·滴定分析法的方法特點(diǎn)和分類
一. 滴定分析方法及其特點(diǎn)
滴定分析法是化學(xué)分析法中的重要分析方法之一。將一種已知其準(zhǔn)確濃度的試劑溶液 (稱為標(biāo)準(zhǔn)溶被)滴加到被測(cè)物質(zhì)的溶液中, 直到化學(xué)反應(yīng)完全時(shí)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(cè)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(diǎn):
1. 加入標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)的量與被測(cè)物質(zhì)的量恰好是化學(xué)計(jì)量關(guān)系;
2. 此法適于組分含量在1%以上各種物質(zhì)的測(cè)定;
3. 該法快速、準(zhǔn)確、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便;
4.用途廣泛。
二. 方法分類 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)組分間的反應(yīng)類型的不同,分為四類
1. 酸堿滴定法——以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法
反應(yīng)實(shí)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(yīng)為基礎(chǔ)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(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法
Cr2O72- + 6 Fe2++ 14H+ ⇌ 2Cr3++ 6 Fe3++7H2O
I2 + 2S2O32- ⇌ 2I- + S4O62-
4. 沉淀滴定法——以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法
Ag+ + Cl- ⇌ AgCl ¯ (白色)
二. 對(duì)滴定反應(yīng)的要求
1. 反應(yīng)要按一定的化學(xué)方程式進(jìn)行,即有確定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系;
2. 反應(yīng)必須定量進(jìn)行——反應(yīng)接近完全(>99.9%);
3. 反應(yīng)速度要快——有時(shí)可通過(guò)加熱或加入催化劑方法來(lái)加快反應(yīng)速度;
4. 必須有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定滴定終點(diǎn)——簡(jiǎn)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(biāo)準(zhǔn)溶液
完全符合滴定反應(yīng)要求的滴定反應(yīng):
如 HCl 標(biāo)液® NaOH溶液 (最常用、最基本的方式)
2. 反滴定法:二種標(biāo)準(zhǔn)溶液——一種過(guò)量加入,一種用于
應(yīng)用于滴定反應(yīng)速度慢 或 無(wú)合適的指示劑的滴定反應(yīng)
如 Al3+ 測(cè)定:EDTA 與Al3+ 反應(yīng)慢,先加入過(guò)量的EDTA 與Al3+ 反應(yīng),再用Zn2+ 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。
3. 置換滴定法:一種標(biāo)準(zhǔn)溶液,一種反應(yīng)劑
適用于不能定量進(jìn)行 (伴有副反應(yīng)發(fā)生)的滴定反應(yīng)
如: S2O32- + Cr2O72- → S4O62-/SO42- (有副反應(yīng))
先置換: Cr2O72- + 3I2 +14H+ ⇌ 2Cr3++ 6 I-+7 H2O
再滴定: 2S2O32- + I2 ⇌ S4O62- + 2I-
4. 間接滴定法:一種試劑,一種標(biāo)準(zhǔn)溶液
當(dāng)待測(cè)成分不能直接與滴定劑作用時(shí)
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(yīng)
4NH4+ + 6HCHO ⇌(CH2)6N4H++ 3H+ + 6H2O
(定量進(jìn)行)
現(xiàn)將NH4+與甲醛反應(yīng)生成可被準(zhǔn)確滴定的H+,再以酚酞作指示劑,用NaOH標(biāo)液滴定此混合液至呈微紅色即為終點(diǎn)。
四. 標(biāo)準(zhǔn)溶液和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
標(biāo)準(zhǔn)溶液:已知準(zhǔn)確濃度的溶液
基準(zhǔn)物質(zhì):能直接配成標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)
(一)基準(zhǔn)物質(zhì)須具備的條件
(1)組成恒定:實(shí)際組成與化學(xué)式符合;
(2)純度高:一般純度應(yīng)在99.5%以上;
(3)性質(zhì)穩(wěn)定:保存或稱量過(guò)程中不分解、不吸濕、不風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
1. 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度大小選擇的依據(jù)
(1)滴定終點(diǎn)的敏銳程度;
(2)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的相對(duì)誤差;
(3)分析試樣的成分和性質(zhì);
(4)對(duì)分析結(jié)果準(zhǔn)確度的要求。
2. 配置標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法
(1)直接配制:準(zhǔn)確稱量一定量的用基準(zhǔn)物質(zhì) ,溶解于適量溶劑后定量轉(zhuǎn)入容量評(píng)中,定容,然后根據(jù)稱取基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積即可算出該標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度。
(2)間接配制:先配制成近似濃度,然后再用基準(zhǔn)物或標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定
(標(biāo)定一般要求至少進(jìn)行 3~4 次平行測(cè)定,相對(duì)偏差在 0.1~0.2% 之間)
3. 標(biāo)準(zhǔn)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 (詳見第一章)
五. 滴定分析誤差(一般要求相對(duì)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(duì)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(duì)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(diǎn)誤差
終點(diǎn)誤差——滴定終點(diǎn)與理論終點(diǎn)(化學(xué)計(jì)量點(diǎn))不符引起的誤差
(1)指示劑不能準(zhǔn)確地在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)改變顏色
(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液的加入不可能恰好在指示劑變色時(shí)結(jié)束:
接近終點(diǎn)時(shí)半滴半滴加入 !
(3)指示劑本身會(huì)消耗少量標(biāo)準(zhǔn)溶液做空白試驗(yàn)
(4)雜質(zhì)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液
六. 滴定分析法的計(jì)算
基本公式:
設(shè)A為待測(cè)組分,B為標(biāo)準(zhǔn)溶液,滴定反應(yīng)為:
aA + bB ⇌ cC + dD
當(dāng)A與B按化學(xué)計(jì)量關(guān)系完全反應(yīng)時(shí),則:
nA:nB = a:b ® (1)
(1)求標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度CA 若已知待測(cè)溶液的體積VA 和標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度CB和體積VB,
則
\ (2)
(2)求待測(cè)組分的質(zhì)量mA
® (3)
(體積V以mL為單位時(shí))
(3)求試樣中待測(cè)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wA
(4)