清华大学无机与分析化学.pptx

会计学 1 清华大学无机与分析化学 2 §2. 定量分析方法的分类及一般过程 1. 取样，2. 样品的制备，3. 干扰的消除和分离，4. 测定，5. 计算和评价分析结果 作为直接滴定法所依据的化学反应，需满足四个条件：有确定的化学计量关系，反应能定量地进行，反应速度快，有适当的方法确定终点。 依据滴加试剂的浓度和体积，及其与待测组分反应的化学计量关系，求得待测组分的含量的方法称为滴定分析法。 第1页/共28页 3 标准溶液是用来滴定的、具有准确浓度的溶液，配制方法有两种： 直接法：准确称取一定量的基准物质，溶解后定量地转移至容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。 标定法：大致按所需浓度配制溶液，然后，利用该物质与基准物质的反应来确定其准确浓度。 五. 基准物质和标准溶液 第2页/共28页 4 作为基准物质必须满足以下要求 ① 物质的组成应与其化学式完全相符； ② 物质的纯度要高，而且其纯度应易于检验； ③ 物质的性质要稳定； ④ 所参与的滴定反应能够符合要求。 常用的基准物质 酸碱滴定：邻苯二甲酸氢钾、二水合草酸及硼砂； 配位滴定：铜、锌、铅等纯金属； 沉淀滴定：氯化钠、氯化钾等； 氧化还原滴定：重铬酸钾、草酸钠、及铜、铁等。 第3页/共28页 5 例如：固体的氢氧化钠极容易吸收空气中的二氧化碳和水分，因此不能作为基准物质，不能用直接法配制氢氧化钠标准溶液，而只能采用间接法。即先粗略地配成近似于所需浓度的氢氧化钠溶液，同时准确称取一定量的邻苯二甲酸氢钾，溶解后再用氢氧化钠溶液滴定，滴定反应为： OH- + C6H4(COOH)(COO-) ＝ C6H4(COO-)2 + H2O 根据标定时所消耗的氢氧化钠溶液的准确体积和邻苯二甲酸氢钾的质量，即可间接地算出氢氧化钠溶液的准确浓度。 第4页/共28页 6 常用的溶液浓度表示方法： 1. 物质的量浓度(即体积摩尔浓度，mol/L) 2. 百分浓度(重量百分浓度，体积百分浓度，摩尔分数100%——分子数百分数) 3. 活度 物质在化学反应中起作用的“有效浓度”。是溶质的浓度与单位浓度之比。 4. 滴定度 与一毫升滴定液相对应的待测物质的质量。以 T待测物/滴定剂来表示，单位是 g/mL 或 mg/mL。 第5页/共28页 7 Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 第6页/共28页 8 第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法 §1. 酸碱理论 §2. 酸、碱溶液中 [H+] 的计算 §3. 酸碱指示剂 §4. 酸碱滴定法及酸碱滴定曲线 §5. 指示剂的选择和终点误差 §6. 多元酸(碱)的滴定 第7页/共28页 9 电离理论：在水中，凡能电离出氢离子（质子）的化合物叫做酸，凡能电离出氢氧根离子的化合物叫做碱。 质子理论：凡能给出质子的分子或离子都叫做酸，凡能与质子结合的分子或离子都叫做碱。 电子理论：凡能给出电子对的分子、离子或原子团都叫做碱，凡能接受电子对的分子、离子或原子团都叫做酸。 第8页/共28页 10 电离理论的主要缺点是把酸和碱限制在以水为溶剂的体系中，因而具有很大的局限性。这主要是因为对于“强碱弱酸盐”（碳酸钠、醋酸钠等）在水溶液中显碱性，及“强酸弱碱盐”（氯化铵、氯化铁等）在水溶液中显酸性，必须通过盐的水解来解释。对于氨的水溶液具有碱性这一事实的解释也不够完满，因为，在氨-水溶液中存在的平衡是： NH3 + H2O ＝ NH4+ + OH- 氢氧化铵分子的存在缺乏实验事实的支持。 第9页/共28页 11 电子理论在有机化学和配位化学中有广泛的应用，缺点主要是没有公认的定量理论确定酸碱的强弱顺序。 第10页/共28页 12 质子理论的优点是脱离了溶剂，直接从物质与质子的关系来定义酸碱，可适用于非水溶液，它的主要局限是对于酸仍只包括了那些含有质子的物质，不能完满地解释为什么当CO2、SO2等气体溶解在水溶液中会显酸性。 在质子理论中，酸和碱不是彼此分隔的，而是统一在对质子的关系上： HA ＝ H+ + A- 为了表示上式中一对酸碱之间的相互依存关系，将HA和A- 称为共轭酸碱对, 其中HA是A-的共轭酸, A-是HA的共轭碱。这种得失质子的反应称为酸碱半反应。 第11页/共28页 13 酸或者碱可以是中性的分子，也可以是阳离子或者阴离子。磷酸为三元酸，磷酸根为三元碱。像H2PO4-, HPO42-这样，既可以给出质子，又可以接受质子的物质叫做两性物质。 HCl = H+ + Cl- NH4+ = H+ + NH3 H3PO4 = H+ + H2PO4- H2PO4- = H+ + HPO42- HPO42- = H+ + PO43- 第12页/共28页 14 由于质子的体积特别小，电荷密度非常高，游离的