第四章滴定法概述..

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滴定分析法概论

滴定分析法概论

第四章 滴定分析概论§4.1概述定量分析的任务是测定物质中组分的含量。

定量分析的分析方法有滴定分析法、重量分析法和仪器分析法等。

一、定量分析的一般要求根据定量分析的任务和特点,定量分析的一般要求是: 1、测定结果的准确度准确度高是定量分析的最基本要求。

对于常量组分(≥10%)一般要求测定误差不超过0.2% 对于半微量组分(1%~10%) 对于微量组分(0.01%~1%)2、测定结果应具有代表性测定所用试样只是待测物质中的很小部分,这些少量物质称为分析试样或样品。

3、分析方法应可靠和可行4、分析结果应正确计算和合理报告(1)、被测组分的化学表示形式 a 以被测组分实际存在形式表示。

如测得食盐试样中Cl 含量后,以NaCl%表示分析结果。

b 以氧化物或元素形式表示(实际存在形式不清楚)如硅酸盐水泥Fe Al Ca Mg 、、、含量常以2323Fe O Al O CaO MgO 、、、的含量表示。

分析铁矿石以23%%Fe Fe O 或表示。

c 金属材料和有机分析中,常以元素形式(如Fe 、Zn 、N 、P )的含量表示。

d 电解质溶液的分析,以所存在的离子形式表示含量。

(2)、被测组分含量的表示方法 a 固体试样常量组分常以质量分数表示BB sm W m =微量组分以1g g μ-⋅或6(10)-,1ng g -⋅9(10)-,1pg g -⋅12(10)-表示。

b 液体试样 ①物质的量浓度:Bn V⋅-1单位mol L②质量摩尔浓度:⋅-1单位mol kg (kg 溶剂的质量)③质量分数:待测组分的质量除以试样的质量,即B m m 试样。

④体积分数:B V V 试液表示。

⑤摩尔分数:待测组分的物质的量除以试液的物质的量,量钢为1即B n n 试液 ⑥质量浓度:常以11111mg L g L g mL ng mL pg mL μμ-----⋅⋅⋅⋅⋅、或、、等表示。

对于极稀的水溶液,视其密度为1,此时1mg L -⋅(或1g mL μ-⋅),与11()mg kg g g μ--⋅⋅在数值上相等,但概念不同。

《分析化学》-图文课件-第四章

《分析化学》-图文课件-第四章
将 代入PBE式并整理得
如果cKa2≥10Kw,c/Ka1≥10,即[HCO3-]≈cHCO3-,则水解 离的H+忽略,Ka1与[HCO3-]相加时可忽略,则上式可简化为
(4-7)
第二节 溶液的酸碱度和pH值的计算
【例4-5】
计算0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH值。 解:已知H2CO3的Ka1=4.12×10-7,Ka2=5.62×10-11,符合cKa2≥10Kw, c/Ka1≥10。 根据式(4-7)得
因此,同浓度的NH3和CO3-2的碱性:CO3-2>NH3。
第二节 溶液的酸碱度和pH值的计算
一、 溶液的酸碱度
溶液的酸碱度是指溶液中氢离子、氢氧根离子的活度,常用 pH、pOH表示。它与溶液的浓度在概念上是不相同的,但当溶 液浓度不太大时,可用浓度近似地代替活度。溶液酸碱度的表达 式为
(4-3) 当温度为25 ℃时,水溶液Kw=[H+]·[OH-]=10-14,所 以 pH+pOH=pKw=14。 由此可见,pH值越小,酸度越大,溶液的酸性越强;pH越 大,酸度越小,溶液的碱性越强。同理,pOH越小,碱度越大, 溶液碱性越强;pOH越大,碱度越小,溶液的酸性越强。
实际上,酸碱半反应在水溶液中并不能单独进行,一种酸给 出质子的同时,溶液中必须有一种碱来接受。这是因为质子的半 径很小,电荷的密度比较高,游离的质子在水溶液中很难单独存 在。根据酸碱质子理论,各种酸碱反应实质上是共轭酸碱对之间 水合质子的转移过程。例如:
第一节 酸碱滴定法概述
在上述的反应中,溶剂水接受HAc所给出的质子,形成水合质 子H3O+,溶剂水也就起到碱的作用。同样,碱在水溶液中的解离, 也必须有溶剂水参加。以NH3在水溶液中的解离反应为例,NH3分 子中的氮原子上有孤对电子,可接受质子形成NH4+,这时,H2O 便起到酸的作用给出质子。具体反应如下:

分析化学—酸碱滴定法-课件

分析化学—酸碱滴定法-课件
生成带正负电荷的离子时,单位体积中正电 荷的总数等于负电荷的总数,或者说正电荷 的总浓度等于负电荷的总浓度。
假设溶液中存在 i 种正离子和 j 种负离子,则
i种正离子的电荷浓度= j 种负离子的电荷浓度。
式中,某种离子的电荷浓度在数值上用该离子 的平衡浓度与其电荷数确实定值之积来表示。电 解质溶液的这种电中性规章被称为电荷平衡,其 数学表达式称为电荷平衡式〔CBE〕。对于水溶 液中的电荷平衡,还应当包括水本身离解产生的 H+和OH-。
第四章 酸碱滴定法
酸碱滴定法是容量滴定分析 法中最重要的方法之一,也是其它 三种滴定分析的根底。酸碱滴定法 是以质子传递反响为根底的滴定分 析方法。这种方法的特征是:滴定 过程中溶液的酸度呈现规律性变化。 因此本章要解决的主要问题是:酸、
§4-1 酸碱质子理论
一、根本概念
依据Br nsted酸碱质子理论,酸是 能给出质子的物质,碱是能够承受质子 的物质。
δHA c δAc0.50HA A c c
有了分布系数及分析浓度即可求得溶液中酸 碱各型体的平衡浓度。
例:pH=5.00,求0.100mol/L的HAc溶液中
HAc Ac 和

解:pH=5.00, [H+]=1.00×10-5 Ka=1.8×10-5
δHA c H H Ka1.0 11 05 . 0 11 05 .8 1 050.36
δ A cc A H A cH c A A A c c cH K K aa
δHA δcAcK H a H KaK aH1
由上式我们可以看出: 值是H+浓度的函
数,而与其分析浓度无关。
以 值为纵坐标,pH值为横坐标,做分布
曲线图,可得 δpH曲线,见p94,图5-1。从图 中可以看出:

分析化学 第四章 配位滴定法

分析化学 第四章  配位滴定法
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第二节 乙二胺四乙酸的性质及其配合物
一、乙二胺四乙酸的性质 1.乙二胺四乙酸的结构与性质 乙二胺四乙酸的结构
HOOCH2C HOOCH2C CH2COOH N CH2 CH2 N CH2COOH
从结构式所知, EDTA 为四元有机弱酸。用 H4Y 表示其化学式。 EDTA 为白色粉末状结晶,微溶于水,由于溶解度太小,不宜作滴 定液。利用 EDTA 难溶于酸和一般有机溶剂,易溶于氨水和氢氧化 钠等碱性溶液等性质,常制备成相应的钠盐,其化学名称为乙二胺 四乙酸的二钠盐,用Na2H2Y· 2H2O表示,也简称EDTA。EDTA钠盐 为白色粉末状结晶,有较好的水溶性。
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2.乙二胺四乙酸在水溶液中的电离平衡 在水溶液中,EDTA分子中互为对角线的两个羧基 上的H+会转移到氮原子上,形成双偶极离子。
HOOCH2C
+
N OOCH2C H
CH2 CH2
N H CH COOH 2
+
CH2COO
-
在强酸性溶液中,两个羧酸根可再接受H+而形成 H6Y2+,因此EDTA可看作六元酸,在溶液中有六级 离解平衡: 分析化学
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EDTA在水溶液中的六级离解平衡:
H6 Y2+ Y+ H+ H+ + H5 Y+
K a1 [H ][H5 Y ] 100.9 2 [H6 Y ]
H5
+ H4Y
H4Y H3Y H2 Y2-
H + + H3Y H+ + H2Y2H+ H+ + HY3-

4第四章 酸碱滴定法

4第四章 酸碱滴定法

NH3CH 2COOH的K a1 4.5 103 ; K a 2 2.5 1010 ;
NH 4 a
解:(1) [H ] K a K
Kw Ka Kb
1.8 104 1.0 1014 3.2 107 (mol L1 ) 1.8 105 pH 6.50


强酸强碱溶液pH值的计算 弱酸弱碱溶液pH值的计算 两性物质溶液(C ) 缓冲溶液pH值的计算
水溶液中[H+]的计算方法: 1. 列出PBE式; 2. 代入有关常数和浓度数据; 3. 计算出[H+]。 注:在计算中可以进行合理的近似处理, 最后用近似式或最简式进行计算。
一、一元酸(碱)溶液的氢离子浓度计算
[ NH ] 4
精确式
[H ] K a1 ( K a 2 K

NH 4 Na H2PO4 Na2HPO4
H

K a1 K a 2 K a1 K a 2
H

H

Ka 2 Ka 3
练习题: (1)计算0.10mol HCOONH4溶液的pH值。 L-1 (2)计算0.10mol L-1氨基乙酸(NH2CH2COOH)溶液的pH 值。 HCOOH的K a 1.8 104 ; NH3的Kb 1.8 105
23 3

2
NH 4 a
[ NH ] 4 [H ] 2- 2[H ] [CO 3 ] 1 1 Ka2 K a1 Kw K
NH 4 a
精确式
[H ] 2 K a 2 K

NH 4 a
最简式***
2. 酸式盐:NH4HCO3
2 [H ] [OH ] [CO3 ] - [H2CO3 ] [NH3 ]

5第四章 定量分析基础

5第四章 定量分析基础

Na2S2O3 标液
第五节 标准溶液
一、 标准溶液浓度的表示方法
1. 物质的量浓度(简称浓度) 单位体积溶液所含溶质的物质的量(nB)。
nB cB V
单位为 mol· L-1。 V :溶液的体积。 应指明基本单元:原子、分子、离子、电子或它们
的组合。
2.滴定度 指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量。 以符号TX/S表示,单位:g · mL-1 例:测定铁含量的KMnO4标准溶液,其浓度可表示
一、 计算原理 滴定分析是用标准溶液滴定被测物质的溶液。如 果根据滴定反应所选取的特定组合作为反应物的基本 单元,则滴定到化学计量点时,标准物质和被测物质 的物质的量相等。这就是“等物质的量反应规则”,
这也是定量计算的基础。
二、基本单元的选择:
1.酸碱反应:以得失一个H+的粒子或粒子的特 定组合作为反应物的化学计量基本单元。
2.氧化还原反应:以得失1个电子的粒子或粒子的 特定组合作为反应物的化学计量基本单元。 反应
2MnO4-+5C2O42-+16H+=
2Mn2+ +1 0CO2+8H2O Cr2O72-+6Fe2++14H+= 2Cr3+ +Fe3++7H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62- 1/2I2 、 Na2S2O3 1/6 K2Cr2O7、 Fe
溶液的稀释 C浓V浓 = C稀V稀
• 2、固体物质A与溶液B之间反应的计算
•n •n
A
=mA/MA = CBVB
B
• CBVB=mA/MA
• 3、求待测组分的质量分数和质量浓度
• 4、有关滴定度的计算
补充题
1.准确量取H2O2样品溶液25.00mL,置于 250mL容量瓶中,加水至刻度,混匀。 再准确吸出25.00ml,加硫酸酸化, 用C(1/5KMnO4)=0.1366mol/L的高锰 酸钾标准溶液滴定,消耗35.86mL, 试计算样品中H2O2的百分含量。 (3.33g/100ml)

水化学分析——4 配位滴定法

水化学分析——4 配位滴定法
滴定这类金属离子时,要控制金属离子浓度,否则配合物的颜 色将干扰终点颜色的观察。如果颜色太深,只能用电位滴定法 来指示终点。例如Cr3+的测定。
第四章 配位滴定法
5) EDTA与1~4价金属离子都能形成易溶性的配合物
EDTA与金属离子形成的配合物大多带电荷,因此能够溶于水 中。满足配位滴定的基本要求。但是由于配位反应速度大多数 较快,这就要求在进行配位滴定中设法提高配位滴定的选择性, 以便有针对性地测定其中的某一种金属离子。
M (L)
[M '] [M ]
[M ] [ML] [ML2 ] …+[MLn ] [M ]
M (L) 越大,表示副反应越严重。如果M没有副反应,则 M (L) 1 。
第四章 配位滴定法
如果金属离子与配位剂(L)形成1:n型配合物MLn,则:
M (L) 仅仅是[L]的函数。
第四章 配位滴定法
Ag
(
NH
3
)
2

的NH3被CN-置换。
Ag
(
NH
3
)
2
2CN
Ag
(CN
)
2
2 NH 3
➢金属离子M与配位剂
Y反应,形成的配合物
为1:n型(MLn)时, 其配位反应是逐级进行
的,相应的逐级稳定常
数用K1、K2、K3、…、 Kn表示。
第四章 配位滴定法
同一级的 K稳 与K不稳 不是倒数关系,其第一级稳定常数是第n级 不稳定常数的倒数,第二级稳定常数是第n-1级不稳定常数的 倒数,依此类推。 在许多配位平衡的计算中,常使用逐级累积稳定常数,用符号 β表示:
Y
=
[Y
]
[HYຫໍສະໝຸດ ] [Y ]+[H6Y ] [Y ] [NY ] [Y ] [Y ] [Y ]

第四章酸碱滴定法

第四章酸碱滴定法

第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法酸碱滴定法(acid-base titrations)是以⽔溶液中的质⼦转移反应为基础的滴定分析⽅法。

⼀般酸、碱以及能与酸碱直接或间接发⽣质⼦反应的物质,⼏乎都可以⽤酸碱滴定法测定。

因此,酸碱滴定法是分析化学的基础内容之⼀。

这个⽅法的关键问题是计量点的确定。

因为酸碱反应通常不发⽣外观的变化,在滴定中需选⽤适当的指⽰剂,利⽤它的变⾊作为到达计量点的标志。

因为不同的指⽰剂的变⾊有其不同的pH,⽽不同类型的酸碱反应的计量点时pH⼜不相同,为了正确地确定计量点,就需要选择⼀个刚好能在计量点时变⾊的指⽰剂。

要解决这个问题,必须了解滴定过程中溶液pH的变化情况。

因此,在学习酸碱滴定时,不仅要了解指⽰剂的变⾊原理和变⾊范围,同时也要了解滴定过程中溶液pH的变化规律和指⽰剂的选择原则,以便能正确地选择合适的指⽰剂,获得准确的分析结果。

基于上述原因,我们先讨论酸碱溶液平衡的基本原理,然后再介绍酸碱滴定中的理论及应⽤。

第⼀节⽔溶液中的酸碱平衡⼀、酸碱的质⼦理论根据质⼦理论,凡能给出质⼦(H+)的物质是酸,能接收质⼦的物质是碱。

酸碱关系可⽤下式表⽰:酸HA与碱A-处于⼀种相互依存的关系中,即:HA失去质⼦转化为它的共轭碱A-,A-得到质⼦后,转化为它的共轭酸HA,则HA与A-被称为共轭酸碱对。

如:由上述酸碱的半反应可知:酸碱可以是中性分⼦,也可以是阳离⼦或阴离⼦,酸碱是相对的。

⼜如:离⼦(H2PO4-)在H3PO4-H2PO4-共轭体系中为碱,⽽在H2PO4--HPO42-共轭体系中为酸。

同⼀物质在某些场合是酸,⽽在另⼀场合是碱,其原因是共存物质彼此间给出质⼦能⼒相对强弱不同。

因此同⼀物质在不同的环境(介质或溶剂)中,常会引起其酸碱性的改变。

既能给出质⼦⼜能接受质⼦的物质称为两性物质。

酸碱质⼦理论认为,酸碱反应的实质是质⼦转移。

例如HAc在⽔中离解,溶剂⽔就起着碱的作⽤,否则HAc⽆法实现其在⽔中的离解,即质⼦转移是在两个共轭酸碱对间进⾏。

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酸钾标准溶液作用的C2O42- 起反应,定量生成 CaC2O4 ,可通 过间接测定 C2O42- ,而测定 Ca2+ 的含量。

Ca2+ + C2O42- = CaC2O4 CaC2O4 + H2SO4 = CaSO4 + H2C2O4
= 10CO2 +2MnSO4+K2SO4 + 8H2O

5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4
以质子传递反应为基础的滴定分析法。
例:用NaOH标准溶液测定HAc含量
OH- + HAc = Ac- + H2O
主要用于测量酸碱性物质的含量
四、滴定分析分类 1. 按化学反应类型分类
(2)配位滴定法(络合滴定法)
以配位反应为基础的滴定分析法。 例:用EDTA标准溶液测定Ca2+的含量
Y4- + Ca2+ = CaY2主要用于测定金属离子的含量
为滴定终点。
⑹滴定误差 (End Point Error, Et表示)
滴定终点(实测值)与化学计量点(理论值)不一致,由此
所造成测定结果的误差,又称滴定误差。
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二、滴定分析法的特点
⑴用于常量组分的测定 ⑵仪器简单、操作简便 ⑶快速准确 ⑷应用广泛、方法成熟
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第四章 滴定分析法(P10)
第一节 滴定分析概述 一、概述(以下几个概念)
(动画)
(1)滴定分析法 (2)标准溶液 :0.1000 mol/L (3)化学计量点(等当点) (4)指示剂 (5)滴定终点 (6)终点误差 (7)基准物质 (8)滴定曲线
⑴滴定分析法 (titrimetric analysis):用已知浓 度的标准溶液,滴定一定体积的待测溶液,直 到化学反应按计量关系作用完为止,然后根据 标准溶液的体积和浓度计算待测物质的含量, 这种靠滴定的方法,来测定待测物含量的分析, 称为滴定分析法,该过程称为滴定。
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五、基准物质和标准溶液 ⑴基准物质: 能用于直接配制和标定标准溶液的物质。 ⑵标准溶液:已知准确浓度的试剂溶液。 (常用四位有效数字表示)
⑶基准物质要求:试剂与化学组成一致;纯度高;稳定;
摩尔质量大(?);滴定反应时无副反应。
⑷常用的基准物有: Na2B4O7.10H2O;Na2CO3 ; CaCO3;
际滴定操作时,常在被测物质的溶液中加入一种辅助剂,
借助于它的颜色变化作为化学计量点到达的信号,这种
辅助试剂称为指示剂。
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⑸滴定终点(Titration End Point, ep表示):
滴定分析中,常加入一种指示剂,通过指示剂颜色的变
化作为化学等当点到达的指示信号,停止滴定,这一点称

例如,用HCl标准溶液测定NaOH含量,
用EDTA标准溶液测定Mg2+含量都属于直接滴定法。
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2.按滴定方式分类 ⑵.返滴定法
当滴定反应速率较慢,或反应物是固体,或没有
合适的指示剂时,选用返滴定法。
返滴定法:先准确加入过量滴定剂,待反应完
全后,再用在酸性条件下,硫代硫酸钠不能直接滴定重铬酸
钾及其它氧化剂,因为这些氧化剂将S2O32-氧化成S4O62及SO42-等的混合物,反应没有定量关系,无法计算。
但是,若在重铬酸钾的酸性溶液中加入过量的KI,定
量置换出I2,再用S2O32-滴定I2,就可以算出重铬酸钾的 含量。
Cr2O72- +

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6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-
2.按滴定方式分类
⑷.间接滴定法
当被测物质不能直接与标准溶液作用,却能和另一种可与标准 溶液作用的物质反应时,可用间接滴定。
例如:
Ca2+不能直接与高锰酸钾标准溶液作用,但可与高锰
四、滴定分析分类 1. 按化学反应类型分类
(3) 氧化还原滴定法
以氧化还原反应为基础的滴定分析法。
例 : 用 KMnO4 标 准 溶 液 测 定 Fe2+ 含 量 。 MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 主要用于测定氧化、还原性物质,以及能与 氧化还原性物质发生反应的物质的含量。
例2:EDTA滴定法测定 Al3+。
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2.按滴定方式分类
⑶.置换滴定法 络合滴定多用
对于那些不按一定反应式进行或伴有副反应的反应,
不能直接滴定被测物质,可先加入适当试剂与被测
物质起作用,置换出一定量的另一生成物,再用标
准溶液滴定此生成物,这种滴定方式称为置换滴定
法。
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据反应消耗滴定剂的净量就可以算出被测物质的
含量。这样的滴定方法称为返滴定法。
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例1:固体CaCO3的测定,可先加入一定量的过量盐
酸标准溶液,加热使试样完全溶解,冷却以后,再用
NaOH标准液返滴定剩余的HCl量。

CaCO3+2HCl(过量) = CaCl2+CO2 +H2O
HCl(剩余) + NaOH = NaCl + H2O
K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2O;
三、滴定分析对化学反应的要求
(1)有确定的化学计量关系,反应按一定的反应方
程式进行(KMnO4 ,+ Na2S2O3) ?
(2)反应要定量进行
(3)反应完全
(4)反应速度快
(K’MY大;KSp 小,满足滴定要求)
(5)有比较简便的方法确定反应终点
四、滴定分析分类 1. 按化学反应类型分类
(1)酸碱滴定法
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(2)标准溶液
已知其准确浓度的溶液。

(常用四位有效数字表示)
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⑶化学计量点:
当滴入的标准溶液的物质的量与待测定组分的物质的量
恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时,称之反
应到达了化学计量点。
⑷指示剂(Indicator)
为了能比较准确地掌握化学计量点的达到,在实
四、滴定分析分类 1. 按化学反应类型分类
(4)沉淀滴定法
以沉淀反应为基础的滴定分析法 。
例: 用AgNO3标准溶液测定Cl-的含量
Ag+ + Cl- → AgCl ↓(白色)
常用的是银量法。
2.按滴定方式分类
⑴.直接滴定法
凡是能满足上述( 3 条件)要求的反应,都可以用
标准溶液直接滴定待测物质,即直接滴定法。
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