容量法PPT文档.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,容量分析法介绍(1),容量分析法也叫滴定分析法。,主要包括以下几种类型：,1、酸碱滴定法,2、络合滴定法,3、氧化还原滴定法,4、沉淀滴定法,1,容量分析法介绍(2),定义,这种方法是将一种已知准确浓度的试剂溶液，即标准溶液，滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应为止，然后根据试剂溶液的浓度和用量，计算被测物质的含量。,2,容量法终点的判断,传统的滴定分析一般依据指示剂的变色来确定终点。当加入的标准溶液与被测物质定量完全反应时,我们说反应到达了“等当点”。在滴定过程中，滴定终点与等当点不一定恰好符合，因此造成的分析误差称为“终点误差”。,3,容量法的实用价值,滴定分析通常用于测定常量组分，一般被测组分的含量在1以上，有时也可用于测定微量组分。滴定分析法简便、快捷，且具有足够高的准确度，因此，它在生产实践和科学实验中具有很大的实用价值。,4,容量法对化学反应的要求,适合滴定分析法的化学反应，应该具备以下几个条件：,1、反应必须定量地完成。无副反应，而且进行完全(99.9%左右)，这是定量计算的基础。,2、反应能够迅速地完成。对速度较慢的反应，可以通过加热或加入催化剂等来加快反应速度。3、能利用指示剂或仪器分析方法确定反应的等当点。,5,容量法的几种滴定方式,直接滴定法。是最常用最基本的滴定方法。,返滴定法。分三种情况：,1、被测物质和滴定剂反应很慢。,2、滴定剂直接滴定固体样品。,3、没有合适的指示剂。,置换滴定法。有些物质不能直接滴定时，可以通过它与另一种物质起反应，置换出一定量的物质来，然后用合适的滴定剂进行滴定。,间接滴定法。不能直接滴定时，通过另外的化学反应，以滴定法间接进行测定。,6,克当量(1),在滴定分析中，被测物质与滴定剂的反应不一定是按照1：1的摩尔关系进行的。象K,2,Cr,2,O,7,和Fe,2+,的反应，Fe,2+,消耗的摩尔数是K,2,Cr,2O,7,的6倍。为了简化这种情况，引入了克当量的概念。,克当量定义：是指反应中相当于1摩尔H或1摩尔电子的某物质以克为单位的重量。,7,克当量(2),从定义可知，当量并不是个确定的量的单位，在确定物质的当量时，必须联系到它所参加的化学反应。,计算式：克当量E物质式量/n,1、在酸碱反应中，n为某物质在反应中所相当的H,+,数,2、在氧化还原反应中，n为某物质在反应中所相当的电子得失数或氧化数的变化数,3、在沉淀和络合反应中，n不象在酸碱和氧化还原反应中那样明确，不宜用当量进行计算，建议直接采用反应中的摩尔关系进行计算。,8,克当量(3),当量浓度：指一升溶液中含溶质的克当量数，以N表示。,滴定度：指1ml滴定剂溶液相当于被测物质的重量(g),以T表示,设物质重w克，则物质的,克当量数,w/E=NV,在滴定分析中，到达等当点时，标准溶液和被测溶液的,克当量数,是相等的，即N,1,V,1,N,2,V,2,w1000/E(V以ml计时需乘以1000),9,酸碱滴定法,基本原理：它是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。,在酸碱滴定中，,滴定剂,一般都是强酸和强碱，弱酸与弱碱之间的滴定，由于滴定突跃太小，实际意义不大。,在酸碱滴定中，最重要的是要估计被测物质能否被准确滴定，如何选择最合适的指示剂来确定滴定终点。,10,不同类型滴定的指示剂选择,强酸滴定强碱或强碱滴定强酸,甲基红(pH4.4-62)酚酞(pH8.0-9.6)为理想的指示剂，甲基橙(pH3.1-4.4)也符合要求。,强碱滴定弱酸,酚酞(pH8.0-9.6)百里酚蓝(pH8.-9.6)百里酚酞(pH9.4-10.6)等作指示剂比较合适。,强酸滴定弱碱,甲基红(pH4.4-6.2)溴甲酚绿(pH3.8-5.4)溴酚蓝(3.1-4.6)等作指示剂比较合适。,11,非水溶液的酸碱滴定,为什么需要非水滴定：,1、酸度常数小于10,-7,的弱酸或弱碱，一般不能准确滴定。,2、许多有机化合物在水中的溶解度小，使滴定无法进行。,3、由于水的拉平效应，使强酸或强碱不能分别进行滴定。,最常用的非水滴定：HClO,4,的冰HAc溶液为滴定剂。因为冰HAc是高氯酸盐酸硫酸的分辨性溶剂，其中高氯酸酸性最强，而且滴定过程中生成的高氯酸盐具有较大的溶解度，所以一般选择高氯酸。为了除去由高氯酸带来的水分，一般需要加入一定量的醋酸酐，但对于滴定伯胺仲胺等易于乙酰化的样品，要避免加入过量醋酸酐，否则会破坏它的碱性，使滴定无法进行。,12,酸碱滴定中的缓冲溶液,缓冲溶液是一种对溶液的酸度起稳定左右的溶液，它一般是由浓度较大的弱酸及其共轭碱所组成。衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度被称为缓冲容量。,几种标准缓冲溶液：饱和酒石酸氢钾(pH3.56)，0.05M邻苯二甲酸氢钾(pH4.01)，0.025MKH,2,PO,4,(pH6.86)，0.01M硼砂(pH9.18)。,几种常用的缓冲溶液：HAc-NaAc，NH,3,-NH,4,Cl，柠檬酸-Na,2,HPO4等。通过不同比例的混合，可以得到缓冲能力各异，缓冲区间不同的缓冲液。,13,缓冲溶液选择的原则,缓冲溶液应该对分析过程没有干扰。,所需控制的pH值应在缓冲溶液的缓冲范围以内。,缓冲溶液应有足够的缓冲容量。,14,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的滴定分析法。,氧化还原是个不同电位物质之间达到电位平衡(等当点电位)的一个过程。,氧化剂和还原剂的强弱，可以用有关电对的电位来衡量。电对的电位越高，其氧化态的氧化能力越强；电对的电位越低，其还原态的还原能力越强。,15影响氧化还原反应速度的因素,氧化剂和还原剂的性质。,反应物浓度。一般说来，浓度越大，反应速度越快。,温度。温度越高，反应速度越快，但是很多反应并不允许升高溶液温度(挥发损失，容易氧化等)。,催化剂。有正负催化剂之分，分别用来提高和减慢反应速度。,16,氧化还原滴定中的指示剂,自身指示剂。如KMnO,4,显色指示剂。如淀粉,本身发生氧化还原的指示剂。,这类指示剂数量最多，如二苯胺磺酸钠(被氧化由无色到紫红)，邻二氮菲-Fe,2+,(被氧化由红色到无色),17,预氧化或还原处理,定义：在滴定前，使被测组分转变为一定价态的步骤。通常是将被测组分氧化为高价态后用还原剂滴定或者反之。,需要符合的条件：1、反应进行完全，速度快,2、过量的氧化剂或还原剂容易除去,3、反应具有一定的选择性,18,几个常见的预氧化还原剂,(NH,4,),2,S,2,O,8,：强氧化剂，可将Ce,3+,和VO,2+,氧化为Ce,4+,和VO,3,-,，在磷酸介质中，有催化剂Ag,+,存在时，可以将Mn,2+,氧化为MnO,4,-,，将Cr,3+,氧化为Cr,2,O,7,2-,，过量的S,2,O,8,2-,可籍煮沸除去。,KMnO,4,：在冷的酸性溶液中，MnO,4,-,可以在Cr,3+,存在下VO,2+,氧化为VO,3,-,，过量的MnO,4,-,可以用NO,2,-,除去。,H,2,O,2,：一般用于在NaOH溶液中将Cr,3+,氧化为6价，在HCO,3,-,溶液中将Co()氧化为Co()，过量的H,2,O,2,可以籍煮沸除去。,SnCl,2,：在HCl溶液中，能将Fe()还原为Fe()，过量的SnCl,2,可以加入HgCl,2,溶液使生成Hg,2,Cl,2,沉淀而除去。,一些金属(Al,Zn,Fe)等和SO,2,也是常用的预还原剂。,19,最重要的氧化还原应用,高锰酸钾法,重铬酸钾法,碘量法,在碘量法中，提一下卡尔费休法测定水，基本原理是利用I,2,氧化SO,2,时需要定量的H,2,O。I,2,+SO,2,+2H,2,O2HI+H,2,SO,4,，这个反应是可逆的，需要加入适当的碱性物质以中和反应生成的酸，采用吡啶可满足此要求，而在吡啶的中和反应里有一个生成物很不稳定，能与水发生副反应，消耗一部分水，从而干扰测定。而当甲醇存在时，可以阻止副反应。所以我们一般把含有I,2,、SO,2,、吡啶和甲醇的混合溶液称为卡尔费休试剂。,20,络合滴定法,络合滴定法是以络合反应为基础的滴定分析方法。,络合反应在分析化学中的应用非常广泛，许多显色剂、萃取剂、沉淀剂、掩蔽剂等都是络合剂,络合物中目前应用最广的一类是螯合物，它的稳定性高，有些螯合剂对金属离子具有一定的选择性，因此，螯合物被广泛用作滴定剂和掩蔽剂。,21,最常见的螯合剂-EDTA酸,乙二胺四乙酸即为EDTA酸，由于它在水中的溶解度小，故通常把它制成二钠盐，乙二胺四乙酸二钠通常简称为EDTA。,EDTA与金属离子形成螯合物时，一般情况下，络合比都是1：1。,EDTA与无色的金属离子生成无色的螯合物，与有色金属离子一般生成颜色更深的螯合物,22,金属离子指示剂,在络合滴定中，通常利用一种能与金属离子生成有色络合物的显色剂来指示滴定过程中金属离子浓度的变化，这种显色剂被称作金属离子指示剂。,金属离子指示剂应具以下几个条件：,1、显色络合物与指示剂的颜色应显著不同,2、显色反应灵敏迅速，有良好的变色可逆性。,3、显色络合物的稳定性要适当。,4、应比较稳定，便于贮藏和使用。,5、应易溶于水，如果生成胶体溶液或沉淀，则会使变色不明显。,23,常用的几种金属离子指示剂,铬黑T：简称EBT，化学名称为1-(1-羟基-2-萘偶氮基)-6-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠，使用的适宜酸度为pH9-10.5，终点由紫红变为蓝色，可与NaCl按1:100磨匀后使用。,二甲酚橙：简称XO，化学名称为3-3-双(二羧甲基氨甲基)-邻甲酚磺酞，适用于pH6的酸性溶液中，终点由紫红变为亮黄色，一般配曾0.5的水溶液，保存3周。,PAN：化学名称为1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚。终点由红变黄。,酸性铬蓝K：化学名称为1,8-二羟基2-(2-羟基-5-磺酸基-1-偶氮苯)-3,6-二磺酸萘钠盐，终点由红变蓝，它通常与萘酚绿B混合使用，简称K-B指示剂。,钙指示剂：化学名称为2-羟基-1-(2-羟基-4-磺酸基-1-萘偶氮基)-3-萘甲酸，终点由红变蓝。,24,利用掩蔽剂提高络合滴定的选择性,络合掩蔽法：如EDTA滴定Ca,2+,Mg,2+,时，用三乙醇胺消除Fe,Al的干扰，用KCN或Na,2,S来消除Cu,Co,Ni的干扰。,沉淀掩蔽法：如EDTA滴定Ca时，加入强碱来消除Mg的干扰，需要指出的是，这并不是一种理想的掩蔽方法。,氧化还原掩蔽法：如将Fe()还原成Fe()来进行选择滴定，因为两者的络合常数值相差很大。,利用选择性的解蔽剂：如苦杏仁酸、氟化物解蔽法测定Sn、Al、Ti；用甲醛解蔽法测定Zn,25,常用掩蔽剂,无机掩蔽剂：氰化物(KCN)、氟化物(NH,4,F或NaF),有机掩蔽剂：乙酰丙酮、柠檬酸、酒石酸、草酸、磺基水杨酸、邻二氮菲、乙二胺、三乙醇胺等,26,沉淀滴定法,沉淀滴定法是基于沉淀反应的滴定分析法。,能够用于沉淀滴定的沉淀反应并不多，目前，比较有实际意义的是生成微溶性银盐的沉淀反应，以这类反应为基础的沉淀滴定法称为银量法，银量法主要用于测定Cl,-,、Br,-,、I,-,、Ag,+,及SCN,-,等。,27,几种重要的银量法,莫尔法：用铬酸钾作指示剂的银量法,佛尔哈德法：用铁铵矾(硫酸铁铵)作指示剂的银量法,法扬司法：用吸附指示剂指示滴定终点的银量法,28,谢谢大家,29,