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化学滴定基础知识

化学滴定基础知识滴定分析法,是一种简便、快速和应用广泛的定量分析方法,是化学分析法的一种,将一种已知其准确浓度的试剂溶液(称为标准溶液)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)。

一.滴定分析概述(一)滴定分析的优点1. 操作简单;2. 对仪器要求不高;3. 有足够高的准确度误差不高于0.2%;4. 方便,快捷;5. 便于普及与推广。

(二)滴定分析相关术语1. 又称容量分析,它是根据已知准确浓度的溶液(标准溶液)和被测物质完全作用时所消耗的体积计算被测物质含量的方法;2. 滴定:滴定标准溶液的过程;3. 化学计量点(等当点):滴加的标准溶液与待测组分恰好反应完全的这一点,又称滴定终点;4. 滴定终点:依据指示剂的颜色变化确定的等当点;5. 滴定误差:滴定终点与等当点之间存在的误差。

(三)滴定分析的基本条件1. 反应完全:反应必须按方程式定量地完成,通常要求在99.9%以上,不得有副反应,这是定量计算的基础;2. 反应要迅速:必要时需加热或加入催化剂;3. 必须有确定的等当点:要选用合适的指示剂;4. 共存物质不干扰主要反应,或用适当的方法消除其干扰。

(四)滴定分析类型(根据反应的类型可分为四类)1. 酸碱滴定法:建立在酸碱反应基础上的滴定分析方法,本质是酸碱之间的质子传递。

例如:滴定反应,H++OH-→H2O;2. 沉淀滴定法:建立在沉淀反应基础上的滴定分析方法,根据确定终点的方法不同,可分为摩尔法、佛尔哈德法、吸附指示剂法。

例如:银量法:Ag++Cl-→ AgCl↓;3. 配位滴定法:建立在配位反应基础上的滴定分析方法,在配位滴定中,除主反应外,还有各种副反应干扰主反应的进行,反应条件对配伍平衡有很大的影响。

例如,EDTA滴定法:Mn2++H2Y2-→MnY+2H+4. 氧化还原滴定法:建立在氧化还原反应基础上的滴定分析方法,以电子转移为依据,反应条件对平衡有较大影响。

例如:高锰酸钾法:MnO4-+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O;碘量法:I2+2S2O32-→ S4O62-+2I-(五)滴定分析法的分类1. 直接滴定法:用标准溶液直接滴定被测物质,是滴定分析法中最常用的基本的滴定方法。

凡能满足滴定分析要求的化学反应都可用直接滴定法。

2. 返滴定法:又称剩余滴定法或回滴法。

当反应速度较慢或反应物是固体时,滴定剂加入样品后反应无法在瞬间定量反应,可先加入一定过量的标准溶液,待反应定量完成后用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液。

3. 置换滴定法:对于不按确定化学计量关系反应的物质,有时可以通过其他化学反应间接进行滴定,即加入适当试剂与待测物质反应,使其被定量地置换成另一种可直接滴定的物质,再用标准溶液滴定此生成物。

4. 间接滴定法:对于不能和滴定剂直接起反应的物质,有时可以通过另一种化学反应,以滴定法间接进行滴定,这种方法称为间接滴定法。

(六)滴定方法的联系和区别滴定分析的共同特点是在滴定过程中,被测离子浓度呈现出规律性变化。

只要重点掌握酸碱滴定过程中pH值计算,其它几种滴定方法可依相同的思路加以解决。

指示剂在不同溶剂中变色范围不同3. 指示剂用量浓度小:颜色变化灵敏;浓度大:终点颜色变化不敏锐;指示剂用量少一点为佳。

三.滴定分析具体操作及注意事项(一)检漏滴定管和容量瓶使用之前应当先检漏。

检漏的注意事项:1、凡士林不应涂太多,否则会堵塞小孔;2、旋动旋塞时应有一定的向旋塞小头部分方向挤的力,以免来回移动旋塞,使塞孔受堵;3、滴定管、容量瓶、移液管(吸量管)、锥形瓶使用前都需洗涤。

(二)滴定管滴定管分为具塞和无塞两种,也就是习惯上所说的酸式滴定管和碱式滴定管。

酸式滴定管:又称具塞滴定管,它的下端有玻璃旋塞开关,用来装酸性、中性与氧化性溶液,不能装碱性溶液如NaOH等。

碱式滴定管:又称无塞滴定管,它的下端有橡皮管和玻璃珠开关,用来装碱性溶液,不能装酸性及强氧化性溶液。

1. 滴定管的使用a)洗涤:自来水→洗液→自来水→蒸馏水。

b)涂凡士林:活塞的大头表面和活塞槽小头的内壁。

c)检漏:将滴定管内装水至最高标线,夹在滴定管夹上放置2分钟。

酸式滴定管:用滤纸检查活塞两端和管夹是否有水渗出,然后将活塞旋转180°,再检查一次。

碱式滴定管:放置2分钟,如果漏水应更换橡皮管或大小合适的玻璃珠。

d)润洗:为保证滴定管内的标准溶液不被稀释,应先用标准溶液洗涤滴定管3次,每次5~10mL。

e)装液:左手拿滴定管,使滴定管倾斜,右手拿试剂瓶往滴定管中倒溶液,直至充满零刻线以上。

f)排气泡:酸式滴定管尖嘴处有气泡时,右手拿滴定管上部无刻度处,左手打开活塞,使溶液迅速冲走气泡;碱式滴定管有气泡时,将橡皮塞向上弯曲,两手指挤压玻璃珠,使溶液从管尖喷出,排除气泡。

g)调零点:调整液面与零刻度线相平,初读数为“0.00mL”。

h)读数:✧读数时滴定管应竖直放置;✧注入或放出溶液时,应静置1~2分钟后再读数;✧初读数最好为0.00mL;✧无色或浅色溶液读弯月面最低点,视线应与弯月面水平相切;✧深色溶液应读取液面上缘最高点;✧读取时要估读一位。

i)滴定操作将滴定管夹在右边。

酸式滴定管:活塞柄向右,左手从滴定管后向右伸出,拇指在滴定管前,食指及中指在管后,三指平行的轻轻拿住活塞柄。

注意:不要向外用力,以免推出活塞碱式滴定管:左手拇指在前,食指在后,捏住橡皮管中玻璃珠的上方,使其与玻璃珠之间形成一条缝隙,溶液即可流出。

注意:不要捏玻璃珠下方的橡皮管,也不可使玻璃珠上下移动,否则空气进入形成气泡。

j)边滴边摇瓶:滴定操作可在锥形瓶或烧杯内进行。

在锥形瓶中进行滴定,用右手的拇指、食指和中指拿住锥形瓶,其余两指辅助在下侧,使瓶底离滴定台高约2~3cm,滴定管下端深入瓶口内约1cm。

左手控制滴定速度,边滴加溶液,边用右手摇动锥形瓶,边滴边摇配合好。

2. 滴定操作的注意事项a)滴定时,最好每次都从0.00mL开始。

b)滴定时,左手不能离开旋塞,不能任溶液自流。

c)摇瓶时,应转动腕关节,使溶液向同一方向旋转(左旋、右旋均可)。

不能前后振动,以免溶液溅出。

摇动还要有一定的速度,一定要使溶液旋转出现一个漩涡,不能摇得太慢,影响化学反应的进行。

d)滴定时,要注意观察滴落点周围颜色变化,不要去看滴定管上的刻度变化。

e)滴定速度控制方面连续滴加:开始可稍快,呈“见滴成线”,这时为10mL/min,即,每秒3~4滴左右。

注意不能滴成“水线”,这样,滴定速度太快。

间隔滴加:接近终点时,应改为一滴一滴的加入,即加一滴摇几下,再加再摇。

半滴滴加:最后是每加半滴,摇几下锥形瓶,直至溶液出现明显的颜色使一滴悬而不落,沿器壁流入瓶内,并用蒸馏水冲洗瓶颈内壁,再充分摇匀。

f)半滴的控制和吹洗:用酸管时,可轻轻转动旋塞,使溶液悬挂在出口管嘴上,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再用洗瓶吹洗。

对于碱管,加上半滴溶液时,应先松开拇指和食指,将悬挂的半滴溶液沾在锥形瓶内壁上,再放开无名指和小指,这样可避免出口管尖出现气泡。

滴入滴溶液时,也可采用倾斜锥形瓶的方法,将附于壁上的溶液涮至瓶中,这样可以避免吹洗次数太多,造成被滴物过度稀释。

(三)容量瓶容量瓶是常用的测量所能容纳液体体积的量入式玻璃量器,主要用途是配制准确浓度的标准溶液或定量地稀释溶液。

常见的规格有10、25、50、100、250、500、1000mL。

(1)检验瓶塞是否漏水;(2)检查标度刻线位置距离瓶口是否太近;(3)固定瓶塞;(4)洗涤:用洗涤剂水浸泡、自来水冲净、蒸馏水润洗干净;(5)配制溶液;(6)不宜长期保存试剂溶液;(7)使用完毕立即用水冲洗干净。

四.容量仪器校准的基本方法(一)容量仪器校准1. 容量仪器的校准方法(1)称量一定体积的水;(2)然后根据该温度时水的密度;(3)将水的质量换算为容积。

不同温度下水的密度都已准确地测定过,这是本校准方法的基本依据。

校准依据:不同温度下的水的密度都已准确的测定过,例如:15℃、20℃、25℃时的密度ρ依次为:997.93、997.18、996.17g/L;校准方法:称量一定体积的水(克),然后根据该温度时的水的密度(克/毫升),则可换算得水的容积(毫升);校准后的容积:是指20℃时的真实容积。

实际使用时不一定也在20℃,因此要水在不同温度换算为20℃时的溶剂增减的量,可疑进行校正。

例如,15℃:+0.8mL/L;25℃:-1.0mL/L。

2. 滴定管和移液管的校正将待校准的滴定管充分洗净,装入蒸馏水至刻度零处,记录水的温度。

然后由滴定管放出10ml水至预先称过质量的具塞瓶中,盖上瓶塞,再称出它的质量(精确到0.01g)。

两次质量之差即为放出水的质量。

用同样的方法称出滴定管从0到20ml,0到30ml,0到40ml,0到50ml刻度间水的质量,用实验温度时1ml水的质量来除每次得到水的质量,即可得到相当于滴定管各部分容积的实际毫升数。

例如在15℃由滴定管中放出10.03ml水,其质量为10.04g,又此算出水的实际体积为:10.04/0.99793=10.06(ml)故滴定管这段容积的误差为10.06-10.03=+0.03ml。

使用时应将视容量为10.03ml,加上校正值+0.03ml,才等于真实容量(10.03+0.03=10.06ml)。

用上述方法(绝对矫正法)通过称量、换算方法进行校正。

可以分段校正其误差,并计算出分段校正值及。

对比可绘制出。

对此可绘制出滴定管(或移液管)容积校正曲线。

3. 容量瓶的校正(绝对校正法和相对校正法)相对校正法:是指容量瓶与移液管配套校正。

例如,25mL移液管与100mL容量瓶的配套校正,并做好对应编号和新标样配套使用。

(二)移液管移取试液的“8字”操作要点1高:吸取试试液至少高于刻度处;2擦:从试液视野中取出移液管,用滤纸擦去管外试液;3垂:管身垂直;4靠:管尖紧靠贮液瓶口;5切:试液弯月面与刻度相切;6贴:管下端紧贴接受试液容器内壁;7垂:使管垂直;8等:试液流完等15-30s后取出移液管。

(三)玻璃仪器的洗涤方法如何洗涤玻璃仪器,并无严格的程序,通常主要根据原有污垢的性质及程度进行,其洗涤方法通常遵循以下步骤:1. 倾尽仪器内原有的东西:该步骤不仅有利于后续的洗涤,更可以防止意外事故的发生。

例如,若仪器内残存的金属钠未完全倾尽,遇水则可能爆炸,产生安全事故。

所以,该步骤切不可忽略。

2. 用水洗:根据所用仪器的种类和规格,选择合适的毛刷,蘸水刷洗,洗去,洗去灰尘和可溶性物质。

3. 用洗涤机洗:用毛刷蘸取洗涤剂溶液,反复刷洗,然后边刷边用水冲洗,当倾去水后,器壁上不挂水珠,则已洗净。

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