滴定分析概论

·滴定分析法的方法特点和分类

一. 滴定分析方法及其特点

滴定分析法是化学分析法中的重要分析方法之一。将一种已知其准确浓度的试剂溶液 (称为标准溶被)滴加到被测物质的溶液中, 直到化学反应完全时为止, 然后根据所用试剂溶液的浓度和体积可以求得被测组分的含量, 这种方法称为滴定分析法(或称容量分析法) 。

方法特点：

1. 加入标准溶液物质的量与被测物质的量恰好是化学计量关系；

2. 此法适于组分含量在1%以上各种物质的测定；

3. 该法快速、准确、仪器设备简单、操作简便；

4．用途广泛。

二. 方法分类  根据标准溶液和待测组分间的反应类型的不同，分为四类

1. 酸碱滴定法——以质子传递反应为基础的一种滴定分析方法

          反应实质：     H₃O⁺ + OH^- ⇌ 2H₂O

         （质子传递）     H₃O⁺ + A^- ⇌ HA + H₂O

2. 配位滴定法——以配位反应为基础的一种滴定分析方法

                         Mg²⁺ +Y^4- ⇌ MgY^2-                 (产物为配合物

                         Ag⁺ + 2CN^-⇌ [Ag(CN)₂]^-        或配合离子)

3. 氧化还原滴定法——以氧化还原反应为基础的一种滴定分析方法

                Cr₂O₇^2- + 6 Fe²⁺+ 14H⁺ ⇌ 2Cr³⁺+ 6 Fe³⁺+7H₂O

                      I₂ + 2S₂O₃^2- ⇌ 2I^- + S₄O₆^2-

4. 沉淀滴定法——以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法

                        Ag⁺ + Cl^- ⇌ AgCl ¯ （白色）

二. 对滴定反应的要求

1. 反应要按一定的化学方程式进行，即有确定的化学计量关系；

2. 反应必须定量进行——反应接近完全（>99.9%）；

3. 反应速度要快——有时可通过加热或加入催化剂方法来加快反应速度；

4. 必须有适当的方法确定滴定终点——简便可靠的方法：合适的指示剂。

三. 滴定方式

 1. 直接滴定法：一种标准溶液

     完全符合滴定反应要求的滴定反应：

      如      HCl 标液® NaOH溶液     （最常用、最基本的方式）

 2. 反滴定法：二种标准溶液——一种过量加入，一种用于

应用于滴定反应速度慢 或 无合适的指示剂的滴定反应

      如  Al³⁺ 测定：EDTA 与Al³⁺ 反应慢，先加入过量的EDTA 与Al³⁺ 反应，再用Zn²⁺ 标准溶液滴定。

3. 置换滴定法：一种标准溶液，一种反应剂

    适用于不能定量进行 （伴有副反应发生）的滴定反应

          如：        S₂O₃^2- + Cr₂O₇^2- → S₄O₆^2-/SO_42-    （有副反应）

先置换：  Cr₂O₇^2- + 3I₂ +14H⁺ ⇌ 2Cr³⁺+ 6 I^-+7 H₂O

再滴定：         2S₂O₃^2- + I₂ ⇌ S₄O₆^2- + 2I^-

4. 间接滴定法：一种试剂，一种标准溶液

    当待测成分不能直接与滴定剂作用时

 例：NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄ 等铵盐， K _NH4=5.5´10^-10 ，理解常数较小，不能与碱定量反应

                 4NH₄⁺ + 6HCHO ⇌(CH₂)₆N₄H⁺+ 3H⁺ + 6H₂O

                              （定量进行）

现将NH₄⁺与甲醛反应生成可被准确滴定的H⁺，再以酚酞作指示剂，用NaOH标液滴定此混合液至呈微红色即为终点。

四. 标准溶液和标准物质

    标准溶液：已知准确浓度的溶液

    基准物质：能直接配成标准溶液的物质

（一）基准物质须具备的条件

（1）组成恒定：实际组成与化学式符合；

（2）纯度高：一般纯度应在99.5%以上；

（3）性质稳定：保存或称量过程中不分解、不吸湿、不风化、不易被氧化等；

（4）具有较大的摩尔质量：称取量大，称量误差小；

（5）使用条件下易溶于水（或稀酸、稀碱）。

（二）标准溶液的配制

1. 标准溶液浓度大小选择的依据

（1）滴定终点的敏锐程度；

（2）测量标准溶液体积的相对误差；

（3）分析试样的成分和性质；

（4）对分析结果准确度的要求。

2. 配置标准溶液的方法

（1）直接配制：准确称量一定量的用基准物质 ，溶解于适量溶剂后定量转入容量评中，定容，然后根据称取基准物质的质量和容量瓶的体积即可算出该标准溶液的准确浓度。

（2）间接配制：先配制成近似浓度，然后再用基准物或标准溶液标定

  （标定一般要求至少进行 3~4 次平行测定，相对偏差在 0.1~0.2% 之间）

3. 标准溶液浓度的表示方法

（1）物质的量浓度 c；  （2）物质的质量浓度 r （详见第一章）

五. 滴定分析误差(一般要求相对误差 £ ± 0.1%）

1. 称量误差

     每次称量误差： ± 0.0001g，一份试样称量误差±0.0002g，

     若  相对误差  £ ±0.1%，则 每一份试样的称量至少为0.2g。

2. 量器误差

     滴定管读数误差： ± 0. 01ml,一份试样量取误差± 0. 02ml，

     若  相对误差 £ ±0.1%，则每一份试样体积量至少为±20 ml

3. 方法误差：主要是终点误差

    终点误差——滴定终点与理论终点（化学计量点）不符引起的误差

（1）指示剂不能准确地在化学计量点时改变颜色

（2）标准溶液的加入不可能恰好在指示剂变色时结束：

           接近终点时半滴半滴加入 !

（3）指示剂本身会消耗少量标准溶液做空白试验

（4）杂质消耗标准溶液

六. 滴定分析法的计算

      基本公式：

      设A为待测组分，B为标准溶液，滴定反应为：

                         aA + bB ⇌ cC + dD

      当A与B按化学计量关系完全反应时，则：

n_A:n_B = a:b ®                (1)

（1）求标准溶液浓度C_A  若已知待测溶液的体积V_A 和标准溶液的浓度C_B和体积V_B，

则                             

                            (2)

（2）求待测组分的质量m_A  

 ®      (3)

  （体积V以mL为单位时）

（3）求试样中待测组分的质量分数w_A 

     (4)