第五章 非水滴定
xie 分 析 化 学
以水和乙醇为溶剂,比较酸碱滴 定的突跃范围。
化学计量点前:[H3O+] = 1×10-4mol/L
化学 计量点后:[OH-] = 1×10-4mol/L
若以0.1mol/L NaOH滴定酸(以水为溶剂):
pH=4
pOH = 4
pH =14-4=10
突跃范围:10-4=6
若以乙醇为溶剂:
2、萘酚苯甲醇
酸式色为绿色,碱式色为黄色。适
xie 分 析 化 学
用于冰醋酸-四氯化碳或醋酐等溶剂。
3、喹哪啶红
酸式色为无色,碱式色为红色。适
用于冰醋酸中滴定大多数胺类化合物。
四、应用与示例
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1、有机弱碱
Kb>10-10:冰醋酸为溶剂,高氯酸标液滴定;
Kb<10-12:冰醋酸-醋酐为溶剂,高氯酸标液滴定。
溶剂应能增 强样品的酸 (碱)性, 而又不引起
时应考虑的
因素:
副反应;
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非水滴定 法溶剂选择
溶剂纯度要高, 否则应加以精 制。存在于非 水溶剂中的水 分,既可能是 酸性杂质,也 可能是碱性杂 质,应将其除 去;
时应考虑的
因素:
xie 分 析 化 学
非水滴定 法溶剂选择
醋酐为溶剂时 (混合溶剂、 除去水分), 应注意某些第 一胺或第二胺 的化合物能与 醋酐起乙酰化 反应而影响滴 定;
2、低介电常数的无质子溶剂中的酸碱反应
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HA+B BH+A- 离子稳定因素: RCOOH+B (BH+-OOC—R)m/m
(BH+-OOC—R)m/m+RCOOH
B HO 1/n
O H R O
O
R
n
对化学滴定的启示:
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由于在惰性溶剂中,酸、碱易发生缔合
作用,使滴定反应复杂化,影响滴定结果的
校正
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水的体积膨胀系数为:0.21×10-3 冰醋酸的体积膨胀系数为:1.1×10-3
C0 C1 1 0.0011 (t1 学
1、结晶紫 酸式色 碱式色
黄、黄绿、绿、蓝绿、蓝、蓝紫、紫
滴定较强碱时,应以蓝色或蓝绿色为终点; 滴定较弱碱时,应以蓝绿色或绿色为终点。
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离子化 离解 R3 N SH [R3 NH S ] R3 NH S
HClO4 SH ClO SH
SH2 S 2SH
4
2
HA+SH RO-+ SH SH2+ + S-
[A-SH2+] ROH + S- 2SH
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碱在酸性溶剂中:
B+SH A-+SH BH++S- HA+S-
A2-+SH
HA-+S-
对于B:溶剂介电常数愈低,碱性愈弱。
对于A-及A2-:不受介电常数的影响。
(二)无质子溶剂中的酸碱反应
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1、介电常数中等的无质子溶剂中的酸碱反应
无质子溶剂:乙睛、二甲基甲酰胺、 二甲基亚砜、硝基甲烷等。
xie 分 化学计量点前:[C2H5OH2+] = 10-4mol/L pH* = 4 析 化 化学计量点后:[C H O-] = 10-4mol/L pC H O = 4.0 2 5 2 5 学
pC2H5OH2=KS-pC2H5O=19.1-4.0 =15.1 突跃范围:15.1-4=11.1
结论:溶剂的自身离解常数越小, 突跃范围越大。
e e f 2 r 极性强的溶剂介电常数大,溶质在介电 常数较大的溶剂中较易离解;
库仑定律:
极性弱的溶剂介电常数小,溶质在介电 常数小的溶剂中较难离解,而多形成离子对。
HA SH [SH A ] SH A
电离 离解
2
2
4、均化效应和区分效应
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第五章 非水滴定法
第一节 概述
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含义:在非水溶液中进行的滴
定分析方法称为非水滴定法
(nonaqueous titrations)。
如:乙醇的自身质子转移反应为:
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2C2H5OH
C2H5OH2++C2H5O-
KS=[C2H5OH2+][C2H5O-]= 7.9×10-20
1000 1.05 0.2% V 1.08 97.0% 18.02 102 .1
102 .11000 1.05 0.2% V 11 18.02 1.08 97.0%
(ml )
二、标准溶液与基准物
1、标准溶液:高氯酸的冰醋酸溶液。
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高氯酸标准溶液(0.1mol/L)的配制:
二、溶剂的性质
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1、溶剂的离解性
2 SH SH2 S
SH H S SH H SH2
K
SH a
[ H ][ S ] SH Ka [ SH ] [ SH SH 2 ] Kb [ H ][SH ]
K
SH b
[ SH ][S ] 2 [ SH ]
O CH3 H3C CN HC N CH3
O H3C S CH3
H3C NO2
离子稳定因素:
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H+溶剂化; A-通过氢键与HA产生同系缔合作用。 2HA+S 3HA+S HA+HR+S AHA-+SH+ A(HA)2-+SH+ RHA-+ SH+
2HA+HR+S
R(HA)2-+SH+
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非水滴定的优点:
增大有机化合物的溶解度; 扩大滴定分析的应用范围。
第二节 基本原理
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一、溶剂的分类
1、质子溶剂
★酸性溶剂
★碱性溶剂
冰醋酸、丙酸
乙二胺、液氨、乙醇胺
★两性溶剂
甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇
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2、无质子溶剂
★偶极亲质子溶剂 酰胺类、酮类、腈类、二甲亚砜、吡啶 ★惰性溶剂 苯、氯仿、二氧六环
例:咖啡因的含量测定
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取本品约 0.15g ,精密称定,加醋酐 冰醋酸 (5:1) 的混合液 25ml ,微热使溶解, 放冷,加结晶紫指示液1滴,用高氯酸滴定 液(0.1mol/L)滴定至溶液显黄色,并将滴定 的结果用空白试验校正。 CH3
O
Kb = 4.0×10-14
H3C N O N H3C
HA a SH a
B SH SH BH
2
B b SH b
K [ SH ][BH ] Kt [ B ][SH 2 ] K
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非水滴定 法溶剂选择
时应考虑的
因素:
酸的滴定,溶 剂的酸性愈弱 愈好,通常选 择碱性溶剂或 非质子性溶剂;
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K HA K
HA a
K
SH b
10 10 10
2
3
1
结论:
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酸、碱的强度不仅与酸碱本身授、受 质子的能力大小有关,而且与溶剂授、受 质子的能力大小有关。
弱酸溶于碱性溶剂中,可以增强其酸性;
弱碱溶于酸性溶剂中,可以增强其碱性。
3、介电常数
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取无水冰醋酸(按含 水量计算,每1g水加醋 酐5.22ml)750ml,加入高氯酸(70~72%)8.5ml,摇 匀,在室温下缓缓滴加醋酐23ml,边加边摇均匀, 放冷,加无水冰醋酸适量使成1000ml,摇匀,放 臵24小时。若所测供试品易乙酰化,则须用水分 测定法测定本液的含水量,再用水和醋酐调节至 本液的含水量为0.01%~0.2%。
强酸 强碱 弱酸
HA SH A SH2 B SH BH S
HA SH A SH2
弱碱
总式
B SH BH S
SH2 S 2 SH
当[SH2+]=[S-]时,溶液呈中性,即为化学计量点。
2、低介电常数溶剂中的酸碱反应
准确度。为避免这一缺点,常在惰性溶剂中
加入适量的极性溶剂,以降低离子缔合作用,
从而提高分析方法的准确度。
四、溶剂的选择
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HA S SH A K [ SH ][ A ] [ H ][ A ] [ SH ] Kt [ HA][S ] [ HA] [ H ][S ] K
N N
2.有机酸的碱金属盐
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HClO4 HAc H 2 Ac ClO
4
NaA HAc HA Ac Na H 2 Ac Ac 2 HAc
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均化效应:由于溶剂的调平作用,使得各酸 的酸强度达到一致的水平。 均化性溶剂:H2O、NH3、乙二胺
区分效应:溶剂的调平作用不足以使各酸的酸强 度达到一致水平,而产生酸强度的差异。
区分化溶剂:H2O、HAc、甲基异丁酮 HClO4+HAc H2Ac+ + ClO4- K=1.3×10-5 HCl+ HAc H2Ac+ +Cl- K=2.8×10-9
A-+ SH2+