高等分析化学第一章.ppt
第一章 分析化学基础1-1 分析化学的任务和作用1-2 分析化学的分类1-3 化学分析的过程1-4 滴定分析滴定分析法也称为容量分析法 滴定剂 titrant 滴定 titration,2023/11/6,化学计量点 stoichiometric point 加入的滴定剂的量与被测物质的量之间恰好符合化学反应式所表示的化学计量关系时，化学反应就达到了化学计量点。终点：end point是指示剂恰好发生颜色变化的转变点。终点误差 end error,2023/11/6,分类 Classification1.酸碱滴定法 Acid-Base Titrations2.络合滴定法 Complexometric Titrations3.沉淀滴定法 Precipitation Titrations4.氧化还原滴定法 Redox Titrations,2023/11/6,特点1.适用于常量分析；2.准确度高；3.仪器设备简单；4.应用广泛。,2023/11/6,一、滴定分析法对化学反应的要求1.反应要完全；2.反应速度要快；3.反应要按一定的反应式进行；4.要能确定反应的化学计量点。,2023/11/6,二、滴定方式1.直接滴定法：能满足上述要求的反应。2.返滴定法：反应速度很慢、或没有合适的指示剂。例：络合滴定法测定铝。往试液中加入EDTA标液，加热煮沸:Al3+H2Y2-=AlY-+2H+(一定量、过量）用Zn2+标准溶液滴定剩余的EDTA：Zn2+H2Y2-=ZnY2-+2H+cAlVAl=cYVY cZnVZn,2023/11/6,例：测定CaCO3试样中Ca2+的含量：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2(一定量、过量）NaOH+HCl=NaCl+H2O（剩余）3.间接滴定：例如：氧化还原法测定Ca2+的浓度：Ca2+C2O42-=CaC2O4 CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O,2023/11/6,4.置换滴定法：例：K2Cr2O7基准物质用于标定Na2S2O3的浓度，称取一定量的K2Cr2O7，在酸性溶液中，与过量KI反应：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O用待标定的Na2S2O3溶液滴定被置换出I2：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-根据滴定所消耗的Na2S2O3溶液体积、称取的K2Cr2O7的重量即可求出Na2S2O3的浓度。,2023/11/6,三、标准溶液的配制方法标准溶液：是一种已知准确浓度的溶液。基准物质 是能用于直接配制标准溶液或标定标准溶液的物质。基准物质必须符合以下要求：1.纯度高；2.组成与化学式符合；3.性质稳定；4.无副反应；5.有比较大的摩尔质量。,2023/11/6,2023/11/6,标准溶液的配制和标定1.直接法用基准试剂配制，例如：K2Cr2O7、Na2C2O4;,2023/11/6,2.标定法（间接配制法）配制成近似所需浓度的溶液。用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。由基准物质量（或标准溶液体积、浓度），计算确定之。例如，配制KMnO4标准溶液可用Na2C2O4标准溶液标定。,2023/11/6,1-5 基本单元 在酸碱反应中，常以 NaOH、HCl、H2SO4等为基本单元；在氧化还原反应中，常以 Na2S2O3、KMnO4、K2Cr2O7等为基本单元；,2023/11/6,可根据滴定反应确定基本单元；例：用H2SO4标液滴定NaOH，H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O每摩尔H2SO4可给出2mol H+则在酸碱滴定中常选1/2H2SO4作硫酸的基本单元；,2023/11/6,若某溶液中H2SO4的摩尔浓度为0.0100mol/L，则该溶液中1/2H2SO4的摩尔浓度为0.0200mol/L；酸碱滴定反应到达计量点时：C(1/2H2SO4)V(1/2H2SO4)=C(NaOH)V(NaOH),2023/11/6,以H2SO4为基本单元表示H2SO4的物质量时，以 n(H2SO4)表示；以1/2H2SO4为基本单元表示H2SO4的物质量时，以 n(1/2H2SO4)表示。,2023/11/6,在氧化还原反应中，常采用的基本单元：Na2S2O3、1/2Na2C2O4、1/5KMnO4、1/6K2Cr2O7,物质B的基本单元B/ZB,Z物质B在反应中转移的H+数，或得失 的电子数；B 化学式,2023/11/6,例1：已知K2Cr2O7的化学式量=294.18，配制1000毫升含有51.01克K2Cr2O7的水溶液，计算:（1）用K2Cr2O7为基本单元时的浓度；（2）计算该溶液在强酸性介质中能氧化多少摩尔的Fe2+?（3）计算以1/6K2Cr2O7为基本单元的浓度。解：（1）,2023/11/6,（2）Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O 1mol K2Cr2O7可以氧化6mol Fe2+,因此，0.1700mol K2Cr2O7 可以氧化 6 0.1700=1.020mol Fe2+(3),2023/11/6,例2：有1升KMnO4溶液，其浓度为c(1/5KMnO4)=0.01000mol/L，KMnO4的化学式量为158.03，则溶液中m(KMnO4)=?c(KMnO4)=?,解：1升溶液中溶质KMnO4的质量为：,以KMnO4作为基本单元的摩尔浓度为：,2023/11/6,物质的量与质量的关系为：mB 物质B的质量；MB.摩尔质量。,2023/11/6,1-6 滴定分析中的计算一、物质的量浓度nB 物质的物质的量（mol）；V 溶液体积。,2023/11/6,二、滴定度 是指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量（克数），以符号A/B表示。被测物质；标准溶液；A/B的单位为g/mL,2023/11/6,三、等物质的量规则 在滴定反应中，当反应达到化学计量点时，所消耗的两反应物的物质的量相等。nA=nB 或 cAVA=cBVB cA 待测物质的量浓度 VA 体积 mA.质量 MA 摩尔质量,2023/11/6,cB 标准溶液的浓度VB 体积 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O c(H2SO4)V(H2SO4)=c(NaOH)V(NaOH)NaOH+HCl=NaCl+H2O c(NaOH)V(NaOH)=c(HCl)V(HCl),2023/11/6,5C2O42-+MnO4-+16H+=Mn2+10CO2+8H2O c(Na2C2O4)V(Na2C2O4)=c(KMnO4)V(KMnO4),2023/11/6,四、换算因数法 是指当滴定反应达到化学计量点时，根据反应方程式中两种反应物的计量系数之比进行计算。计量系数的比值就叫做换算因数。aA+bB=cC+dD nA:nB=a:b(cAVA):(cBVB)=a:b cAVAb=cBVBa,2023/11/6,cA 被测物质的浓度；VA 体积；cB 标准溶液的浓度；VB.体积；mA 被测物质的质量；MA 摩尔质量。,2023/11/6,当VB的单位采用mL时：例：Ca2+C2O42-=CaC2O4 CaC2O4+2H+=H2C2O4+Ca2+2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O n(Ca):n(KMnO4)=5:2 n(Ca)=n(KMnO4),2023/11/6,五、滴定分析结果的计算mA 被测组分A的质量；mS 称取的试样质量。,2023/11/6,六、cB与TA/B的换算 滴定度（TA/B）：是指每毫升标准溶液相当于被测组分A的质量。mA的单位为g,VB的单位为mL.,2023/11/6,因为：nB=cBVB10-3所以：因此,
