页数:26页文件大小:563.5 KB来源: 分析化学ppt课件
本课件为滴定分析法概论,先说明滴定分析的定义、化学计量点与终点误差,再给出适用反应的三项条件与常用滴定方式,随后介绍基准物质的要求、标准溶液的直接法与间接法配制,最后系统讲解物质的量浓度、滴定度与含量计算的通式。
滴定分析法常用于测定含量≥1%的常量组分,快速、简便、准确度高,在生产实际和科学研究中应用非常广泛。
能够满足上述要求的物质称为基准物质。滴定分析法中常用的基准物质有:
详见表2-1所列常用基准物质及其适用对象。
本页为表2-1“滴定分析中常用的基准物质”,系统列出常用基准物质的名称、干燥条件及可标定的对象。
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例如HCl易挥发且纯度不高,只能粗略配成近似浓度溶液,然后以无水碳酸钠为基准物质标定其准确浓度。
基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其它基本粒子,或是这些基本粒子的特定组合。物质B的物质的量与质量的关系为 nB = mB / MB(式2-1),式中mB为质量,MB为摩尔质量。
例如用K2Cr2O7标准溶液测定Fe,TFe/K2Cr2O7 = 0.003489 g·mL-1,消耗滴定剂24.75 mL,则试样含铁 m = 0.003489 × 24.75 = 0.08635 g。
滴定度也可用每毫升标准溶液中所含溶质的质量表示,如TNaOH = 0.0040 g·mL-1,这种表示在配制专用标准溶液时普遍应用。
滴定分析计算因选取的基本单元不同而有两种方法。若选取分子、离子或原子作为反应物的基本单元,则计算依据为:滴定到化学计量点时,各物质的物质的量之间关系恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系。
待测物溶液体积VA、浓度cA,到达化学计量点时消耗浓度为cB的滴定剂体积VB。
例题:准确称取基准物无水Na2CO3 0.1098 g,溶于20~30 mL水中,采用甲基橙作指示剂标定HCl溶液浓度,到达化学计量点时用去VHCl 20.54 mL,计算cHCl。(Na2CO3摩尔质量105.99 g·mol-1)
滴定反应:Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2,即 nHCl = 2nNa2CO3。
说明:原文未给出计算结果,按页中数据补算——n(Na2CO3) = 0.1098 / 105.99 ≈ 1.036×10-3 mol,c(HCl) ≈ 2 × 1.036×10-3 / 0.02054 ≈ 0.1009 mol·L-1。
用K2Cr2O7标定Na2S2O3时两者并不直接反应:酸性溶液中先由K2Cr2O7与过量KI反应析出I2,再用Na2S2O3滴定析出的I2。
1 mol K2Cr2O7产生3 mol I2,1 mol I2与2 mol Na2S2O3反应,故K2Cr2O7与Na2S2O3按1∶6摩尔比反应,即 nNa2S2O3 = 6nK2Cr2O7。
若称取试样的质量为mS,测得待测物的质量为mA,则待测物A的质量分数为两者之比。
由式(2-7)并根据 nB = mB / MB 即可求得待测物的质量,进而代入质量分数表达式。
例题:称取工业纯碱试样0.2648 g,用0.2000 mol·L-1的HCl标准溶液滴定,甲基橙为指示剂,消耗VHCl 24.00 mL,求纯碱的纯度。
式(2-11)是滴定分析中计算被测物含量的一般通式,按该式代入即可求得结果。
说明:原文未给出计算结果,按页中数据补算——n(HCl) = 0.2000 × 0.02400 = 4.800×10-3 mol,n(Na2CO3) = 2.400×10-3 mol,以Na2CO3(M = 105.99)计纯度约 96.1%。
根据式(2-11)代入上页数据,即可求得工业纯碱中以Na2CO3计的质量分数。
说明:原文本页未列出算式与结果,按上页数据计算,纯碱纯度约为96.1%。
例题:称取铁矿石试样0.1562 g,试样分解后经预处理使铁呈Fe2+状态,用0.01214 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定,消耗20.32 mL,计算试样中Fe的质量分数;若用Fe2O3表示,其质量分数为多少?
反应中 nFe = 6nK2Cr2O7。
说明:原文未给出计算结果,按页中数据补算——w(Fe) ≈ 52.9%,换算为 w(Fe2O3) ≈ 75.7%。
假如选取分子、离子或这些粒子的某种特定组合作为反应物的基本单元,则计算依据为:滴定到化学计量点时,被测物质的物质的量与标准溶液的物质的量相等。
对于质子转移的酸碱反应,根据反应中转移的质子数确定基本单元,即以转移一个质子的特定组合作为基本单元。例如H2SO4与NaOH的反应中,NaOH转移一个质子取NaOH为基本单元,H2SO4转移两个质子取½H2SO4为基本单元。
由于反应中H2SO4给出的质子数必定等于NaOH接受的质子数,因此根据质子转移数选取基本单元后,酸碱反应到达化学计量点时两反应物的物质的量相等。
氧化还原反应是电子转移的反应,其基本单元的选取应根据反应中转移的电子数。
例如KMnO4与Na2C2O4的反应中,MnO4-得到五个电子,C2O42-失去两个电子,因此选取⅕KMnO4和½Na2C2O4作基本单元,1 mol氧化剂和1 mol还原剂反应时转移1 mol电子。
例题:称取0.1500 g Na2C2O4基准物,溶解后在强酸溶液中用KMnO4溶液滴定,用去20.00 mL,计算该溶液的浓度 cKMnO4。
分别选取⅕KMnO4、½Na2C2O4作基本单元,反应到达化学计量点时两反应物物质的量相等。
说明:原文未给出计算结果,按页中数据补算——n(Na2C2O4) = 0.1500 / 134.00 ≈ 1.119×10-3 mol,n(KMnO4) = 2/5 × n(Na2C2O4) ≈ 4.478×10-4 mol,c(KMnO4) ≈ 0.02239 mol·L-1。
选择基本单元的标准不同,所列计算式也不相同。总之:
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