化学分析知识培训材料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学分析基础知识培训,景世云,2010年12月,1,1、概述,本节重点内容,掌握滴定分析中的几个常用名词术语,1.标准溶液,2.滴定,3.化学计量点,4.指示剂,5.滴定误差,2,色谱分析基础知识培训,1、概述(P189-193),分析化学的任务和作用,分析化学的任务是鉴定物质的化学结构，化学成分及测定各成分的含量。,定性分析的任务就是确定物质由那些哪些元素、离子、有机官能团或化合物组成；定量分析任务就是测定物质中各种组分的相对含量。,严细认真，准确及时,3,色谱分析基础知识培训,分析化学的作用,a、在国民经济各部门，分析化学有巨大的实用价值。,b、在科学研究方面，分析化学是一门有力的工具科学，具有重要意义，起着眼睛的作用。,c、分析化学是环境科学、材料化学、生命科学、能源科学等专业的基础课程之一。,总之，分析化学是工农业生产的眼睛，它是研究物质组成、含量、结构等信息的一门科学。,严细认真，准确及时,4,色谱分析基础知识培训,分析方法分类（通常按照测定原理及使用仪器分类）,分析方法,化学分析与仪器分析是紧密关联，相互补充的。,严细认真，准确及时,5,滴定分析法的要求及分类,滴定分析中的几个名词术语,a、标准溶液,b、滴定,c、化学计量点,d、指示剂,e、滴定误差,严细认真，准确及时,6,滴定分析法的要求及分类,a、作为滴定用的化学反应应具备条件,反应必须按一定的反应式进行，即反应具有确定的化学计量关系；反应迅速；主反应不受共存物质的干扰；有确定计量点的方法。,b、分类,酸碱滴定法；配位滴定法；氧化还原滴定法；沉淀滴定法。,严细认真，准确及时,7,2,、,酸碱滴定法,本节重点内容,1.酸碱质子理论,2.计算溶液的PH,3.掌握缓冲溶液相关知识,4.酸碱滴定指示剂变色原理，如何选择指示剂,5.酸碱滴定曲线意义、突跃大小的影响因素,严细认真，准确及时,8,2.酸碱滴定法（P193-220）,酸碱平衡,酸碱质子理论,酸碱的定义：电离理论与质子理论是如何定义的？有何实际意义？,共轭酸碱对,什么是共轭酸碱对?什么是两性物质？,请大家判断一下下列物质哪些是酸、哪些是碱、哪些是两性物质？,NH,4,CL H,2,S NaHCO3 Na2SO4 Na2S,水的质子自递过程与K,w,的来由，有什么意义？,酸碱反应的本质,酸碱反应的本质是质子的转移，当反应达到平衡时，酸失去质子数与碱得到的质子数一定相等。,严细认真，准确及时,9,酸碱的强度,如何衡量水溶液中酸碱的强度,此处针对弱酸、弱碱而言（强酸、强碱例外），,Ka、Kb的定义？如何利用Ka、Kb数值衡量,酸碱的强度,？,共轭酸碱对的Ka、 Kb的关系,以HAc-Ac,-,为例推导出Ka,Kb=K,W,严细认真，准确及时,10,溶液中H,+,的计算,分析浓度、平衡浓度、酸碱度的定义，必须区别酸溶液的浓度与酸度的关系，不能混淆。,c、酸度（PH）， PH=-,H,+,a、 分析浓度 C mol/L,b、 平衡浓度 mol/L,严细认真，准确及时,11,物料平衡、电荷平衡和质子条件,以NaAc为例简单介绍上述概念，但是必须清楚质子条件是导出H,+,计算公式的基础。,几种溶液中H,+,的计算,a、强酸、强碱溶液H,+,的计算,b、一元弱酸、弱碱溶液H,+,的计算,c、多元酸碱溶液H,+,的计算,d、两性物质溶液H,+,的计算,严细认真，准确及时,12,酸碱缓冲溶液,什么是,酸碱缓冲溶液？缓冲机理是什么？一般组成方式有几种？,缓冲溶液,的PH值计算（弱酸与其共轭碱、弱碱与其共轭酸两种情况）,缓冲容量及缓冲范围,缓冲溶液,的作用以及选择原则,严细认真，准确及时,13,滴定方法,学习酸碱滴定法，必须了解滴定过程中PH的变化曲线，特别是计量点附近的突变，以便选择指示剂。,指示剂变色原理；指示剂变色范围；变色点PT。,什么是混合指示剂？,利用颜色互补作用，使颜色变化更加敏锐。,严细认真，准确及时,14,几种酸碱滴定曲线以及指示剂的选择,简单计算绘制以下几种滴定曲线,a、强碱滴定强酸（强酸滴定强碱）,b、强碱滴定弱酸,c、强酸滴定弱碱,d、,多元酸(碱)的滴定曲线,严细认真，准确及时,15,a、,0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL 0.100molL-1的HCl,0.0 2,严细认真，准确及时,16,滴定曲线,NaOH加入量,0,2,4,6,8,10,12,14,0,10,20,30,40,pH,严细认真，准确及时,17,不同浓度NaOH溶液滴定不同浓度HCl溶液的滴定曲线,0,2,4,6,8,10,12,14,0,10,20,30,40,pH,NaOH加入量,红1.0molL,-1,橙0.10 molL,-,蓝 0.010molL,-1,严细认真，准确及时,18,b、强碱滴定弱酸（,NaOH溶液滴定HAC等 弱酸）,(I),Ka=10,-3,Ka=10,-5,Ka=10,-7,Ka=10,-9,HAc滴定曲线,严细认真，准确及时,H2CO3滴定曲线,19,c、,强酸滴定多元碱,（,HCl,滴定Na2CO3的滴定曲线,）,酚酞,甲基橙,严细认真，准确及时,20,思考一下！,酸碱滴定中标准溶液及被滴定的物质的浓度是否是越大越好？指示剂用量呢？,严细认真，准确及时,21,3,、,配位,滴定法,本节重点内容,有关特性及其在,配位,滴定中的应用,2.配位化合物的稳定常数和条件稳定常数,3.,配位,滴定是否可以,准确滴定的判别,4.金属指示剂变色原理，如何选择指示剂,5.,配位,滴定曲线突跃大小的影响因素,6.如何提高,配位,滴定的选择性,严细认真，准确及时,22,3、配位滴定法(P225-245),方法简介,配位滴定反应的要求，无机配合物一般不能用于滴定分析。因此，配位滴定仅限于有机配位滴定，具体而言采用EDTA。,配位滴定对反应的要求（配位化合物稳定、络合比固定、反应迅速）。,严细认真，准确及时,23,3.2 EDTA及其应用,性质 EDTA微溶于水，常用其二钠盐配制溶液，在水溶液中相当于6元酸，存在7种分布形态。,严细认真，准确及时,24,3.2.3 EDTA与金属离子配合的特点,a、和绝大多数金属离子生成配合物,b、配合物的颜色取决于金属离子的颜色,c、所有配合物易溶于水,d、配合比较固定1:1,配位平衡,稳定常数,衡量配位化合物稳定性指标。,严细认真，准确及时,25,酸效应及酸效应系数,由于溶液中H,+,影响，使EDTA与离子配合的能力下降。配合能力影响程度可以用酸效应系数来衡量。,条件稳定常数,滴定过程中溶液实际环境必然影响配位化合物的稳定性。,Y(H)=,1+,1H+ +6H6,严细认真，准确及时,26,准确滴定的判别,配位滴定中准确滴定的判别可以采用假设被测定金属离子浓度、条件稳定常数及误差来推导。,假设 M=2C，用浓度为2C的EDTA溶液滴定M，推导出准确滴定的条件为：,C,K,MY,10,6,如果C=0.01mol/L,那么,即K,MY,10,8,K,MY,8,严细认真，准确及时,27,林旁曲线（各种金属离子单独滴定的允许酸度）,严细认真，准确及时,28,滴定方法,金属指示剂,变色原理；金属指示剂应具备的条件；指示剂的封闭；指示剂的僵化。,几种常用指示剂（XO EBT NN）,严细认真，准确及时,29,滴定曲线,可以利用滴定曲线来选择指示剂，但是有时因缺少指示剂的平衡常数，无法计算，多数情况下采用实验方法来选指示剂。,严细认真，准确及时,30,化学计量点是金属离子浓度的计算,变色点时，根据指示剂来计算,根据滴定计量点的平衡计算,两者接近程度决定着误差的大小,严细认真，准确及时,31,提高配位滴定的选择性,通过调整滴定条件提高选择性,（1）控制酸度,通过调整溶液酸度，达到不同离子分步滴定的目的,（2）利用掩蔽解蔽,通过加入掩蔽剂、沉淀剂等将干扰离子先络合起来或产生沉淀，不干扰被测离子的测定，然后视情况加入解蔽剂后再对干扰离子进行分析。,严细认真，准确及时,32,练习题：,1、已知KZnY=16.50,PH=2时的酸效应系数是aY、PH=5时的酸效应系数是aY=6.45,请问是否可以在上述条件下用的EDTA滴定的Zn2+？,2、现有浓度为的Zn2+和Ca2+混合溶液，在时，能否用的EDTA准确滴定其中的Zn2+？（KZnY，KCaY，aY,）,试一试,严细认真，准确及时,33,4,、,氧化还原,滴定法,本节重点内容,1.氧化还原反应的实质,2.了解电极电位、能斯特方程、标准电极电位及条件电位,3.,KMnO,4,K,2,Cr,2,O,7,法的优缺点,4.碘量法的的误差来源,5.如何判断氧化还原反应的方向,6.氧化还原反应速度的影响因素,严细认真，准确及时,34,4、氧化还原滴定法（P248-266）,简介,氧化还原滴定法以氧化还原反应为基础的滴定方法。操作步骤与酸碱滴定相似，但原理上有本质的不同，酸碱滴定是一个质子传递的过程，反应迅速，而氧化还原反应是电子的转移，反应复杂，反应速度甚至反应方向都会受到外界条件的影响。,严细认真，准确及时,35,氧化还原反应的平衡,什么是氧化剂、还原剂、电极电位（标准电位、条件电位）？,氧化还原反应的方向和速度,如何判断氧化还原反应的方向；氧化还原反应的方向的影响因素；氧化还原反应的速度影响因素有哪些？,严细认真，准确及时,36,滴定方法,滴定曲线,(以,4+,滴定,2+,为例),Ce,4+,加入量%,0,0.4,1.2,1.4,0,50,100,150,200,电位,严细认真，准确及时,37,氧化还原指示剂,a、自身指示剂,b、专属指示剂（淀粉的使用）,c、氧化还原指示剂（变色范围）,三种方法,a、 KMnO,4,法 (为什么用HNO,3,酸化？标定时注意事项),b、K,2,Cr,2,O,7,法（与KMnO,4,相比有优点，但必须另选指示剂）,c、I,2,法（误差来源；滴定过程中的注意事项）,严细认真，准确及时,38,练习题：,称取草酸钠试样克，需用浓度为 的KMnO4溶液才能反应完全，求草酸钠试样的纯度？,试一试,严细认真，准确及时,39,5,、,沉淀,滴定法,本节重点内容,1.溶度积原理，溶度积和溶解度的换算,2.了解三种,沉淀,滴定,法的方法原理,3.分级沉淀及沉淀的转化,严细认真，准确及时,40,5、,沉淀滴定法（P268-278）,方法简介,什么是沉淀滴定法？对沉淀反应有何要求？,目前仅限于银量法。主要测定卤素化合物。按照指示剂不同，可以分为三种，即莫尔法、佛尔哈德法、法扬司法。,严细认真，准确及时,41,沉淀的溶解平衡,溶度积原理,沉淀的溶解平衡是一个动态平衡，此时溶液中溶解速度和沉淀速度相等。而且溶液中相关离子浓度的乘积为一常数，即溶度积常数Ksp(与温度有关)。,溶度积与溶解度的换算,什么是分级沉淀,沉淀的转化条件,严细认真，准确及时,42,莫尔法,方法原理,以K2CrO4为指示剂，AgNO3为滴定剂，直接测定Cl,-,Br,-,测定条件,溶液酸度,指示剂用量,测定过程中应剧烈摇动,分析对象,直接分析Cl,-,Br,-,，不能分析I,-,SCN,-,干扰离子,能与CrO4,2-,Ag,+,反应的离子产生干扰,严细认真，准确及时,43,佛尔哈德法,以铁铵矾为指示剂，NH,4,SCN的银量法。,直接滴定法（测定,Ag,+,）,返滴定法,加入定量过量的,AgNO3，然后,返滴定,Ag,+,测定,Br,-,I,-,SCN,-,Cl,-,，但分析I,-,时应先在加入AgNO3后加入指示剂 ，分析Cl,-,时要注意防止AgCl的转化。,严细认真，准确及时,44,法扬司法,方法原理,以AgNO3 滴定Cl,-,用荧光黄指示剂为例，说明指示剂变色过程。,指示剂的选择,不同指示剂的吸附能力不同，滴定时应应选择沉淀对指示剂吸附能力稍小于对被测离子吸附能力的指示剂。比如测定Cl,-,用荧光黄而,不能用曙红。,严细认真，准确及时,45,练习题：,已知CaF2的溶度积常数为2.710,-11,，请问CaF2在水溶液中的溶解度是多少？,滴定分析计算与数据处理培训材料（2）.ppt,试一试,严细认真，准确及时,46,