Cr2O7/KCN=6.44mg/mL；求求KCN%=？解解2MnO4-+CN-+2OH-=2MnO42-+CNO-+H2O 1TKMnO4/KCN=cKMnO4MKCN 2 故故 cKMnO4=0.1987mol/L 1 (cV)KMnO4 KCN 2 KCN%=100=43.10 mS10002023/2/2835下一页上一页返回例例10取取25.00mLKH2C2O4 H2C2O4 2H2O溶液两份溶液两份,一份用一份用0.1000mLL-1NaOH标夜滴定标夜滴定消耗消耗VNaOH=20.00mL；另一份用另一份用KMnO4溶夜滴溶夜滴定定VKMnO4=25.00mL，求求 cKMn
24、O4=？解解 1 nNaOH=nKMnO4 15 4酸碱：酸碱：5KHC2O4H2C2O42H2O=15H+15NaOH氧化还原：氧化还原：KHC2O4H2C2O4=4MnO4-2023/2/2836下一页上一页返回 5故：故：cNaOHVNaOH=(3)cKMnO4VKMnO4 4 (cV)NaOH4则：则：cKMnO4=VKMnO415=0.02133mol/L2023/2/2837下一页上一页返回习题习题1.用下列物质配制用下列物质配制0.1mol/L溶液各溶液各500毫升，应取毫升，应取浓溶液多少毫升？浓溶液多少毫升？浓浓H2SO4(密度密度1.84g/mL，含含H2SO496%)2.
25、配制配制0.02000mol/L K2Cr2O7溶液溶液500毫升毫升，需取需取基准基准K2Cr2O7多少克？如何配制？多少克？如何配制？3.配制配制0.1mol/LNaOH溶液溶液500毫升毫升，应称取应称取NaOH多少克？多少克？答案答案2023/2/2838下一页上一页返回4.为标定为标定0.1mol/LNaOH溶液的浓度，应称取基准溶液的浓度，应称取基准邻苯二甲酸氢钾的质量范围是多少克？邻苯二甲酸氢钾的质量范围是多少克？5.称取基准称取基准Na2C2O4物质物质0.2262克以标定克以标定KMnO4溶溶液的浓度液的浓度，滴定达化学计量点时滴定达化学计量点时，消耗消耗KMnO4 41.5
26、0毫升毫升，计算计算KMnO4溶液的物质的量浓度溶液的物质的量浓度 TKMnO4/Fe=？TKMnO4/Fe2O3=？(Na2C2O4 的分子量为的分子量为134.0)6.工业纯碱含工业纯碱含Na2CO3约约80%，若用，若用0.1000 mol/L HCl滴定至甲基橙终点，为使消耗滴定至甲基橙终点，为使消耗HCl的体积不低于的体积不低于25毫升，问至少称纯碱多少克？毫升，问至少称纯碱多少克？2023/2/2839下一页上一页返回7.0.6913克含氰化物的样品，在强碱性介质中用克含氰化物的样品，在强碱性介质中用KMnO4标准溶液滴至终点时，消耗标准溶液滴至终点时，消耗KMnO4溶液溶液 46
27、.27mL，已知已知TKMnO4/KCN为为6.44毫克毫克/毫升，求样品毫升，求样品中中KCN的百分含量，反应方程式如下：的百分含量，反应方程式如下：2MnO4-+CN-+3OH-=2MnO42-+CNO-+H2O 8.测定石灰中测定石灰中CaO含量时，称取含量时，称取0.3000克试样，克试样，加入加入25.00毫升毫升0.25mol/LHCl标准溶液，煮沸除去标准溶液，煮沸除去 CO2后用后用0.2000mol/LNaOH回滴过量酸，消耗回滴过量酸，消耗5.84毫升毫升NaOH分别用分别用CaO%及及CaCO3%表示分析结果表示分析结果(MCaO=56.08,MCaCO3=100.09)2023/2/2840下一页上一页返回2023/2/2841下一页上一页返回2023/2/2842下一页上一页返回Ok!Lets Have a Break.See You Next Class Good Luck!2023/2/2843