滴定分析法课件

滴定分析法滴定分析法Titrimetricanalysis容量分析法容量分析法volumetricanalysis滴定分析法 容量分析法1分析化学分析化学重量分析法重量分析法滴定分析法滴定分析法 酸碱滴定法酸碱滴定法 氧化还原滴定法氧化还原滴定法 配位滴定法配位滴定法 沉淀滴定法沉淀滴定法化学分析法化学分析法仪器分析法仪器分析法分析化学重量分析法滴定分析法 酸碱滴定法 氧化还原滴定法 配2食醋中醋酸含量的测定：食醋中醋酸含量的测定：1.滴定的滴定的原理原理是什么？是什么？2.如何选择如何选择指示剂指示剂？3.分析过程中一般存在什么分析过程中一般存在什么误差误差？4.如何衡量分析结果的如何衡量分析结果的准确度和精密度准确度和精密度？5.如何表达如何表达实验结果实验结果？食醋中醋酸含量的测定：滴定的原理是什么？3第一节第一节 滴定分析法滴定分析法概述概述把已知准确浓度的把已知准确浓度的试剂溶液（标准试剂溶液（标准溶液溶液），），用滴定管滴加到一定量用滴定管滴加到一定量被测试被测试样样的溶液中，当反应达到的溶液中，当反应达到定量完全定量完全为止，为止，根据所消耗的标准溶液的体积，计算被根据所消耗的标准溶液的体积，计算被测物含量的操作过程。测物含量的操作过程。滴定：滴定：第一节 滴定分析法概述 把已知准确浓度41 1.滴定剂（滴定剂（NaOHNaOH）：）：已知准确浓度已知准确浓度2 2.试样（试样（HClHCl）：）：所分析的物质。所分析的物质。试样及指示剂试样及指示剂用用0.1000mol/L NaOH 溶液滴定溶液滴定HCl1.1 1.1 滴定分析中的滴定分析中的基本概念基本概念标准溶液（滴定剂）标准溶液（滴定剂）HCl+NaOHNaCl+H2O1.滴定剂（NaOH）：已知准确浓度试样及指示剂用0.10053.指示剂（酚酞）：指示剂（酚酞）：借助借助颜色变化颜色变化来表示溶液酸碱性的物质。来表示溶液酸碱性的物质。4 4.化学计量点（理论终点）化学计量点（理论终点）：按按滴定反应式滴定反应式所表示的所表示的化学计量化学计量关系关系恰好反应完全。恰好反应完全。3.指示剂（酚酞）：4.化学计量点（理论终点）：66.6.滴定误差：滴定误差：滴定终点与化学计量点滴定终点与化学计量点不一致不一致。愈吻合，滴定误差愈小，分析结果愈准确。愈吻合，滴定误差愈小，分析结果愈准确。5.5.滴定终点：滴定终点：指示剂颜色变化时指示剂颜色变化时的转变点。的转变点。6.滴定误差：5.滴定终点：71.2 1.2 滴定分析对化学反应的要求滴定分析对化学反应的要求 按按化学反应式进行化学反应式进行完全完全，反应，反应迅速迅速，无副反应无副反应，能指示能指示滴定终点滴定终点1.2 滴定分析对化学反应的要求 按化学反应式进行完全81.3 1.3 滴定分析的一般过程滴定分析的一般过程标准溶液的标准溶液的配制、标定配制、标定溶液的溶液的滴定滴定分析组分分析组分含量的计算含量的计算1.3 滴定分析的一般过程标准溶液的配制、标定溶液的滴定分析9第二节 酸碱滴定法v1.1.标准溶液的配制和标定标准溶液的配制和标定v2.2.酸碱指示剂酸碱指示剂v3.3.滴定曲线和指示剂的选择滴定曲线和指示剂的选择第二节 酸碱滴定法1.标准溶液的配制和标定102.1标准溶液的配制和标定标准溶液的配制和标定HCl HCl 和和 NaOH NaOH为什么为什么不能直接不能直接配制成配制成准确浓度的溶液？准确浓度的溶液？浓盐酸易挥发浓盐酸易挥发NaOH易吸收水及易吸收水及CO22.1 标准溶液的配制和标定HCl 和 NaOH为什么11先配制成近似于所需浓度的溶液，先配制成近似于所需浓度的溶液，然后用基准物质标定。然后用基准物质标定。HCl：无水碳酸钠无水碳酸钠（Na2CO3）,硼砂硼砂（Na2B4O7.10H2O）NaOH：结晶草酸（结晶草酸（H2C2O4.2H2O）邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）先配制成近似于所需浓度的溶液，然后用基准物质标定。HCl：N122.2酸碱指示剂酸碱指示剂 随着溶液随着溶液pHpH值的变化值的变化而而改变颜色改变颜色，从而指示滴定终点的从而指示滴定终点的试剂试剂。2.2 酸碱指示剂 随着溶液pH值的变化而改变颜色，从而13弱有机碱指示剂弱有机碱指示剂:甲基橙、甲基红等甲基橙、甲基红等弱有机酸指示剂弱有机酸指示剂:酚酞、石蕊等酚酞、石蕊等1.1.分类分类 H H+HInHInInIn-OHOH-OHOH-InIn-HInHIn H H+弱有机碱指示剂:甲基橙、甲基红等弱有机酸指示剂:酚酞、石14+H3O+HInIn-+H2O多多多多2.变色原理变色原理H+OH-酚酞：酚酞：无色无色红色红色 指示剂在溶液中显现的颜色是随着溶液指示剂在溶液中显现的颜色是随着溶液pH值的变化而变化值的变化而变化的。的。+H3O+HInIn-+H2O多多2.变色原理H+OH15决定溶液决定溶液的颜色的颜色pH=pKHIn+lgIn-HIn3.理论变色范围理论变色范围理论变色范围：理论变色范围：pH=pKHIn 1决定溶液pH=pKHIn+lgIn-HIn16酚酞酚酞pKHIn=9.1酚酞的理论变色范围：酚酞的理论变色范围：8.1-10.18.1-10.1pHpH=9.5=9.5时时,呈现呈现 色色粉红粉红酸色酸色无色无色碱色碱色红色红色混合色混合色粉红粉红pH值值9.110.18.10.1110In-/HInp254酚酞 pKHIn=9.1酚酞的理论变色范围：8.1-172.3滴定曲线和指示剂的选择滴定曲线和指示剂的选择HCl+NaOHNaCl+H2O 以以0.1000mol/L NaOH0.1000mol/L NaOH溶液滴定溶液滴定20ml0.1000mol/L HCl20ml0.1000mol/L HCl溶液溶液2.3 滴定曲线和指示剂的选择HCl+NaOHNaCl 18 等量点时，应消耗等量点时，应消耗20.00mlNaOH20.00mlNaOH，用用指示剂指示终点，最理想是在指示剂指示终点，最理想是在20.00ml20.00ml时变色时变色，此时此时停止滴定停止滴定。变色落后，终点变色落后，终点 ，v 20.00mlv 20.00ml，造成造成 误差。误差。提前变色，终点提前变色，终点 v 20.00ml v 20.00ml 造成造成 误差。误差。提前提前，正正 等量点时，应消耗20.00mlNaOH，用指示剂指示终点19滴定前滴定前HClHCl溶液：溶液：pH=pH=计量点溶液：计量点溶液：pH=pH=2.3.1 滴定曲线滴定曲线滴入滴入20.00ml NaOH溶液溶液1.007.00滴定前HCl溶液：pH=计量点溶液：pH=2.3.1 滴定曲20pH=9.70pH=2.28滴入滴入19.98ml NaOH溶液溶液滴入滴入18.00ml NaOH溶液溶液滴入滴入20.02ml NaOH溶液溶液（过量约半滴）（过量约半滴）pH=4.30H+=20.00+18.000.10002.00=5.26 10-3 mol.L-1pH=9.70pH=2.28滴入19.98ml NaOH溶液21滴定前滴定前等量点后等量点后HCl HCl pH=1.0pH=1.0滴入滴入19.98ml NaOH等量点前等量点前等量点等量点HCl/NaClHCl/NaClpH=4.30pH=4.30滴至滴至20.00mlNaOHNaClNaClpH=7.00pH=7.00滴至滴至20.02mlNaOHNaCl/NaOHNaCl/NaOHpH=9.70pH=9.70滴定前等量点后HCl pH=1.0滴入19.98ml22突跃范围：突跃范围：化学计量点化学计量点前后相对误前后相对误差差0.1%9.70 4.302 24 46 68 810101212141410102020303040ml40mlpHTitration jumppH=5.4V=0.04mlp255突跃范围：化学计量点前后相对误差0.1%9.7024681023注：注：(1).计量点计量点(等量点等量点)：滴定剂与被测滴定剂与被测物物恰好反应完全恰好反应完全时。时。(2).滴定终点：滴定终点：在滴定过程中，指示在滴定过程中，指示剂发生剂发生颜色颜色变化的变化的转变点转变点。(3).滴定误差：滴定误差：等量点与滴定终点不相等量点与滴定终点不相吻合所造成的误差。吻合所造成的误差。注：(1).计量点(等量点)：滴定剂与被测物恰好反应完全时。242.3.2 2.3.2 指示剂的选择指示剂的选择甲基橙甲基橙酚酞酚酞8.09.63.14.42 24 46 68 810101212141410102020303040ml40mlpHpH突跃范围突跃范围显何色？误差？显何色？误差？误差？误差？2.3.2 指示剂的选择甲基橙酚酞8.09.63.14.425原则：原则：指示剂的指示剂的变色范围变色范围部分或全部部分或全部处在滴定处在滴定突跃范围突跃范围内。内。NaOH滴定滴定HCl:滴定突跃范围为滴定突跃范围为4.3-9.7原则：NaOH滴定HCl:26酚酞酚酞甲基红，甲基橙甲基红，甲基橙 选择指示剂为：选择指示剂为：HCl滴定滴定NaOH:甲基红（甲基红（4.4-6.2）甲基橙（甲基橙（3.1-4.4）酚酞（酚酞（8.0-9.6）红色至黄红色至黄无色至粉红无色至粉红红色至黄红色至黄酚酞甲基红，甲基橙 选择指示剂为：HCl滴定NaOH:甲基红272.3.3 2.3.3 滴定条件：滴定条件：突跃范围的宽窄不仅与酸、碱的强度有关突跃范围的宽窄不仅与酸、碱的强度有关也与它们的也与它们的浓度浓度有关，分析工作中经常采有关，分析工作中经常采用用0.1-0.5mol/L的酸或碱标准溶液。的酸或碱标准溶液。标准溶液的标准溶液的浓度太大或太小对滴浓度太大或太小对滴定结果会有什么影响？定结果会有什么影响？P2562.3.3 滴定条件：突跃范围的宽窄不仅与酸、碱的强28本节练习：本节练习：强酸滴定强碱：强酸滴定强碱：CHCl=0.1000mol/L滴定滴定20.00mlCNaOH=0.1000mol/L。1、计算突跃范围。、计算突跃范围。2、找出合适的指示剂。、找出合适的指示剂。本节练习：强酸滴定强碱：29第三节第三节误差和有效数字误差和有效数字1.滴定分析的误差和有效数字滴定分析的误差和有效数字2.滴定分析的计算滴定分析的计算第三节 1.滴定分析的误差和有效数字30解：解：CHCl=2mM碳酸钠碳酸钠碳酸钠碳酸钠V HCl例：称取碳酸钠例：称取碳酸钠 0.6512克克HCl滴定滴定消耗消耗HCl 11.13ml求求CHCl配成配成100.00ml吸取吸取10.00ml误差？误差？解：CHCl=2mM碳酸钠碳酸钠V HCl例：称取碳酸钠 0313.1 误差产生的原因和分类误差产生的原因和分类试剂不纯试剂不纯-试剂误差试剂误差终点与等量点不符终点与等量点不符-方法误方法误差差滴定管刻滴定管刻 度不准度不准-仪器误差仪器误差最后一位估读不准最后一位估读不准-操作误操作误差差读数时，读数时，读错刻度读错刻度-偶然误差偶然误差系统误差系统误差3.1 误差产生的原因和分类试剂不纯-试剂误差终点与等32由由固定的固定的原因造成的。原因造成的。测定结果有测定结果有单向性及重现性。单向性及重现性。由由不确定不确定因素引起的。因素引起的。误差误差方向、大小不定。方向、大小不定。服从正态分布服从正态分布 纠正：多次测定，取平均值。纠正：多次测定，取平均值。系统误差系统误差：偶然误差偶然误差：由固定的原因造成的。由不确定因素引起的。系统误差：偶然误差：333.2 误差的表示方法误差的表示方法误差误差绝对误差：绝对误差：E=X-T相对误差：相对误差：RE=ET100%100%1.误差与准确度误差与准确度误差越小，分析结果的准确度越高。误差越小，分析结果的准确度越高。测量值测量值真实值真实值3.2 误差的表示方法误差绝对误差：E=X-T相对误差：R34例：用分析天平称取例：用分析天平称取NaNa2 2COCO3 3 两份，质量两份，质量分别为分别为1.6380g1.6380g和和0.1638g0.1638g，假定，假定NaNa2 2COCO3 3的真实质量分别为：的真实质量分别为：1 1.6381.6381g g和和0.16390.1639g g。则它们的绝对误差和相对误差分别是多则它们的绝对误差和相对误差分别是多少？少？解：解：E E1 1=1.6380-1.6380-1.63811.6381=绝对误差：绝对误差：-0.0001(g)0.0001(g)E E2 2=0.1638-0.1638-0.16390.1639=-0.0001(g)-0.0001(g)例：用分析天平称取Na2CO3 两份，质量分别为1.63835相对误差：相对误差：RE1=RE2=-0.0001/1.6381100%=-0.006%-0.0001/0.1639100%=-0.06%问：能否用绝对误差衡量准确度？问：能否用绝对误差衡量准确度？要用相对误差衡量准确度要用相对误差衡量准确度相对误差：RE1=RE2=-0.0001/1.638136例：请估计下列哪组数据较可信？例：请估计下列哪组数据较可信？1.0.1025，0.1028，0.10232.0.1024，0.1078，0.1056重现性高重现性高例：请估计下列哪组数据较可信？1.0.1025，0.10237精密度：精密度：多次测定值多次测定值之间相之间相符合符合的程度。的程度。绝对偏差绝对偏差相对平均偏差相对平均偏差绝对平均偏差绝对平均偏差标准偏差标准偏差2.偏差与精密度偏差与精密度精密度：多次测定值之间相符合的程度。绝对偏差相对平均偏差绝对383.准确度与精密度的关系准确度与精密度的关系误差误差系统误差系统误差较大较大，主要影响，主要影响准确度准确度。偶然误差偶然误差较大较大，主要影响，主要影响精密度精密度。问：精密度高，准确度是否一定高？问：精密度高，准确度是否一定高？3.准确度与精密度的关系误差系统误差较大，主要影响准确度。偶39精密度高精密度高准确度高准确度高精密度高精密度高准确度低准确度低精密度低精密度低准确度低准确度低精密度高，不一定准确度就高精密度高，不一定准确度就高 精密度是保证准确度的先决条件精密度是保证准确度的先决条件精密度高精密度高精密度低精密度高，不一定准确度就高40有一标样含有有一标样含有SiO2(%)标准值标准值为为61.32，让，让甲、乙两位化验员测此标样，得到如下甲、乙两位化验员测此标样，得到如下结果：结果：甲（甲（%）61.5161.5261.50乙（乙（%）61.3661.3061.33试通过计算比较两位化验员的分析结果试通过计算比较两位化验员的分析结果哪个可靠？哪个可靠？有一标样含有SiO2(%)标准值为61.32，让甲、乙两位化41解：解：乙的数据可靠乙的数据可靠解：乙的数据可靠421.高的精密度不一定能保证高的准确度，高的精密度不一定能保证高的准确度，只有在消除或减免系统误差的前提下，只有在消除或减免系统误差的前提下，才能以精密度的高低衡量准确度的高才能以精密度的高低衡量准确度的高低。低。2.精密度是保证准确度的先决条件，精精密度是保证准确度的先决条件，精密度差，所测结果不可靠，就失去了密度差，所测结果不可靠，就失去了衡量准确度的前提。衡量准确度的前提。结论：结论：结论：433.3 有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则10.731.有效数字有效数字定义：实际能测量的数字。定义：实际能测量的数字。(包括包括准确数字准确数字和最后一位和最后一位可疑数字可疑数字)例例:滴定管的读数为：滴定管的读数为：误差误差+1实际体积：实际体积：10.7210.74可疑数字可疑数字3.3 有效数字及其运算规则10.731.有效数字定义：44 记录数据和分析结果应保留的记录数据和分析结果应保留的有有效数字位数，由测定方法和所用仪器效数字位数，由测定方法和所用仪器的准确度来决定的准确度来决定仪器仪器有效数字有效数字位数位数分析天平分析天平13.1291克克台称台称13.13克克滴定管滴定管13.50ml100ml容量瓶容量瓶100.0ml6444 记录数据和分析结果应保留的有效数字位数，由测定方法和452.判断判断有效数字有效数字位数的规则：位数的规则：1）.从从非零非零的第一个数字数起。的第一个数字数起。2）.pH、lg、pK等对数值，其有效数等对数值，其有效数字的位数仅取决于字的位数仅取决于小数部分小数部分数字的位数数字的位数.3）.第一位数字第一位数字8，有效数字的位数，有效数字的位数应多算一位。例：应多算一位。例：9.48ml可认为是可认为是四位四位有效数字。有效数字。2.判断有效数字位数的规则：1）.从非零的第一个数字数起。464200ml，4.2*103ml，4.20*103ml有效数字位数是否相同？有效数字位数是否相同？科学计数法：科学计数法：一位整数，若干位小数，一位整数，若干位小数，10的幂次的幂次两位两位三位三位4200ml，4.2*103ml，4.20*103ml有效数47注意：注意：物质物质称量瓶称量瓶Na2CO3H2C2O4称量纸称量纸质量（质量（g）10.14302.10450.21040.0120有效数字有效数字65432.变换单位变换单位时，有效数字的位数不变。时，有效数字的位数不变。10.00ml 0.01000L(1.00010-2)10.5 L 1.05104 ml1.“0”的意义的意义：注意：物质称量瓶Na2CO3H2C2O4称量纸质量（g）10483.有效数字的运算法则：有效数字的运算法则：加减法：以加减法：以小数点后位数最少小数点后位数最少的为准的为准。例：例：14.23+8.145+120.4=14.238.145120.4+142.775142.8？先计算，后修约先计算，后修约3.有效数字的运算法则：加减法：以小数点后位数最少的为准49修约规则：四舍六入五留双修约规则：四舍六入五留双(5后没数字后没数字)四舍五入四舍五入(5后有数字后有数字)0.51160.252610.22150.4例：修约为四位有效数字例：修约为四位有效数字0.511640.2525610.2150150.45010.085210.09修约规则：四舍六入五留双(5后没数字)四舍五入(5后有数字)50.乘除法乘除法:以以有效数字位数最少有效数字位数最少的为准。的为准。(0.03255.10360.06)139.8=0.0712503630.0713.乘除法:以有效数字位数最少的为准。(0.03255.151例：例：C(HCl)=2m(Na2CO3)V(HCl)M(Na2CO3)=20.065479.2110-3106.0=0.1341在乘除法时，以在乘除法时，以8或或9开头的有效数字可开头的有效数字可看多一位。看多一位。例：C(HCl)=2m(Na2CO3)V(HCl)M(Na52总结总结1.标准溶液的配制和标定标准溶液的配制和标定2.酸碱指示剂酸碱指示剂3.滴定曲线和指示剂的选择滴定曲线和指示剂的选择4.滴定分析的误差和有效数字滴定分析的误差和有效数字5.滴定分析的计算滴定分析的计算总结1.标准溶液的配制和标定53要求要求1.滴定的原理是什么？滴定的原理是什么？2.如何选择指示剂？如何选择指示剂？3.分析过程中一般存在什么误差？分析过程中一般存在什么误差？4.如何衡量分析结果的准确度和精密度？如何衡量分析结果的准确度和精密度？5.如何表达实验结果？如何表达实验结果？要求滴定的原理是什么？54滴定分析法课件55