文档介绍:常见容量分析方法及其应用
(一)酸碱滴定法
1、 酸碱滴定法基础原理
酸碱滴定法是以酸碱反应为基础滴定分析方法。 其中, mol·L-1HCl和NaOH溶液。
盐酸是由基准物碳酸钠标定, 碳酸钠量是由称量而来, 标定反应为:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
NaOH是用称得邻苯二甲酸氢钾标定, 反应是:
COOH
COOK
+ NaOH =
COONa
COOK
+ H2O
在酸碱滴定中, 最关键是选择最适宜指示剂来指示滴定终点。 为此, 必需了解滴定过程中溶液pH改变情况, 尤其是化学计量点前后一定正确度范围内(%)溶液pH改变情况。 下面经过实例来说明滴定原理, 并说明滴定曲线。
2、 酸碱滴定法应用
(1)双指示剂测烧碱NaOH, Na2CO3含量
正确称取一定量试样加水溶解, 先以酚酞为指示剂, 用已知浓度盐酸标准溶液滴定至红色刚消去, 记下盐酸体积为V1(mL)设其浓度为c。 这时NaOH被全部中和, 而NaCO3则被中和到NaHCO3。 然后再加入甲基橙, 继续用盐酸滴定至溶液由黄色变为橙色, 这一滴定过程用盐酸体积为V2(mL)。 由酸碱反应知, 把Na2CO3滴定到NaHCO3和NaHCO3滴定到NaCl消耗盐酸量是相等。 g·mol-1, g·mol-1, 则有:
Na2CO3(%)=
NaOH(%)=
(2)双指示剂测纯碱中Na2CO3和NaHCO3含量
用酚酞作指示剂, 把Na2CO3滴定到NaHCO3, 所用盐酸体积为V1, 再用甲基橙作指示剂, 把NaHCO
3滴定到NaCl, 消耗盐酸体积为V2。 那么原样品混合物中NaHCO3消耗盐酸体积是V2 – V1。 据此可求得Na2CO3和NaHCO3含量。
(3)铵盐中氮含量测定
铵盐加浓NaOH蒸馏, 使NH转化成NH3, 再用硼酸吸收NH3。
NH3 + H3BO3 = NH+ H2BO
然后用甲基橙作指示剂, 用标准盐酸溶液滴定, H2BO到H3BO3, 溶液呈粉红色为滴定终点。 硼酸作为NH3吸收剂, 只要求过量, 把NH3全部吸收就行了, 不要求正确量。
铵盐加浓NaOH蒸馏出NH3, 也可用过量已知浓度盐酸或硫酸吸收, 再用甲基橙作指示剂用标准NaOH溶液滴定过量酸来求氮含量。
(二)络合滴定法(配位滴定法)
1、 络合滴定法基础原理
络合滴定法是以络合反应为基础滴定分析方法。 络合反应也是路易士酸碱反应, 所以, 络合滴定法和酸碱滴定法有很多相同之处。 若以乙二胺四乙酸(简称EDTA)为滴定剂, 大多数金属离子M和Y形成1︰1型络合物, 可视M为酸, Y为碱, 和一元酸碱滴定类似。 不过, M有络合效应和水解效应, Y有酸效应和共存离子效应, 所以络合滴定要比酸碱滴定复杂。 酸碱滴定中, 酸Ka或碱Kb是不变, 而络合滴定MY是随滴定体系中反应条件而改变。 欲使滴定过程中基础不变, 常见酸碱缓冲溶液控制酸度。
2、 络合滴定法应用
(1)水总硬度(钙和镁离子总量)测定
取一定体积水样(V水), 加入氨缓冲溶液(控制pH=10)和铬黑T指示剂, 用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色, 即达终点。 记下所用EDTA标准溶液体积(VEDTA)。 照下式计算水硬度:
硬度(m mol·L-1)=
注意: 水中Fe3+、 Al3+、 Mn2+、 Cu2+、 Pb2+ 等离子量略大时会发生干扰, 需加掩蔽剂。
(2)石灰石中钙和镁测定
试样经酸溶解, 在pH=10时, 直接滴定溶液中钙和镁离子总量[方法同(1)]。 在pH>, 镁离子生成氢氧化物沉淀, 可单独滴定钙离子。 方法以下:
取一定体积试样, 加适量掩蔽剂(5%酒石酸钾钠和1:2三乙醇胺溶液), 加20%NaOH溶液, 控制pH>, 再加一定量铜试剂。 摇匀后, 加入钙指示剂, 用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变为纯蓝色, 即达终点。 记下所用EDTA标准溶液体积。 计算试样中含CaO质量分数。
(3)铝盐中铝测定
铝离子和EDTA络合速率甚慢, 故不能直接滴定。 测定时全部是在pH =3条件下, 加入过量EDTA, 使铝离子完全络合, 此时其它金属离子(如铁等)也络合。 再调整pH = 5~6, 用铜盐(或锌盐)标准溶液返滴过量EDTA。 然后利用氟离子能和铝离子生成更稳定络合物这一性质, 加入氟化铵, 置换出和铝络合EDTA, 再用铜盐标准溶液滴定。