(4) 指示剂吸附前后有明显颜色差别 (5) 卤化银易感光变色,滴定时避免强光直射 五、配位滴定法 (一)基本原理
以配位反应为基础的滴定分析方法,主要用于金属离子测定。
1.滴定剂:应用最广泛的配位剂是乙二胺四乙酸EDTA,其反应特点: (1) 几乎与所有金属离子形成配位化合物 (2) 配位比均是1:1 (3) 配位化合物大多易溶于水 (4) 大多是无色的 (二)、金属指示剂
(1) 本身是一种配合剂,能与金属离子形成有色配合物。 常用指示剂为铬黑T
容量分析法
容量分析法,是指使用滴定管将一种已知准确浓度的试剂溶液,即标准滴定溶液滴加到被测物质的溶液中,直到所加的试剂与被测组分恰好按化学计量定量反应完全为止,然后根据标准滴定溶液的浓度和所消耗的体积,计算出待测组分的含量。滴加标准滴定溶液的过程称为“滴定”;滴加的标准滴定溶液与待测组分恰好反应完全这一点,称为“化学计量点”;在化学计量点时,反应往往不易被人所察觉,通常都是在待测溶液中加入指示剂,利川指示剂颜色的突变来判断化学计量点的到达,在指示剂变色时停帐滴定,这一点称为“滴定终点”;实际分析操作中滴定终点与理论上的化学计量点不可能恰好重合,它们之间往往存在很小的误差,山此而引起的误差称为“滴定误差”;滴定误差的大小,取决于滴定反应和指示剂的性能及川量,所以,选择适当的指示剂是容量分析的重要环节。
容量分析法适用于测定常量组分,即被测组分的含量一般在1%以上;采取某些辅助措施后,有时也可测定微量组分。容量分析法准确度较高,以相对误差计应在1%~3%为好,并且操作简便快速,所需仪器设备简单,在硅酸盐分析中应用十分广泛。
一、滴定反应的条件
化学反应很多,但是适用于滴定分析法的化学反应必须具备下列条件:
(1)反应要定量地完成,即反应按一定的反应式进行,无副反应发生,而且进行完全(通常要求达到99.9%以上),这是定量计算的基础。
(2)反应速度要快,滴定反应能在瞬间完成。对于速度慢的反应,应通过加热、改变溶液的酸度或改变滴定程序等办法提高其反应速度。
(3)能用比较简便的方法确定滴定终点,如,采用指示剂或采用物理化学的方法。
凡能满足上述要求的反应,都可应用于直接淌定法中,即用标准滴定溶液直接淌定被测组分。
二、滴定方式 (一)直接滴定法
用标准滴定溶液直接滴定被测物质溶液的方式,是最基本、最常用的滴定方式。&符合前述滴定反应条件的反应都能适用于直接滴定法,如,以盐酸标准滴定溶液滴定氢氧化钠溶液,以重铬酸钾标准滴定溶液滴定业铁离子溶液。
当反应不完全符合前述要求时,难以直接滴定。此时可采川下述儿种方式进行滴定。 (二)返滴定法(回滴定法)
先使被测物质x与一定过量的标准滴定溶液B1作用,反应完全后,再用另一种标准滴定溶液B:滴定剩余的标准滴定溶液B1,由实际消耗的标准滴定溶液D1的量,计算被测物质X的含量。
返滴定法适用于反应物为固体,或直接滴定反应速度较慢,或直接滴定缺乏合适指示剂等类型的反应,如,用EDTA配位滴定法测定水泥试样中三氧化二铝的含量时,因Al与ED—TA的配位反应速度慢,常采用返滴定法,先加入过量的EDTA标准滴定溶液,加热,使Ap4与EDTA充分配位;然后,以PAN为指示剂,用硫酸铜标准滴定溶液返滴定剩余的EDTA。
(三)置换滴定法(1g代滴定法)
对于不按确定的反应式进行(伴随有副反应)的反应,可以不直接滴定被测物质,而是先用适当试剂与被测物质反应,使其置换出另一生成物,再用标准滴定溶液滴定此生成物,这
种方法称为置换滴定法。如,用EDTA配位滴定法测定水泥试样中的二氧化钛时,Al干扰测定。可先用EDTA标准滴定溶液与TiO离子和Al离子定量配位,然后加入苦杏仁酸,使其与Ti02—EDTA配合物中的TiO离子定量反应,置换出与Ti0等摩尔数的EDTA,然后以硫酸铜标准滴定溶液进行滴定。 (四)间接滴定法
有时被测物质不能直接与标准滴定溶液反应,却能通过另外的化学反应,生成可以与标准滴定溶液直接作用的另外一种物质,这时便可采用间接滴定法进行滴定。如,水泥中的二氧化硅可采用间接滴定法进行滴定。*先使硅酸根离子在强酸性溶液巾与过量的钾离子、氟离子反应牛成氟硅酸钾沉淀。然后将不带游离酸的氟硅酸钾沉淀在沸水中,水解生成氢氟酸,即可用氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定,间接地计算试样中二氧化硅的含量。
第四章 滴定分析法概论
基本要点:
1. 了解滴定分析方法的分类和滴定方式; 2. 理解滴定分析法产生的原因; 3. 掌握滴定分析中的基本计算方法。
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+ +Y4- = MgY2- (产物为络合物 Ag+ + 2CN-= [Ag(CN)2]- 或络合离子) 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
Cr2O72- + 6 Fe2++ 14H+ =2Cr3++ 6 Fe3++7H2O I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-
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) 三. 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。 四. 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. 返滴定法:二种标准溶液——一种过量加入,一种用于返滴定过量的标液
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: S2O32- + Cr2O72- → S4O62-/SO42- (有副反应)
先置换: Cr2O72- + 3I2 +14H+ →2Cr3++ 6 I-+7 H2O
再滴定: 2S2O32- + I2 → S4O62- + 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。 五. 标准溶液和基准物质
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 ? (详见第一章)
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:
nA:nB = a:b ? (1)
(1)求标准溶液浓度CA 若已知待测溶液的体积VA 和标准溶液的浓度CB和体积VB,
则
?
(2)求待测组分的质量mA
?
(2)
(3)
(体积V以mL为单位时)
(3)求试样中待测组分的质量分数?A
(4)