浅谈分析化学四大滴定法省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

浅谈分析化学四大滴定法第1页浅谈分析化学四大滴定法l概述l酸碱滴定法l络合滴定法l氧化还原滴定法l沉淀滴定法l四大滴定法异同点l四大滴定法指示剂比较与总结第2页浅谈分析化学四大滴定法概述：分析化学中四大滴定即：氧化还原滴定，络合滴定，酸碱滴定，沉淀滴定。四大滴定区分主要是跟据反应类型，以及是否便于测定。比如，氧化还原滴定主要用于氧化还原反应，沉淀滴定主要用于反应中产生沉淀反应，酸碱滴定主要用于酸性物质与碱性物质反应或者广义上路易士酸，而络合滴定则主要用于络合反应滴定。第3页第4页酸碱滴定法l酸碱滴定法是以酸、碱之间质子传递反应为基础一个滴定分析法。可用于测定酸、碱和两性物质。其基本反应为 H+OH-=H2Ol 也称中和法，是一个利用酸碱反应进行容量分析方法。用酸作滴定剂能够测定碱，用碱作滴定剂能够测定酸,这是一个用途极为广泛分析方法。第5页酸碱滴定法实际应用混合碱测定（双指示剂法）NaOH,Na2CO3,NaHCO3,判断由哪两种组成(定性/定量计算)；Na2CO3能否直接滴定,有几个滴定突跃?以HCl为标准溶液，首先使用酚酞作指示剂，变色时，消耗HCl溶液体积V1，再加入甲基橙指示剂,继续滴定至变色，又消耗 HCl 溶液体积V2,如图所表示：第6页酸碱滴定法实际应用第7页酸碱滴定法实际应用试验结果与讨论：(1)当 V1V2 时，混合碱组成：NaOH(V1-V2),Na2CO3(V2)(2)当 V1=V2 时，混合碱组成：Na2CO3(3)当 V1V2 时，混合碱组成：Na2CO3(V1)，NaHCO3(V2-V1)(4)当 V1=0 时，混合碱组成：NaHCO3(5)当 V2=0 时，混合碱组成：NaOH第8页第9页络合滴定法络合滴定法是以络合反应(形成配合物)反应为基础滴定分析方法，又称配位滴定。络合反应广泛地应用于分析化学各种分离与测定中,如许多显色剂,萃取剂,沉淀剂,掩蔽剂等都是络合剂。第10页络合滴定法实际应用盐水中Ca2+、Mg2+含量分析(1)钙离子测定在pH为1213碱性溶液中，以钙羧酸为指示剂，用EDTA标准溶液滴定样品，钙羧酸为指示剂与钙离子形成稳定性较差红色络合物，当用EDTA溶液滴定时，EDTA即夺取络合物中钙离子。游离出钙羧酸为指示剂阴离子，溶液由红色变为蓝色终点，以下用Na2H2Y代表EDTA其反应式以下：第11页络合滴定法实际应用Ca2+NaH2T CaT-+2H+Na+CaT-+Na2H2Y CaY2-+2Na+H+HT2-(2)镁离子测定用缓冲液调整试样PH值约等到于10,以铬黑T为指示剂用EDTA标准溶液滴定样品,溶液由紫红色变为蓝色终点。测得钙镁离子总量,再从总量中减去钙离子含量即得镁离子含量.其反应式以下:第12页络合滴定法实际应用 Mg2+2NaH2T MgT-+Na+2H+Na2H2Y +MgT-M gY2-+2Na+H+HT2-Ca2+NaH2T CaT-+2H+Na+CaT-+Na2H2Y CaY2-+2Na+H+HT2-EDTA与许多金属离子形成稳定程度不一样可溶性络合物，在不一样溶液与不一样pH值时，应用不一样掩蔽剂进行直接或间接滴定，故此法叫络合滴定第13页络合滴定法实际应用利用掩蔽法对共存离子进行分别测定（1）配位掩蔽法经过加入一个能与干扰离子生成更稳定配合物试剂。例：测定钙、镁离子时，铁、铝离子产生干扰，可采取加入三乙醇胺(能与铁、铝离子生成更稳定配合物)来掩蔽干扰离子铁、铝离子。第14页络合滴定法实际应用（2）氧化还原掩蔽法比如:Fe3+干扰Zr2+测定，加入盐酸羟胺等还原剂使Fe3+还原生成Fe2+，到达消除干扰目标。（3）沉淀掩蔽法比如:为消除Mg2+对Ca2+测定干扰，利用pH12时，Mg2+与OH-生成Mg(OH)2沉淀，可消除Mg2+对Ca2+测定干扰。第15页第16页氧化还原滴定法氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础容量分析方法。它以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些含有还原性或氧化性物质；或者间接滴定一些本身并没有氧化还原性，但能与一些氧化剂或还原剂起反应物质。第17页氧化还原滴定法实际应用碘量法 碘量法特点:碘量法是基于I2氧化性及I还原性所建立起来氧化还原分析法。I2是较弱氧化剂，I-是中等强度还原剂，用I2标准溶液直接滴定还原剂方法是直接碘法;利用I-与强氧化剂作用生成定量I2，再用还原剂标准溶液与I2反应，测定氧化剂方法称为间接碘法(亦称碘量法)。第18页氧化还原滴定法实际应用碘量法基本反应是：I2+2S2O32-=S4O62-+2I-该反应在中性或弱酸性中进行，pH过高，I2会发生岐化反应：3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O 在强酸性溶液中，Na2S2O3会发生分解，I-轻易被氧化。通常pH9。第19页氧化还原滴定法实际应用卡尔弗休(Karl Fisher)法测微量水 基本原理：I2氧化SO2时需定量水参加 SO2+I2+2H2O=H2SO4+HI 反应是可逆，有吡啶存在时，能与反应生成HI化合，使上述反应定量完成，加入甲醇能够预防副反应发生。测定过程总反应式为：C5H5NI2+C5H5NSO2+C5H5N+H2O+CH3OH =2C5H5NHI+C5H5NHOSO2OCH3第20页氧化还原滴定法实际应用测定水用弗休试剂是I2、SO2、C5H5N和CH3OH混合溶液。微库仑滴定法：电解产生I2与H2O反应，由消耗电量计算水含量。第21页氧化还原滴定法实际应用废水中有机物测定 化学耗氧量(COD)是衡量水污染程度一项指标，反应水中还原性物质含量，惯用K2Cr2O7法测定。测定方法是在水样中加入过量K2Cr2O7溶液，加热回流使有机物氧化成CO2，过量K2Cr2O7用FeSO4标准溶液返滴定，用亚铁灵指示滴定终点。第22页第23页沉淀滴定法实际应用盐水中氯化钠含量测定（摩尔(Mohr)法）在中性溶液中，硝酸银与氯化钠反应生成白色氯化银沉淀，当氯化钠反应完成后，硝酸银马上与铬酸钾作用，生成砖红色铬酸银沉淀。其反应式以下：NaCL+AgNO3 AgCl(白色)+NaNO3 2AgNO3+K2CrO4 Ag2CrO4(砖红色)+2KNO3第24页沉淀滴定法沉淀滴定法是利用沉淀反应进行容量分析方法。生成沉淀反应很多，但符合容量分析条件却极少，沉淀滴定实际上应用最多是银量法。第25页沉淀滴定法实际应用本法必须控制在中性或微碱性溶液(pH值6.510.5)中滴定，在酸性溶液中，因为铬酸银溶于酸，使滴定结果偏高，而在碱性溶液中，银离子又生成灰黑色氧化银沉淀，影响滴定和终点判定。在滴定过程中，生成氯化银沉淀能吸附氯离子，铬酸银沉淀将过早地出现，所以滴定时必须猛烈震荡溶液，使吸附氯离子重新反应生成氯化银沉淀第26页沉淀滴定法实际应用佛尔哈德(Volhard)法（PO分析PCH测定）直接滴定法（测Ag+）在酸性介质中，铁铵矾作指示剂，用 NH4SCN 标准溶液滴定 Ag+，当 AgSCN 沉淀完全后，过量 SCN-与 Fe3+反应：Ag+SCN-=AgSCN(白色)Fe3+SCN-=FeSCN2+（红色络合物)第27页四大滴定法异同点共同点1、他们都是以消耗计算量标准物质来测定被测物质含量。2、伴随滴定剂加入，被滴定物质浓度在计量点附近会有突变（突跃），能够用这一突变，或经过这一突变造成指示剂变色来制订滴定终点。3、滴定分析终点误差定义都能够表示为Et=【（cV）T-（cV）X】/（cV）X*100%。4、因为历史遗留问题四者使用常数不一样，若都用滴定常数Kt，可使四种滴定数学处理趋于一致。第28页四大滴定法异同点不一样点1、强酸强碱滴定产物为水，从滴定未开始到滴定结束【H20】一直是一个常数，约为55.5mol/L。2、沉淀滴定有异相生成伴随滴定进行，一旦有沉淀生成他活度就被制订为1，而且保持不变。3、络合滴定产物ML浓度在滴定过程中是一变量开始时为0，伴随滴定进行，ML浓度近线性增大，直至化学计量点。第29页四大滴定法异同点4、最简单氧化还原反应滴定产物有两种，他们在滴定过程中浓度改变与络合滴定产物ML相同。所以从这一意义上，可把滴定分析分为两种，一个是滴定产物浓度为常量，如强酸强碱滴定、沉淀滴定；一个是产物为变量，如络合和氧化还原滴定。第30页四大滴定法指示剂比较与总结指示剂在分析滴定中是一支神奇“魔棒”他指示着我们试验进程，方便使我们知道什么时候开始以及什么时候结束。酸碱指示剂：一些有机弱酸或弱碱，它们酸式或碱式含有不一样颜色。金属指示剂：与酸碱指示剂不一样，它不是以指示溶液中H+浓度改变确定终点，而是以指示溶液中金属离子浓度改变确定终点。氧化还原指示剂：一些有机物随氧化还原电位改变而改变颜色，从而到达指示终点目标。吸附指示剂：它是沉淀指示剂中一类特殊指示剂。第31页四大滴定法指示剂比较与总结（1）酸碱指示剂。以酚红为例：深红色黄色 第32页四大滴定法指示剂比较与总结（2）金属指示剂 M +In =MIn 一个颜色 另一个颜色 铬黑T （紫红色）显色产物 (与金属离子络合呈红色)红色紫红色第33页四大滴定法指示剂比较与总结 铬黑T是个二元弱酸，以H2In-表示。伴随溶液pH值升高，它分两步电离，且在溶液中展现出三种不一样颜色：紫红色紫红色蓝色蓝色橙色橙色第34页四大滴定法指示剂比较与总结（3）氧化还原滴定指示剂二苯胺磺酸钠为例：二苯胺磺酸盐（无色）二苯联苯胺磺酸紫（紫色）二苯联苯胺磺酸紫（紫色）+2H+2e 二苯联苯胺磺酸（无色）第35页四大滴定法指示剂比较与总结（4）沉淀指示剂 吸附指示剂原理是有机物离子被沉淀吸附，这种吸附与沉淀表面电荷密度有亲密关系。一旦被吸附，经过沉淀上电荷与指示剂电子系统相互作用，指示剂被极化，引发电子能级变动，使指示剂吸收光谱发生或大或小改变，分散在溶液中沉淀颗粒优先吸附它们自己离子，已经证实，大多数吸附指示剂纯粹依赖于共沉淀共沉淀后极化作用。第36页四大滴定法指示剂比较与总结指示剂适用条件1、每种酸碱指示剂都有一定变色范围。2、金属指示剂络合物与指示剂颜色有显著区分，终点颜色改变才显著。金属指示剂络合物稳定性应比金属-EDTA络合物稳定性要低。3、氧化还原指示剂是一个通用指示剂，应用比较广泛。4、尽可能使沉淀表面积大些。第37页四大滴定法指示剂比较与总结各指示剂缺点与不足1、酸碱指示剂变色间隔是人目视确定，不一样人对颜色敏感度不一样，因而观察变色间隔也不一样。2、金属指示剂在使用中也存在弊端：指示剂有封闭现象、僵化现象同时指示剂也会氧化变质。3、在不可逆氧化还原指示剂使用中也存在缺点：因为它们可被过量滴定剂氧化产生有色或无色产物，即使加入过量还原剂但此过程不会反过来，而且因为氧化剂局部浓度过高，可能造成颜色改变过早从而得到在化学计量点之前指示终点错误。再者对于被指示剂消耗滴定剂量，一定要使用校正值。4、吸附指示剂因为受其吸附能力大小限制，使其应用范围大为缩小。第38页四大滴定法指示剂比较与总结 在四大平衡滴定中，我们经常要使用各种指示剂。只有对指示剂有足够了解，才能在实际操作过程中对指示剂做出正确选择与应用。利用过程中，要注意指示剂适用pH范围、温度、离子强度以及指示剂是否变质等条件。要想使试验结果正确，必须以科学严谨态度重视每个细节。第39页浅谈分析化学四大滴定法第40页