§7-1概述 教学目的: 、教学过程: [课题引出]1、何谓滴定分析法? 待滴定进行到化学反应按计量关系完全作用为止,然后根据所用标 准溶液的浓度和体积计算岀待测物质的含量的分析方法就称为滴定 分析法 2、滴定分析法的优点 滴定分析法一般相对误差可小于0.2%,具有操作简便,分析速度快, 测定准确度较高的特点。 板]一、滴定分析基本概念和滴定的基本条件 )基本概念 1.化学计量点(英文缩写为sp):当化学反应按计量关系完全作 用,即加入的标准溶液与待测定组分定量反应完全时,称反应达到 了化学计量点。 2.滴定终点(英文缩写为ep:加入某种试剂,使其在计量点前 后发生明显的颜色变化以便停止滴定,这个点被称为滴定终点 3.非水滴定法:当被测物质因在水中的溶解度小或其他原因不
1 §7-1 概述 一、 教学目的： 二、 教学过程： [课题引出] 1、何谓滴定分析法？ 待滴定进行到化学反应按计量关系完全作用为止，然后根据所用标 准溶液的浓度和体积计算出待测物质的含量的分析方法就称为滴定 分析法。 2、滴定分析法的优点 滴定分析法一般相对误差可小于 0.2%，具有操作简便，分析速度快， 测定准确度较高的特点。 [板] 一、滴定分析基本概念和滴定的基本条件 （一）基本概念 1．化学计量点(英文缩写为 sp)：当化学反应按计量关系完全作 用，即加入的标准溶液与待测定组分定量反应完全时，称反应达到 了化学计量点。 2．滴定终点(英文缩写为 ep)：加入某种试剂，使其在计量点前 后发生明显的颜色变化以便停止滴定，这个点被称为滴定终点。 3．非水滴定法：当被测物质因在水中的溶解度小或其他原因不
能以水为溶剂时,采用水以外的溶剂为滴定介质,称为非水滴定法。 (二)滴定的基本条件 凡适用于滴定分析的化学反应必须具备以下三个条件: (1)反应必须定量完成,即待测物质与标准溶液之间的反应要严 格按一定的化学计量关系进行,反应的定量完全程度要达到999% 以上。 (2)反应必须迅速完成 对于速率较慢的反应可采取加热、使用催化剂等措施提高反应速率 (3)必须有适宜的指示剂或其他简便可靠的方法确定终点。 引深]常用的滴定分析法可分为酸碱滴定法、沉淀滴定法、络合滴 定法和氧化还原滴定法等。 [板]二、滴定方式 直接滴定法:直接用标准溶液滴定被测物质称为直接滴定法 如用盐酸标准溶液滴定氢氧化钠试样溶液 返滴定法:当反应速率较慢或者反应物是固体时,滴定剂加入样品 后反应无法在瞬时定量完成,此时可先加入一定量过量的标准溶液, 待反应定量完成后用另外一种标准溶液作为滴定剂滴定剩余的标准 溶液
2 能以水为溶剂时，采用水以外的溶剂为滴定介质，称为非水滴定法。 （二）滴定的基本条件 凡适用于滴定分析的化学反应必须具备以下三个条件： (1)反应必须定量完成，即待测物质与标准溶液之间的反应要严 格按一定的化学计量关系进行，反应的定量完全程度要达到 99.9％ 以上。 (2)反应必须迅速完成。 对于速率较慢的反应可采取加热、使用催化剂等措施提高反应速率。 (3)必须有适宜的指示剂或其他简便可靠的方法确定终点。 [引深] 常用的滴定分析法可分为酸碱滴定法、沉淀滴定法、络合滴 定法和氧化还原滴定法等。 [板]二、滴定方式 直接滴定法：直接用标准溶液滴定被测物质称为直接滴定法。 如用盐酸标准溶液滴定氢氧化钠试样溶液。 返滴定法：当反应速率较慢或者反应物是固体时，滴定剂加入样品 后反应无法在瞬时定量完成，此时可先加入一定量过量的标准溶液， 待反应定量完成后用另外一种标准溶液作为滴定剂滴定剩余的标准 溶液
如对固体碳酸钙的测定可先加入一定量的过量盐酸标准溶液至试样 中,加热使样品完全溶解,冷却后再用氢氧化钠标准溶液返滴定剩 余的盐酸 置换滴定法:对于不按确定化学计量关系反应(如伴有副反应)的物 质有时可通过其它化学反应间接进行滴定,即加入适当试剂与待测 物质反应,使其被定量地置换成另外一种可直接滴定的物质,再用 标准溶液滴定此生成物 间接滴定法:[叙]对本身不参加滴定反应的物质有时可应用其它的 化学反应间接进行测定 如Ca2本身没有还原性,对Ca2的测定也可应用氧化还原反应。 方法是在Ca2溶液中加入草酸,使生成草酸钙沉淀,沉淀完全后, 将沉淀过滤洗净,用硫酸溶解,用KMO4标准溶液滴定反应生成的 草酸,而间接测定Ca2+的含量 §7-2标准溶液和基准物质 教学目的: 教学过程 [课题引岀]标准溶液是已知准确浓度的溶液。在滴定分析中
3 如对固体碳酸钙的测定可先加入一定量的过量盐酸标准溶液至试样 中，加热使样品完全溶解，冷却后再用氢氧化钠标准溶液返滴定剩 余的盐酸。 置换滴定法：对于不按确定化学计量关系反应(如伴有副反应)的物 质有时可通过其它化学反应间接进行滴定，即加入适当试剂与待测 物质反应，使其被定量地置换成另外一种可直接滴定的物质，再用 标准溶液滴定此生成物。 间接滴定法：[叙] 对本身不参加滴定反应的物质有时可应用其它的 化学反应间接进行测定 如 2 Ca + 本身没有还原性，对 2 Ca + 的测定也可应用氧化还原反应。 方法是在 2 Ca + 溶液中加入草酸，使生成草酸钙沉淀，沉淀完全后， 将沉淀过滤洗净，用硫酸溶解，用 KMnO4标准溶液滴定反应生成的 草酸，而间接测定 2 Ca + 的含量。 §7-2 标准溶液和基准物质 一、 教学目的： 二、 教学过程： [课题引出] 标准溶液是已知准确浓度的溶液。在滴定分析中
不论采用何种滴定方式,都离不开标准溶液。标准溶液的配制分为 直接法和间接法。 [板]一、标准溶液的配制 1.直接法 [叙]要直接配制标准溶液必须使用基准物质。所使用的基准物质应 该符合下列条件: 板]基准物质应该符合的条件: (1)试剂组成和化学式完全相符,且在空气中和加热干燥时性质 稳定,不发生副反应。 (2)试剂的纯度一般应在999%以上,杂质少到可以忽略。 (3)试剂有较大的相对分子质量,以减少称量误差。 标准溶液配制方法: 直接法配制标准溶液的方法是准确称取一定量的基准物质, 用适量溶剂溶解后定量转移到容量瓶中,稀释至刻度即成。根据称 取的基准物质的质量和容量瓶的容积计算出标准溶液的准确浓度。 [引深]常用基准物质有重铬酸钾、氯化钠、碳酸钠等。 [叙]常用基准物的应用范围见表7-1 [板]2.间接法
4 不论采用何种滴定方式，都离不开标准溶液。标准溶液的配制分为 直接法和间接法。 [板] 一、标准溶液的配制 1．直接法 [叙] 要直接配制标准溶液必须使用基准物质。所使用的基准物质应 该符合下列条件： [板] 基准物质应该符合的条件： (1)试剂组成和化学式完全相符，且在空气中和加热干燥时性质 稳定，不发生副反应。 (2)试剂的纯度一般应在 99.9%以上，杂质少到可以忽略。 (3)试剂有较大的相对分子质量，以减少称量误差。 标准溶液配制方法： 直接法配制标准溶液的方法是准确称取一定量的基准物质， 用适量溶剂溶解后定量转移到容量瓶中，稀释至刻度即成。根据称 取的基准物质的质量和容量瓶的容积计算出标准溶液的准确浓度。 [引深]常用基准物质有重铬酸钾、氯化钠、碳酸钠等。 [叙]常用基准物的应用范围见表 7-1 [板] 2．间接法
[叙]大多数标准溶液由于没有相应的基准物质不能用直接法配制 为此需先配制成大致浓度的溶液,再利用该物质与另一种基准物质 或者另外一种已知浓度的溶液的反应测定出该溶液的准确浓度 间接法 [板]这种用配制溶液滴定基准物质计算其准确浓度的方法称为标 定 例]邻苯二甲酸氢钾、无水碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌等可制得基 准物质用于标定标准溶液。 [板]二、标准溶液浓度的表示法 1.物质的量浓度溶液 (1)物质的量浓度的定义:物质的量浓度是指单位体积溶液里 所含溶质B的摩尔数。即以物质B的物质的量除以溶液的体积。 物质的量浓度,ml.Ll n2物质B的物质的量,ml 溶液的体积,L。 (2)物质的量浓度溶液的配制计算 ①用固体溶质配制
5 [叙] 大多数标准溶液由于没有相应的基准物质不能用直接法配制。 为此需先配制成大致浓度的溶液，再利用该物质与另一种基准物质 或者另外一种已知浓度的溶液的反应测定出该溶液的准确浓度。— —间接法 [板]这种用配制溶液滴定基准物质计算其准确浓度的方法称为标 定。 [例] 邻苯二甲酸氢钾、无水碳酸钠、重铬酸钾、氧化锌等可制得基 准物质用于标定标准溶液。 [板] 二、标准溶液浓度的表示法 1．物质的量浓度溶液 （1）物质的量浓度的定义：物质的量浓度是指单位体积溶液里 所含溶质 B 的摩尔数。即以物质 B 的物质的量除以溶液的体积。 B B n C V = CB——物质的量浓度， 1 mol L− B n ——物质 B 的物质的量， mol ； V ——溶液的体积，L。 （2）物质的量浓度溶液的配制计算 ①用固体溶质配制
计算公式:m=Cs100(7-1) C物质的量浓度,mol,L2; m2应称取物质B的质量,g; M2物质B的摩尔质量,g/ml V—欲配溶液体积,mL 例1欲配制c,为0.2mll的溶液500mL,应如何配制? 解:已知c1=0.2(mol-1);V=500(mL) 294 K,: Or 49.03(g/mol) 代入(7-1)式得: 500 g9=0.21000×4903=49(g) M K2C2O1000 如要求不太高,可用烧杯直接在台秤上称取49gK2CO2,溶于水 稀释至500mL。 ②用液体溶质配制 计算公式: VB=mBoP (72) v—应该量取液体溶质的体积,mL; p物质的密度,gmL %—液体溶质的质量百分浓度。 6
6 计算公式： 1000 B B B V m C M = （7-1） CB——物质的量浓度， 1 mol L− ； mB——应称取物质 B 的质量，g； M B——物质 B 的摩尔质量，g / mol ； V ——欲配溶液体积，m L。 例 1 欲配制 2 2 7 1 6 K Cr O c 为 0.2 1 mol L− 的溶液 500 m L，应如何配制？ 解：已知 2 2 7 1 6 K Cr O c =0.2（ 1 mol L− ）；V = 500（m L） 2 2 7 1 2 2 7 6 1 294.18 49.03( / ) K Cr O 6 6 M K Cr O g mol = = = 代入（7-1）式得： 2 2 7 2 2 7 2 2 7 1 1 6 6 500 0.2 49.03 4.9( ) 1000 1000 K Cr O K Cr O K Cr O V m c M g = = = 如要求不太高，可用烧杯直接在台秤上称取 4.9 g K Cr O 2 2 7 ,溶于水, 稀释至 500 mL。 ②用液体溶质配制 计算公式： % B B m V x = ρ （7-2） VB——应该量取液体溶质的体积，mL； ρ——物质的密度，g/m L； x%——液体溶质的质量百分浓度
例2用p=1.84gmL的硫酸,配制C1为2mo1-L的溶液500 - H,S04 mL,应如何配制? 解:已知p=1.84gmL的硫酸的浓度为96%;V=500mL MI HSO4= =4904(g·mr) 代入(7-1)及(7-2)式得 mH,SO, CIu oo, X M H2S04 00o×49.04=4904(g) 4904 =2776=28(mL) 量取浓硫酸28mL,缓慢注入200mL水中,冷却后移入500mL 容量瓶中定容至500mL刻度,摇匀。 例3准确称取14709g基准纯K2CO2,用容量瓶配成500mL 溶液。计算K,C;O,溶液的浓度 解:已知Mkp=2942(gmf),根据条件得 4942×10314.709×103 0.1000m101·L) Mk:c2a×2942×5000 2.滴定度 课题引出]在生产实践中经常需要滴定分析大批试样中某组分 的含量,为了计算方便,常用滴定度表示标准溶液的浓度 [板]滴定度以每毫升标准溶液所能滴定的被测物质的质量表示
7 例 2 用 ρ=1.84 g/mL 的硫酸，配制 2 1 4 2 H SO C 为 2 1 mol L− 的溶液 500 mL，应如何配制？ 解：已知 ρ=1.84 g/mL 的硫酸的浓度为 96%；V = 500 m L 2 1 1 2 4 2 1 98.08 4 49.04( ) H SO 2 2 M H SO g mol − = = = 代入（7-1）及（7-2）式得： 2 4 2 2 1 1 4 4 2 2 500 2 49.04 49.04( ) 1000 1000 H SO H SO H SO V m c M g = = = % B B m V x = ρ 49.04 27.76 28( ) 1.84 96% = = = mL 量取浓硫酸 28 mL，缓慢注入 200 mL 水中，冷却后移入 500 mL 容量瓶中定容至 500 mL 刻度，摇匀。 例 3 准确称取 14.709g 基准纯 K Cr O 2 2 7 ，用容量瓶配成 500.0mL 溶液。计算 K Cr O 2 2 7 溶液的浓度。 解： 已知 2 2 7 1 0 294.2( ) M g mol K Cr − = ，根据条件得 2 2 7 2 2 7 2 2 7 3 3 1 10 14.709 10 0.1000( ) 294.2 500.0 K Cr O K Cr O K Cr O m c mol L M V − = = = 2．滴定度 [课题引出] 在生产实践中经常需要滴定分析大批试样中某组分 的含量，为了计算方便，常用滴定度表示标准溶液的浓度。 [板]滴定度以每毫升标准溶液所能滴定的被测物质的质量表示
其形式为T,下标T表示滴定剂,A表示被测物质,7表示每毫 升滴定剂可滴定待测物质A的质量,单位为mgm或gml-l 例如Tamp=0005634gmL-),表示每毫升NaOH标准溶液恰能 与0.003634gHC1反应。 [引深]有时滴定度还可用每毫升标准溶液中所含溶质的质量(单位 为g),来表示。 例4KCO标准溶液的 TAeko=0011mC,测定05000g 铁矿试样时,用去该标准溶液2464mL。计算:Ta,kCD 解: 15965 =7mk42Fe2=0011 0.01597(g·mL-) 2×55.85 答:TF≈a为00159738m 板]三、滴定分析的计算 1.滴定分析计算的关系式 (1)溶液浓度的标定 设下述反应式代表基准物(T)和待标定溶液(A)的反应: tT+aA O 计量点时两种物质之间的物质的量有如下关系 n2:n1=t:a即n1=“xn 标定时常用待标定溶液(A滴定一定质量(m)的基准物质的溶
8 其形式为 TA T/ ，下标 T 表示滴定剂，A 表示被测物质， TA T/ 表示每毫 升滴定剂可滴定待测物质 A 的质量，单位为 1 mg mL− 或 1 g mL− 。 例如 1 / 0.003634( ) T g mL HCl NaOH − = ，表示每毫升 NaOH 标准溶液恰能 与 0.003634gHCl 反应。 [引深] 有时滴定度还可用每毫升标准溶液中所含溶质的质量（单位 为 g），来表示。 例 4 K Cr O 2 2 7 标准溶液的 2 2 7 1 / 0.01117 T g mL Fe K Cr O − = ，测定 0.5000g 铁矿试样时，用去该标准溶液 24.64mL。计算： 2 3 2 2 7 TFe O K Cr O / 。 解： 2 3 2 2 7 2 2 7 2 3 1 / / 159.65 0.01117 0.01597( ) 2 2 55.85 Fe O K Cr O Fe K Cr O Fe O T T g mL Fe − = = = 答： 2 3 2 2 7 TFe O K Cr O / 为 1 0.01597g mL− 。 [板] 三、滴定分析的计算 1．滴定分析计算的关系式 (1)溶液浓度的标定 设下述反应式代表基准物（T）和待标定溶液(A)的反应： tT aA pP qQ + + 计量点时两种物质之间的物质的量有如下关系： : : T A n n t a = 即 A T a n n t = 标定时常用待标定溶液(A)滴定—定质量(m i)的基准物质的溶
液。计量点时待标定溶液的体积由滴定管测得(VmL,则 C=h×1000a -xn X 1000a×m×1000 (mol·L) (7-3) 若是用已知准确浓度的标准溶液标定溶液的浓度,则 (CL (molL) (7-4) 式中v为标准溶液体积(单位mL) 根据待标定溶液的近似浓度和滴定时的约定体积,可计算所需 称量的基准物质的质量。即 mr=a(CP1)×10xM(g) (7-5) (2)分析结果的计算 设试样中被测组分(A)的质量为mg,试样质量为m3g,则 4%=m×100% (7-6) m4=n4×MA(g) 若仍用上述反应式表示被测组分(A)与标准溶液(T)之间的反 应,则计量点时, n4=-(Crr)×10-(mol) (7-7) 2.计算示例 例5用基准a2CO标定020 nol.L-HCI溶液。标定时考虑消耗
9 液。计量点时待标定溶液的体积由滴定管测得(V mL)，则 1000 1000 1000 1 ( ) A T A T A A T A n m a a C n mol L V t V t M V − = = = （7-3） 若是用已知准确浓度的标准溶液标定溶液的浓度，则 1 ( ) ( ) T T A A a C V t C mol L V − = （7-4） 式中 VA 为标准溶液体积(单位 mL)。 根据待标定溶液的近似浓度和滴定时的约定体积，可计算所需 称量的基准物质的质量。即 3 ( ) 10 ( ) T A A T t m C V M g a − = （7-5） (2)分析结果的计算 设试样中被测组分(A)的质量为 m gA ，试样质量为 m gS ，则 % 100% ( ) A S A A A m A m m n M g = = （7-6） 若仍用上述反应式表示被测组分(A)与标准溶液(T)之间的反 应，则计量点时， 3 ( ) 10 ( ) A T T a n C V mol t − = （7-7） 2．计算示例 例 5 用基准 Na CO 2 3 标定 1 0.20mol L HCl − 溶液。标定时考虑消耗
HC溶液为20-25mL。问 NacO称量范围是多少克? 解:标定反应为:2H+CO2=H1O+CO2↑ 已知Ma2=10599mr,根据条件得 cwn×Vor×107×M ×0.20×20×10×105.99≈0.21(g) m2=xc×xh×10×MNaC2=×0.20×25×10×10599026(g) 答: NacO的称量范围为0.21-0.26g 例6将0.3046g细铁丝溶于稀硫酸,制成FeS并用水稀释至 l000mL。移取此溶液20.00mL,用o01000mo/·KMoO标准溶液滴 定,消耗该标准溶液21.66mL。计算铁丝的纯度。 解:已知M=5585gmo该滴定反应为 5Fe2++MO+8H+=5Fe+M2++8H2O 根据条件得 Feo-5ckMno, VKthe10-MFex100% 0.3046 20.00 100.0 fe%、5×0.01000×21.66×10-3×5585 0.3046 100%=9929% 20.00 100.0 例7根据例4计算铁矿中Fe2O%的含量。 解:
10 HCl 溶液为 20 25mL。问 Na CO 2 3 称量范围是多少克? 解：标定反应为： 2 3 2 2 2H CO H O CO + − + = + 巳知 2 3 1 105.99 M g mol Na CO − = ，根据条件得 2 3 3 3 1 1 1 10 0.20 20 10 105.99 0.21( ) 2 2 m c V M g HCl HCl Na CO − − = = 2 3 3 3 2 1 1 10 0.20 25 10 105.99 0.26( ) 2 2 m c V M g HCl HCl Na CO − − = = 答： Na CO 2 3 的称量范围为 0.21 0.26g。 例 6 将 0.3046 g 细铁丝溶于稀硫酸，制成 FeSO4 并用水稀释至 100.0 mL。移取此溶液 20.00 mL，用 1 4 0.01000mol L KMnO − 标准溶液滴 定，消耗该标准溶液 21.66 mL。计算铁丝的纯度。 解：巳知 1 55.85 M g mol Fe − = 该滴定反应为： 2 3 2 4 2 5 8 5 8 Fe MnO H Fe Mn H O + − + + + + + = + + 根据条件得 4 4 3 3 5 10 % 100% 0.3046 20.00 100.0 5 0.01000 21.66 10 55.85 % 100% 99.29% 0.3046 20.00 100.0 KMnO KMnO Fe S S c V M Fe m m Fe − − = = = = 例 7 根据例 4 计算铁矿中 Fe O2 3% 的含量。 解：
