3滴定分析法概论（课件）- 《分析化学》同步教学（吉林大学版）

1 第三章 滴定分析法概论 第一节 滴定分析法和滴定方式 第二节 标准溶液 第三节 滴定分析中的计算 第四节 滴定分析中的化学平衡 2 滴定分析法（titrimetric analysis）是化学定量分析中重要的分析方法。 这种方法是将一种已知准确浓度的试剂溶液（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关系定量反应完全为止，然后根据所加试剂溶液的浓度和体积，计算出被测物质的含量。 主要包括酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法等。 3 第一节 滴定分析法和滴定方式 一、滴定分析法 常用术语 1. 滴定(titration) 2. 化学计量点(stoichiometric point)，简称计量点(sp) 3. 指示剂(indicator) 4. 滴定终点(titration end point)，简称终点(ep) 5. 滴定终点误差(titration error) 标准溶液 待测溶液 指示剂 4 应用：组分含量在1%以上，取样量大于0.1g，通常用于常量组分分析和常量分析，有时也可用来测定含量较低组分。是分析化学中很重要的一类方法。 特点：操作简便、快速；仪器设备简单、价廉；用途广泛，可适用于各种化学反应类型的测定。分析结果准确度较高，一般常量分析相对误差在±0.2%以内。 分类：酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。 还有一种比较特殊的滴定法，它是在水以外的溶液中进行的，称为非水滴定法（nonaqueous titration）。 5 在滴定过程中，随着滴定剂的加入，滴定剂与待测组分不断进行反应，待测组分的浓度不断降低，滴定剂的浓度不断升高。这种变化常用滴定曲线来描述。 以加入滴定剂的量为横坐标，以与被测组分浓度有关的参数为纵坐标作图，即得滴定曲线。 （一）滴定曲线和滴定突跃 6 滴定曲线的特点： 1.曲线的起点决定于被滴定物质的性质或浓度，一般被滴定物质的浓度越高，曲线的起点越低。 2.滴定开始时，加入滴定剂引起的浓度或参数变化比较平缓。其变化的速度与被滴定物质的性质或滴定反应平衡常数大小有关。至计量点附近，溶液的参数将发生突变，曲线变得陡直。 3.化学计量点后，曲线由陡直逐渐趋于平缓，变化趋势决定于滴定剂的浓度。 7 4. 滴定突越和滴定突越范围 在化学计量点前后±0.1%范围内，溶液参数将发生急剧变化，这种参数的突然改变称为滴定突跃，突跃所在的范围称为突跃范围。 突跃范围是选择指示剂的依据，还反映了滴定反应的完全程度。 一般滴定反应的平衡常数越大，即反应越完全，滴定突跃就越大，滴定越准确。 8 （二）指示剂 常用指示剂是一类有机化合物，在溶液中以两种（或两种以上）型体存在，其存在形式决定于溶液的某种性质，且两种型体具有明显不同的颜色。滴定突跃时，被测溶液的某一参数发生急剧变化，使指示剂由一种型体转变为另一种型体，溶液颜色发生明显改变，指示滴定终点的到达。 以下式表示： 9 到达终点时，指示剂颜色由1变到2（或相反）。 一般情况下，当两种型体浓度之比大于等于10时，可观察到浓度较大的型体的颜色。 指示剂由一种型体颜色变为另一种型体颜色的范围称为指示剂的变色范围（colour change interval）。当两者浓度相等时，即［In］＝［XIn］，溶液呈现指示剂的中间过渡颜色，这一点称为指示剂的理论变色点。 选择指示剂的一般原则：使指示剂的变色点尽可能接近化学计量点，或使指示剂的变色范围全部或部分落在滴定突跃范围内。 10 （三）滴定终点误差 滴定终点误差又称滴定误差（TE）或终点误差，是由于指示剂的变色不恰好在化学计量点，而使滴定终点与化学计量点不相符合产生的相对误差。 计算公式： 式中pX为滴定过程中发生变化的参数；ΔpX为终点pXep与计量点pXsp之差；Kt为滴定反应平衡常数即滴定常数，c与计量点时滴定产物的总浓度csp有关： 强酸强碱滴定：Kt=1/KW=1014(25℃)， 强酸(碱)滴定弱碱(酸)：Kt=Kb/KW(或Ka/KW)， c = csp 配位滴定： ，c＝ cM(sp) 林邦误差公式 11 Kt越大，被测组分在化学计量点时的分析浓度越大，滴定误差越小；终点与计量点越近，即ΔpX越小，滴定误差越小。 例，用0.1000mol/L NaOH 滴定20.00ml 0.1000mol/L HCl，以酚酞为指示剂（pHep=9.00），计算滴定误差。 解：pHsp=7.00，csp=0.05mol/L ΔpH=9.00－7.00=2.00 12 二、滴定方式及其适用条件 1.直接滴定：用标准溶液直接滴定被测物质溶液的方法。 必须具备的条件： （1）反应必须按一定的反应式进行，即反应具有确定的化学计量关系