第三章 化学分析法.doc

第三章化学分析法
§1滴定分析概论
滴定分析法也叫容量分析法,是化学分析中的重要分析方法。将一种已知浓度的试剂溶液滴加到被测物质的溶液中,直到指示剂颜色发生变化,说明到达终点,反应完全,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。这种方法叫做滴定分析法或容量分析法。
这种分析方法的主要仪器是滴定管。该方法适用于多种化学反应,可测定无机物、有机物,以及官能团。
滴定分析法的特点是:
所需仪器设备简单,易于掌握和操作;
准确度较高,滴定的相对误差为±%;
另外它的快速分析也常用于生产实践。
—、容量分析的基本概念
容量分析(滴定分析):将一种已知准确浓度的溶液滴加到被测物质的溶液中,直到所加溶液与被测组分完全反应,然后根据所加溶液的浓度和用量,计算被测物质的含量。这种方法叫滴定分析法。
标准溶液:即已知准确浓度的溶液。
滴定:把标准溶液向待测物滴加的操作过程叫滴定。
化学计量点:按照滴定时所发生的化学反应,滴入的标准溶液与被测物质完全反应这一点。
终点:指示剂正好发生颜色变化时即为终点。
滴定误差:滴定终点与化学计量点之间的误差。
在滴定过程中,是借用指示剂来指示滴定终点的,总是希望指示剂恰好在化学计量点时发生颜色变化,但是指示剂不一定恰好在化学计量点时变色,因此滴定终点可能在化学计量点前或化学计量点后出现,终点与化学计量点不是同一概念。滴定终点是实验中的实际测量值,而化学计量点则是理论值,是根据化学反应中的定量关系来确定的。
滴定误差是一种系统误差,只能选择合适的指示剂使反应尽可能接近化学计量点。
指示剂:根据试剂不同的存在形式显示不同的颜色这一特征,来指示溶液中某组分浓度变化。指示剂的选择是滴定分析的重要内容。
二、滴定分析对化学反应的基本要求
化学反应并不都能适用于滴定分析,适用于滴定分析的化学反应应满足以下条件:
反应速度快滴定反应要求在瞬间完成,对于速度较慢的反应,可通过加热或催化等方法来加快反应速度。
反应要定量进行被测物质与标准溶液之间的反应必须按反应方程式进行,只有这样才能根据反应方程式中定量关系,由标准溶液的C、V计算出被测物质的含量。
反应要完全,无副反应被测物质与标准溶液之间的反应要按化学方程式进行,必须接近完全,而且不应有其他副反应。若有干扰,应排除或掩蔽后再进行滴定,这是定量分析的基础。
要有适当的指示剂或其他物理化学方法确定滴定的化学计量点。
三、滴定分析的分类
1、根据滴定时的化学反应类型分为:
<1>酸碱滴定法(中和滴定法):酸碱滴定实质为:
主要用于测定酸、碱、弱酸或弱碱盐。
<2> 络合滴定法(配位滴定法):是利用形成络合物反应的滴定法,如:
例1 利用这个反应,可以测定水中Ca2+含量(如:水的硬度)。
例2 用试银灵指示剂,-:
<3> 氧化还原滴定法
是利用氧化还原反应为基础的滴定法,如:

以可测定工业废渣中Cr(Ⅵ)的含量,利用这个反应也可以测定工业废水中的COD。
<4> 沉淀滴定法
是以析出沉淀的反应为基础的滴定分析方法,如:
测定水中Cl-含量:
2、按滴定方式可将滴定分析法分为:
<1> 直接滴定法:
以标准溶液直接滴定被测物质的滴定方法叫直接滴定法。
如::
:
<2> 返滴定法
当反应较慢或反应物是固体时,加入标准溶液后反应不能立即进行,或不能完全反应,此时,可加入过量的标准溶液,待反应完成后,再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液,这种滴定的方法叫返滴定法或剩余滴定法。
<3> 置换滴定法
对于不按确定的反应式进行的反应,即有副反应的反应,可以不直接滴定被测物质,而是先用适当的试剂与被测物质发生化学反应
,使这种试剂置换出另一生成物,而后被滴定,这种方法叫做置换滴定法。
如:Na2S2O3不能直接滴定K2Cr2O7或其他强氧化剂,
因为Na2S2O3+强氧化剂↗
↘
这种氧化反应没有一定的数量关系,无法计算。但在酸性介质中K2Cr2O7 与过量的KI产生一定的I2,可用Na2S2O3滴定,从而实现Na2S2O3与K2Cr2O7之间定量关系的确定。这是一个典型的置换滴定法,其定量关系如下:
标液
从上式可见,K2Cr2O7与Na2S2O3的定量关系。
<4> 间接滴定法
有时被测物质并不能直接与标液作用,但却能和另外一种可以和标液直接作用的物质起反应,这时便可以采用间接滴定法进行。
如:测定Ca2+,不能用酸、碱直接滴定,也不能用氧化还原直接滴定,只能采用间接滴定法:
(与Ca2+等量)

(滴定)
由于采用了返滴定、置换滴定和间接滴定,大大扩大了滴定分析的应用范围,使一些不适于滴定的反应,也可进行。