化學實驗中滴定知識總述
滴定分析法,是化學分析法的一種,將一種已知其準確濃度的試劑溶液(稱為標準溶液)滴加到被測物質(zhì)的溶液中,直到化學反應(yīng)完全時為止,然后根據(jù)所用試劑溶液的濃度和體積可以求得被測組分的含量,這種方法稱為滴定分析法(或稱容量分析法)。
一.滴定分析概述
(一)滴定分析
1.又稱容量分析,它是根據(jù)已知準確濃度的溶液(標準溶液)和被測物質(zhì)完全作用時所消耗的體積計算被測物質(zhì)含量的方法;
2.滴定:滴定標準溶液的過程;
3.化學計量點(等當點):滴加的標準溶液與待測組分恰好反應(yīng)完全的這一點;
4.滴定終點:依據(jù)指示劑的顏色變化確定的等當點;
5.滴定誤差:滴定終點與等當點之間存在的誤差。
(二)滴定分析的基本條件
1.反應(yīng)完全:不得有副反應(yīng);
2.反應(yīng)要迅速:否則要加熱或加入催化劑;
3.必須有確定的等當點:要選用合適的指示劑;
4.不能有干擾雜質(zhì)存在:如有要設(shè)法消除。
(三)滴定分析類型(根據(jù)反應(yīng)的類型可分為四類)
1.酸堿滴定法:
建立在酸堿反應(yīng)基礎(chǔ)上的滴定分析方法
例如:滴定反應(yīng),H++OH–→H2O;
2.沉淀滴定法:建立在沉淀反應(yīng)基礎(chǔ)上的滴定分析方法
例如:銀量法:Ag++Cl-→ AgCl;
3.配位滴定法:建立在配位反應(yīng)基礎(chǔ)上的滴定分析方法
例如,EDTA滴定法:Mn2++H2Y2–→MnY+2H+
4.氧化還原滴定法:
建立在氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)上的滴定分析方法
例如:
高錳酸鉀法:MnO4–+5Fe2++8H+→Mn2++5Fe3++4H2O;
碘量法:I2+2S2O32- → S4O62-+2I–
(四)滴定分析法的分類
1.直接滴定法:用標準溶液直接滴定被測物質(zhì),是滴定分析法中最常用的基本的滴定方法。凡能滿足滴定分析要求的化學反應(yīng)都可用直接滴定法。
2.返滴定法:又稱剩余滴定法或回滴法。當反應(yīng)速度較慢或反應(yīng)物是固體時,滴定劑加入樣品后反應(yīng)無法在瞬間定量反應(yīng),可先加入一定過量的標準溶液,待反應(yīng)定量完成后用另一種標準溶液滴定剩余的標準溶液。
3.置換滴定法:對于不按確定化學計量關(guān)系反應(yīng)的物質(zhì),有時可以通過其他化學反應(yīng)間接進行滴定,即加入適當試劑與待測物質(zhì)反應(yīng),使其被定量地置換成另一種可直接滴定的物質(zhì),再用標準溶液滴定此生成物。
4.間接滴定法:對于不能和滴定劑直接起反應(yīng)的物質(zhì),有時可以通過另一種化學反應(yīng),以滴定法間接進行滴定,這種方法稱為間接滴定法。
二.玻璃容器的一般知識
(一)滴定管、移液管、容量瓶
(20℃時流出流入準確液體體積的量器)
(二)容量儀器校正
1.容量儀器的校正方法
(1)稱量一定體積的水;
(2)然后根據(jù)該溫度時水的密度;
(3)將水的質(zhì)量換算為容積。
不同溫度下水的密度都已準確地測定過,這是本校正方法的基本依據(jù)。
校正依據(jù):
不同溫度下的水的密度都已準確的測定過,例如:15℃、20℃、25℃時的密度ρ依次為:997.93、997.18、996.17g/L;
校正方法:
稱量一定體積的水(克數(shù)),然后根據(jù)該溫度時的水的密度(克/毫升),則可換算得水的容積(毫升);
校正后的容積:
是指20℃時的真實容積。實際使用時不一定也在20℃,因此要水在不同溫度換算為20℃時的溶劑增減的量,可疑進行校正。例如,15℃:+0.8mL/L;25℃:-1.0mL/L。
2.滴定管和移液管的校正
用上述方法(絕對矯正法)通過稱量、換算方法進行校正??梢苑侄涡U湔`差,并計算出分段校正值及。對比可繪制出。對此可繪制出滴定管(或移液管)容積校正曲線。
3.容量瓶的校正(絕對校正法和相對校正法)
相對校正法:是指容量瓶與移液管配套校正。例如,25mL移液管與100mL容量瓶的配套校正,并做好對應(yīng)編號和新標樣配套使用。
(三)移液管移取試液的“8字”操作要點
1高:吸取試試液至少高于刻度處;
2擦:從試液視野中取出移液管,用濾紙擦去管外試液;
3垂:管身垂直;
4靠:管尖緊靠貯液瓶口;
5切:試液彎月面與刻度相切;
6貼:管下端緊貼接受試液容器內(nèi)壁;
7垂:使管垂直;
8等:試液流完等15-30s后取出移液管。
(四)玻璃儀器的洗滌方法
如何洗滌玻璃儀器,并無嚴格的程序,通常主要根據(jù)原有污垢的性質(zhì)及程度進行,其洗滌方法通常遵循以下步驟:
1.傾盡儀器內(nèi)原有的東西:該步驟不僅有利于后續(xù)的洗滌,更可以防止意外事故的發(fā)生。例如,若儀器內(nèi)殘存的金屬鈉未完全傾盡,遇水則可能爆炸,產(chǎn)生安全事故。所以,該步驟切不可忽略。
2.用水洗:根據(jù)所用儀器的種類和規(guī)格,選擇合適的毛刷,蘸水刷洗,洗去,洗去灰塵和可溶性物質(zhì)。
3.用洗滌機洗:用毛刷蘸取洗滌劑溶液,反復刷洗,然后邊刷邊用水沖洗,當傾去水后,器壁上不掛水珠,則已洗凈。
4.進行完2、3兩步之后用純水少量分數(shù)次刷洗,洗去所沾的自來水。最少需刷洗3次。
若用上述方法仍難洗凈儀器,或不能使用毛刷刷洗的儀器,可根據(jù)污物的性質(zhì),選用適宜的洗液浸洗(鉻酸洗液、純酸洗液、堿性洗液、堿性乙醇洗液、堿性高錳酸鉀洗液等),清洗時需要注意以下問題:
(1)應(yīng)先用水、洗滌劑清洗,并將水傾盡后,再用洗液洗滌玻璃儀器。
(2)用鉻酸洗液洗滌時,可用少量的洗液浸泡刷洗,用過的洗液不能隨意亂倒,只要洗液為變成綠色,應(yīng)倒回原瓶,可下次再用。
(3)在換用洗液時,必須要除盡前一種洗液,以免相互作用,降低洗滌效果,甚至生成更難洗滌的物質(zhì)。
(4)用洗液洗滌后,還需用自來水沖洗,再用純水刷洗。
(5)使用洗液浸泡、清洗玻璃儀器時,也可以在超聲波清洗器中進行。
三.滴定分析在檢測中的應(yīng)用
1.碘量法標定甲醛標準溶液
(1)采用硫代硫酸鈉標準溶液的剩余滴定法
HCHO+I3→HCOOH+2I–
I2+2S2O32-→2I–+S4O62-
CHCHO(mg/mL)=(V1-V2)CNa2S2O3×15/20
式中:V1、V2分別為滴定空白液和剩余碘標液時,硫代硫酸鈉標準溶液所消耗的體積。
(2)硫代硫酸鈉標準溶液的標定
采用優(yōu)級純碘酸鉀直接配制標準溶液。用移液管準確移取25mL加入碘量瓶(可作水封的具塞錐形瓶)中,加入過量碘化鉀及適量鹽酸生成碘,用硫代硫酸鈉標準溶液滴定,至近終點時(淺黃色,是含少量碘的顏色)才可加入淀粉指示劑。溶液呈藍色(碘淀粉的顏色),繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去為滴定終點。
IO3-+6H++5I–→3I2+3H2O
I2+2S2O32-→S4O62-+2I–
2.酸堿滴定法測定空氣中的二氧化碳含量
用過量氫氧化鋇吸收CO2,然后用草酸標準溶液滴定至酚酞指示劑由紅色變?yōu)闊o色為終點。
CO2+Ba(OH)2→BaCO3↓+H2O
Ba(OH)2+(COOH)2→Ba(COO)2+ H2O