03 第三章 滴定分析.3.ppt

第1页：第三章滴定分析目录

第三章滴定分析3-1 滴定分析法概述3-2 滴定分析法的分类与滴定反应的条件3-3 标准溶液3.4 标准溶液浓度表示法3-5 滴定分析结果的计算

第2页：3-1 滴定分析法概述

3-1 滴定分析法概述1.4.1 方法介绍2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2CO3滴定管化学计量点(sp)滴定剂Stoichiometric point滴定终点(ep)End point被滴定溶液终点误差(Et)

第3页：标准溶液

标准溶液

已知某种试剂的准确浓度的溶液,又时称为滴定剂。滴定:将滴定剂通过滴定管计量并滴加到被测溶液的操作。滴定分析法:用滴定剂滴定被测组分至定量反应完全为止,根据滴定剂的浓度和消耗的体积及与被测物的化学计量关系,计算被测组分含量的分析方法。术语

第4页：化学计量点 SP

化学计量点(SP)

滴定剂与被测物按化学反应方程式的计量关系恰好反应完全的点。滴定终点(ep):指示剂颜色突变的点滴定误差:滴定终点与计量点不一致所产生的误差。要注意:计量点与滴定终点往往是不一致的。

第5页：特点:简便、快速、准确度高

• 特点:简便、快速、准确度高,适于常量分析。2. 分类:①酸碱滴定;
• ②配位滴定;
• ③氧化还原滴定;
• ④沉淀滴定。3-2 滴定分析法的分类与滴定反应的条件

第6页：置换滴定

置换滴定

用K2Cr2O7标定Na2S2O3(+KI)直接滴定要求:1. 按一定的反应式定量进行(99.9%以上); 2. 快(或可加热、催化剂); 3. 有适当的方法确定终点(指示剂)。Zn2+NaOHKMnO4返滴定:Al+EDTA(过量)、间接滴定:Ca2+ CaC2O4(s)H2C2O4CaCO3+HCl(过量)

第7页：3-3 标准溶液

3-3 标准溶液标准溶液

浓度准确已知的溶液1. 直接配制:K2Cr2O7、KBrO3用基准物配2. 间接法配制(标定法):NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3-基准物质:1. 组成与化学式相符(H2C2O4·2H2O、NaCl );2. 纯度>99.9%;3. 稳定(Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等)

第8页：实验室常用试剂分级对照表

说明：源文件由图片转写而成，表格数值存在粘连，上表按教材通行数据还原，供阅读参考。

第9页：滴定分析中的体积测量常用容量

• 滴定分析中的体积测量常用容量分析仪器:容量瓶(量入式)、移液管(量出式)、滴定管(量出式)校准方法:
• 1.绝对校准
• 2.相对校准: 移液管与容量瓶

第10页：3.4标准溶液浓度表示法目录

则3.4标准溶液浓度表示法3.4.1物质的量浓度3-4-2 滴定度若分析对象固定,用标准溶液B测定被测组分A,定义为:每毫克物质B的标准溶液能滴定被测物质A的克数。

用符号TB/A表示。

例如TK C r O /Fe=0.005000g/ml,即表示每消耗1mLK2Cr2O7溶液,相当于滴定了被测液中0.005000gFe.

第11页：3-5 滴定分析结果的计算分析

3-5 滴定分析结果的计算分析化学中常用的量和单位物质的量n(mol、mmol)摩尔质量M(g·mol-1)物质的量浓度c(mol·L-1)质量m(g、mg),体积V(L、mL)质量分数w(%),质量浓度·(g·mL-1、mg·mL-1)相对分子量Mr、相对原子量Ar必须指明基本单元

第12页：标准溶液的配制

标准溶液的配制1

稀释后标定(NaOH、HCl)n1=n2c1·V1= c2·V22: 用基准物质直接配制(K2Cr2O7)准确称量并配成准确体积。

第13页：3-5 滴定分析结果的计算分析

例配0.01000 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液250.0mL,求m=?解m(K2Cr2O7)=n·M=c·V·M=0.01000×0.2500×294.2=0.7354(g)通常仅需要溶液浓度为0.01 mol·L-1左右, 做法是:准确称量0.74g(±10%) K2Cr2O7基准物质, 于容量瓶中定容, 再计算出其准确浓度:

第14页：标定及滴定计算方法

标定及滴定计算方法1

等物质的量规则ZA和ZB分别为A物质和B物质在反应中的得失质子数或得失电子数。

第15页：等物质的量规则举例H

等物质的量规则举例H2SO4+ 2NaOH = Na2SO4+ 2H2OH2SO4 的基本单元: NaOH 的基本单元: NaOH等物质的量规则:MnO4-+ 5Fe2++ 8H+= Mn2++ 5Fe3++ 4H2OMnO4-的基本单元: Fe2+的基本单元: Fe2+等物质的量规则:

第16页：3-5 滴定分析结果的计算分析

例2.2以K2Cr2O7为基准物质,采用析出I2的方法标定0.020mol·L-1Na2S2O3溶液的浓度,需称多少克K2Cr2O7?如何做才能使称量误差不大于0.1%?解: Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2OI2+2S2O32-=2I-+S4O62-+6eCr2O72-2Cr3+n( K2Cr2O7)=n(Na2S2O3)m(K2Cr2O7)= n( K2Cr2O7) M( K2Cr2O7)=c(Na2S2O3) V(Na2S2O3) M(K2Cr2O7)=0.020×0.025×294.18/6=0.025(g)-2e2S2O32-S4O62-

第17页：称大样 减少称量误差准确称取

称大样----减少称量误差准确称取0.25g左右K2Cr2O7,于小烧杯中溶解后定量转移到250mL容量瓶中定容,用25mL移液管移取3份于锥形瓶中,分别用Na2S2O3滴定.标定0.10mol·L-1NaOH:若用H2C2O4·2H2O,约0.15g,应称大样;

若用KHC8H4O4,约0.5g,称小样为好(?)

第18页：计算方法二

计算方法二

本页以图示、公式或曲线为主，源文件提取到的文字较少：计算方法二: 换算因数法

第19页：3-5 滴定分析结果的计算分析

例Ca2++C2O42-CaC2O4(s) H2C2O42MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2(g)+8H2On(Ca2+)=n(H2C2O4)= n(KMnO4)5H2C2O4 2KMnO41Ca2+1H2C2O4

第20页：物质的质量分数计算根据等物质

物质的质量分数计算根据等物质

本页以图示、公式或曲线为主，源文件提取到的文字较少：物质的质量分数计算根据等物质的量规则:根据换算因数法:

第21页：有关滴定度的计算例

有关滴定度的计算例:某矿山化验室用标准铁矿样标定K2Cr2O7溶液。

若称取含Fe为52.65%的标准铁矿样0.1000g,处理成Fe2+后用K2Cr2O7溶液滴定,消耗34.50mL。

求TK Cr O /Fe和TK Cr O /Fe% 。

解:滴定度的定义每mL标准溶液能滴定被测物的克数,此题中,34.50mLK2Cr2O7溶液滴Fe的克数为1.0000×0.5265g,所以有:TK Cr O /Fe = —————= 0.001526g/Ml滴定度的另一定义为,在固定称样量条件下,每mL标准溶液相当于被测组分的百分含量。

在此题中,34.50mLK2Cr2O7溶液能与Fe含量为52.65%1.000g试样恰好反应完全,所以有:TK Cr O /Fe%= ———= 1.526%/mL

第22页：例:计算

例:计算0.02000mol/L K2Cr2O7溶液的TK Cr O /Fe 和TK Cr O /Fe O 。

若固定称样量为0.1000g,求TK Cr O /Fe%和TK Cr O /Fe O 。

滴定反应为:Cr2O72-+ 6Fe2++ 14H+= 2Cr3++ 6Fe2++ 7H2O解:每mL0.02000mol/LK2Cr2O7溶液能滴定Fe的量为:n Fe=6/1 n K Cr O = 6cK Cr O VK Cr O =6×0.02000×1.000(mmol)则滴定Fe的克数为6×0.02000×1.000×MFe×10-3(g)∴TK Cr O /Fe= 6×0.02000×1.000×55.85×10-3(g/Ml)每mL0.02000 K2Cr2O7溶液能滴定Fe2O3的量为:2 2 71.000×0.526534.502 2 752.65%34.502 2 72 2 72 32 2 72 2 72 3

第23页：3-5 滴定分析结果的计算分析

n Fe O= 3/1 n K Cr O∴TK Cr O /Fe O = 3×0.02000×1.000×159.69×10-3(g/Ml)因为TB/A与TB/A%的关系为TB/A%= ———×100%∴TK Cr O /Fe% = ————×100% = ————= 6.702%/mLTK Cr O /Fe O % = ——————×100% = ————= 9.581%/mL2 32 2 72 2 72 2 72 3TB/AmsTK Cr O /Fe2 2 70.10000.0067020.10002 32 2 7TK Cr O /Fe O 2 32 2 70.10000.10000.009581

第24页：标准溶液的配制例

标准溶液的配制例:配制250.00mL0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液,应称基准物K2Cr2O7多少克?解:此题属固体基准纯物质配制成溶液,它们的量的关系为:K Cr O272mK Cr O272CK Cr O272VK Cr O272nK Cr O272M==K Cr O272mK Cr O272CK Cr O272M=∴K Cr O272V例:4.3 配制0.1mol/L的HCl溶液500mL,需密度d为1.19g/mL,质量分数ωHCL为37%的浓HCL多少毫升?解:此题的关键是稀释前后HCL的量不变,另一难点是计算浓HCL的浓度。

设浓HCL的浓度CoHCL,则每毫升浓HCL:

第25页：3-5 滴定分析结果的计算分析

CoHCL =—————= —————每毫升浓HCL含HCL量nHCL为:noHCL=———= ————= —————则浓HCL的浓度为:CoHCL = ——————= ————————设应取浓HCL VoHCL ml:又∵CHCLVHCL=C oHCLVoHCL∴VoHCL= —————= ————————= 4.2mL3 标准溶液标定的计算例:称取基准物KHP0.4103g,将标定粗配的NaOH溶液,消耗20.09mLNaOH溶液,求NaOH标准溶液的量浓度。

解:滴定反应为:NaOH + KHP = NaKP + H2OMHCL·VoHCLmHCLMHCL·VoHCLd·ωmHCLMHCLd·ωHCLMHCL1.19×0.3736.5noHCL×100011.19×0.37×100036.5CHCLVHCLCoHCL0.10×0.50×36.51.19×0.37×1000

第26页：3-5 滴定分析结果的计算分析

NaOH + KHP = NaKP + H2O————= —nNaOH = CNaOHVNaOHnKHP= ————∴cNaOH = ————= ——————mol/L例:用0.1000mol/LNaOH标准溶液滴定25.00mLH2SO4溶液,终点时消耗25.10mL NaOH溶液。

求H2SO4溶液的浓度。

解:滴定反应为:2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O————= ——cH SO cH SO = nH SO∴cH SO = ————= ————= ——————nNaOHnKHP11mKHPMKHPnNaOHVNaOHmKHPMKHPVNaOH242424nH SO24nHaOH1224nH SO24VH SO24nHaOHVH SO241212cNaOHVNaOHVH SO24

第27页：被测组分A的质量分数的计算例

被测组分A的质量分数的计算例:称取含Na2CO3样品0.5336g,用0.5000mol/L HCl标准溶液滴定,以甲基橙为指示剂,终点时消耗HCl溶液20.10ml。

求ωNa CO 。

解:滴定反应为:2HCl + Na2CO3= 2NaCl + CO2↑+H2O————= ——∴ωNa CO = —————= ——————————= ——————————= ————————————2323nNa CO23nHCL12nNa CO23MNa CO23msmNa CO23msmsms1212nHCLMNa CO23nHCLMNa CO23VHCL

第28页：称取铁矿样示例

例:称取铁矿样0.3040g,溶解后处理成Fe2+,用0.02000mol/L K2Cr2O7溶液滴定,终点时消耗K2Cr2O7溶液25.50ml。

求ωFe,ωFe O 。

解:滴定反应为:Cr2O72-+ 6Fe2++ 14H+ = 2Cr3++ 6Fe2++ 7H2O以ωFe表示分析结果,由反应式可知:————= ——∴ωFe= ——= ———= ——————= ——————————32nFenCr O22-761mFemsnFeMFemsnCr O22-76MFemsms6VK Cr O272cK Cr O272MFe

第29页：若ωFe O 表示分析结果

若ωFe O 表示分析结果,则有:3Fe2O3 △2×3Fe2+ △1K2Cr2O7————= ——∴ωFe O = ———= ——————= ————————= ——————————例:称取石灰石试样0.04000g,溶解调PH= 4.0,加草酸将Ca2+沉淀为CaC2O4,沉淀经过滤,洗涤后再以H2SO4溶解,然后用0.06000mol/L KMnO4溶液滴定生成的H2C2O4,消耗24.00mL KMnO4溶液。

求ωCaCO 有关反应式如下:CaCO3+ 2HCl = CaCl2+ CO2↑ + H2OCaCl2+ C2O42-= CaC2O4 + 2Cl-CaC2O4 + H2SO4 = H2C2O4+ CaSO45H2C2O4 + 2KMnO4+ H+= 2Mn2++ 10CO2↑ + 8H2O32nFe O 32nK Cr O 7223132mFe O 32msmsnFe O 32MFe O 32msmsnK Cr O 7223MFe O 323cK Cr O 722VK Cr O 722MFe O 323

第30页：解:由反应式可知

解:由反应式可知:2MnO4-△5 H2C2O4△5Ca2+△5CaCO3————= ——∴ωCaCO = ————= ——————= ———————例:称取0.2452g基准K2Cr2O7,溶于适量水后加过量KI和适量HCl控制酸度,用Na2S2O3溶液滴定所析出的I2,消耗了25.00mL。

求cNa S O。

有关反应式如下:Cr2O7 2-+ 6I-+ 14H+= 2Cr3++ 3I2+ 7H2OI2 + 2S2O32-= 2I-+ S4O62-解:由反应式可知:3nCaCO3nMnCO523mSmSmCaCO3MCaCO3nCaCO3MCaCO3mS25nMnO4—223

第31页：3-5 滴定分析结果的计算分析

1Cr2O72-△3×1I2△3×2S2O32-————= ——∴= ————= ————= ———————例:称取0.3800g含CaCO3试样,溶于25.00mL 0.5000mol/L HCl溶液中,反应完全后,用0.2000mol/L NaOH标准溶液返滴过量的HCl,用去25.00mL。

求ωCaCO 。

有关反应式如下:CaCO3+2HCl = CaCl + 2H2O + CO2↑HCl+ NaOH= NaCl + H2O 解:由反应式可知:6133nS O22-7nCr O22-cNa S O322nNa S O322VNa S O3227nCr O22-6VNa S OVNa S O6mK Cr O227MK Cr O227

第32页：3-5 滴定分析结果的计算分析

————= ——————= ——与CaCO3反应的HCl的量是HCl总量减去过量的量(即与NaOH反应的量):nCaHCl = n总HCl -nNaHCl= cHClVHCl+cNaOHVNaOH∴ωCaCO = ————= ——————= ———————= —————————————5 有关滴定度的计算3nCaCOn HCl33mCaCOn HCln NaOH1211ms3n CaCO3MCaCOmsnCaHCl123MCaCOms2ms(cHClVHCl+cNaOHVNaOH)3MCaCO

第33页：例:计算

例:计算0.02000mol/L K2Cr2O7溶液的TK Cr O /Fe 和TK Cr O /Fe O 。

若固定称样量为0.1000g,求TK Cr O /Fe%和TK Cr O /Fe O 。

滴定反应为:Cr2O72-+ 6Fe2++ 14H+= 2Cr3++ 6Fe2++ 7H2O解:每mL0.02000mol/LK2Cr2O7溶液能滴定Fe的量为:n Fe=6/1 n K Cr O = 6cK Cr O VK Cr O =6×0.02000×1.000(mmol)则滴定Fe的克数为6×0.02000×1.000×MFe×10-3(g)∴TK Cr O /Fe= 6×0.02000×1.000×55.85×10-3(g/Ml)每mL0.02000 K2Cr2O7溶液能滴定Fe2O3的量为:2 2 71.000×0.526534.502 2 752.65%34.502 2 72 2 72 32 2 72 2 72 3

第34页：3-5 滴定分析结果的计算分析

n Fe O= 3/1 n K Cr O∴TK Cr O /Fe O = 3×0.02000×1.000×159.69×10-3(g/Ml)因为TB/A与TB/A%的关系为TB/A%= ———×100%∴TK Cr O /Fe% = ————×100% = ————= 6.702%/mLTK Cr O /Fe O % = ——————×100% = ————= 9.581%/mL2 32 2 72 2 72 2 72 3TB/AmsTK Cr O /Fe2 2 70.10000.0067020.10002 32 2 7TK Cr O /Fe O 2 32 2 70.10000.10000.009581

第35页：第二章小结

1.基本概念

滴定分析对反应的要求、滴定方式、基准物质、标准溶液

2.滴定分析计算

M(Mr)、m、n、c、V、w、·之间的关系标准溶液的配制与标定: 直接法、标定法滴定剂(nA)与被测物(nB)的关系:等物质的量规则、换算因数法