1.4滴定分析法概述 标准溶液的浓度通常用物质的量浓度表示。 物质B的物质的量浓度,是指溶液中所含溶质E的物质的量东以溶液的伓 积,用符与c表示 (]8) 式中ns表示溶液牛质b的物质的量,其甲位为rul或mmo.;!为溶液的体 积,单位可以为m3,dm等,在分析化学中,最常用的体积单位为L(升)或ml 浓度(1的肯用单位为n小l 例如,每升溶液中含0.2 mol NOH,其浓度表示为cMH=0.2mol·L1,或 者记为c(NOH):02m),x如:c、n0,=01mlL1,即为每升溶液中 由于物质的量n:!液取」基本单兀的选,因此,表示物质的量浓度 盯,必须指明基本单元、如某硫酸溶液的浓度,由于选择不同的基本单元,其摩 尔质量就不同,浓度亦不相同 c(H2S0,)=(1 rolL-t H2S()4}=0.2moi·L (2H2S)4)=0.05rolL 日t得岀 c、B):}1)=2c(2H) 其涯式为 (3)-=2(3) (19) 公单八时掙、是以化字反的汴甘关系为依据的。如反应 52G+2nO)+:5H一10xC2↑+2Mn2++8H2O 于C:O)2Mn(,上KMnO4星本的元选择为KMnO4,H1C2O4 则力}H2C2O2。 在生产单位的何行分5咔,为了仁计算常用酒定度表示标准溶液的浓度 物质的衹岁且,、称为“ξ分子泠或“体貫鄄尔浓度(ⅵ)”,按照“国际单位剞(SI)”及“中 华人民共和因法筵计谯饮蠼定,应片物的蟊浓度,简称皱壁
20 第1章定量分析化学概论 滴定度是指每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量(克或毫克)或质量分数 例如,若每毫升K2Cn2溶液恰好能与0.005000gFe2+反应,则可表示为 TeK2=0.00500g如果在滴定中消耗该K2C2O标准溶液21.0 mL,则被滴定溶液中铁的质量为 me=0.005000g:mL1×21.50mL=0.1075 滴定度与物质的量浓度可以换算,上例中K2Cr2O1的物质的量浓度为 T×103mL =0.01492molL1 Ms×6 2.滴定剂与被滴物质之间的计量关系 设滴定剂T与被滴物质B有下列反应 T+hB=cC+dD 则被滴物质的物质的量n与滴定剂的物质的量n1之间的关系,可以通过两种 方式求得。 a.根据滴定反应中T与B的化学计量数比③求出由反应式可知,被滴 物质的物质的量ns与滴定剂的物质的量n1之间有下列关系 R=nr或nr=nP (1-10) 则力或称为化学计量数比。 例如在酸性溶液中,用H2C2O4作为基准物质标定KMnO4溶液的浓度时 滴定反应为 2MnO4+5C2O+16I2M1n2++1002+8H2O 即可得出 H CO b根据等物质的量规则计算上例中,根据反应式,选择KMnO4的基本单 元为KMnO4,H2C2O4的基本单元为H12C2O4e由等物质的量规则可得 KMnO H,CoO ①“化学计量数比”也被称为“尔H
1.4滴定分析法概述 21 5n(KMn(4)=2n(H2C2O4 同样可得出 n(KMnO4)=2 n(I2,C2O4 在置换滴定法和间接滴定法中,涉及到两个以上的反应,此时应从总的反应 屮找出实际参加反应的物质的量之间的关系。例如在酸性溶液中以K2C2O7为 基准物质,标定N2S2O3溶液的浓度时,其中包括了两个反应:首先是在酸性溶 液中K2Cr2O与过量的K反应析出I2 Cn2G+6+14H=2Cr3+3l2+7H2O (反应1) 然后用Na2S2O3溶液滴定析出的l2 ,+ 2S,O"w2I"+S,O (反应2) 在反应(1)中,1被K2(r2O7氧化为12,但在反应(2)中,12又被Na2S2O3还原为 I。因此,实际上总反应相当于K2Cr2O氧化了Na2SO。将反应(2)的系数乘 以3,冉与反应(1)合并,得到K2Cr2O与Na2S2O2在反应中的计量数为 (Na SO3)=6n(K,Cr?O 若按等物质的量规则计算,确定Na2S2O3作为基本单元,则K2Cr2O1的基本单元 为K2CrO。故 K Cr20,=6n(K2 Cr20) 又如:以KMnO4间接法测定Ca2+,先将Ca2+沉淀为CaC2O4,过滤,洗涤 后,将纯净的CaC2O4沉淀溶解于酸中,再以KMnO4标准溶液滴定生成的 H2C2O40反应式为: 2MnO4 5C2 6H=2Mn2++10CO2↑+8HO 由反应式可得出,Ca2+与C2O2反应的化学计量数比为1;KMnO4与HC2O4 反应的化学计量数比为5,因此可得到 5 n(KMnO4) 3.标准溶液浓度的计算 a.直接配制法设基准物质B的摩尔质量为MB(g·mol),质鬟为
22 第1章定量分析化学概论 mB(g),则物质B的物质的量为 (1-11) 若将其配制成体积为VB(L)的标准溶液,它的浓度为 b.标定法设以浓度为c1(molL1)的标准溶液滴定体积为vB(mL)的 物质B的溶液。若在化学计量点时,用去标准溶液的体积为Vr(mL),则滴定 剂和物质E的物质的量分别为 nt"c V (1-12a) 设滴定反应的化学计量数比为,由(1·10)式得: b nB-nT (1-13) 将(1-12a)及(1-12h)式代入(1…13)式得出 ( 荇已知c;,Vr及VB,则可求出cp b (1-13b) 若已知物质B的摩尔质量为MB,则可由(1-11),(1-12b)和(1-13a),求出物 质B的质量 mBEnBMBCTVTM (1-14a) 若以基准物质标定标准溶液,没所称基准物质的质量为mr,其摩尔质量为Mr 则计算公式为 77 4.待测组分含量的计算 设试样的质量为m、(g),测得其中待测组分B的质量为m(g),则待测组 分在试样中的质量分数vB为
14滴定分析法概述 Wg=mg/m. (1-15) 将(4-14a)式代入上式,得到 CTVIM 在进行滴定分析计算时应注意,滴定体积Vr一般以mL为单位,而浓度cr的 单位为no·L.1.医此必须将Vr的单位由mL换算为L,即乘以10-3 前面已经介绍,若用百分数表示质量分数,则将质量分数乘以100%即可 5.滴定分折计算示例 例!准确称取准物质KCr2O1.471g,溶解后定量转移至250,CmL容量瓶中.问 此KCr2Oh溶液的浓度为多少? 解按(·1la)计算 294.2g·mol 1.47lg294.2gmol 0.2500 0.02000mdlL-1 例2欲配制0.000no·L"的Na2CO2标准溶液500mL,问应称取基准Na2CO多少 0.1000mo·L1×0.5000L×106.0 5.300g 例3有0.1035m·L1NaOH标准溶液500mL,欲使其浓度恰好为0.1000mol L'。问需加水多少毫升? 解设应加水的体积为v(1nL),根据溶液稀释前后其溶质的物质的量相等的原则 0.1035mo.×500mL=(500mL+V)×0.1000molL1 (01035mo…1-0.1000mol·L-1)×500mL 0.1000mlL 17.5mL 例4为标定H溶液称取硼砂(NB2BO·10H2O)0.4710g,用FC1溶液滴定至化学 计量点,消耗25.20 求H1溶液的浓度。 解反应式为 Na, BO+2I[CI 1 SILOm-4H3HO3+ 2NaCH 故 mHCI2mNa, B,O,, 10H,O