分析化学滴定分析省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

下一页下一页返回返回退出退出分析化学第三章 滴定分析Titrimetry返回返回第1页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出基本内容和重点要求l掌握滴定分析法特点、分类、对化学反应要求；l掌握基准物质概念和要求，惯用基准物质及其应用；l掌握标准溶液配制方法、浓度表示方法、滴定度概念和计算；l熟练掌握滴定分析中各种计算。返回返回第2页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l重点：重点：滴定分析定义、特点和分类；对滴定反应要求；标准溶液浓度表示方法和制备方法；直接、剩下、置换和间接四种滴定方式；滴定分析中基本关系、基本公式和计算实例。l难点：难点：标准溶液浓度和滴定分析中计算。第3页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出第 三 章 滴定分析3-1 滴定分析概述3-2 滴定分析法分类与滴定反应条件3-3 标准溶液3-4 标准溶液浓度表示法3-5 滴定分析结果计算返回返回第4页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出3-1 滴定分析概述一、滴定分析法二、相关术语返回返回第5页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出一、滴定分析法（titrimetry）l使用滴定管将一个已知准确浓度试剂溶液（标准溶液），滴加到被测物质溶液中，直至被测组分恰好完全反应，即加入标准溶液物质量与被测组分物质量符合反应化学计量关系。然后依据标准溶液浓度和体积，计算出被测组分含量。返回返回第6页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出2HCl +Na2CO3 =2NaCl+H2O+CO2指示剂：甲基橙（指示剂：甲基橙（MO）颜色改变：黄色颜色改变：黄色橙色橙色比如：用比如：用 HCl标准溶液测定纯碱总碱度标准溶液测定纯碱总碱度返回返回第7页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出二、相关术语l标准溶液（standard solution）：l已知准确浓度试剂溶液，也称“滴定剂”（titrant）。l滴定（titration）：l将滴定剂从滴定管加到被测溶液中过程。返回返回第8页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l化学计量点（stoichiometric point，sp）：l滴定剂与被测物恰好定量反应完全。l滴定终点（end point，ep）：l指示剂产生颜色改变。l终点误差（titration error，Et）：l因为滴定终点与化学计量点不一定恰好吻合造成分析误差，也称滴定误差。返回返回相关术语第9页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出3-2 滴定分析法分类与滴定反应条件一、滴定分析对化学反应要求二、滴定分析法分类返回返回第10页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出一、滴定分析对化学反应要求l反应按化学计量关系定量地进行，反应平衡常数要足够大，无副反应发生；l反应速度要快，要求能在瞬间完成。反应慢，可采取加热或加入催化剂等措施提升反应速率；l有简便、可靠确实定滴定终点方法，如有合适指示剂等。返回返回第11页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出二、滴定分析法分类1.按滴定反应类型分类a.酸碱滴定法 b.络合滴定法c.氧化还原滴定法 d.沉淀滴定法2.按滴定方式分类a.直接滴定法 b.返滴定法c.置换滴定法 d.间接滴定法返回返回第12页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出1.按滴定反应类型分类l酸碱滴定法l以酸碱反应为基础滴定分析法，可用来测定酸、碱。其反应式为：H+B-HB返回返回第13页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l络合滴定法l以络合反应为基础滴定分析法，主要是以EDTA作标准溶液测定各金属离子。其反应式为：Mn+Y4-MYn-4返回返回第14页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l氧化还原滴定法l以氧化还原反应为基础滴定分析法，能够测定含有氧化还原性物质，以及一些能与氧化剂或还原剂起定量反应物质。如：6Fe2+Cr2O72-+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O返回返回第15页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l沉淀滴定法（容量沉淀法）l利用沉淀反应进行滴定分析方法，主要是以AgNO3作标准溶液滴定卤化物。如：Ag+Cl-AgCl返回返回第16页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出2.按滴定方式分类l直接滴定法l能满足滴定分析要求反应，可用标准溶液直接滴定待测物质。直接滴定法是滴定分析最惯用和最基本滴定方法，如：HAc+NaOH NaAc+H2O返回返回第17页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l返滴定法l反应速率慢、有固体试样参加反应或无适当指示剂指示时，先加一定过量滴定剂，与被测物质反应完成后，再用另一个标准溶液滴定剩下滴定剂，依据实际消耗滴定剂量来计算被测物质量。如：l CaCO3(s)+2HCl（过量）CaCl2+H2O+CO2HCl（剩下）+NaOH NaCl+H2Ol Al3+Y4-（过量）AlY-Y4-（剩下）+Cu2+CuY2-返回返回第18页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l置换滴定法l不按一定计量关系进行或伴有副反应发生反应，能够经过它与另一个试剂反应，置换出一定量能被滴定物质，然后用适当标准溶液进行滴定。如：K2Cr2O7 +Na2S2O3(S4O62-+SO42-)等Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2OI2+2S2O32-=2I-+S4O62-?返回返回第19页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l间接滴定法l不与滴定剂直接反应物质，能够经过另外反应间接滴定。如：lCa2+MnO4-Ca2+C2O42-=CaC2O4CaC2O4+2H+=Ca2+H2C2O45H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O 返回返回第20页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l滴定分析法特点：滴定分析法特点：l1）用于常量组分测定）用于常量组分测定l2）仪器简单、操作简便）仪器简单、操作简便l3）快速准确）快速准确l4）应用广泛）应用广泛第21页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出一、标准溶液配制方法二、基准物质三、标准溶液标定3-3 标准溶液返回返回第22页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出一、标准溶液配制方法l直接法l用分析天平准确称取一定量基准物质，溶解后定量转移到容量瓶中，配制成一定体积溶液，依据物质质量和容量瓶体积，可计算出该溶液准确浓度。l如0.01000molL-1K2Cr2O7标准溶液配制。返回返回第23页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l标定法（间接法）l不能直接配制标准溶液物质。l先粗略称取一定量物质（或量取一定体积溶液），配制成靠近于所需浓度溶液，然后再用基准物质（另一个物质标准溶液）来测定其准确浓度。这种确定其准确浓度操作称为标定。l如0.25molL-1NaOH标准溶液配制。返回返回第24页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出二、基准物质（Primary standard）l能用于直接配制或标定标准溶液物质。l基准物质应满足：l试剂纯度足够高（99.9%以上）；l试剂组成与化学式完全符合，若含结晶水，结晶水数目应符合化学式；l试剂性质稳定，如贮存时不吸湿、不与空气中CO2及O2等反应；l试剂摩尔质量尽可能大一些，可降低称量误差。返回返回第25页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出 许多物质纯度达不到工作基准试剂纯度要纯度达不到工作基准试剂纯度要求求，或它们在空气中不稳定不稳定，即粗略地称取一定量物质或量取一定体积溶液，配制成靠近所需浓度溶液，后用另一标准溶液来标定。标定：用基准物质或另一个物质标准溶液来计算其准确浓度方法称为标定。(1)用基准物质进行标定 (2)与标准溶液进行比较三、标准溶液标定第28页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l标定次数不少于3次，按数据取舍规则计算标定结果；l称取基准物质量不能太少（0.2g），滴定消耗体积不能太小（20mL）；l标定时操作条件应尽可能与测定条件一致，以确保滴定分析相对误差在0.2%以内。返回返回第29页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出3-4 标准溶液浓度表示法一、物质量浓度cB二、滴定度返回返回第30页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出一、物质量浓度cBl单位体积溶液所含溶质B物质量nB，以符合cB表示cB=nB/VnB溶质溶质B物质量，物质量，molV溶液体积，溶液体积，LcB物质量浓度，物质量浓度，molL-1返回返回第31页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l直接配制时，cB：溶液浓度，：溶液浓度，molL-1 nB：B物质量，物质量，molV：溶液体积，：溶液体积，LmB：B质量，质量，g MB：B摩尔质量，摩尔质量，gmol-1返回返回第32页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l标定时，aA+b B=c C+d D返回返回第33页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l1mL标准溶液B溶液相当于被测物质A质量（g或mg），用TA/B表示，单位为gmL-1。l比如，用来测定FeK2Cr2O7标准溶液，其滴定度表示为TFe/K2Cr2O7；用来测定MgOEDTA标准溶液，其滴定度表示为TMgO/EDTA。返回返回二、滴定度（titer）第34页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出3-5 滴定分析结果计算一、被测物物质量nA与滴定剂物质量nB化学计量关系二、滴定度TA/B与滴定剂物质量浓度cB换算三、被测物百分含量计算四、计算示例返回返回第35页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出一、化学计量关系l滴定剂B与被测物质A之间计量关系aA+b B=c C+d D注：多个反应式时确定计量关系注：多个反应式时确定计量关系返回返回固体固体溶液溶液第36页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出例 3l用草酸标准溶液标定高锰酸钾溶液返回返回第37页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l氟硅酸钾法测定SiO2时，先将SiO2处理成可溶性H2SiO3，在酸性介质中加入KF，过量KCl存在下，形成K2SiF6沉淀，沉淀在沸水中水解，生成HF，用NaOH标液滴定生成HF，从而确定SiO2含量。返回返回例 4第38页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出返回返回第39页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出二、滴定度与物质量浓度换算aA+b B=c C+d DV=1mL时：返回返回第40页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出三、被测物百分含量计算计算时注计算时注计算时注计算时注意单位换意单位换意单位换意单位换算算算算 aA+b B=c C+d D返回返回第41页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出四、计算示例l例5 准确称取基准物质K2Cr2O7 1.471g，溶解后定量转移至250.0mL容量瓶中，求此K2Cr2O7溶液浓度为多少？解：常见化合物摩常见化合物摩常见化合物摩常见化合物摩尔质量查表尔质量查表尔质量查表尔质量查表注意结果有注意结果有注意结果有注意结果有效数字保留效数字保留效数字保留效数字保留返回返回第42页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出例 6l欲 配 制 0.1000molL-1Na2CO3标 准 溶 液500.0mL，问应称取基准Na2CO3多少克？解：注意学会一注意学会一步列式计算步列式计算返回返回第43页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出例 7l有0.1035molL-1NaOH标准溶液500.0mL，欲使其浓度恰好为0.1000molL-1，问需加水多少毫升？解:设应加水体积为VmL，据稀释前后物质量相等，有返回返回第44页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出例 8l为标定HCl，称取Na2B4O710H2O 0.4710g，用HCl溶液滴定至化学计量点，消耗21.20mL，求HCl溶液浓度？解：返回返回第45页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出例 9l称取铁矿石试样0.5000g，将其溶解，使全部铁还原为Fe2+，用0.01500molL-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至化学计量点时，用去K2Cr2O7标准溶液23.45mL，求试样中Fe和Fe2O3质量分数分别为多少？解:6Fe2+Cr2O72-+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O 返回返回第46页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出返回返回第47页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出例 10l称 取 含 铝 试 样 0.g，溶 解 后 加 入0.05082molL-1 EDTA标准溶液20.00mL，控制条件使Al3+与EDTA配合完全，然后用0.05012molL-1Zn2+标准溶液返滴定，消耗Zn2+溶液11.36mL，计算试样中Al2O3质量分数？返回返回第48页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l解：返回返回第49页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l计算0.0molL-1K2Cr2O7溶液对Fe和Fe2O3及Fe3O4滴定度？解：返回返回例 11第50页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出返回返回第51页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出l计算小结：l找出化学计量关系；l一步列式，代入数据，计算式中单位可不写出；l计算结果注意有效数字和单位。返回返回第52页上一页上一页下一页下一页返回返回退出退出作业题：p4244习题：T4;T6;T11;T14;T18第53页