《定量分析概论》课件.ppt

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1、第二章 定量分析概论,一、概述二、滴定分析分类三、滴定分析对化学 反应的要求四、标准溶液的配制 及浓度的确定五、标准溶液浓度表示法六、滴定分析中的计算,第一节 定量分析概述,一、分析过程的基本步骤,1.取样:取具有代表性的试样;2.试样的溶解：将试样分解,使被测组分进入溶液;酸溶法:HCl,HCl+HNO3,H2SO4 碱溶法:NaOH,KOH 熔融法:加热溶解;3.分离:将干扰组分与被测组分分开,消除干扰;4.测定:方法的选择根据试样的不同,方法也不同;5.分析结果的计算:根据所测数据和有关反应的计量关系进行计算,写出分析报告.,二分析结果的表示方法,(一)被测组分的化学表示方法 1以组分的

2、实际存在的化学形式来表示 如:测石灰石中Ca CaO 2以氧化物或元素的形式来表示 如在矿石中:FeO;如在金属材料中:Fe,Cu 3在工业中以实际需要来表示 如钢铁分析中:就是用 Fe 4在电解质溶液中以离子形式来表示 如:K+,Na+,Ca2+,(二)被测组分含量的表示方法 1固体试样:以相对含量来表示 2液体试样(1)重量体积百分数(W/V)%表示100ml试液中含有被测组分的质量;(2)体积百分数(V/V)%表示100ml试液中含有被测组分的体积;3气体试样:体积百分数(V/V)%,第二节 滴定分析法概述一、基本概念,(1)滴定：将标准溶液滴加到含有被测组分溶液中，直到标准溶液与被测组

3、分按化学计量完全作用为止。(2)标准溶液：已知准确浓度的溶液。(3)化学计量点（等当点）：标准溶液与被测组分按化学计量完全作用的时刻。(4)滴定终点：指示剂变色的时刻。(5)终点误差：化学计量点滴定终点之差。(6)基准物质：用于配制标准溶液的物质。,二、滴定分析对化学反应的要求,(1)反应定量完成:反应要按一定的方程式进行;(2)无副反应:除滴定反应外，没有其他反应干扰;(3)反应完全:反应程度要求大于 99.9;(KMY越大；KSp 越小，反应的程度越好)(4)反应速度较快:终点明显;(5)有比较好的指示剂来确定反应终点.,三、滴定分析方法的分类1.按化学反应类型分类,(1)酸碱滴定法标准物

4、质与被测物质发生酸碱反应;(2)络合滴定法标准物质与被测物质发生络合反应;(3)氧化还原滴定法标准物质与被测物质发生氧化还原反应;(4)沉淀滴定法标准物质与被测物质发生沉淀反应;,2.按滴定方式分类,(1)直接滴定:标准物质与被测物质发生直接反应 例如:强酸滴定强碱。(2)返滴定法：先加入过量的滴定剂,待反应完成后 再用其他基准物滴定剩余的滴定剂 例如：络合滴定法测定铝。Al+Y(过量)AlY Y(剩余)+Zn ZnY(3)置换滴定法:置换出易与标准溶液反应的物质来 例如：Al+Y AlY AlY+F AlF+Y Y+Zn ZnY,(4)间接滴定：对不能直接滴定的反应 例如：高锰酸钾法测定钙。

5、Ca2+C2O42-CaC2O4 CaC2O4+H+H2C2O4+Ca2+MnO4-+C2O42-无论那种方法中离不开标准溶液,四、标准溶液的配制及浓度的确定,1.标准溶液和基准物 标准溶液的浓度通过基准物来确定。,基准物应具备的条件：(1)必须具有足够的纯度；(99.9%)(2)组成与化学式完全相同；(3)稳定；在空气中不反应；(4)具有较大的摩尔质量（可降低称量误差）。常用的基准物有：K2Cr2O7;NaC2O4;H2C2O4；Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3,2.基准物质的等级分类 GR(一级品):优级纯(保证试剂)绿标 主要应用在食品生化和科研方面;AR(

6、二级品):分析纯(分析试剂)红标 主要应用在高校教学实验方面;CR(三级品):化学纯(化学试剂)蓝标 主要应用在制造业的工业企业.,3.标准溶液的配制,直接配制法：直接称量,用容量瓶定容。直接配制标准溶液的物质应具备的条件：(1)必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯；(2)物质的组成应与化学式完全相等 应避免：（1）结晶水丢失；（2）吸湿性物质潮解；(3)稳定见光不分解，不氧化 如：重铬酸钾可直接配制其标准溶液。,间接配制法：,(1)配制溶液：先配制成近似所需浓度的溶液。(2)标定浓度：用基准物或另一种已知浓度的标 准溶液来滴定未知溶液。(3)确定浓度：由基准物质的数量（或体积、浓度

7、）来进行计算。如：高锰酸钾就是间接配制的。,五、标准溶液浓度表示法,1.物质的量浓度 单位体积溶液中所含溶质的物质的量。c=n/V 单位 mol/L 应指明基本单元单位，同样数量的物质基元单位不同，则浓度也不同。分析化学都是以1mol物质为基元单位。2.滴定度 每毫升标准溶液相当的被测组分的质量。表示法：T待测物/滴定剂；单 位：g/mL,例:用0.02718mol/L的高锰酸钾标准溶液测定铁含量,其浓度用滴定度表示为：T Fe/KMnO4=0.007590 g/mL 即：表示1mL KMnO4标准溶液相当于0.007590克铁。测定时，根据滴定所消耗的标准溶液体积可方便快速确定试样中铁的含量

8、：m Fe=T Fe/KMnO4 V KMnO4 例:用含S0.05%的标准钢样标定I2,称量钢样0.2g,滴定时消耗I2液20ml,计算TS/I2,3.滴定度与物质量浓度的关系,例:在1升-1HCl溶液中加入多少水才能使稀释后的HCl溶液对CaO的滴定度为0.005g/ml MCaO=56.08解:设需加水Vml,例:已知HCl对CaO的滴定度是2.883mg/ml;求HCl对NH3 的滴定度(MCaO=56.08;MNH3=17.03)解:,六、滴定分析中的计算 难点:被测物与滴定剂之间物质的计量关系,1.直接滴定（涉及一个反应）滴定剂B与被测物A之间的反应式为：a A+b B=c C+d

9、 D 当滴定到化学计量点时，a 摩尔 A 与 b 摩尔 B 作用完全：,例：络合滴定法测定铝。先加入准确体积的、过量的标准溶液 EDTA，加热反应完全后，再用另一种标准溶液（Zn2+），滴定过量的 EDTA 标准溶液。反应1：Al3+Y4-（准确、过量）=AlY 反应2：Zn2+Y4-=ZnY(nEDTA)1-(nEDTA)2=(nAl),2.返滴定（涉及到两个反应）,3.间接滴定（涉及到多个反应）,例：以 KBrO3 为基准物，测定 Na2S2O3 溶液浓度。(1)KBrO3 与过量的 KI 反应析出 I2：BrO3-+6 I-+6H+=3 I2+Br-+3H2O n(BrO3-)=1/3

10、n(I2),(2)用Na2S2O3 溶液滴定析出的 I2 2 S2O32-+I2=2 I-+S4O62-n(I2)=1/2 n(S2O32-)(3)KBrO3 与 Na2S2O3之间物质的量的关系为：n(BrO3-)=1/3 n(I2)=1/6 n(S2O32-),例：氧化还原法:用高锰酸甲测钙,2 MnO4-+5 C2O42-+16 H+=2 Mn2+10 CO2+8 H2O,Ca2+,CaC2O4,过滤,洗涤,酸解,C2O42-,滴定,n(Ca2+)=n(C2O42-)=5/2 n(MnO4-),例:称取铁矿石试样0.3669g,用HCl溶解并将Fe3+还原成Fe2+,用-1 KMnO4溶液滴定,用了28.62ml,计算矿石中铁的含量(MFe=55.85),例：称取含铝的试样0.2000g,溶解后加入-1EDTA溶液30ml.待络合反应完全后,再用-1Zn标准溶液滴定,消耗Zn7.20ml.计算试样中Al2O3的质量分数.M(Al2O3)=102.0,