一. 滴定分析方法及其特點
滴定分析法是化學分析法中的重要分析方法之一。將一種已知其準確濃度的試劑溶液 (稱為標準溶被)滴加到被測物質(zhì)的溶液中, 直到化學反應*時為止, 然后根據(jù)所用試劑溶液的濃度和體積可以求得被測組分的含量, 這種方法稱為滴定分析法(或稱容量分析法) 。
方法特點:
1. 加入標準溶液物質(zhì)的量與被測物質(zhì)的量恰好是化學計量關系;
2. 此法適于組分含量在1%以上各種物質(zhì)的測定;
3. 該法快速、準確、儀器設備簡單、操作簡便;
4.用途廣泛。
二. 方法分類 根據(jù)標準溶液和待測組分間的反應類型的不同,分為四類
1. 酸堿滴定法——以質(zhì)子傳遞反應為基礎的一種滴定分析方法
反應實質(zhì): H3O+ + OH-? 2H2O
(質(zhì)子傳遞) H3O+ + A-? HA + H2O
2. 配位滴定法——以配位反應為基礎的一種滴定分析方法
Mg2+ +Y4- ? MgY2- (產(chǎn)物為配合物
Ag+ + 2CN-? [Ag(CN)2]- 或配合離子)
3. 氧化還原滴定法——以氧化還原反應為基礎的一種滴定分析方法
Cr2O72- + 6Fe2++ 14H+ ? 2Cr3++ 6Fe3++7H2O
I2 +2S2O32- ? 2I- +S4O62-
4. 沉淀滴定法——以沉淀反應為基礎的一種滴定分析方法
Ag+ +Cl- ? AgCl ¯ (白色)
二. 對滴定反應的要求
1. 反應要按一定的化學方程式進行,即有確定的化學計量關系;
2. 反應必須定量進行——反應接近*(>99.9%);
3. 反應速度要快——有時可通過加熱或加入催化劑方法來加快反應速度;
4. 必須有適當?shù)姆椒ù_定滴定終點——簡便可靠的方法:合適的指示劑。
三. 滴定方式
1. 直接滴定法:一種標準溶液
*符合滴定反應要求的滴定反應:
如 HCl標液® NaOH溶液 (zui常用、zui基本的方式)
2. 反滴定法:二種標準溶液——一種過量加入,一種用于
應用于滴定反應速度慢 或 無合適的指示劑的滴定反應
如 Al3+ 測定:EDTA與Al3+ 反應慢,先加入過量的EDTA與Al3+ 反應,再用Zn2+ 標準溶液滴定。
3. 置換滴定法:一種標準溶液,一種反應劑
適用于不能定量進行 (伴有副反應發(fā)生)的滴定反應
如: S2O32- +Cr2O72- → S4O62-/SO42- (有副反應)
先置換: Cr2O72- + 3I2+14H+ ? 2Cr3++ 6 I-+7H2O
再滴定: 2S2O32- + I2? S4O62- + 2I-
4. 間接滴定法:一種試劑,一種標準溶液
當待測成分不能直接與滴定劑作用時
例:NH4Cl、(NH4)2SO4等銨鹽, K NH4=5.5´10-10 ,理解常數(shù)較小,不能與堿定量反應
4NH4+ + 6HCHO ?(CH2)6N4H++ 3H+ +6H2O
(定量進行)
現(xiàn)將NH4+與甲醛反應生成可被準確滴定的H+,再以酚酞作指示劑,用NaOH標液滴定此混合液至呈微紅色即為終點。
四. 標準溶液和標準物質(zhì)
標準溶液:已知準確濃度的溶液
基準物質(zhì):能直接配成標準溶液的物質(zhì)
(一)基準物質(zhì)須具備的條件
(1)組成恒定:實際組成與化學式符合;
(2)純度高:一般純度應在99.5%以上;
(3)性質(zhì)穩(wěn)定:保存或稱量過程中不分解、不吸濕、不風化、不易被氧化等;
(4)具有較大的摩爾質(zhì)量:稱取量大,稱量誤差??;
(5)使用條件下易溶于水(或稀酸、稀堿)。
(二)標準溶液的配制
1. 標準溶液濃度大小選擇的依據(jù)
(1)滴定終點的敏銳程度;
(2)測量標準溶液體積的相對誤差;
(3)分析試樣的成分和性質(zhì);
(4)對分析結(jié)果準確度的要求。
2. 配置標準溶液的方法
(1)直接配制:準確稱量一定量的用基準物質(zhì) ,溶解于適量溶劑后定量轉(zhuǎn)入容量評中,定容,然后根據(jù)稱取基準物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可算出該標準溶液的準確濃度。
(2)間接配制:先配制成近似濃度,然后再用基準物或標準溶液標定
(標定一般要求至少進行 3~4次平行測定,相對偏差在 0.1~0.2%之間)
3. 標準溶液濃度的表示方法
(1)物質(zhì)的量濃度 c; (2)物質(zhì)的質(zhì)量濃度 r (詳見*章)
五. 滴定分析誤差(一般要求相對誤差 £ ± 0.1%)
1. 稱量誤差
每次稱量誤差: ±0.0001g,一份試樣稱量誤差±0.0002g,
若 相對誤差 £ ±0.1%,則每一份試樣的稱量至少為0.2g。
2. 量器誤差
滴定管讀數(shù)誤差: ± 0.01ml,一份試樣量取誤差± 0. 02ml,
若 相對誤差 £ ±0.1%,則每一份試樣體積量至少為±20 ml
3. 方法誤差:主要是終點誤差
終點誤差——滴定終點與理論終點(化學計量點)不符引起的誤差
(1)指示劑不能準確地在化學計量點時改變顏色
(2)標準溶液的加入不可能恰好在指示劑變色時結(jié)束:
接近終點時半滴半滴加入!
(3)指示劑本身會消耗少量標準溶液做空白試驗
(4)雜質(zhì)消耗標準溶液
六. 滴定分析法的計算
基本公式:
設A為待測組分,B為標準溶液,滴定反應為:
aA +bB ?cC +dD
當A與B按化學計量關系*反應時,則:
nA:nB = a:b® (1)
(1)求標準溶液濃度CA 若已知待測溶液的體積VA 和標準溶液的濃度CB和體積VB,
則
(2)
(2)求待測組分的質(zhì)量mA
® (3)
(體積V以mL為單位時)
(3)求試樣中待測組分的質(zhì)量分數(shù)wA
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