文档介绍:化学竞赛课件分析化学一般概念容量分析
第一部分 误差和分析数据的处理
误差和其产生原因
一、误差的表征——准确度和精密度
准确度:所得结果与真实值接近的程度。
精密度:平行多次测定结果相互接近的程度——测定结果各种酸性或碱性物质如NH3, HAc等;
在酸碱滴定过程中,溶液的H+在不断变化;
计量点前后溶液的pH值变化(即滴定突跃范围)是我们选择酸碱指示剂的依据
一、酸碱指示剂
酸碱指示剂(acid-base indicator)一般是弱的有机酸或有机碱,它的酸式和共轭碱式具有明显不同的颜色,当溶液的pH改变时,指示剂失去质子由酸式转变为碱式,或得到质子由碱式转化为酸式。由于其酸碱式结构不同,因而颜色发生变化。
pH=pKa±1
指示剂的变色范围落在滴定的突跃范围之内或一部分落在滴定的突跃范围之内。
二、滴定过程中溶液的pH的变化——滴定曲线
1.一元强酸(碱)的滴定
滴定
突跃范围:
指示剂:酚酞
终点颜色:无色→微红
浓度的大小对滴定突跃范围大小的影响:
2.一元弱酸(碱)的滴定
突跃范围:
指示剂:酚酞
终点颜色:无色→微红
判断一元弱酸(碱)直接准确滴定的依据:
CSPKa≥10-8 , CSPKb≥10-8
(ΔpH=± , TE≤±%)
3.多元弱酸(碱)的滴定
多元弱酸(碱)分步滴定的可行性条件:
(ΔpH=± , TE≤±%)
再根据相应pHspi来选择指示剂。
,即Ka1/Ka2≥105
例如:
滴定3PO4
(Ka1=×10-3 Ka2=×10-8 Ka3=×10-13)
第一计量点产物:NaH2PO4 pH= 选甲基橙为指示剂
第二计量点产物:Na2HPO4 pH= 选酚酞为指示剂
红→黄
黄→橙
二、酸碱滴定法的应用
铵盐中的含氮量的测定
1)蒸馏法
向铵盐试液中加入NaOH 并加热,将NH3蒸馏出来。用H3BO3溶液吸收释放出的NH3,然后采用甲基红与溴甲酚绿的混合指示剂,用标准盐酸溶液滴定至灰色时为终点。H3BO3的酸性极弱,它可以吸收NH3,但不影响滴定,故不需要定量加入。
也可以用标准HCl或H2SO4溶液吸收,过量的酸用NaOH标准溶液返滴,以甲基红或甲基橙为指示剂。
NH4+,Ka=×10-10
克氏定氮法(Kjeldahl)
于有机试样中加入硫酸和硫酸钾溶液进行煮解,通常还加入硒(或铜)盐作催化剂,以提高煮解效率。在煮解过程中,有机物中的氮定量转化为NH4HSO4或(NH4)2SO4,然后于上述煮解液中加入浓NaOH至呈强碱性,析出的NH3随水蒸气蒸馏出来,将其导入过量的标准HCl溶液中,最后以标准NaOH溶液返滴定多余的HCl。根据消耗HCl的量,计算氮的质量分数。在上述操作中,也可用饱和硼酸溶液吸收蒸馏出来的氮,然后用标准HCl溶液滴定。
Ka=×10-10
多元醇
(甘油,甘露醇)
络合酸
Ka≈10-6
用碱滴定,指示剂酚酞
弱酸强化
2)甲醛法
甲醛与铵盐作用,生成等物质量的酸(质子化的六亚甲基四胺和H+)
以酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液滴定。
Ka=×10-6
例题: 称取含Na3PO4-Na2B4O7·10H2O(A)试样,溶解后,通过氢型强酸性阳离子交换树脂RH收集流出液,以甲基红为指示剂,用-1的NaOH滴定,消耗去。随后加入足量的甘露醇,以百里酚酞为指示剂,继续用NaOH滴定,耗去。求原混合试样中Na3PO4 (M=164)的百分含量和Na2B4O7·10H2O(M=381)的百分含量。为何用甲基红作指示剂?
解 Na2B4O7+5H2O=2NaH2BO3+2H3BO3
Na3PO4+3RH=+3RNa+H3PO4
NaH2BO3+RH=H3BO3+RNa
因此 1Na3PO4~1H3PO4~H2PO4-~1NaOH(甲基红变色)
Na3PO4的百分含量为(×1000)×100%=%
因为这时的产物是H3BO3,H2PO4-,其,故选用甲基红。
加入足量的甘露醇后,H3BO3生成甘油硼酸而释放出等量的H+,可被NaOH滴定。
因此1Na2B4O7~4H3BO3~4NaOH
H2PO4- +OH-=HPO42-+H2O
Na2B4O7·10H2O的百分含量为
*(*40-*30)*381/(*1000)*100%=%
第四部分 氧化还原滴定法