(4)各种常数取值一般为两至三位。 第4章滴定分析法引论(4学时) 教学目的和要求 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 讲授内容提要: 1.滴定分析法概述 2.滴定分析法的分类与滴定反应条件 3.标准溶液 4.标准溶液浓度表示法 5.滴定分析结果计算 重点与难点: 重点:物质的量浓度、滴定度和标准溶液的配制和标定。 难点:对于较复杂涉及多步反应的滴定分析,确定计量关系进行计算。 解决方法 1.发布课前预习思考题 2.通过播放分析化学精品课程网上的实验录像以及通过案例分析加以解决。 教学方法:讲授法、类比法、分析法 52页思考题:4-12,4-15,4-16 问题思考: 1.滴定分析法定义?分类?特点? 2.对滴定分析的要求? 3.标准溶液?配制方法?浓度表示方法? 4.滴定分析结果的计算方法? 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 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 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=2H20 (质子传递)H3O+A'=HA+H2O 配位滴定法以配位反应为基础的一种滴定分析方法 (产物为配合物
21 （4） 各种常数取值一般为两至三位。 第 4 章 滴定分析法引论（4 学时） 教学目的和要求： 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。 讲授内容提要： 1. 滴定分析法概述 2. 滴定分析法的分类与滴定反应条件 3. 标准溶液 4. 标准溶液浓度表示法 5. 滴定分析结果计算 重点与难点： 重点：物质的量浓度、滴定度和标准溶液的配制和标定。 难点：对于较复杂涉及多步反应的滴定分析，确定计量关系进行计算。 解决方法： 1. 发布课前预习思考题； 2. 通过播放分析化学精品课程网上的实验录像以及通过案例分析加以解决。 教学方法：讲授法、类比法、分析法。 作业安排： 52 页 思考题：4-12，4-15，4-16 问题思考： 1. 滴定分析法定义？分类？特点？ 2. 对滴定分析的要求？ 3. 标准溶液？配制方法？浓度表示方法？ 4. 滴定分析结果的计算方法？ 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- (产物为配合物
Ag 2CN=[Ag(CNhI 或配合离子) 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 Cr,O,+6 Fe-+ 14H=2Cr+6 Fe+7H2O l2+2S2O32=2I+S032 4.沉淀滴定法——以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法 Ag++Cr=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(>999%) 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 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 如固体CaCO3的测定,可先加入过量的HCl标准溶液,待反应完成后,用NaOH标准溶液滴定剩余 的HCl。 如AP”测定:EDTA与AP反应慢,先加入过量的EDTA与A3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 S20O3+C2O→SO/SO2(有副反应) 先置换:Cr2O2+3l2+14H→2Cr+6r+7HO 再滴定 2SO32+l2 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 例:NHC1、(NH)SO4等铵盐,KNH=5×1010,理解常数较小,不能与碱定量反应 4NH4++6HCHO→(CH2kN4H+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。 例:Ca2+不能直接用氧化还原法滴定,但若将Ca+沉淀为CaC2O4,过滤并洗净后溶解于硫酸中,再用 KMnO4标准溶液滴定与Ca2+结合的C2O42-,从而可以间接测定Ca2+的含量 五.标准溶液和基准物质 (一)定义:标准溶液( standard solution)是具有准确浓度的试剂溶液,在滴定分析中常做滴定剂。 基准物质( primary standard)是用于直接配制标准溶液或标定标准溶液浓度的物质 基准物质必须符合以下要求 (1)物质的组成和化学式应完全符合。若含结晶水,如草酸H2C2O42H2O等,其结晶水的含量也 应与化学式完全相符 (2)物质必须具有足够的纯度,即主要成分含量在999%以上,所含杂质不影响滴定反应的准确度 (3)试剂在一般情况下应该很稳定 (4)最好具有较大摩尔质量,以减小称量误差: (二)标准溶液的配制
22 Ag+ + 2CN- = [Ag(CN)2] - 或配合离子) 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 Cr2O7 2- + 6 Fe2++ 14H+ =2Cr3++ 6 Fe3++7H2O I2 + 2S2O3 2- = 2I- + S4O6 2- 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。 如固体 CaCO3 的测定，可先加入过量的 HCl 标准溶液，待反应完成后，用 NaOH 标准溶液滴定剩余 的 HCl。 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： S2O3 2- + Cr2O7 2- → S4O6 2-/SO4 2- （有副反应） 先置换： Cr2O7 2- + 3I2 +14H+ →2Cr3++ 6 I- +7 H2O 再滴定： 2S2O3 2- + I2 → S4O6 2- + 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。 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。 例：Ca2+不能直接用氧化还原法滴定，但若将 Ca2+ 沉淀为 CaC2O4，过滤并洗净后溶解于硫酸中，再用 KMnO4 标准溶液滴定与 Ca2+ 结合的 C2O42- ，从而可以间接测定 Ca2+ 的含量。 五. 标准溶液和基准物质 （一）定义：标准溶液（standard solution）是具有准确浓度的试剂溶液，在滴定分析中常做滴定剂。 基准物质（primary standard）是用于直接配制标准溶液或标定标准溶液浓度的物质。 基准物质必须符合以下要求： （1）物质的组成和化学式应完全符合。若含结晶水，如草酸 H2C2O4•2H2O 等，其结晶水的含量也 应与化学式完全相符； （2）物质必须具有足够的纯度，即主要成分含量在 99.9%以上，所含杂质不影响滴定反应的准确度； （3）试剂在一般情况下应该很稳定； （4）最好具有较大摩尔质量，以减小称量误差； （二）标准溶液的配制
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。例如,称取49030g基准物质,置 于烧杯中,用水溶解后,转移到L容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,即得001667mol·L-1K2CrO7 溶液 (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。例如,欲配制0.lmol4L-1NaOH 标准溶液,先配成大约为0.1mol·L-1NaOH的溶液,然后准确称取一定量的邻苯二甲酸氢钾,用该NaOH 溶液滴定,根据两者完全作用时NaOH溶液的用量和邻苯二甲酸氢钾的质量,即可计算出NaOH溶液的准 确浓度,或者用已知准确浓度的HC1标准溶液进行标定,这样便可求得NaOH溶液的准确浓度。 (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:以符号c表示即cB=∵n=mn∴cn=nmn (2)滴定度T:滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量,用T喻表示。滴定度的单位为 gmL。例如,用来测定铁含量的KMO标准溶液,其浓度可用TeMo.表示。若TeMo=0005682gmL, 即表示1 mL KMnO标准溶液相当于0005682g铁,也就是说,1mL的KMnO4标准溶液能把0005682gFe2 氧化成Fe。如上例中,如果已知滴定中消耗KMnO标准溶液的体积为V,则被测定铁的质量m=mV (3)物质的量浓度和滴定度换算关系 对于一个化学反应: aA+bb=cctlD A为被测组分,B为标准溶液,若以V为反应完成时标准溶液消耗的体积(mL),mA和M分别代表物质A的 质量(g)和摩尔质量。当反应达到计量点时: 10006 a 移项得 V1000b 由滴定度定义TA=m∥得到T,=a.cMA
23 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。例如，称取 4.903 0g 基准物质，置 于烧杯中，用水溶解后，转移到 1L 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即得 0.016 67 mol·L-1K2Cr2O7 溶液。 （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。例如，欲配制 0.1mol·L-1 NaOH 标准溶液，先配成大约为 0.1 mol·L-1 NaOH 的溶液，然后准确称取一定量的邻苯二甲酸氢钾，用该 NaOH 溶液滴定，根据两者完全作用时 NaOH 溶液的用量和邻苯二甲酸氢钾的质量，即可计算出 NaOH 溶液的准 确浓度，或者用已知准确浓度的 HCl 标准溶液进行标定，这样便可求得 NaOH 溶液的准确浓度。 （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：以符号 cB表示即 VB n c B B = ∵ B B B M m n = ∴ B B B B V M m c = （2）滴定度T：滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量，用T被测物/滴定剂表示。滴定度的单位为 g/mL。例如，用来测定铁含量的KMnO4标准溶液，其浓度可用 F 4 T e/KMnO 表示。若 F 4 T e/KMnO =0.005 682 g/mL, 即表示1mL KMnO4标准溶液相当于0.005 682g铁，也就是说，1mL的KMnO4 标准溶液能把0.005 682gFe2+ 氧化成Fe3+。如上例中，如果已知滴定中消耗KMnO4标准溶液的体积为V，则被测定铁的质量mFe=TV。 （3）物质的量浓度和滴定度换算关系： 对于一个化学反应： a A + bB = cC+ d D A为被测组分，B为标准溶液，若以VB为反应完成时标准溶液消耗的体积(mL)，mA和MA分别代表物质A的 质量（g）和摩尔质量。当反应达到计量点时： a M m b c V A A 1000 B B = 移项得 b ac M V m 1000 B A B A = 由滴定度定义TA/B=mA/VB得到 1000 B A A/B c M b a T = ×
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=ab→ (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 a b 2 (2)求待测组分的质量mA a 1000 cn·V。,M。×10-3(体积V以mL为单位时) (3)求试样中待测组分的质量分数oA 。·M 用于下列计算 例1.有一KOH溶液,24.59mL能中和草酸(H2C2O4·2H2O)0.3000g。求该KOH溶液的浓 此滴定的反应为 H, C2O +20H=C2 O+2H,O OH = 2n Hco,2H.O H2C2O→2H2O的摩 126.lmol·L1 COns nKo.2mhso2NsMs2okon126lg/mol×24.59×10°L 2m1g912H19= 2×0.3000g 0.1935mol/L 第5章酸碱滴定法(12学时) 教学目的和要求
24 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 ® b a n n B A = (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 A A B VB c b a c ×V = × × \ B A B A c V V b a c = × × (2) （2）求待测组分的质量 mA A n B b a n = × ® 1000 1 = × B = × B × B ´ A A c V b a n b a M m (3) 3 10 - A = × c B × V B × M B ´ b a m （体积 V 以 mL 为单位时） （3）求试样中待测组分的质量分数wA 3 ( 10 - ´ × × × = = S B B A S A A m c V M b a m m 试样） w (4) 应用于下列计算： 例 1. 有一 KOH 溶液，24.59mL 能中和草酸（H2C2O4•2H2O）0.300 0g。求该 KOH 溶液的浓度。 解:此滴定的反应为 H C O 2OH C O 2H 2O 2- 2 4 - 2 2 4 + = + nKOH = 2n H2C2O4 ×2H2O H2C2O4•2H2O 的摩尔质量为 126.1mol·L -1 0 1935mol L 126.1g mol 24 59 10 L 2 2 2 0 3000g 3 H C O 2H O KOH H C O 2H O KOH H C O 2H O KOH KOH KOH 2 2 4 2 2 2 4 2 2 2 4 2 . / / . . M V m V n V n c = ´ ´ ´ = × = = = - × × × 第 5 章 酸碱滴定法（12 学时） 教学目的和要求：
1.理解和掌握酸碱质子理论和水溶液中氢离子浓度的计算方法 2.了解水溶液中的酸碱平衡: 3.初步掌握缓冲溶液和酸碱指示剂 4.理解并掌握酸碱滴定法的基本原理 5.掌握酸碱滴定法的应用及计算实例 讲投内容提要 1.酸碱平衡的理论基础 2.不同pH溶液中酸碱存在形式的分布情况一分布曲线 3.酸碱溶液pH的计算 4.酸碱滴定终点的指示方法 5.一元酸碱的滴定 6.多元酸、混合酸和多元碱的滴定 7.酸碱滴定法的应用示例 8.酸碱标准溶液的配制和标定 9.酸碱滴定法结果计算示例 10.非水溶液中的酸碱滴定 重点与难点: 重点:利用分布分数及PBE处理酸碱平衡的基本方法:各种类型酸碱溶液’的计算:影响滴定突跃 的因素,指示剂的选择:缓冲溶液的选择及缓冲范围的确定:准确滴定、分步滴定的条件:酸碱滴定法的 应用。 难点:利用PBE方程推导[H计算式时近似条件的把握 解决方法 课前预习 2.案例分析,通过分析化学精品课程网学习讨论,通过分析化学实验课加深对所学理论的理解 3.课后小结。 教学方法:讲授法、引导法、讨论法、归纳法。 作业安排 89页思考题5-2,5-4,5-5,5-14,5-17,5-24,5-26,5-31 在水溶液中,酸度及水合作明显影响化学反应最重要的因素。建立于化学反应基础上的化学分析方法 仍是目前应用十分广泛的分析方法,因而溶液中的酸碱平衡所涉及的主要问题是每一位分析工作者必须全 面掌握的 酸碱滴定法是化学定量分析中“四大滴定”之一,是我们学习化学定量分析首先学习的一种滴定分析不 法。因此,学习本章内容还有一个重要的意义在于逐渐学会滴定分析学习中的一般规律和处理问题的一般 思路及方法。 51水溶液中的酸碱平衡(2课时) 问题思考 1.配碱定义?共轭酸碱对? 2.酸碱反应的本质?酸碱强弱的判断? 3.共轭酸碱对Ka与Kb的关系? 酸碱定义及解高反应 1.酸质子理论 酸碱质了理论认为:凡是能给出质子(H)的物质就是酸,凡是能接受质子的物质就是碱。这就是按酸
25 1．理解和掌握酸碱质子理论和水溶液中氢离子浓度的计算方法； 2．了解水溶液中的酸碱平衡； 3．初步掌握缓冲溶液和酸碱指示剂； 4．理解并掌握酸碱滴定法的基本原理； 5．掌握酸碱滴定法的应用及计算实例。 讲授内容提要： 1．酸碱平衡的理论基础 2．不同 pH 溶液中酸碱存在形式的分布情况—分布曲线 3．酸碱溶液 pH 的计算 4．酸碱滴定终点的指示方法 5．一元酸碱的滴定 6．多元酸、混合酸和多元碱的滴定 7．酸碱滴定法的应用示例 8．酸碱标准溶液的配制和标定 9．酸碱滴定法结果计算示例 10．非水溶液中的酸碱滴定 重点与难点： 重点：利用分布分数及 PBE 处理酸碱平衡的基本方法；各种类型酸碱溶液[H＋ ]的计算；影响滴定突跃 的因素，指示剂的选择；缓冲溶液的选择及缓冲范围的确定；准确滴定、分步滴定的条件；酸碱滴定法的 应用。 难点：利用 PBE 方程推导[H＋ ]计算式时近似条件的把握。 解决方法： 1. 课前预习； 2. 案例分析，通过分析化学精品课程网学习讨论，通过分析化学实验课加深对所学理论的理解； 3. 课后小结。 教学方法：讲授法、引导法、讨论法、归纳法。 作业安排： 89 页 思考题 5-2，5-4，5-5，5-14，5-17，5-24，5-26，5-31 在水溶液中，酸度及水合作明显影响化学反应最重要的因素。建立于化学反应基础上的化学分析方法 仍是目前应用十分广泛的分析方法，因而溶液中的酸碱平衡所涉及的主要问题是每一位分析工作者必须全 面掌握的。 酸碱滴定法是化学定量分析中“四大滴定”之一，是我们学习化学定量分析首先学习的一种滴定分析不 法。因此，学习本章内容还有一个重要的意义在于逐渐学会滴定分析学习中的一般规律和处理问题的一般 思路及方法。 5.1 水溶液中的酸碱平衡（2 课时） 问题思考： 1. 配碱定义？共轭酸碱对？ 2. 酸碱反应的本质？酸碱强弱的判断？ 3. 共轭酸碱对 Ka 与 Kb 的关系？ 一、酸碱定义及解离反应 ⒈ 酸碱质子理论 酸碱质了理论认为：凡是能给出质子(H＋ )的物质就是酸，凡是能接受质子的物质就是碱。这就是按酸